鐵磷酸鹽玻璃陶瓷固化體結(jié)構(gòu)與性能的研究.pdf

1、玻璃陶瓷兼有玻璃和陶瓷的優(yōu)點,是固化高放廢物(HLW)很好的基材,本文以36Fe2O3-54P2O5-10CaF2為基礎(chǔ)玻璃,采用簡單的工藝制備了具有良好化學(xué)穩(wěn)定性的獨居石鐵磷酸鹽玻璃陶瓷固化體,通過DTA、XRD、SEM-EDS、FTIR等測試技術(shù)對試樣進(jìn)行分析；MCC-1靜態(tài)浸出實驗用來研究固化體試樣的浸出行為,得到如下主要結(jié)論:
　　 (1)B2O3的加入對鐵磷酸鹽玻璃陶瓷固化體有較大的影響,以10mol％的B2O3代替F

2、e2O3加入制備的試樣化學(xué)穩(wěn)定性最好,28天的浸出率約為7.81×10-9g.cm-2.min-1。HLW包容量研究表明:該體系的玻璃陶瓷能夠很好的固化HLW,HLW包容量高達(dá)60wt％的固化體試樣仍具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性,28天浸出率低于2×10-8g.cm-2.min-1；固化體的主晶相為獨居石,另外還含有少量的SiO2、AlPO4和La2Zr2O7；固化體中主要含正磷酸基團(tuán)[PO4]3-和焦磷酸基團(tuán)[P2O7]4-,在包容量高達(dá)70

3、wt％時出現(xiàn)偏磷酸基團(tuán)[PO3]-,試樣中的B主要以[BP4]四面體存在。
　　 (2)SiO2對固化體的影響研究表明:固化體的主晶相為獨居石,試樣中還含有少量SiO2,玻璃相并非大量存在。固化體中含有大量的[PO4]3-和少量[P2O7]4-,沒有[PO3]-存在,Si在試樣中主要是以[SiO4]四面體的形式存在的。SiO2摻入對試樣的化學(xué)穩(wěn)定性影響不大。
　　 (3)對于高鈉高放廢物包容量的研究表明:固化體的主晶相為

4、獨居石、Na3Ce(PO4)2和La2Zr2O7,試樣中還檢測到部分未反應(yīng)完全的Fe2O3；樣品中含有大量[PO4]3-和少量[P2O7]4-,沒有[PO3]-存在。
　　 在浸泡過程中,浸出液pH值呈上升趨勢,這是由于去離子水中的H+和固化體中的Na+進(jìn)行離子交換,使得浸出液中生成NaOH。ICP-OES分析表明:Na的浸出量是最高的,其次是Al,然后是Cr、Zr、Fe、La等元素。La和Zr的歸一化浸出率都很低,對試樣化學(xué)穩(wěn)