模擬放射性焚燒灰陶瓷固化處理的研究.pdf

1、針對(duì)放射性焚燒灰的特點(diǎn)，以天然鋯英石、模擬放射性焚燒灰、CaCO3、TiO2、UO2等為原料，采用高溫固相反應(yīng)，借助TG-DSC、XRD、SEM、抗浸出性能測(cè)試等分析測(cè)試方法，對(duì)鈣鈦鋯石和榍石人造巖石(鈦酸鹽陶瓷)固化模擬放射性焚燒灰，以及鋯英石和氧化鋯陶瓷固化模擬放射性焚燒灰進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。 鈣鈦鋯石和榍石人造巖石固化模擬放射性焚燒灰的研究表明： (1)鈣鈦鋯石和榍石(目標(biāo)礦相)的合成溫度隨模擬放射性焚燒灰摻量的

2、增加而呈規(guī)律性降低。當(dāng)模擬放射性焚燒灰摻量為20wt.％、40wt.％、60wt.％時(shí)，目標(biāo)礦相的最佳合成溫度分別為1260℃、1230℃、1200℃。 (2)人造巖石的燒結(jié)溫度隨模擬放射性焚燒灰摻量的增加而逐漸降低。當(dāng)模擬放射性焚燒灰摻量為20wt.％、40wt.％、60wt.％時(shí)，其較佳燒結(jié)溫度范圍分別為1230～1290℃，1200～1260℃，1170～1260℃，最佳燒結(jié)溫度分別為1260℃、1230℃、1200℃。

3、 (3)目標(biāo)礦相的最佳合成溫度與人造巖石的最佳燒結(jié)溫度一致，在工程化應(yīng)用中，可以實(shí)現(xiàn)鈣鈦鋯石和榍石固化基材的合成和人造巖石固化體的燒結(jié)工藝合二為一。 (4)UO2摻量為6.88wt.％、模擬放射性焚燒灰摻量為60wt.％的人造巖石固化體性能優(yōu)良，U核素浸出率為10-7～10-9cm/d(1～42d)。 鋯英石和氧化鋯陶瓷固化模擬放射性焚燒灰的研究表明： (1)陶瓷體的燒結(jié)溫度和物相組成隨模擬放射性焚燒灰摻量

4、的增加而發(fā)生變化。當(dāng)模擬放射性焚燒灰摻量為20wt.％時(shí)，其較佳燒結(jié)溫度范圍為1230℃～1290℃，主要物相為ZrSiO4；當(dāng)模擬放射性焚燒灰摻量為40wt.％時(shí)，其較佳燒結(jié)溫度范圍為1200℃～1260℃，主要物相為ZrSiO4和ZrO2；當(dāng)模擬放射性焚燒灰摻量為60wt.％時(shí)，其較佳燒結(jié)溫度范圍1290℃～1350℃，主要物相為ZrO2。 (2)UO2摻量為6.88wt.％、模擬放射性焚燒灰摻量為40wt.％的陶瓷固化體性