獨(dú)居石玻璃陶瓷固化體的結(jié)構(gòu)與性能的研究.pdf

1、本文是以xFe2O3-yP2O5-10CaF2(x+y=90)為基礎(chǔ)玻璃，加入一定比例的模擬高放廢物的金屬氧化物混合物，采用簡(jiǎn)單的工藝制備出了具有良好化學(xué)穩(wěn)定性的獨(dú)居石鐵磷酸鹽玻璃陶瓷固化體，通過DTA、XRD、SEM、FTIR等測(cè)試技術(shù)對(duì)試樣的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征;采用MCC-1靜態(tài)浸出實(shí)驗(yàn)方法研究了固化體試樣的浸出行為，得出如下主要結(jié)論:
　　(1)鐵磷摩爾比對(duì)獨(dú)居石固化體的結(jié)構(gòu)和性能有較大的影響，鐵磷摩爾比為0.67時(shí)(即摩爾組成

2、為36Fe2O3-54P2O5-10CaF2)鐵磷酸鹽玻璃陶瓷固化體具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，在浸泡7～42天的質(zhì)量浸出率變化幅度不大且浸出率較低，約為7.05×10-9g·cm-2·min-1，各種元素的浸出濃度都非常低。析晶溫度為980℃，保溫時(shí)間為3個(gè)小時(shí)的樣品較為致密，密度為3.07g·cm-3。固化體中的主晶相為獨(dú)居石，晶粒尺寸比較小且均勻，含有大量的正磷酸基團(tuán)[PO4]3-和微量的焦磷酸鹽基團(tuán)[P2O7]4-，不存在偏磷酸基團(tuán)[

3、PO3]-。SEM測(cè)試顯示，該比例下的樣品比較致密，且析晶比較明顯。
　　(2)以摩爾組成為36Fe2O3-54P2O5-10CaF2（即Fe/P=0.67）的玻璃為基礎(chǔ)，經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)及測(cè)試結(jié)果表明模擬核廢物包容量為70wt％時(shí)化學(xué)穩(wěn)定性最好，析晶溫度為1030℃，保溫時(shí)間為3個(gè)小時(shí)的樣品具有較高的密度，為2.97g·cm-3，固化體在浸泡37天時(shí)浸出率達(dá)到最低，為7.0×10-9g·cm-2·min-1，ICP-OES測(cè)試結(jié)果表

4、明浸出元素的濃度均很低，尤其是模擬高放廢物的Ce、La元素，說明固化體具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，主晶相為獨(dú)居石，且分布均勻，樣品表面比較致密。固化體中主要含有大量的正磷酸基團(tuán)[PO4]3-和微量的焦磷酸鹽基團(tuán)[P2O7]4-，不存在偏磷酸基團(tuán)[PO3]-。
　　(3)以鐵磷摩爾比為0.67(即摩爾組成為36Fe2O3-54P2O5-10CaF2)，包容量為70wt％為基礎(chǔ)，當(dāng)Al2O3的摻量為4mol％時(shí)，所得玻璃陶瓷在浸泡30天時(shí)質(zhì)