硫鋁酸鹽型復(fù)合固化材料及應(yīng)用研究.pdf

1、核能是21世紀(jì)主要能源之一，在核能的利用過程中將產(chǎn)生大量的放射性廢棄物，如何解決大量放射性廢液的固化處理是核技術(shù)應(yīng)用面臨的一個(gè)重要課題。本文從硫鋁酸鹽型礦物材料水化產(chǎn)物特點(diǎn)出發(fā)，提出通過引入選擇吸附能力強(qiáng)、并具有發(fā)生潛在土聚反應(yīng)的粘土類礦物材料，與硫鋁酸鹽型礦物的水化產(chǎn)物組成結(jié)構(gòu)體，形成一種對放射性廢液包容量大、吸附性強(qiáng)，并且凝結(jié)時(shí)間可調(diào)，便于快速處理的硫鋁酸鹽型復(fù)合固化材料。
　　 根據(jù)硫鋁酸鹽型礦物的水化特性，本文研究了以石

2、膏及相應(yīng)堿性材料作為調(diào)凝劑和促凝劑，摻加一定量的具有強(qiáng)吸附能力及潛在土聚效應(yīng)的粘土類礦物材料(沸石、膨潤土)，制備了以硫鋁酸鹽礦物水化產(chǎn)物為結(jié)構(gòu)主體的復(fù)合固化材料。通過大量的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，確定了該硫鋁酸鹽型復(fù)合固化材料的組成體系，最佳配合比和主要工藝參數(shù)。借助XRD、SEM、FT-IR、TG-DTA等現(xiàn)代測試手段對該固化材料的水化產(chǎn)物和硬化體的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測試分析，并以模擬Sr2+、Cs+廢液為固化處理對象，借助XRD、SEM、EDS等現(xiàn)

3、代測試方法對復(fù)合材料固化體的固化性能進(jìn)行了研究。
　　 結(jié)果表明，該硫鋁酸鹽型核素復(fù)合固化材料形成以鈣礬石為主體框架、吸附填充物參與構(gòu)建的結(jié)構(gòu)。在水灰比w/c=1.0時(shí)，膨潤土摻量為12.5％，沸石摻量為10％的硫鋁酸鹽型復(fù)合固化材料能夠?qū)δM放射性廢液形成穩(wěn)定的固化效果，其Sr2+、Cs+固化體42d浸出率分別為7.9×10-6cm/d、9.81×10-5cm/d。通過對實(shí)驗(yàn)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，適當(dāng)增加沸石摻量及外摻硅灰，固化體