[发明专利]一种含氟放射性废液的固化方法

说明书

本发明提供一种含氟放射性废液的固化方法，包括以下步骤：S1，提供含氟放射性废液，该含氟放射性废液包括氟和放射性废液；S2，将水泥灰与该含氟放射性废液混合形成水泥浆，该水泥灰包括：KH₂PO₄、重烧MgO、添加剂和硼砂；S3，将该水泥浆经固化、初凝和终凝形成第一水泥固化体；S4，将该第一水泥固化体养护形成第二水泥固化体。第二水泥固化体具有较高的抗压强度并能对放射性元素及氟离子形成有效包裹，满足最终处置的要求。

技术领域

本发明涉及放射性废液固化方法，更具体地涉及一种应用于含氟放射性废液的固化方法。

背景技术

熔盐堆采用熔融的氟盐作为主冷却剂，液态熔盐堆的燃料本身就溶解于氟化物高温熔盐中。熔盐堆的研发和运行过程会产生以氟盐为主要成分的放射性废物，乏燃料干法后处理、燃料盐分析测试、燃料添加盐分离回收等过程也会产生多种类型的放射性废物，这些放射性废物必然包括含氟放射性废液。为保证周边公众安全和减少废液对环境的污染，需要对含氟放射性废液进行减容和固化处理，使其达到安全暂存的要求。

硅酸盐水泥固化氟离子浓度较高的含氟放射性废液时，水泥浆的初凝时间会大幅减少，氟离子浓度8wt％时初凝时间只有2-3min；添加缓凝剂(硼砂)后导致水泥固化体的抗压强度大幅降低，不能满足国标要求。

因此针对含氟放射性废液的固化亟需新的水泥配方及方法，以解决水泥浆初凝时间短的问题。同时水泥固化体具有较高的抗压强度并能对放射性元素及氟离子形成有效包裹，满足最终处置的要求。

发明内容

为解决上述含氟放射性废液水泥固化初凝时间短等问题，本发明提供了一种含氟放射性废液的固化方法。

本发明提供一种含氟放射性废液的固化方法，包括以下步骤：S1，提供含氟放射性废液，该含氟放射性废液包括氟和放射性废液；S2，将水泥灰与该含氟放射性废液混合形成水泥浆，该水泥灰包括KH₂PO₄、重烧MgO、添加剂和硼砂；S3，将该水泥浆经固化、初凝和终凝形成第一水泥固化体；S4，将该第一水泥固化体养护形成第二水泥固化体。

其中，步骤S3具体为，将第一水泥固化体在空气中养护形成第二水泥固化体。

优选的，步骤S3具体为，将第一水泥固化体在空气中养护28天形成第二水泥固化体。其中，步骤S2包括：S21，提供一种水泥灰与含氟放射性废液混合；S22，先缓慢搅拌20s-40s，然后快速搅拌80-100s，得到均匀的水泥浆。

优选的，步骤S21中，所述水泥灰与含氟放射性废液的重量比1：0.18-0.19。

优选的，水泥初凝时间为20-30min，终凝时间为1-2min。

优选的，KH₂PO₄、重烧MgO、添加剂和硼砂的重量比为0.25：1：0-0.1：0.1-0.15。采用磷酸盐代替硅酸盐延长了水泥浆的初凝时间、增强了第二水泥固化体的抗压强度，同时对氟离子的包裹性较好。采用重烧MgO增加了水泥灰的反应性。采用硼砂延长了水泥浆的初凝时间。采用添加剂提高了第二水泥固化体的抗压强度。

优选的，添加剂包括石英砂、沸石、硅灰和粉煤灰中至少一种。

优选的，氟在含氟放射性废液中的重量百分比为0.01-12％。

优选的，氟在含氟放射性废液中的重量百分比为2％。

优选的，氟在含氟放射性废液中的重量百分比为12％。

优选的，含氟放射性废液，含有Cs⁺、Sr²⁺和Co²⁺中的至少一种。

优选的，放射性废液中含有质量含量为0-4.412g/L的放射性元素Cs。