[发明专利]赤泥放射性屏蔽剂及屏蔽赤泥放射性的方法

说明书

本发明提供一种赤泥放射性屏蔽剂及屏蔽赤泥放射性的方法。所述赤泥放射性屏蔽剂是一种烧结扩散型粉末，包括金属粉末与非金属粉末。所述金属粉末包括铅、钡、铋、钨、铁、铬、及镍中之一种或多种。所述非金属粉末包括硼酸、氧化硼、及氧化铋中之一种或多种。本发明采用粉末冶金工艺，通过混粉、压制、烧结扩散、破碎、细磨等工序制备出一定细度的赤泥放射性屏蔽剂。将一定量的赤泥放射性屏蔽剂添加到赤泥浆料中，球磨、干燥后获得干屏蔽赤泥，实现对电解铝固体废物赤泥的放射性屏蔽，从而达到国家标准放射性核素限量要求，以便于能够大规模利用该固体废弃物赤泥，建设绿色环保的生态环境，实现人与自然和谐共处。

技术领域

本发明涉及赤泥回收利用领域，尤其涉及一种赤泥放射性屏蔽剂及屏蔽赤泥放射性的方法。

背景技术

赤泥，是制铝工业中从铝土矿中提炼氧化铝后排出的工业固体废物。一般含氧化铁量大，外观与赤色泥土相似，因而得名。生产1吨氧化铝要排出0.6-2吨赤泥，国内厂家一般以室外荒地堆放为主，且为避免其飘到空气中造成大气污染，需要进行浇水，保持一定的湿度，使其以湿赤泥块方式存放。赤泥除了具有高碱性等化学特性之外，还具有一定放射性的物理特性。赤泥中核素主要为镭-226及钍-232。针对百万吨级堆放的赤泥，经检测发现，其放射性核素超标，内照射指数(IRa)为1.7，外照射指数(Ir)为2.6，均超过国家标准要求的限定数值(C/D472-200标准规定的值为IRa小于等于1.0，Ir小于等于1.0)。赤泥的放射性是对生态环境的现实威胁和长期威胁。

中国专利(CN101219883A，赤泥免烧砖及制作方法)中记载了，在制作赤泥免烧砖工艺过程中，加入硫酸钡粉可抑制赤泥混合料的放射性。技术方案是：赤泥免烧砖各材料组分为，按重量计，赤泥22-42％、粉煤灰20-40％、砂石20-30％、石膏3-7％、石灰6-10％、硫酸钡粉0.1-1％，通过自然养护或蒸压工艺制作得到免烧砖，放射性不会超出国家标准。

技术文献(用赤泥制备免烧砖的专利技术分析，作者：陈俊杰、姚美玉，广东化工，2019，46(14)：110-111)记载了，将硫酸钡粉与赤泥混合后，可立即降低赤泥放射性10％-20％左右，通过沉化8-12小时，可以进一步降低赤泥的放射性20％左右。

技术文献(改性赤泥免烧砖的制备与放射性屏蔽机理分析-《矿产保护与利用》，作者：杨艳娟、李建伟、张茂亮、马炎、殷会玲、马挺，2019，39(1)：95-99)记载了，采用生石灰和硫酸钡对赤泥进行处理，按照m(赤泥):m(生石灰):m(硫酸钡)＝100:20:1配置混合料,将混合料搅拌均匀,然后按照m(水):m(混合料)＝2:1的比例配置成料浆，然后将料浆采用平板电炉加热至90℃,在90℃下充分反应6h，得到改性赤泥。其内照射指数为1.518，外照射指数为1.3，仍超过建筑主体国家标准规定的限定数值，使用受到限制。

技术文献(赤泥天然放射性水平及在建材领域制约性研究-《轻金属》，作者：顾汉念、王宁、张乃从、万军、唐红峰、田元江，2011，(5)：19-21)中指出，能谱法和元素转化法能够满足赤泥等固体样品放射性水平的测定，在测量赤泥样品时，发现赤泥无论是烧结法赤泥还是拜耳法赤泥内照射指数和外照射指数均超过建筑材料反射性核素限量要求，不能直接用于建筑主体材料。

特别是，技术文献(赤泥水化过程放射性变化规律研究-《硅酸盐通报》，作者：田崇霏、罗忠涛、王晓、段会玲、杨久俊，2015，34(9)：2579-2584)表明：目前，大量消纳拜耳法赤泥废渣的领域是建材工业，但拜耳法赤泥的天然放射性水平一般都比较高，如果将拜耳法赤泥作为建筑材料或建筑材料添加物来使用，人体将长期暴露于其辐射之下，产生所谓的放射性危害现象(放射性能引起基因突变和染色体变异，损伤人的遗传物质，使一代乃至几代人受害，高剂量照射可致人死亡，长期低剂量照射可致人头疼、头昏、耳鸣，出现睡眠障碍、记忆力减退和皮肤损伤等现象)，放射性危害已成为制约拜耳法赤泥在建筑材料领域大规模综合利用的主要因素之一。