[发明专利]一种玻璃掺杂放射性核废料地聚合物基固化体的制备方法

说明书

本发明提供了一种玻璃掺杂放射性核废料地聚合物基固化体的制备方法，其包括以下步骤：(1)将硅溶胶、氢氧化钠与目标核素混合，密封后搅拌，得到混合液；(2)将硅铝源材料粉末和硼硅酸盐玻璃粉加入所述混合液中，超声震荡并搅拌，得到混合料；(3)将所述混合料除气泡后密封放入烘箱中固化，得到地聚合物前驱固化体；(4)将所述地聚合物前驱固化体粉碎、研磨后压块成型，得到固化体生坯；(5)将所述固化体生坯进行烧结，冷却后得到地聚合物基固化体。采用本发明提供的方法固化放射性核废料，具有制备过程简单、强度高、固化效果好等优点，可实现核废料快速高效固封。

技术领域

本发明涉及放射性危废处理技术领域，特别是涉及一种玻璃掺杂放射性核废料地聚合物基固化体的制备方法。

背景技术

传统核废料固化处理技术的研究集中于改性水泥固化和玻璃固化，即将核废料掺入水泥或玻璃中制成固化体后深埋，但其只适用于处理中低放核废料，且存在制备工艺复杂或制备过程耗能较高等缺点。因此，提供一种放射性核废料固化方法，能够实现高效固封且制备过程简单，具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种玻璃掺杂放射性核废料地聚合物基固化体的制备方法，以提高地聚合物基固化体的机械强度和对核废料的固化效果。具体技术方案如下：

本发明提供了一种玻璃掺杂放射性核废料地聚合物基固化体的制备方法，其包括以下步骤：

将硅溶胶、氢氧化钠与目标核素混合，密封后搅拌，得到混合液；

将硅铝源材料粉末和硼硅酸盐玻璃粉加入所述混合液中，超声震荡并搅拌，得到混合料；

将所述混合料除气泡后密封放入烘箱中固化，得到地聚合物前驱固化体；

将所述地聚合物前驱固化体粉碎、研磨后压块成型，得到固化体生坯；

将所述固化体生坯进行烧结，冷却后得到地聚合物基固化体。

在本发明的一些实施方案中，所述硅溶胶的溶质质量分数为15wt％～50wt％。

在本发明的一些实施方案中，所述目标核素为放射性核废料中的一种或多种核素。

在本发明的一些实施方案中，所述氢氧化钠和目标核素的摩尔比为1:1～1:4。

在本发明的一些实施方案中，所述硅铝源材料为偏高岭土、粉煤灰、沸石或其他富含硅、铝元素的材料中的一种。

在本发明的一些实施方案中，所述氢氧化钠与硅铝源材料的质量比为0.05～0.2。

在本发明的一些实施方案中，基于所述硅铝源材料的总质量，所述硼硅酸盐玻璃粉的掺杂量为1wt％～20wt％。

在本发明的一些实施方案中，所述烧结在空气环境下进行：烧结温度为800℃～1150℃，时间为1h～2h。

在本发明的一些实施方案中，对制备的地聚合物基固化体进行抗浸出性能测试，测得铯元素的标准化浸出率为3.11×10^-8g/(cm²·d)～1.94×10^-7g/(cm²·d)。

本发明的有益效果：本发明提供的玻璃掺杂放射性核废料地聚合物基固化体的制备方法，通过将硼硅酸盐玻璃和地聚合物掺杂来制备放射性核废料固化体，高温处理时，熔化的玻璃在液态下可以填补地聚合物结构中的孔隙结构，能够加强地聚合物的结构，同时诱导和促进部分核素形成晶相，进一步加强核素固化效果。采用本发明的制备方法固化放射性核废料，具有制备过程简单、强度高、固化效果好等优点，可实现核废料快速高效固封。

当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明