[发明专利]废磷酸三丁酯/煤油的水泥固化材料及其水泥固化体的制备方法

说明书

本发明是关于一种废磷酸三丁酯/煤油的水泥固化材料及其水泥固化体的制备方法，废磷酸三丁酯/煤油的水泥固化材料以重量百分比计，其包括：硅酸盐水泥：45.0‑65.0％；粉煤灰：17.0‑38.0％；硅灰：4.0‑6.0％；膨胀剂：4.0‑6.0％；粉状减水剂：0.8‑1.2％；相容性改善剂：5.0‑6.0％；固油材料：2.5‑3.0％。本发明水泥固化材料具有废物包容量大、机械性能稳定、核素离子浸出率低等特点，水泥固化体的制备过程无化学污染、无放射性、无光污染、低噪声。

技术领域

本发明涉及一种放射性废物处理技术领域，特别是涉及一种废磷酸三丁酯/煤油的水泥固化材料及其水泥固化体的制备方法。

背景技术

废磷酸三丁酯/煤油(TBP/OK)是萃取处理乏燃料和高放废液中的锕系和镧系元素过程中产生的，是核工业产生的重要的放射性废液，按照GB9133-1995《放射性废物分类标准》规定，其属于中、低放废液。磷酸三丁酯(TBP)作为萃取剂多次循环使用后，受到化学和辐射的作用，发生降解反应性能变差，需要作为放射性废物进行处置。因其放射性核素的化学组成复杂并且易燃、易挥发，处理和整备都需要特殊考虑。

目前，国内外对废磷酸三丁酯/煤油的处置方法主要有焚烧或热解、水解固化、间接电化学氧化、塑料固化和水泥固化等。其中，焚烧或热解需要在高温环境下运行，废液中的磷、硫和氯对设备腐蚀严重且尾气净化复杂，使设施的建造和维护困难。水解固化、间接电化学氧化处理后废物依然需要进行后期水泥固化处置，工艺复杂，处理成本也较高。塑料固化体遇明火容易燃烧、不耐高温，易造成放射性泄露。美国Nochar公司研制的N910聚合物等N系列产品用于固化有机废液，固化体稳定性较好，但同样不耐高温，并且Nochar价格昂贵，其吸收废液之后的固化体是松散的颗粒或者小块，目前国内没有相关的废物体接收标准。水泥固化法广泛用于固化中、低放射性废物，但由于水泥与废磷酸三丁酯/煤油相容性差，导致水泥固化体中废磷酸三丁酯/煤油体积包容量低(小于24％)，固化体强度差，单位体积增容大，固化处置效率、安全性和经济性不佳。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种新型的废磷酸三丁酯/煤油的水泥固化材料及其水泥固化体的制备方法，所要解决的技术问题是使其水泥基固化材料具有核废物包容量大，核废物处置工艺简单，处理成本低，处理过程无化学污染，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种废磷酸三丁酯/煤油的水泥固化材料，以重量百分比计，其包括：

硅酸盐水泥：45.0-65.0％；

粉煤灰：17.0-38.0％；

硅灰：4.0-6.0％；

膨胀剂：4.0-6.0％；

粉状减水剂：0.8-1.2％；

相容性改善剂：5.0-6.0％；

固油材料：2.5-3.0％。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的废磷酸三丁酯/煤油的水泥固化材料，其中所述的硅酸盐水泥为高阿利特硅酸盐水泥；所述的粉煤灰为粉煤灰精细沉珠；所述的膨胀剂为硫铝酸钙-氧化钙类混凝土膨胀剂；所述的粉状减水剂为聚羧酸系高性能粉状减水剂；所述的相容性改善剂为钠质蒙脱石；所述的固油材料为有机膨润土改性环糊精基高吸油树脂。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种废磷酸三丁酯/煤油的水泥固化体的制备方法，其包括：

1)将固油材料和废磷酸三丁酯/煤油按重量比1:14-16混合静置，加入相容性改善剂，搅拌，得到固油材料-废磷酸三丁酯/煤油混合料；