《一種硫鋁酸鹽水泥復摻混合材固化放射性廢樹脂的方法》是清華大學於2011年5月13日申請的專利，該專利的申請號為2011101248585，公布號為CN102262910A，授權公布日為2011年11月30日，發明人是王建龍、孫奇娜、李俊峰。
《一種硫鋁酸鹽水泥復摻混合材固化放射性廢樹脂的方法》公開了屬於放射性廢物水泥固化技術領域的一種硫鋁酸鹽水泥復摻混合材固化放射性廢樹脂的方法。該方法首先將硫鋁酸鹽水泥、沸石、礦渣、矽粉、粉煤灰、UNF-5減水劑混合均勻，製成混合物料；然後將混合物料、放射性廢樹脂和水在攪拌機中攪拌，製成漿料；將漿料轉移至模具內，抹平後放入養護箱內養護。使用該發明可以使固化過程中漿料具有合適的流動度，廢物固化體的抗壓強度和核素浸出率滿足國家標準。
2016年12月7日，《一種硫鋁酸鹽水泥復摻混合材固化放射性廢樹脂的方法》獲得第十八屆中國專利優秀獎。
基本介紹
- 中文名：一種硫鋁酸鹽水泥復摻混合材固化放射性廢樹脂的方法
- 公布號：CN102262910A
- 授權日：2011年11月30日
- 申請號：2011101248585
- 申請日：2011年5月13日
- 申請人：清華大學
- 地址：北京市海淀區100084-82信箱
- 發明人：王建龍、孫奇娜、李俊峰
- Int.Cl.：G21F9/36(2006.01)I、C04B28/36(2006.01)I
- 代理機構：北京眾合誠成智慧財產權代理有限公司
- 代理人：史雙元
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
核設施在運行、檢修及廢液處理過程中產生大量放射性離子交換樹脂。廢樹脂中含有大量水分，具有彌散性，輻解或熱解時會產生燃爆性氣體，必須以合適的方式固化，以便於貯存、運輸和處置。水泥固化技術因固化體性能穩定、設備簡單、易於操作、成本較低的優勢，廣泛套用於中、低放廢物的固化。2011年5月前核電站實際使用的放射性廢樹脂水泥固化配方存在包容量低、固化體核素浸出率高等不足。
硫鋁酸鹽水泥的主要熟料礦物是無水硫鋁酸鈣（3CaO·3Al2O3·CaSO4），硫鋁酸鹽水泥具有早強、高強、抗凍、抗滲、耐腐蝕等優點，可以作為固化放射性廢物的主要材料。為了在固化過程中保證必需的操作性以及使固化體獲得良好的機械性能和抗浸出性能，水泥固化配方中也可以摻加一種（單摻）或幾種（雙摻或復摻）礦物混合材，如沸石粉、礦渣粉、矽灰、粉煤灰、膨潤土、高嶺土等。各種礦物混合材的摻加可以改善水泥固化體中核素的抗浸出性能，降低水泥水化熱，沸石可以提高混合漿料的保水性，礦渣、矽灰、粉煤灰等可以在一定程度上提高固化體抗壓強度。使用硫鋁酸鹽水泥並摻加沸石固化廢樹脂，體積包容量可達40％以上。在矽酸鹽水泥中摻加絲光沸石水泥固化廢液，固化體強度、鈾浸出率均滿足國家標準。利用矽酸鹽水泥，雙摻礦渣、矽灰可以有效固化含Cd和Na的低放廢液，雙摻矽灰、沸石可固化陽樹脂。使用矽鋁酸鈣化合物，摻加火山灰、頁岩灰、爐渣、矽灰、硅藻土、膨潤土、沸石、高嶺土中的一種或幾種，可以在液固比0.5～0.8之間固化放射性廢液。
發明內容
專利目的
《一種硫鋁酸鹽水泥復摻混合材固化放射性廢樹脂的方法》的目的是提供一種硫鋁酸鹽水泥復摻混合材固化放射性廢樹脂的方法。
技術方案
《一種硫鋁酸鹽水泥復摻混合材固化放射性廢樹脂的方法》是按照如下步驟進行：
（1）將硫鋁酸鹽水泥、沸石、礦渣、矽粉、粉煤灰、UNF-5減水劑混合均勻，製成混合物料；
（2）將混合物料、放射性廢樹脂和水在攪拌機中攪拌3分鐘，製成漿料；
（3）將漿料轉移至Φ50毫米×50毫米的模具內，抹平後放入養護箱內養護7天，養護溫度為25±5℃，相對濕度≥90％。
所述放射性廢樹脂、硫鋁酸鹽水泥、沸石、礦渣、矽粉、粉煤灰、UNF-5減水劑與水的用量比例為：（0.9～1.1）升:（1240～1580）克:（65～185）克:（180～200）克:（150～200）克:（60～150）克:（2～6）克:（100～150）毫升。
有益效果
《一種硫鋁酸鹽水泥復摻混合材固化放射性廢樹脂的方法》使用硫鋁酸鹽水泥並摻加沸石固化廢樹脂，體積包容量可達40％以上，固化體核素浸出率低。該發明的方法操作簡單，成本低，所得固化體抗壓強度較高、漿料流動度適當。
技術領域
《一種硫鋁酸鹽水泥復摻混合材固化放射性廢樹脂的方法》屬於放射性廢物水泥固化技術領域，具體涉及一種硫鋁酸鹽水泥復摻混合材固化放射性廢樹脂的方法。
權利要求
1.《一種硫鋁酸鹽水泥復摻混合材固化放射性廢樹脂的方法》特徵在於，按照如下步驟進行：
（1）將硫鋁酸鹽水泥、沸石、礦渣、矽粉、粉煤灰、UNF-5減水劑混合均勻，製成混合物料；
（2）將混合物料、放射性廢樹脂和水在攪拌機中攪拌3分鐘，製成漿料；
（3）將漿料轉移至Φ50毫米×50毫米的模具內，抹平後放入養護箱內養護7天，養護溫度為25±5℃，相對濕度≥90％。
2.根據權利要求1所述一種硫鋁酸鹽水泥復摻混合材固化放射性廢樹脂的方法，其特徵在於，所述放射性樹脂、硫鋁酸鹽水泥、沸石、礦渣、矽粉、粉煤灰、UNF-5減水劑與水的用量比例為：（0.9～1.1）升:（1240～1580）克:（65～185）克:（180～200）克:（150～200）克:（60～150）克:（2～6）克:（100～150）毫升。
實施方式
採用混合樹脂為模擬放射性廢樹脂，混合樹脂中陰陽樹脂的體積比為3:2。使用硫鋁酸鹽水泥作為主要基材，複合摻加一定比例的沸石、礦渣、矽粉和粉煤灰，固化混合樹脂。
- 實施例1
硫鋁酸鹽水泥復摻混合材固化放射性廢樹脂的方法，按照如下步驟進行：
（2）將混合物料、1升混合樹脂和125毫升水在攪拌機中攪拌3分鐘，製成漿料；
（3）將漿料轉移至Φ50毫米×50毫米的模具內，抹平後放入養護箱內養護7天，養護溫度為25±5℃，相對濕度≥90％。
測定固化體7天抗壓強度為13.1兆帕。
- 實施例2
硫鋁酸鹽水泥復摻混合材固化放射性廢樹脂的方法，按照如下步驟進行：
（1）將硫鋁酸鹽水泥1470克、沸石100克、礦渣200克、矽粉170克、粉煤灰60克、UNF-5減水劑2.4克混合均勻，製成混合物料；
（2）將混合物料、1升混合樹脂和110毫升水在攪拌機中攪拌3分鐘，製成漿料；在水泥膠砂流動度測定儀台面中央放置流動度試模，將在攪拌機中拌好的漿料分兩層迅速裝入流動度試模，測定漿料的流動度；
（3）將在攪拌機中拌好的漿料轉移至Φ50毫米×50毫米的模具內，抹平後放入養護箱內養護7天，養護溫度為25±5℃，相對濕度≥90％。
測定固化體7天抗壓強度為12.6兆帕。漿料的流動度為216毫米。
- 實施例3
硫鋁酸鹽水泥復摻混合材固化放射性廢樹脂的方法，按照如下步驟進行：
（1）將硫鋁酸鹽水泥1440克、沸石100克、礦渣200克、矽粉180克、粉煤灰80克、UNF-5減水劑2克混合均勻，製成混合物料；
（2）將混合物料、1升含4克Cs的混合樹脂和125毫升水在攪拌機中攪拌3分鐘，製成漿料；
（3）將漿料轉移至Φ50毫米×50毫米的模具內，抹平後放入養護箱內養護28天，養護溫度為25±5℃，相對濕度≥90％，然後進行核素浸出試驗，浸出劑為1.5升去離子水，溫度為25℃，分別在第1、3、7、10、14、21、28、35和42天時取樣並更換新的浸出劑。
Cs在第42天的浸出率和累積浸出分數分別為8.4×10厘米/天和7.1×10厘米。
- 實施例4
硫鋁酸鹽水泥復摻混合材固化放射性廢樹脂的方法，按照如下步驟進行：
（1）將硫鋁酸鹽水泥1240克、沸石65克、礦渣180克、矽粉150克、粉煤灰150克、UNF-5減水劑2克混合均勻，製成混合物料；
（2）將混合物料、0.9升混合樹脂和100毫升水在攪拌機中攪拌3分鐘，製成漿料；
（3）將漿料轉移至Φ50毫米×50毫米的模具內，抹平後放入養護箱內養護7天，養護溫度為25±5℃，相對濕度≥90％。
測定固化體7天抗壓強度為12.1兆帕。
- 實施例5
硫鋁酸鹽水泥復摻混合材固化放射性廢樹脂的方法，按照如下步驟進行：
（1）將硫鋁酸鹽水泥1580克、沸石185克、礦渣190克、矽粉200克、粉煤灰100克、UNF-5減水劑6克混合均勻，製成混合物料；
（2）將混合物料、1.1升混合樹脂和150毫升水在攪拌機中攪拌3分鐘，製成漿料；
（3）將漿料轉移至Φ50毫米×50毫米的模具內，抹平後放入養護箱內養護7天，養護溫度為25±5℃，相對濕度≥90％。
測定固化體7天抗壓強度為12.9兆帕。
榮譽表彰
2016年12月7日，《一種硫鋁酸鹽水泥復摻混合材固化放射性廢樹脂的方法》獲得第十八屆中國專利優秀獎。
