鐵磷酸鹽玻璃陶瓷固化體結(jié)構(gòu)與化學(xué)穩(wěn)定性的研究.pdf

1、獨(dú)居石鐵磷酸鹽玻璃陶瓷固化兼具鐵磷酸鹽玻璃固化和獨(dú)居石陶瓷固化的優(yōu)點(diǎn)，是最新一代高放廢物固化方法。
　　本文以36Fe2O3-54P2O5-10CaF2為基礎(chǔ)玻璃，先分別摻入 TiO2和BaO改善玻璃基體的性能，再經(jīng)過析晶熱處理制備出具有優(yōu)良化學(xué)穩(wěn)定性的獨(dú)居石鐵磷酸鹽玻璃陶瓷固化體，利用XRD、SEM-EDS、FTIR等現(xiàn)代分析測(cè)試方法對(duì)樣品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和表面形貌進(jìn)行分析表征，通過MCC-1靜態(tài)浸出實(shí)驗(yàn)研究玻璃陶瓷固化體樣品的化學(xué)穩(wěn)

2、定性，得到如下主要結(jié)論：
　　(1)基礎(chǔ)鐵磷酸玻璃的摻雜改性:XRD分析表明，鋇鐵磷酸鹽玻璃在650~850℃析晶熱處理時(shí)，析出的主晶相為 FePO4,且BaO的摻量增加會(huì)抑制FePO4的析出。FTIR及 Raman光譜分析表明:兩個(gè)體系的鐵磷酸鹽玻璃具有相似的結(jié)構(gòu)，均以 Q1結(jié)構(gòu)單元為主，DTA測(cè)試結(jié)果表明，TiO2可以增強(qiáng)玻璃結(jié)構(gòu)的內(nèi)聚力，增強(qiáng)熱穩(wěn)定性。BaO作為一種網(wǎng)絡(luò)修飾體，適量時(shí)可以改善玻璃的熱穩(wěn)定性, TiO2的加入可

3、以增大玻璃密度。
　　(2)獨(dú)居石鐵磷酸鹽玻璃陶瓷固化體:鐵鈦磷酸鹽玻璃陶瓷固化體的主晶相和次晶相分別為獨(dú)居石和 Fe9TiO15，樣品T15-50W的析晶效果較佳，玻璃相的主要成分為AlPO4.鐵鋇磷酸鹽玻璃陶瓷固化體中，BaO可以抑制獨(dú)居石的析出，當(dāng)BaO的摻量達(dá)到20mol％時(shí)，固化體又析出了ZrP2O7和BaAl2Si2O8等雜相。FTIR分析表明，兩個(gè)體系的玻璃陶瓷固化體吸收峰的位置也基本一致，且隨著 TiO2和 BaO

4、含量的增大，Q1和 Q2基團(tuán)的特征吸收峰強(qiáng)度逐漸減弱，Q0基團(tuán)的吸收峰卻明顯增強(qiáng)。密度測(cè)試說明，二氧化鈦可以促進(jìn)玻璃析晶，使固化體結(jié)構(gòu)更加致密化，而固化體樣品的密度隨氧化鋇含量加入先增大后減小。化學(xué)穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)表明：兩個(gè)體系的固化體試樣的浸出率都隨著時(shí)間的延長逐漸下降，14天前下降較快，14天到28天期間緩慢下降，28天以后逐漸趨于穩(wěn)定，最后達(dá)到平衡。鐵鈦磷酸鹽玻璃陶瓷固化體質(zhì)量損失速率數(shù)量級(jí)都在10-10~10-9 g/cm2·min，