模擬放射性廢樹脂水泥固化配方優(yōu)化及固化體性能研究.pdf

1、放射性廢物對自然環(huán)境和人類身體健康具有極大危害，水泥固化是其主要處理方法之一，但該方法在處理放射性廢離子交換樹脂時存在固化困難、廢物包容量低等問題，導(dǎo)致固化體最終處置時占用空間大、處置成本高。針對以上問題，本文選用硫鋁酸鹽水泥體系固化模擬放射性廢樹脂，研究了固化配方中各組分對固化體性能的影響，采用多目標優(yōu)化法對固化配方進行了優(yōu)化，考察了使用優(yōu)化配方制備的固化體主要性能，為實際放射性廢物的高效固化提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。
　　首先，

2、采用硫鋁酸鹽水泥、偏高嶺土和萘系減水劑作為固化材料，研究了偏高嶺土、萘系減水劑、廢樹脂量及水膠比對固化體性能的影響。結(jié)果表明，在11％的摻量范圍內(nèi)，偏高嶺土有利于固化體抗壓強度的提高；水膠比過大使抗壓強度急劇降低；廢樹脂量或水膠比的增大，使抗壓強度下降。
　　在單因素試驗的基礎(chǔ)上，通過混料設(shè)計安排實驗，采用多目標法優(yōu)化了固化配方。獲得的優(yōu)化配方R1，其組成為廢樹脂、硫鋁酸鹽水泥、偏高嶺土和萘系減水劑的質(zhì)量比為40:55.8:2.2

3、:2，水膠比為0.445。
　　采用優(yōu)化配方R1固化模擬廢樹脂，考察了固化體的主要性能。R1固化體的廢物包容量可達到64%，7d抗壓強度為13.7MPa。固化體經(jīng)pH為7的去離子水浸泡90d后的強度為14.25MPa，5次凍融循環(huán)后的強度為11.42MPa，其損失分別為-4.0%和16.6%。R1固化體中模擬放射性核素在25℃下、pH為7的去離子水中42d Cs+浸出率為2.3×10-4cm/d。實驗結(jié)果表明優(yōu)化配方固化體的主要性