鐵硼磷酸鹽玻璃陶瓷固化體結(jié)構(gòu)與性能的研究.pdf

1、本文以36Fe2O3-10B2O3-54P2O5為基礎(chǔ)玻璃，在研究廢物組成中氧化鉻（Cr2O3）和氧化鋯（ZrO2）對(duì)該基礎(chǔ)玻璃結(jié)構(gòu)和抗析晶性能影響的基礎(chǔ)上，采用熱處理工藝制備了具有良好化學(xué)穩(wěn)定性的獨(dú)居石鐵硼磷酸鹽玻璃陶瓷固化體。通過(guò) XRD、FTIR、Raman、SEM-EDS等測(cè)試手段對(duì)試樣的結(jié)構(gòu)、物相和形貌進(jìn)行表征，并用MCC-1靜態(tài)浸出實(shí)驗(yàn)研究了固化體試樣的化學(xué)穩(wěn)定性，得出以下主要結(jié)論：
　　（1）Cr2O3對(duì)鐵硼磷酸鹽玻

2、璃（玻璃陶瓷）結(jié)構(gòu)與性能的影響研究表明：Cr2O3降低了36Fe2O3-10B2O3-54P2O5玻璃的形成能力，促進(jìn)該體系玻璃析晶。當(dāng) Cr2O3含量超過(guò)1.0wt％時(shí)，形成的產(chǎn)物中含有微晶相，其主晶相為β-CrPO4和Fe2(HPO3)3。含 Cr的鐵硼磷酸鹽玻璃的結(jié)構(gòu)基團(tuán)主要是正磷酸鹽（Q0）基團(tuán)、焦磷酸鹽（Q1）基團(tuán)和[BO4]基團(tuán)，摻入 Cr2O3導(dǎo)致結(jié)構(gòu)中Q0基團(tuán)轉(zhuǎn)變?yōu)?Q1基團(tuán)。在玻璃形成范圍內(nèi)，隨著 Cr2O3含量的增加

3、，玻璃轉(zhuǎn)變溫度升高。此外，含 Cr的鐵硼磷酸鹽玻璃在650℃~850℃熱處理，析出的主晶相為 Fe2(HPO3)3、FePO4(H2O)2和FePO4，隨著 Cr2O3含量的增加，析出的Fe2(HPO3)3晶相含量增加，F(xiàn)ePO4(H2O)2和FePO4晶體的析出受到抑制。
　?。?）36Fe2O3-10B2O3-54P2O5玻璃能包容6mol%的ZrO2，當(dāng) ZrO2的含量大于6mol%時(shí)，熔融冷卻后的產(chǎn)物發(fā)生部分析晶，其主晶相

4、為 ZrP2O7。含 ZrO2的36Fe2O3-10B2O3-54P2O5玻璃主要結(jié)構(gòu)基團(tuán)仍是Q0基團(tuán)、Q1基團(tuán)和[BO4]基團(tuán)，且在結(jié)構(gòu)中形成了 Zr-O-P鍵，隨著ZrO2含量的增加，該玻璃的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度增強(qiáng)。此外，該玻璃在650℃~850℃下析出的主晶相為 Fe4(PO4)2O、ZrP2O7和FePO4，且 ZrO2含量的增加，析出的ZrP2O7和FePO4晶相含量增加。
　　（3）用36Fe2O3-10B2O3-54P2O

5、5玻璃固化所設(shè)計(jì)的模擬廢物的研究表明，60wt.%的模擬廢物能穩(wěn)定地固化于形成的鐵硼磷玻璃陶瓷中，形成的玻璃陶瓷固化體的主晶相為獨(dú)居石相，其玻璃相主要結(jié)構(gòu)基團(tuán)為 Q0基團(tuán)，而且含有 O-Me-O-P鍵（Me為金屬陽(yáng)離子），該鍵的形成提高了固化體的化學(xué)穩(wěn)定性。該玻璃陶瓷固化體的失重速率為10-8~10-9g/cm2·min數(shù)量級(jí)，且隨著浸泡時(shí)間延長(zhǎng)其失重速率逐漸降低，浸泡液中主要浸出離子為 Al3+，其浸出濃度在1μg/ml左右，而La3