[发明专利]一种中低放射性核废料焚烧灰磷铝酸锶钙水泥固化基材

说明书

本发明公开了一种中低放射性核废料焚烧灰磷铝酸锶钙水泥固化基材，其组成(质量分数)如下：磷铝酸锶钙水泥熟料70～80％、硅灰5～15％、沸石粉5～18％、锶渣3～10％。本发明的水泥基固化材料在抗渗，耐高温以及防辐射等方面性能突出，能满足用于核废料固化材料的需要，且可长期在高温环境下应用，不惧因焚烧灰可能发生的反应以及辐射等原因产生的高温(如灰中混有CaO，遇水反应，放出大量的热)；同时由于组成中含有特殊的磷铝酸锶钙水泥熟料，使得本发明的水泥固化基材在防辐射方面性能优异，不仅能阻隔核辐射，更能有效屏蔽焚烧灰产生的辐射，是一种优秀的可用于低放射性核废料固化的水泥基材。

技术领域

本发明涉及一种中低放射性核废料焚烧灰磷铝酸锶钙水泥固化基材，属于特种水泥领域

背景技术

随着工业文明的进步，地球上可被人们利用的煤炭、石油等资源日益枯竭，能源问题已成为全世界关心的问题。核能作为一种清洁、高效的能源受到广泛关注。自新中国建立以来，我国发展了门类齐全的核工业体系。在过去中国的核工业规模较小，产生的核废料也相应较少。近年来随着中国经济的高速发展，中国的核工业也有了长足的进步，开始向各个领域渗透，但大量的核废料也随之产生。在这些核废料当中只有1％是高放射性的核废料，剩余的 99％都是中低放射性的核废料，所以在核废料的处理过程中，有关中低放射性的核废料的处理至关重要。对于一些可燃的中低放射性废物，为避免因某些原因造成放射性物质泄漏，需对其进行焚烧处理，得到相对稳定的储存形式。

目前，中低放射性焚烧灰的固化方法主要有水泥固化、沥青固化、塑料固化、玻璃固化、陶瓷固化等，而在这些固化方法中水泥固化的方法成本低，工艺简单，效果比较好，是处理焚烧灰的一种理想的方式。但是为满足固化处理的需要，对固化处理核废料的水泥要有很高的要求，例如良好的抗渗性能以及耐高温性能(中低放核废料辐射会产生高温)，因此现在急需一种能满足水泥固化需要的水泥基材。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种中低放射性核废料焚烧灰磷铝酸锶钙水泥固化基材，其具有很好的抗渗性能以及突出的耐高温特性以及防辐射能力，是一种优秀的可用于核废料固化的优良材料。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种中低放射性核废料焚烧灰磷铝酸锶钙水泥固化基材，所述中低放射性核废料焚烧灰磷铝酸锶钙水泥固化基材的质量百分比组成如下：磷铝酸锶钙水泥熟料70～80％、硅灰5～15％、沸石粉7～18％、锶渣3～10％。

所述磷铝酸锶钙水泥熟料矿相质量百分比组成为：磷铝酸锶钙35～55％、铝酸锶钙

25～35％、铝酸钙15～20％、铁酸二钙5～15％；其中磷铝酸锶钙矿相化学分子式为C_8-xSr_xA₆P， 2x2.4。

所述磷铝酸锶钙水泥熟料是由生料经煅烧制成，煅烧温度为1350～1480℃，保温时间为 2h。

所述生料的氧化物质量百分比组成为：SrO 10～25％、Al₂O₃ 30～45％、CaO 20～35％、P₂O₅ 5～8％、Fe₂O₃ 2～15％、B₂O₃ 3～8％。

所述磷铝酸锶钙水泥熟料、硅灰、沸石粉和锶渣的颗粒度需分别控制在400～500±30 m²/Kg、400～500±30m²/Kg、100～300目、1500～2000目的范围内。