[发明专利]放射性废物的熔融处理方法

说明书

本发明涉及一种放射性废物的熔融处理方法，包括如下步骤：将待处理的放射性废物置于熔融炉中进行熔融处理；熔融处理包括依次进行的进料熔制阶段、加热熔制阶段、出料阶段及炉底冷却阶段；控制熔融炉中的底部物料在进料熔制阶段、加热熔制阶段、出料阶段的熔融温度依次升高，及在炉底冷却阶段的熔融温度低于进料熔制阶段的熔融温度；控制熔融炉的中部物料在加热熔制阶段、出料阶段的熔融温度高于在进料熔制阶段的熔融温度，及在炉底冷却阶段的熔融温度低于进料熔制阶段的熔融温度；在进料熔制阶段，底部物料的熔融温度低于中部物料的熔融温度；控制熔融炉的顶部物料在熔融处理中的各阶段形成冷帽层。该方法改善了熔制效果、降低了炉底堵塞风险。

技术领域

本发明涉及放射性废物处理技术领域，特别是涉及一种放射性废物的熔融处理方法。

背景技术

核工业生产和退役过程中会产生大量放射性废物。放射性废物的传统处理方法主要是：分类——压缩减容、水泥固化或者混凝土固定——包装后送往暂存库贮存——地层处置。该处理方法因技术成熟而被核工业广泛采用，但是存在处理速度慢、废物包容率低、压缩后的废物核素浸出率高等缺点。

随着我国核工业不断发展、核安全关注度加强，传统水泥固化方式逐渐不能满足放射性废物稳定处理、固化体减容处理的要求。为保障核工业的可持续发展，国际上提出一种固化效果和减容效果都更好的玻璃固化、玻璃陶瓷固化处理方法。无论是玻璃固化还是玻璃陶瓷固化，放射性废物与添加剂均需在熔融系统中进行熔融处理。熔融处理工艺是放射性废物均匀化、稳定固化效果的关键因素。

在目前的熔融处理工艺下，放射性废物中的有机成分可被热解，其中的无机成分被熔融；然而在此过程中同时会产生大量烟气和飞灰导致废物熔制效果不佳等问题，且还存在着贵金属等金属在熔融炉的炉底沉积而导致炉底堵塞等风险。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够改善熔制效果、降低炉底堵塞风险的放射性废物的熔融处理方法。

一种放射性废物的熔融处理方法，包括如下步骤：

将待处理的放射性废物置于熔融炉中进行熔融处理；所述熔融处理包括依次进行的进料熔制阶段、加热熔制阶段、出料阶段及炉底冷却阶段；

控制所述熔融炉中的底部物料在所述进料熔制阶段、所述加热熔制阶段、所述出料阶段的熔融温度依次升高，及在所述炉底冷却阶段的熔融温度低于所述进料熔制阶段的熔融温度；控制所述熔融炉中的中部物料在所述加热熔制阶段、所述出料阶段的熔融温度高于在所述进料熔制阶段的熔融温度，及在所述炉底冷却阶段的熔融温度低于所述进料熔制阶段的熔融温度；在所述进料熔制阶段，所述底部物料的熔融温度低于所述中部物料的熔融温度；控制所述熔融炉中的顶部物料在所述进料熔制阶段、所述加热熔制阶段及所述出料阶段中形成冷帽层。

在其中的一些实施例中，在所述进料熔制阶段、所述加热熔制阶段及所述出料阶段中，控制所述熔融炉中的物料顶部的冷帽层在所述熔融炉的横截面的面积占比为30％～90％。

在其中的一些实施例中，调节所述物料的进料速率和/或对所述冷帽层的加热热量，以控制所述熔融炉中的物料顶部的冷帽层在所述熔融炉的横截面的面积占比为30％～90％。

在其中的一些实施例中，对所述熔融炉的轴向方向上进行分段加热，以分别控制所述熔融炉中的底部物料和中部物料的熔融温度。

在其中的一些实施例中，所述分段加热的方式为分段感应加热或分段电极加热。

在其中的一些实施例中，所述放射性废物为放射性非金属废物，在所述熔融炉内还加入玻璃添加剂进行所述熔融处理，以使所述放射性非金属废物与所述玻璃添加剂形成玻璃熔融体。

在其中的一些实施例中，还包括如下步骤：

在所述玻璃熔融体自所述熔融炉出料后，再进行保温退火或核化晶化处理，形成玻璃固化体或玻璃陶瓷固化体。