关于放射性废物水泥固化介绍

[拼音]：fangshexing feiwu shuini guhua

[外文]：cement solidification of radioactive waste

将放射性废物掺合入水泥中凝成固体的处理技术，是中、低放（射性）废物固化方法之一（见放射性废物固化）。适于固化低放浓缩液、化学沉淀泥浆和废离子交换树脂，是最早用于工业的固化方法。

固化中常用的基材是含钙、铝、铁、镁等成分的硅酸盐水泥和火山灰硅酸盐水泥。常用的添加剂有蛭石、沸石和硅藻土等，它们的作用有降低放射性核素的浸出率，提高固化体机械强度，吸收游离水等。

用水泥固化废液时对水灰比(即废液和水泥用量比)有一定要求。要获得大的减容比应采用高的水灰比，然而高的水灰比使固化体的含盐量和含水量增加。含盐量增加会降低固化体的机械强度，含水量增加会在水泥浆表面产生一层游离水。加入合适的添加剂虽能提高机械强度和消除游离水，但也使减容比降低和重量增加。因此必须权衡利弊，选用合适的水灰比和添加剂，一般水灰比不超过0.5。

主要有两种：

（1）桶内混合法，废液、水泥和蛭石等按比例加到作为贮存容器的金属桶内，用机械搅拌或加盖密封后滚动、振动的方法使它们混匀；

（2）桶外混合法，废物和水泥在混合器内混合，得到的浆料装入贮存桶。

水泥固化的优点是工艺和设备简单;可连续 *** 作，也可在贮存容器中固化，进行间歇 *** 作；处理费用低；无燃烧爆炸的危险；水泥本身具有良好的防护屏蔽性能。主要缺点是浸出率高，约比沥青固化体高 100～1000倍(见放射性废物沥青固化)；减容比小于1；固化体较重。

为了改善水泥固化体的抗水浸出能力，提高机械强度和增加废物包容量，20世纪70年代中期开始研究用聚合物浸渍水泥固化体。此外还开始了用热压水泥固化法处理高放废液的实验室研究。

（1）聚合物浸渍水泥固化体 聚合物浸渍混凝土是一种新型建筑材料，它具有机械强度高、孔隙率极低、耐化学腐蚀和耐风化等特点，特别适合于强腐蚀性场所使用。鉴于聚合物浸渍混凝土的这些特点，研究了用它作为中、低放废物固化基材的可能性。工艺过程如下：先将废物转化为水泥固化体，真空脱水后放入含引发剂的聚合物单体溶液中浸渍，将浸渍后的水泥固化体加热或辐照使单体聚合（见聚合反应）。聚合后一般生成热固性塑料，如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等。与普通水泥固化体相比，聚合物浸渍水泥固化体的性能有一定改善，如浸出率至少低一个数量级，机械强度提高2倍左右。

（2）热压水泥固化高放废液 一般水泥固化体的抗水浸出性能较差，强辐照下气体辐解产物会使固化体破裂，因而水泥固化通常用于放射性水平较低的废物。但是水泥经热压处理后孔隙率可降到3％左右，机械强度提高约10倍。初步研究结果证明：将模拟高放废液煅烧物和湿水泥粉混匀，然后在150～250℃、2.4×106帕下热压，可得到致密、不透气、抗水浸出的固化体。它的机械强度与玻璃相似，比普通水泥高5～10倍。