[其他]放射性廢物固化的工藝過程

在審

• 申請號: 101985000003176
• 申請日: 1985-04-26
• 公開（公告）號: CN85103176B
• 公開（公告）日: 1987-03-25
• 發明（設計）人: 森和秀;玉田慎;菊池恂
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 崔曉光;李雒英

本發明是關于固化放射性廢物的工藝過程。首先能將放射性廢物轉化成幾乎水不溶解的粉末（包括水不溶解粉末），然后在固化容器內用水凝固化劑固化。或者可將放射性廢物干燥制成粉末，將這種粉末干燥制成顆粒，然后用一種幾乎水不溶解的物質（包括水不溶解的物質）將顆粒敷膠制成微型膠丸。這種幾乎水不溶解的鹽最好選擇鈣鹽。添加劑最好選擇氫氧化鈣溶液或者二氯甲烷和已烷組合溶劑。獲得的固化物具有高度堅實性，并且體積大大縮小。

本發明是關于核電站放射性廢物固化的工藝過程，特別是關于使用水凝固化劑進行固化的工藝過程。

核電站的放射性廢物量和有關的處理廠的數量在逐年增加，因而減少這種放射性廢物的體積的需求也在不斷增加，以便確保處理廠內有貯存的地方。

至今已經考查過的用于減少放射性廢物體積的方法如下：將已濃縮的廢液干燥制成粉末。已濃縮的廢液是通過濃縮在廢離子交換樹脂的再生中產生的廢液，和濃縮核電站中大量存在的離子交換樹脂粉漿得到的。這樣，使占廢液體積主要部分的水分分離出來。如果有必要，進一步將粉末制粒，然后在固化容器內整體封裝固化（美國專利說明書號：No4，299，271）。

然而這種方法還是有缺點的，當使用水泥或堿金屬硅酸鹽（例如，水玻璃）一類水凝固化劑時，這廢液不一定能夠變成穩定的固體。

沸水堆核電站產生的已濃縮廢液主要由一種鈉鹽，即硫酸鈉（Na₂SO₄）組成的。另一方面，在壓水堆核電站中，已濃縮廢液主要由一種鈉鹽，即硼酸鈉Na₂B₄O₇組成的，這些鈉鹽都是可溶于水的。

如果將沸術堆核電站產生的已濃縮廢液干燥、制粉，或者如果有必要，進一步制粒，然后用水凝固化劑進行固化，它的主要成分硫酸鈉將吸收這固化劑漿糊中的水分和固化反應所產生的水分，形成一種膨脹的水化物Na₂SO₄·10H₂O，引起該固化物的破裂。另外，如果用水泥作固化劑，硫酸鈉將同水泥水化時產生的氫氧化鈣（熟石灰）發生反應生成石膏。這石膏將避免水泥硬化太快。但另一方面，石膏將加速產生鈣礬石（3CaO·Al₂O₃·3CaSO₄·32H₃O），引起固化物膨脹或破裂。

如果是固化壓水堆核電站產生的已濃縮廢液，其主要成分硼酸鈉同樣將使固化物的強度降低，它會產生水化物Na₂B₁O₇。10H₂。而發熱，如果使用水泥固化劑，將阻礙水泥水化時硅酸鈣（3CaO·2SiO₂·3H₂O）和鋁酸鈣（3CaO·Al₂O₃·6H₂O）的形成。

由于在這兩種情況中，粉末或顆粒廢物主要含有水溶性鈉鹽，固化物在長期貯存中將會發生結構的裂解、浸出率上升，強度降低和由于滲出而致的比重下降。

此外在固化過程中硼酸鈉同水凝固化劑反應非常快。這一固化進行得這樣快，以至會干擾固化混合物的平穩澆注。為了避免這種情況發生，在固化混合物中廢液的含量必須限制，至多占30%重量，因此體積縮小比相應降低了。

本發明的目的是提供放射性廢物固化的工藝過程，使得到的固化物長期具有高度堅實性。

本發明的另一個目的是提供放射性廢物固化的工藝過程，使得到的固化物體積大大縮小。

本發明的另一個目的是提供放射性廢物固化的工藝過程，使得到的固化物的結構由于滲出而致的裂解較少。

本發明的另一個目的是提供放射性廢物固化的工藝過程，使得到的固化物具有低的浸出率。

引起發明人注意的是，發現上面提到的問題完全是由于在廢液中包含的主要成分是可溶解的鹽。因此，他們做了各種研究，確信這些問題可用下列方法解決，即在進入固化過程之前，將放射性廢物轉化成幾乎水不溶解的鹽結構（包括不溶解結構），他們終于取得了本發明。