System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种用于高含硼浓缩液的固化配方及应用组成比例_技高网

一种用于高含硼浓缩液的固化配方及应用组成比例

技术编号:43647965 阅读:3 留言:0更新日期:2024-12-13 12:43
本发明专利技术属于核电站放射性废物处理技术领域,具体涉及一种用于高含硼浓缩液的固化配方及应用,按重量份计,该固化配方包含以下原料:水泥90‑100份,环氧树脂12‑16份,固化剂6‑8份,熟石灰17‑19份,改性分子筛2‑2.5份,氯化钙0.5‑0.7份、减水剂0.5‑0.8份。本发明专利技术的固化配方,能够提高硼包容率,且固化后的水泥具有良好的耐久性和力学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于核电站放射性废物处理,具体涉及一种用于高含硼浓缩液的固化配方及应用


技术介绍

1、在核电厂运行过程中会产生大量的放射性废液,通常使用蒸发浓缩技术对其进行处理,但处理后大部分核素都富集在浓缩废液中,需要对其进一步处理,便于运输储存至放射性固体废物处置场,经过自然衰变,其放射性水平降低到安全的水平,不再危害环境。水泥固化是比较安全且常用的方法,利用水泥的水化作用使混合浆体形成具有一定机械强度、耐久性和核素吸附能力的水泥固化体,从而实现废物固化的目的,且便于运输。

2、专利cn102800377b公布了一种核电废弃物的水泥固化方法,包括步骤:以水泥、石灰和外加剂为固化剂原料,依次向核电废弃物浓缩液中加入外加剂、石灰和水泥进行搅拌静置固化得到固化体,能够降低水泥固化体的体积、提高核电废弃物包容率,各组分需要按次序加入,操作不便;专利cn105741899a公开了一种放射性含硼废液的固化处理添加剂、固化配方及工艺,该添加剂采用水泥为固化基础材料,利用粉煤灰、沸石粉、硅灰、偏铝酸钠加快水泥硬化,再加入硅酸钠、碳纤维粉对聚合硼酸盐进行固化,得到的固化体对硼酸具有较高的包容率,但该专利需要将硼酸转化为聚硼酸盐再进行固化,转化过程中可能会造成泄漏,污染环境。

3、因此,亟需制备一种操作方便,硼包容率高的固化配方。


技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的不足,本专利技术提供了一种操作方便,硼包容率高,且固化后的水泥固化体具有良好的耐久性和力学性能的固化配方。</p>

2、为了实现上述目的,本专利技术所采用的技术方案是:

3、本专利技术第一方面提供了一种用于高含硼浓缩液的固化配方,按重量份计,包含以下原料:水泥90-100份,环氧树脂12-16份,固化剂6-8份,熟石灰17-19份,改性分子筛2-2.5份,氯化钙0.5-0.7份、减水剂0.5-0.8份。

4、优选地,所述熟石灰中ca(oh)2的纯度≥95%。

5、在一些实施方式中,所述水泥为42.5硅酸盐水泥。

6、优选地,所述42.5硅酸盐水泥的3天抗压强度≥17mpa,28天抗压强度≥42.5mpa,3天抗折强度≥3.5mpa,8天抗折强度≥6.5mpa。

7、在一些实施方式中,所述固化剂的制备方法,包括以下步骤:

8、(1)将季戊四醇和氯化亚砜加入dmf中,0-5℃反应3-4h,萃取,旋蒸,干燥,得到固体,将得到的固体、3-丁烯-1-醇、催化剂加入二氯甲烷中,75-85℃反应35-37h,萃取,得到中间体1;

9、(2)将步骤(1)得到的中间体1、引发剂加入丙烯酸中,70-80℃反应,抽滤、干燥,得到数均分子量为600-700的中间体2;

10、(3)将步骤(2)得到的中间体2与三苯甲烷三异氰酸酯加入dmf中,在60-70℃反应5-6h,旋蒸,干燥,得到固化剂。

11、在一些实施方式中,所述步骤(2)中中间体1与丙烯酸的质量比为1:(0.8-1)。

12、本专利技术制备了一种固化剂用于环氧树脂固化,同时增加固化后水泥的密实程度,具有良好的力学性能,可能的原因是自制的固化剂含有多个异氰酸酯基团,一方面与固化配方中环氧树脂以及改性分子筛中的羟基产生交联结构,增加了固化后水泥固化体硬度,另外季戊四醇氯化后与3-丁烯-1-醇之间通过醚键相连,之后再与丙烯酸聚合,并进一步限定中间体1、丙烯酸的质量比,使得到的固化剂中有一定数量的烷烃链段和醚键的存在增加了水泥固化体的抗压强度,此外,在固化过程中可能部分异氰酸酯基团与水反应产生二氧化碳,二氧化碳溶于水中形成碳酸,碳酸酸性大于硼酸,根据强酸制弱酸的原理,使体系内部分硼以硼酸的形式存在,加速硼酸钙沉淀的生成,促进固化,在交联结构的存在下能够稳定的存在水泥固化体中,提高包容率。

13、在一些实施方式中,所述步骤(3)中中间体2与三苯甲烷三异氰酸酯的质量比为1:(2.5-3)。

14、本专利技术通过限定中间体2与三苯甲烷三异氰酸酯的质量比,使反应体系具有较多游离的三苯甲烷三异氰酸酯,令大部分的三苯甲烷三异氰酸酯分子上只有一个异氰酸酯基团与中间体2进行反应,保证得到的固化剂有足够数量异氰酸酯基团参与固化。

15、在一些实施方式中,所述改性分子筛的制备方法,包括以下步骤:

16、1)将分子筛以升温速率3-4℃/min,升温至490-510℃,煅烧3-4h,得到活化分子筛,向活化分子筛中加入0.95-0.12mol/lfe(no3)3溶液,75-85℃反应3-4h,离心,干燥,之后在490-510℃,煅烧3-4h,得到离子交换后的分子筛;

17、2)将步骤1)得到的离子交换后的分子筛加入硝酸溶液中50-60℃反应3-4h,再加入壳聚糖,50-60℃反应2-3h,得到改性分子筛。

18、在固化配方中加入分子筛有助于吸附放射性核素,但常规的分子筛吸附能力有限,容易泄漏。本专利技术通过将分子筛进行改性,增加了对含硼废液的吸附能力,同时增加了水泥固化体的抗浸出性,一方面可能的原因是离子交换后的分子筛中的铁离子与硼酸根之间的配位作用,增加硼的吸附量,同时可以减少熟石灰的加入量,另一方面可能是由于壳聚糖的凝胶性和成膜性增加了放射性核素的抗浸出性并且加速水泥的固化。

19、在一些实施方式中,所述步骤2)中离子交换后的分子筛与壳聚糖的质量比为1:(0.2-0.4)。

20、本专利技术通过限定离子交换后的分子筛、壳聚糖的质量比,使壳聚糖能够有效的包容放射性核素,同时不会堵塞分子筛的孔道,影响放射性核素的吸附量。

21、在一些实施方式中,所述减水剂为聚羧酸类减水剂。

22、本专利技术第二方面提供了一种用于高含硼浓缩液的固化配方的应用,将所述的固化配方用于固化高含硼浓缩液,包括以下步骤:将水泥、高含硼浓缩液、减水剂、环氧树脂、固化剂、熟石灰、改性分子筛和氯化钙,加入水泥固化桶内搅拌均匀,静置23-25h固化,得到水泥固化体。

23、在一些实施方式中,所述高含硼浓缩液为核电厂放射性废液蒸发浓缩产物,硼浓度44000-50000ppm,水泥与高含硼浓缩液的质量比为(1.3-1.4):1。

24、与现有技术相比,本专利技术具有以下有益效果:

25、1.本专利技术利用含有固化剂和改性分子筛的固化配方固化的水泥固化体具有良好的耐久性、包容率、抗浸出性和力学性能。

26、2.本专利技术制备了一种固化剂用于加速水泥固化,同时增加固化后水泥的密实程度,具有良好的力学性能,可能的原因是自制的固化剂含有多个异氰酸酯基团,一方面与固化配方中环氧树脂以及改性分子筛中的羟基产生交联结构,增加了固化后水泥体硬度和抗压强度,此外,在固化过程中可能部分异氰酸酯基团与水反应产生二氧化碳,加速硼酸钙沉淀的生成,促进固化,在交联结构的存在下能够稳定的存在水泥固化体中,提高包容率。

27、3.本专利技术通过将分子筛进行改性本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于高含硼浓缩废液液的固化配方,其特征在于,按重量份计,包含以下原料:水泥90-100份,环氧树脂12-16份,固化剂6-8份,熟石灰17-19份,改性分子筛2-2.5份,氯化钙0.5-0.7份、减水剂0.5-0.8份。

2.根据权利要求1所述的用于高含硼浓缩液的固化配方,其特征在于,所述水泥为42.5硅酸盐水泥。

3.根据权利要求1所述的用于高含硼浓缩液的固化配方,其特征在于,所述固化剂的制备方法,包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的用于高含硼浓缩液的固化配方,其特征在于,所述步骤(2)中中间体1与丙烯酸的质量比为1:(0.8-1)。

5.根据权利要求3所述的用于高含硼浓缩液的固化配方,其特征在于,所述步骤(3)中中间体2与三苯甲烷三异氰酸酯的质量比为1:(2.5-3)。

6.根据权利要求1所述的用于高含硼浓缩液的固化配方,其特征在于,所述改性分子筛的制备方法,包括以下步骤:

7.根据权利要求6所述的用于高含硼浓缩液的固化配方,其特征在于,所述步骤2)中离子交换后的分子筛与壳聚糖的质量比为1:(0.2-0.4)。

8.根据权利要求1所述的用于高含硼浓缩液的固化配方,其特征在于,所述减水剂为聚羧酸类减水剂。

9.一种权利要求1-8任一项所述的用于高含硼浓缩液的固化配方的应用,其特征在于,将所述的固化配方用于固化高含硼浓缩液,固化方法为:将水泥、高含硼浓缩液、减水剂、环氧树脂、固化剂、熟石灰、改性分子筛和氯化钙,加入水泥固化桶内搅拌0.5-1.5h,静置23-25h固化,得到水泥固化体。

10.根据权利要求9所述的用于高含硼浓缩液的固化配方的应用,其特征在于,所述高含硼浓缩液为核电厂放射性废液蒸发浓缩产物,硼浓度44000-50000ppm,水泥与高含硼浓缩液的质量比为(1.3-1.4):1。

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【技术特征摘要】

1.一种用于高含硼浓缩废液液的固化配方,其特征在于,按重量份计,包含以下原料:水泥90-100份,环氧树脂12-16份,固化剂6-8份,熟石灰17-19份,改性分子筛2-2.5份,氯化钙0.5-0.7份、减水剂0.5-0.8份。

2.根据权利要求1所述的用于高含硼浓缩液的固化配方,其特征在于,所述水泥为42.5硅酸盐水泥。

3.根据权利要求1所述的用于高含硼浓缩液的固化配方,其特征在于,所述固化剂的制备方法,包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的用于高含硼浓缩液的固化配方,其特征在于,所述步骤(2)中中间体1与丙烯酸的质量比为1:(0.8-1)。

5.根据权利要求3所述的用于高含硼浓缩液的固化配方,其特征在于,所述步骤(3)中中间体2与三苯甲烷三异氰酸酯的质量比为1:(2.5-3)。

6.根据权利要求1所述的用于高含硼浓缩液的固化配方,其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员:蒋玉川王清刘娟王阳谷奇王孟奇李磊王文卓吴文军赵宝铖郭春霞高杨春孟园园杨昆高宇航
申请(专利权)人:中国国检测试控股集团股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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