技术摘要:
本申请公开了一种放射性沸石废物的固化处理方法,包括以下步骤:1)研磨放射性沸石废物;2)通过烧结设备对研磨后的放射性沸石进行烧结,达到设定的烧结温度后按照预设的保温时间进行保温,保温完成后冷却,得到沸石烧结体。本申请通过加热烧结能够得到较高体积密度和较 全部
背景技术:
核能的快速发展不可避免的会产生一定的放射性废水,处理这些放射性废水常用 的方法有浓缩法、沉淀法、离子交换法以及吸附剂吸附法。沸石是一种天然的矿物,在水处 理工艺中常用作吸附剂,它同时还兼有离子交换剂和过滤剂的作用。与其他无机吸附剂相 比,具有较大的吸附能力和净化效果。如去除水中放射性裂变产物的去污系数:蛭石为3.3 ~4.3;高岭土为4.5~6.2;软锰矿为8.2;而沸石为62~68。沸石的净化能力也比其他无机 吸附剂高10倍以上。 然而由于放射性废水的贮存量较大,使得通过沸石处理放射性废水后所得放射性 沸石废物的堆积量越来越大。即使可通过化学再生法和生物再生法等方法可将放射性沸石 废物重新再生为清洁的沸石,但存在二次污染的问题。同时整体而言,再生方法均存在效率 低下的问题。因此,结合放射性废物长期处置的需求,对于沸石处理放射性废水所得放射性 沸石废物的处置至关重要。
技术实现要素:
本发明针对上述问题,提出了一种放射性沸石废物的固化处理方法。 本发明采取的技术方案如下: 一种放射性沸石废物的固化处理方法,包括以下步骤: 1)研磨放射性沸石废物; 2)通过烧结设备对研磨后的放射性沸石进行烧结,达到设定的烧结温度后按照预 设的保温时间进行保温,保温完成后冷却,得到沸石烧结体。 通过加热烧结能够得到较高体积密度和较高的抗压强度的沸石烧结体,能够良好 地抑制放射性核素在自然界中的迁移。本发明的方法具有良好的工业应用前景。 于本发明其中一实施例中,放射性沸石废物研磨后,平均粒径为范围为20μm-5000 μm。 通过研磨能够使放射性沸石废物细化,方便进行烧结操作。 于本发明其中一实施例中,所述烧结温度为800~1500℃。 实际运用时,烧结温度可以为900℃~1400℃,更具体为1100℃~1300℃。 于本发明其中一实施例中,冷却方式为自然冷却至室温。 于本发明其中一实施例中,所述烧结设备为马弗炉,以1~5℃/min的升温速率升 温至烧结温度,所述保温时间为1h~14h。 保温时间更具体的为1h~8h。 于本发明其中一实施例中,所述烧结设备为放电等离子烧结装置,以400~600℃/ min的升温速率升温至烧结温度,所述保温时间为1min~10min。 4 CN 111584113 A 说 明 书 2/5 页 保温时间更具体的为3min~6min。 于本发明其中一实施例中,所述烧结设备为微波装置,以40~60℃/min的升温速 率升温至烧结温度,所述保温时间为30min~120min。 保温时间更具体的为30min~60min。 于本发明其中一实施例中,步骤1)中通过研磨设备对放射性沸石废物进行研磨, 所述研磨设备包括: 转动盘,上端安装有至少一个研磨体,研磨体具有研磨槽; 升降架,位于所述转动盘的上方; 升降元件,与所述升降架固定,用于驱动所述升降架靠近或远离所述转动盘; 研磨机构,包括安装在升降架上的行星轮组、驱动行星轮组工作的驱动电机以及 铰接在行星轮组上的研磨棒,所述研磨棒的下端用于伸入所述研磨槽中,所述驱动电机工 作后能带动研磨棒的上端做环形运动。 通过升降元件能够带动升降架和研磨机构下移,使研磨棒的下端伸入研磨槽,通 过驱动电机带动研磨棒的上端做环形运动,从而研磨棒的下端与研磨槽配合对物料进行自 动研磨操作。 于本发明其中一实施例中,所述行星轮组包括内侧壁具有齿的齿环、位于齿环正 中间的驱动齿轮以及位于齿环和驱动齿轮之间的运动齿轮,所述运动齿轮同时与齿环和驱 动齿轮啮合,所述研磨棒的上端与所述运动齿轮端面铰接配合,所述驱动电机用于驱动所 述驱动齿轮转动,从而带动运动齿轮做环形运动: 所述研磨体有四个,绕转动盘的轴线均匀分布,所述转动盘的外侧壁具有第一齿 轮,研磨设备还包括转动电机,所述转动电机的输出轴上固定有第二齿轮,所述第二齿轮与 第一齿轮啮合,转动电机能够控制转动盘转动; 所述研磨机构有两个,关于转动盘的轴线对称设置,研磨设备还包括两个搅拌机 构,两个搅拌机构关于转动盘的轴线对称设置,两个研磨机构和两个搅拌机构与四个研磨 体一一对应配合; 所述搅拌机构包括搅拌电机以及与搅拌电机的输出轴固定的搅拌棒,所述搅拌棒 的下端具有搅拌片,所述搅拌棒用于伸入所述研磨槽,并通过所述搅拌片搅拌物料。 研磨设备的工作原理:向研磨槽中添加物料,升降元件下移带动升降架、研磨机构 和搅拌机构同步下移,使两个研磨棒伸入对应的两个研磨槽,使两个搅拌棒分别伸入另外 的两个研磨槽,驱动电机和搅拌电机工作,研磨棒的上端做环形运动,下端在研磨槽的限制 作用下对物料进行研磨,搅拌棒的搅拌片搅拌物料;工作设定时间后,升降元件上升,研磨 棒和搅拌棒脱离研磨槽,转动电机工作,带动转动盘转动90°,转动到位后,升降元件下移进 行下一周期的研磨和搅拌操作。 于本发明其中一实施例中,所述升降元件为液压缸、气缸或电动推杆,所述运动齿 轮的端面具有球座,所述研磨棒的上端具有嵌入所述球座的球体。 实际运用时,为了防止研磨棒在重力作用下具有向竖直方向转动的趋势,优选的, 球体与球座过盈配合。 本发明的有益效果是:通过加热烧结能够得到较高体积密度和较高的抗压强度的 沸石烧结体,能够良好地抑制放射性核素在自然界中的迁移。本发明的方法具有良好的工 5 CN 111584113 A 说 明 书 3/5 页 业应用前景。 附图说明: 图1是实施例1沸石烧结体的XRD测试结果图; 图2是实施例2沸石烧结体的XRD测试结果图; 图3是实施例3沸石烧结体的XRD测试结果图; 图4是研磨设备的示意图; 图5是研磨设备的正视图; 图6是升降架和升降元件的示意图。 图中各附图标记为: 1、转动盘;2、研磨体;3、研磨槽;4、升降架;5、升降元件;6、研磨机构;7、行星轮组; 8、驱动电机;9、研磨棒;10、齿环;11、驱动齿轮;12、运动齿轮;13、第一齿轮;14、转动电机; 15、第二齿轮;16、搅拌机构;17、搅拌电机;18、搅拌棒;19、搅拌片。