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放射性废物沥青固化

[拼音]:fangshexing feiwu liqing guhua

[外文]:bituminization of radioactive waste

将放射性废物分散于沥青中,形成不溶性固体的处理技术,是中、低放废物固化方法之一(见放射性废物固化)。此法能有效地固化蒸发浓缩液、化学沉淀泥浆、废离子交换树脂、有机废液和焚烧炉炉灰等,已用于工业。研究工作证明,它还能直接固化不经预浓缩的压水堆核电站含硼废液。

基材

沥青是高分子量脂肪烃和芳香烃的混合物。它不溶于水,能有效地抵御多种酸、碱和盐的侵蚀;具有一定的弹性和可塑性;有良好的包容性能;常温下是固体,加热能成流体。通常所用的沥青大多是石油制品,主要有直馏沥青(石油蒸馏的残余物)、氧化沥青(在沥青中吹入空气使部分组分氧化的产物)、裂化沥青(石油重组分热裂化的产物)和乳化沥青(加入表面活性剂使沥青和水乳化的产物)。应根据不同的固化对象和工艺选用不同的沥青。

选择时主要考虑沥青的针入度、闪点和软化点,一般固化用直馏沥青,氧化沥青适用于放射性水平较高的废物。直馏沥青和氧化沥青的针入度、软化点和闪点范围见表。

方法

主要有两种:

(1)螺杆挤压法,整个过程在螺杆挤压机中完成。螺杆挤压机由两根(或四根)平行的、螺纹互相啮合的长螺杆和套筒组成,套筒分为若干节,每节单独用蒸汽加热。废液和熔化的沥青从一端加入,在螺纹上分散成薄膜,随着螺杆转动,废液和沥青混合,蒸出水分并向前移动,到另一端时水已蒸干,混合物以粘条状挤压入接受桶。

(2)薄膜蒸发法,薄膜蒸发器由加热套筒和转子组成。二者的间隙 1.5毫米。废液与熔融沥青分别加入薄膜蒸发器中,随即被高速转动的转子甩到加热壁上,以薄膜状流下,蒸出的蒸汽从顶部引出;落入接收容器的是无水的废物和熔融沥青的混合物。

沥青固化体具有良好的性能,废物包容量和盐含量适宜时,浸出率比类似的水泥固化体低到1/100~1/1000;由于水分除去,减容比大于1。辐照剂量不超过109拉德时,固化体是稳定的;辐照剂量达1×1010拉德时,沥青的化学结构将被破坏。辐照产生的气体会使沥青固化体体积膨胀。此外,如有硝酸盐、亚硝酸盐或其他氧化剂存在时,固化时有燃烧、爆炸的危险。

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