技术领域
[0001] 本
发明属于一种以
膨润土为基材的处理放射性污染材料及其制备方法，涉及一种
放射性废物处置回填材料及其制备方法。制备的放射性废物处置回填材料特别适合于含锶铯的放射性废物处置。
背景技术
[0002] 核能在许多国家中发挥越来越大作用。目前，世界上已经有440个以上的核站在运行，其发电量占总发电量的17％，而且还在不断地上升中。根据国际
原子能机构所掌握的数据，到2010年将达到378GW。在核能利用过程中，产生许多对人类不再有用的放射性废物。这些日益增多的放射性废物，使人类的生存环境受到严重的威胁。四十多年来，放射性废物处置问题一直是至关重要的环境课题，许多国家对此十分关注。近年来，随着国民经济的蓬勃发展，
能源短缺逐渐成为中国所面临的严峻问题，使得中国越来越重视核能的利用和发展。因此，放射性废物处置已经成为有待急迫解决的课题。
[0003] 放射性废物是指那些含有放射α、β和γ
辐射的不稳定核素并伴随热产生的无用材料，主要来源是核
燃料循环及核武器研制生产过程、
核设施退役等各个主要环节。此外在军事、科研、医疗和工业也要产生一些放射性废物。我国将放射性废液(GB9133-1995)-1 -1 -5按其放射
水平分为高、中、低三类，其放射性浓度分别为大于10 Ci/L、10 -10 Ci/L、-5 -8 90 137
10 -10 Ci/L。一些
半衰期长毒性大的
放射性核素，如 Sr、Cs等需经几百年甚至更长的时间才能衰变至无害水平。如何对其安全有效地处置，使其最大限度地与
生物圈隔离已成为目前一急待觧决的问题。
[0004] 放射性废物处置方法一般都采用地质处置方法，其模型包括废物
固化体，废物
包装容器，缓冲/回填材料和围岩。回填材料作为放射性废物处置库的工程阻挡层，填充在废物罐和围岩之间用于封闭处置库，密封废物处置区，填塞
岩石缝隙，起着化学屏障与机械屏障的双重作用。放射性废物处置库中所用的回填材料需满足的要求为：长期
稳定性、
力学性、膨胀性、低透水性、核素迁移的
迟滞性、热传导性、
热稳定性、耐辐射性和经济性，因此，
粘土矿物作为回填材料是首选材料。
[0005]
现有技术中，以蒙脱石为主要成分的膨润土是回填材料的主要研究对象，膨润土对放射性废物的
吸附、膨胀、低透水性、经济性和迁移效果良好，但是力学性能、热传导性等不是很理想。有必要在其中添加一些能改善其各项性能的添加剂。国内外研究学者大多添加不同比例的
石英砂以增强其工程性能，但石英砂对放射性废物的吸附性能几乎为零，不宜添加过多，使用效果较差。
发明内容
[0006] 本发明的目的旨在克服现有技术中的不足，通过采用以膨润土为基材、添加对放射性废物均有良好吸附性能和各项优异性能的材料，采用简单的混合机械
压实等方式，提供一种原料分布广泛、成本低廉、制备工艺简单、成型后工程性能和抗渗等性能优良、对核素锶铯具有优异的阻滞性能的放射性废物处置回填材料及其制备方法。
[0007] 本发明的内容是：一种放射性废物处置回填材料，其特征之处是组成和重量百分比例为：
[0008] 膨润土 45％～80％
[0009] 沸石或/和凹凸棒石 20％～50％
[0011] 本发明的内容中：所述膨润土较好的是蒙脱石的重量百分含量≥50％的钠基膨润土。
[0012] 本发明的内容中：所述沸石可以是斜发沸石、钠沸石、丝光沸石中的一种、两种或两种以上的混合物。
[0013] 本发明的另一内容是：一种放射性废物处置回填材料的制备方法，其特征之处是包括下列步骤：
[0014] a、配料：按膨润土45％～80％、沸石或/和凹凸棒石20％～50％、黄铁矿0～10％的重量百分比例取各组分；
[0015] b、筛分：将各组分
破碎后经孔径为0.002mm～5mm的筛网筛分；
[0016] c、压实成型：将筛分后的各组分
筛下物按所述重量百分比例混合均匀、再将混合料放入
钢磨(或其它与现有技术中的耐压容器)中，经油压千斤顶或其它压实设备(可以3
在10～15MPa的压力下)压实、至混合料
密度为1.5～1.9g/cm，即制得回填材料。
[0017] 本发明的另一内容中：所述膨润土较好的是蒙脱石的重量百分含量≥50％的钠基膨润土。
[0018] 本发明的另一内容中：所述沸石可以是斜发沸石、钠沸石、丝光沸石中的一种、两种或两种以上的混合物。
[0019] 本发明的另一内容中：步骤(b)中所述筛网的孔径较好的为0.002mm～0.1mm。
[0020] 上述本发明内容中，所述钠基膨润土产自中国新疆、沸石产自新疆、凹凸棒石产自安徽明光、黄铁矿产自四川江油；各原料组分也可利用其他产地相同配料进行相同配比。
[0021] 与现有技术相比，本发明具有下列特点和有益效果：
[0022] (1)本发明组成中，膨润土具有良好的吸附、膨胀、低透水性能，沸石、凹凸棒石和黄铁矿对放射性废物均具有良好的吸附性能，沸石的工程性能突出，黄铁矿还可以增加混合物的导热性能；
[0023] (2)本发明采用廉价的原料，采用简单的混合机械压实，优化集成为一种放射性废物处置回填材料，很容易实现工程化应用，并具有优异的各项性能；
[0024] (3)本发明原材料成本低廉、分布广泛，制备工艺简单，原材料混合成型后工程性能、抗渗性能等各项性能优良，对核素锶、铯等放射性废物具有优异的阻滞性能，实用性强。
具体实施方式
[0025] 下面给出
实施例对本发明作进一步说明，但不能理解为是对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员根据上述本发明内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整仍应属于本发明的保护范围。
[0026] 实施例1：
[0027] 一种放射性废物处置回填材料，其组成和重量百分比例为：膨润土50％、沸石50％；
[0028] 放射性废物处置回填材料的制备方法，包括下列步骤：
[0029] a、配料：按膨润土50％、沸石50％的重量百分比例取各组分；
[0030] b、筛分：将各组分破碎后经孔径为0.002mm的筛网筛分；
[0031] c、压实成型：将筛分后的各组分筛下物按所述重量百分比例混合均匀、再将混合料放入钢磨中，经油压千斤顶(在10～15MPa的压力下)压实、至混合料密度为1.5～3
1.9g/cm，即制得回填材料；
[0032] 所述膨润土是蒙脱石的重量百分含量≥50％的钠基膨润土；
[0033] 所述沸石可以是斜发沸石、钠沸石、丝光沸石中的一种、两种或3种的混合物。
[0034] 制得的回填材料具有优良的工程性能、抗渗性能等各项性能，对核素锶、铯等放射性废物具有优异的阻滞性能。
[0035] 实施例2：
[0036] 一种放射性废物处置回填材料，其组成和重量百分比例为：膨润土60％、沸石20％、凹凸棒石20％；
[0037] 放射性废物处置回填材料的制备方法，包括下列步骤：
[0038] a、配料：按膨润土60％、沸石20％、凹凸棒石20％的重量百分比例取各组分；
[0039] b、筛分：将各组分破碎后经孔径为0.01mm的筛网筛分；
[0040] c、压实成型：将筛分后的各组分筛下物按所述重量百分比例混合均匀、再将混合料放入钢磨中，经油压千斤顶(在10～15MPa的压力下)压实、至混合料密度为1.5～3
1.9g/cm，即制得回填材料；
[0041] 所述膨润土是蒙脱石的重量百分含量≥50％的钠基膨润土。
[0042] 所述沸石可以是斜发沸石、钠沸石、丝光沸石中的一种、两种或3种的混合物；
[0043] 制得的回填材料的性能指标等同实施例1。
[0044] 实施例3：
[0045] 一种放射性废物处置回填材料，其组成和重量百分比例为：膨润土45％、沸石25％、凹凸棒石25％、黄铁矿5％；
[0046] 放射性废物处置回填材料的制备方法，包括下列步骤：
[0047] a、配料：按膨润土45％、沸石25％、凹凸棒石25％、黄铁矿5％的重量百分比例取各组分；
[0048] b、筛分：将各组分破碎后经孔径为0.1mm的筛网筛分；
[0049] c、压实成型：将筛分后的各组分筛下物按所述重量百分比例混合均匀、再将混合料放入钢磨中，经油压千斤顶(在10～15MPa的压力下)压实、至混合料密度为1.5～3
1.9g/cm，即制得回填材料；
[0050] 所述膨润土是蒙脱石的重量百分含量≥50％的钠基膨润土。
[0051] 所述沸石可以是斜发沸石、钠沸石、丝光沸石中的一种、两种或两种以上的混合物。
[0052] 制得的回填材料的性能指标等同实施例1。
[0053] 实施例4-25：
[0054] 一种放射性废物处置回填材料，其组成和重量百分比例为：膨润土45％～80％、沸石或/和凹凸棒石20％～50％、黄铁矿0～10％，具体的组成和重量百分比例见附表；
[0055] 放射性废物处置回填材料的制备方法，包括下列步骤：
[0056] a、配料：按所述重量百分比例取各组分；
[0057] b、筛分：将各组分破碎后经孔径为0.002mm～5mm(例如：孔径为0.002、0.008、0.01、0.03、0.05、0.08、0.1、0.4、0.8、1、2、3、4、5mm等)的筛网筛分；
[0058] c、压实成型：将筛分后的各组分筛下物按所述重量百分比例混合均匀、再将混合料放入钢磨(或其它与现有技术中的耐压容器)中，经油压千斤顶(在10～15MPa的压力3
下)压实、至混合料密度为1.5～1.9g/cm，即制得回填材料；
[0059] 所述膨润土是蒙脱石的重量百分含量≥50％的钠基膨润土；
[0060] 所述沸石可以是斜发沸石、钠沸石、丝光沸石中的一种、两种或3种的混合物；
[0061] 所述各组分的产地可以是：钠基膨润土产自中国新疆、沸石产自新疆、凹凸棒石产自安徽明光、黄铁矿产自四川江油；各原料组分也可利用其他产地相同配料进行相同配比。
[0062] 制得的回填材料的性能指标等同实施例1。
[0063] 附表：各实施例组成和重量百分比例：
[0064]
