用钛酸盐陶瓷固化含铯亚铁氰化钛钾无机离子交换剂的初步研究.pdfVIP

＼，1 19卷 第 3期 辐 射 防 护 VO1． 19 NO． 3 199g年 5月 RadiationProtection M av． 1999 用钛酸盐陶瓷 固化含铯亚铁氰化钛钾 无机离子交换剂的初步研究 ?-L 李利字 鲍卫 民V 宋崇立 张继荣． 9牛朱／I永／J 、 ‘ _ ～ ． 一 。 - — — — _ (清华大学攘能技术设计研究 院 ，北京 ，102201) 本文对在我 国高放废渡垒分离流程 中产生 的吉铯亚铁氰化钛钾无机离子交换剂 的固化进行 r 初步研 究=结果表 明．对 于吉铯亚铁氰化钍钾无机 离子 交换剂 ，可 先用 热分解 一催化氧化法除去其 中 的氰 并将其转变为各种 固体氧化物 ，然后用 由碱硬锰矿 (BaA1TiO )、假板钛矿 (FeT O )及 盒红 百 (TiO )三种矿相组成 的钛酸盐 陶瓷 固化体对其进行 固化包 容 。制备 出的陶瓷 固化体 性 能稳 定 ．物理 稳 定性 和化 学稳 定性 与 美键 词 钛酸盐 陶 在 我 国高放废 液全 中的 铯 。用亚铁 氰化钛钾无机离子交换剂从高放废液 中分 离铯 具有交换容量大、选择性高 、交换 速度较快 、适应性强等优点 ，但也有一个明显缺点 ，即吸附铯 后 的交换剂再生困难 ，不能重复 使用 一 因此需要对其废物进行 固化 处理 。 目前 ，对古铯亚铁氰化物废物的固化研究工作还开展得较少，且大多集 中在放射性水平较 低 的废物上 。 对于放射性水平低的亚铁 氰化物废物 ．可采用水泥固化法进行处理 对于放射 性 水平较高 的废物 ，水泥 固化法不适 用，应 以玻璃 固化法或陶瓷固化法 为宜。通常 的玻璃固化 皓和 陶瓷固化法 中的高温操作会使亚铁氰根分解 ，放 出剧毒 的氰气 ，这 是这类废 物处理 中需考 虑解决 的问题 ，Schulz等 人提 出 一种硼 硅酸盐玻璃 固化 工艺一．旨在 处理汉福特 厂现存 的 大量古铯亚铁氰化镍 废物 ，但该工艺对氰气 的逸 出问题未加 考 虑 SiJungYeh等人 ¨和 J． John等人 在高温 固化含铯的、浸有 金属亚铁 氰化物 的沸石 和有机 聚合物 时，也未考虑 剧毒 的氰气 的逸 出问题 。 我们 以前的初步研究表 明，采用热分解 催化氧化法可以有效地将 古铯 亚铁氰化物废物 中 的氰除去 ，并将 其完全 转化为金属氧化物 叫。在此基础上对这类废物 的 固化 方法进行 初步 研 究 已知 的较稳 定 的铯 固化体 形式主要 有铯 玻璃 、硅酸 盐矿物 、磷 酸 盐矿物 、钛 酸 盐 {扩物 等 综合考 虑古铯交换剂的组成 、固化体的废物 包容量 、化学稳定性、热稳定性 、导热性能 、 对 cs衰变 产物的包容 能力 、固化工 艺及处理处置 费用 等因素 ，本工作选 用 了钛酸盐矿物来 固化我国高放废液分离流程 中产生的含铯亚铁氰化钛钾无机离子交换剂 ， 李利 宇等 ：用钍酸盐 陶瓷固化含铯亚铁氰化钍钾无机 离子 交换剖 的韧步研 究 ‘173 ‘ l 实验方法 1．1 含铯交换剂 的组成 本工作 中使用 的含铯亚铁氰化钛钾无机离子交换剂是用亚铁氰化钛钾交换剂从模拟 高放 废液 中除铯 的中试实验得 到的 ]．铯 以非放射 性硝酸铯形式加入模 拟高放废液 。吸附铯 以后 的湿交换剂经80C干燥4h，为黑色可流动性 固体小球 ．直径约为0．5mm。表1给 出了吸附铯后 交换剂的元素组成 ，表2给 出了该 交换剂的氧化物组成 每100g干交换剂产生48．2g氧化物