一种利用超临界水热合成制备熔盐废物固化体的方法

本发明涉及高放废物处理领域，具体涉及一种利用超临界水热合成制备熔盐废物固化体的方法。

背景技术：

1、熔盐废物是在熔盐堆运行过程或处理乏核燃料时产生的一种高水平放射性核废物，具有水溶性较高、元素复杂、放射性高、腐蚀性强及高挥发性等特点。为了安全、有效地处置熔盐废物，国际上主要采用两种途径，一是在水热体系下，选择合适的基体进行包容处理；二是先把氯化物转化为其他形式化合物，如磷酸盐、氧化物等化合物，再进行固化处理。

2、使用转换的方法无疑产生了更多的程序，而水热法因为没有前处理过程，流程相对简便。但是水热法需要较长的时间以形成较纯的物相，且在长时间的水热过程中增加了不确定的风险。因此，从经济、环保、节能、安全的角度考虑，难以满足日益增长的放射性熔盐废物处理需求。

技术实现思路

1、本发明针对上述问题，提出了一种利用超临界水热合成制备熔盐废物固化体的方法。

2、本发明采取的技术方案如下：

3、一种利用超临界水热合成制备熔盐废物固化体的方法，包括以下步骤：

4、s1、将铝源、硅源和熔盐废物加水后混合均匀，得到混合物；

5、s2、将混合物放入烘箱中进行老化处理；

6、s3、加入去离子水后，加压加热经老化处理后的混合物，使混合物中的水处于超临界状态，保持设定时间后，得到熔盐废物固化体。

7、当水的温度大于374℃，22.1mpa时称为超临界水，此时水的性质发生明显变化，水的液体和气体便没有区别，完全交融在一起，成为一种新的、呈现高压高温状态的流体超临界水，其具有两个显著的特性，一是具有强的反应活性，另一个特性是可以与油等物质混合，具有较广泛的融合能力。

8、本方法加热使使水处于超临界状态，这能够大大降低处理时间，所制备的熔盐废物固化体具有较高体积密度及较低的核素浸出率等优点，能够良好的抑制放射性熔盐废物在自然界中的迁移。本方法具有良好的工业应用前景。

9、于本发明其中一实施例中，铝源和硅源的质量和与所述熔盐废物的质量的比值为：9-32。

10、于本发明其中一实施例中，所述铝源为铝酸钠或偏高岭土；所述硅源为二氧化硅或硅溶胶。

11、于本发明其中一实施例中，所述铝源为铝酸钠，所述硅源为40wt％的硅溶胶，铝源的质量与硅源的质量的比值为：0.4-1。

12、硅溶胶为二氧化硅水溶液，40wt％，指的是二氧化硅的重量百分比为40％。

13、于本发明其中一实施例中，所述步骤s3中，加热温度大于等于374℃，压力大于等于22.1mpa。

14、于本发明其中一实施例中，所述步骤s3中，设定时间为5min-30min。更具体为10min。

15、于本发明其中一实施例中，所述步骤s1中，通过搅拌使铝源、硅源和熔盐废物混合均匀。

16、于本发明其中一实施例中，所述s1中，混合物中水的质量占比为40％～60％。

17、于本发明其中一实施例中，所述步骤s2中，老化温度为50℃-70℃，老化时间为18h-30h。

18、本发明的有益效果是：本方法加热使使水处于超临界状态，这能够大大降低处理时间，所制备的熔盐废物固化体具有较高体积密度及较低的核素浸出率等优点，能够良好的抑制放射性熔盐废物在自然界中的迁移。本方法具有良好的工业应用前景。

技术特征：

1.一种利用超临界水热合成制备熔盐废物固化体的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的利用超临界水热合成制备熔盐废物固化体的方法，其特征在于，铝源和硅源的质量和与所述熔盐废物的质量的比值为：9-32。

3.如权利要求2所述的利用超临界水热合成制备熔盐废物固化体的方法，其特征在于，所述铝源为铝酸钠或偏高岭土；所述硅源为二氧化硅或硅溶胶。

4.如权利要求3所述的利用超临界水热合成制备熔盐废物固化体的方法，其特征在于，所述铝源为铝酸钠，所述硅源为40wt％的硅溶胶，铝源的质量与硅源的质量的比值为：0.4-1。

5.如权利要求1所述的利用超临界水热合成制备熔盐废物固化体的方法，其特征在于，所述步骤s3中，加热温度大于等于374℃，压力大于等于22.1mpa。

6.如权利要求1所述的利用超临界水热合成制备熔盐废物固化体的方法，其特征在于，所述步骤s3中，设定时间为5min-30min。

7.如权利要求1所述的利用超临界水热合成制备熔盐废物固化体的方法，其特征在于，所述步骤s1中，通过搅拌使铝源、硅源和熔盐废物混合均匀。

8.如权利要求1所述的利用超临界水热合成制备熔盐废物固化体的方法，其特征在于，所述s1中，混合物中水的质量占比为40％～60％。

9.如权利要求1所述的利用超临界水热合成制备熔盐废物固化体的方法，其特征在于，所述步骤s2中，老化温度为50℃-70℃，老化时间为18h-30h。

技术总结本申请公开了一种利用超临界水热合成制备熔盐废物固化体的方法，包括以下步骤：S1、将铝源、硅源和熔盐废物加水后混合均匀，得到混合物；S2、将混合物放入烘箱中进行老化处理；S3、加压加热经老化处理后的混合物，使混合物中的水处于超临界状态，保持设定时间后，得到熔盐废物固化体。本方法加热使使水处于超临界状态，这能够大大降低处理时间，所制备的熔盐废物固化体具有较高体积密度及较低的核素浸出率等优点，能够良好的抑制放射性熔盐废物在自然界中的迁移。本方法具有良好的工业应用前景。技术研发人员：舒小艳,卢喜瑞,张生栋,刘刈,邱泽受保护的技术使用者：西南科技大学技术研发日：技术公布日：2024/6/11