【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及放射性废物的处理与处置，尤其涉及一种高放废液固化用基础玻璃及制备方法和应用、高放废液的固化方法。
技术介绍
1、核电站使用过的乏燃料从化学角度考虑，是一种成分非常复杂的混合物。乏燃料主要包括了以下四类组分，如铀氧化物、(氧化)钚、裂变产物(fp)、次要锕系元素；具有成分复杂，含有40多种元素，100多种同位素，放射性强、生物毒性大、半衰期长等特点。
2、国际上现有的商用乏燃料后处理厂中都采用玻璃固化的方式对高放废液进行处理，玻璃固化的过程是将高放废液与玻璃料以一定比例配料混合后，经过高温(900～1200℃)熔融后获得稳定的玻璃或者类玻璃固体的过程。
3、由于乏燃料燃耗深度、冷却时间、后处理工艺的不同，最终送入玻璃固化环节的高放废液的组份也有所不同，因而就要针对不同的废液组份特点，设计不同的固化体配方，也就得到不同的基础玻璃组份，以包容或“包裹”住高放废液中的所有元素，满足抗浸出性能，避免“黄相”的产生，同时也要满足后续玻璃固化工艺要求，比如焦耳炉、冷坩埚工艺等等，以避免析晶堵塞现象的发生。黄相是一种固化体形成过程中(包括降温过程)自发析出的晶体相(即不希望出现第二相)，由于其颜色为黄色，故名“黄相”，主要包含s、mo、cr以及放射性元素sr、cs等元素。“黄相”化学稳定性极差，积易溶解在水中，导致放射性元素sr、cs的浸出而失控。
4、现有玻璃固化体的成分中含有大量由基础玻璃引入的碱土金属氧化物，如cao、bao、feo等，以实现对高放废液中难溶元素的包容，但是降温过程中碱土金
5、此外，由于后续焦耳炉“冻融”出料工艺过程析晶率的需要，即对玻璃固化体的抗析晶能力提出了很高的要求，即在700℃～950℃之间不同温度下分别保温28天后，体积析晶率要求＜5％。但目前的玻璃固化体析晶率达到20％或以上，因而容易造成卸料堵塞等工艺问题，无法顺利实现高放废液的处理。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种高放废液固化用基础玻璃及制备方法和应用、高放废液的固化方法。本专利技术提供的高放废液固化用基础玻璃固化高放废液后，得到的高放废液玻璃固化体析晶率低。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种高放废液固化用基础玻璃，包括以下质量分数的组分：
4、sio228～60％，b2o312～25％，na2o 9～30％，li2o 2.1～2.7％，al2o34～6％，cao5～6.5％，mgo 0.1～0.5％，bao 1.0～1.8％，v2o51.5～2.5％，sb2o50.1～1％。
5、本专利技术还提供了上述技术方案所述的高放废液固化用基础玻璃的制备方法，包括以下步骤：
6、按上述技术方案所述的高放废液固化用基础玻璃的组分及对应质量分数进行称取，然后进行研磨混合，得到混合粉料；
7、将所述混合粉料依次进行熔融和后续处理，得到所述高放废液固化用基础玻璃。
8、优选地，所述熔融的温度为1300～1400℃，保温时间为2～3h。
9、本专利技术还提供了上述技术方案所述的高放废液固化用基础玻璃在高放废液固化中的应用。
10、本专利技术还提供了一种高放废液的固化方法，包括以下步骤：
11、将高放废液和基础玻璃混合，得到混合配料；
12、将所述混合配料依次进行熔化、浇注和退火，实现高放废液的固化；
13、所述基础玻璃为上述技术方案所述的高放废液固化用基础玻璃。
14、优选地，所述高放废液和基础玻璃的质量比为18：82～22：78。
15、优选地，所述熔化的温度为1150～1200℃，保温时间为2～3h。
16、优选地，所述浇注在模具中进行，所述模具的温度为380～420℃。
17、优选地，所述退火的温度为500℃～550℃，保温时间为1.5～2.5h。
18、本专利技术提供了一种高放废液固化用基础玻璃，包括以下质量分数的组分：sio228～60％，b2o312～25％，na2o 9～30％，li2o 2.1～2.7％，al2o34～6％，cao 5～6.5％，mgo0.1～0.5％，bao 1.0～1.8％，v2o51.5～2.5％，sb2o50.1～1％。
19、有益效果：
20、(1)析晶性能的降低
21、为降低ca(mg、ba、fe)sio4等辉石类结晶相的析出，本专利技术的高放废液固化用基础玻璃减少了cao、mgo、bao之类的氧化物的引入量，以避免高温时双液相出现，同时也避免了双液相低温时界面效应诱导自发析晶的发生，即避免辉石类晶体的出现。
22、(2)包容能力的实现
23、基础玻璃固化高放废液后得到的高放废液玻璃固化体中大多数重要的结构单元是[sio4]、[bo4-]、[alo4-]四面体。本专利技术的高放废液固化用基础玻璃引入了na2o、li2o、cao、mgo、bao之类的氧化物，可以断开这些四面体结构单元之间的化学键，产生非桥式氧原子，非桥式氧原子带负电荷；非桥式氧原子的电荷依靠相应的阳离子来平衡，例如通过2个na+或li+，或1个ca2+或mg2+或ba2+。引入上述氧化物na2o、li2o、cao、mgo、bao，使得高放废液玻璃固化体的玻璃网络变弱，由于na+、li+、ca2+、mg2+或ba2+更大些，可以在玻璃网络产生更大的空腔，并使玻璃网络扩张。
24、本专利技术中，出于析晶性能降低的要求，适量减少了碱土金属氧化物的引入量，因而增大碱金属na2o、li2o等氧化物的引入量，尤其是利用na2o断开[sio4]、[bo4-]、[alo4-]之间的化学键，形成大量的空腔，以实现对高放废液中难溶元素“mo”的包容，即避免了“黄相”的产生，从而使得固化体的抗浸出性满足要求。
25、实施例的数据表明：本专利技术的高放废液固化用基础玻璃通过降低碱土金属的引入量，析晶率低于5vol％，具有良好的抗析晶能力，能够满足焦耳炉工艺的要求；提高玻璃中na2o、li2o的含量，无na2moo4晶体析出，实现了对mo元素的良好包容性。另外，本专利技术提供的高放废液固化用基础玻璃针对燃耗5.5gwd/tu的高放废液，包容量为20wt％时，组分满足设计要求。
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1.一种高放废液固化用基础玻璃，其特征在于，包括以下质量分数的组分：
2.权利要求1所述的高放废液固化用基础玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述熔融的温度为1300～1400℃，保温时间为2～3h。
4.权利要求1所述的高放废液固化用基础玻璃在高放废液固化中的应用。
5.一种高放废液的固化方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的固化方法，其特征在于，所述高放废液和基础玻璃的质量比为18：82～22：78。
7.根据权利要求5所述的固化方法，其特征在于，所述熔化的温度为1150～1200℃，保温时间为2～3h。
8.根据权利要求5所述的固化方法，其特征在于，所述浇注在模具中进行，所述模具的温度为380～420℃。
9.根据权利要求5所述的固化方法，其特征在于，所述退火的温度为500℃～550℃，保温时间为1.5～2.5h。
【技术特征摘要】
1.一种高放废液固化用基础玻璃，其特征在于，包括以下质量分数的组分：
2.权利要求1所述的高放废液固化用基础玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述熔融的温度为1300～1400℃，保温时间为2～3h。
4.权利要求1所述的高放废液固化用基础玻璃在高放废液固化中的应用。
5.一种高放废液的固化方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱永昌，杨德博，崔竹，焦云杰，齐建平，董炫疆，岳汉威，赵永祥，赵鲲，郭建峰，杜瞻远，王东宇，
申请(专利权)人：中国建筑材料科学研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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