BWR 濃縮化學泥漿待處理物料固化之研究

Abstract

本文乃探討BWR 待處理廢料之固化規範研究，以水泥一氫氧化鈣一廢料所構成得三相 圖調配組合製造並就一系列的含量以研究出最佳的固化領域，並建立關係方程式，本 實驗所用的模擬待處理廢料有（１）Na2SO4－Na3PO4－Mortor oil－H2O 系。（２） Na2SO4－Na3PO4－FeSO4 －CoSO4 －CrO3－Mortor oil－H2O 系，之化學濃縮泥漿。 固化劑使用水泥（Cement）一氫氧化鈣（Ca（OH）2 ）一偏矽酸鈉（Na2Si O3），其 中偏矽酸鈉（Na2SiO3 ）量以１％、３％、５％、７％（對水泥）為變數外另外固化 劑中所使用的水是來自模擬待處理廢料的而後分別固化之探討固化體的濾出率，機械 性質，元素分析，耐水，耐輻射，及耐燃性的探討。 實驗結果顯示偏矽酸鈉（Na2SiO3 ）對於固態含量高的模擬待處理物料之固化體具有 提高機械性質，阻止水泥C3A 與Na2SO4反應其趨劫固態含量越高所添加的偏矽酸鈉（ Na2SiO3 ）愈多。且固態含量可達至５０％以上，機械強度至３００Kg╱cm 所添加 的量為３∼４％較為理想。使用部分的氫氧化鈣（Ca（OH）2 ）作為固化劑，可使固 化體結構更加緻密且封閉離子的濾出性能，且在少量的偏矽酸鈉（Na2SiO3 ）下更為 理想。 另一方面經３０天養生後之固化體再經９０天濾瀝後其機械強度普遍提高而以１∼３ ％最佳由於添加了偏酸矽鈉（Na2SiO3 ）使得在成長期中C2S 的水合反應更加迅速且 使固化劑中未反應C3A 繼續反應，形成矽凝膠體反應當然耐水性良好，耐燃性佳，又 實驗結果顯示，氫氧化鈣以１０∼２０％之間，其對濾瀝性能有正面之影響，一般其 濾瀝指數D 值Fe＞８．Co＞１０，Cr＞９Na皆在７以上，當固態料含量較多，則所添 加，則所添加的偏矽酸鈉（Na2SiO3 ）的量應愈多，才有助於固化體之濾瀝性能。 在SEM 的相片之中可看出經３０天養生後之固化體再經９０天濾瀝後其固化體之表面 非常緻密，C3S 被覆腺很厚，故其所測之機械強度比經３０天養生後之固化體強度更 高而沒有明顯的下降情形，本實驗結果證實，氫氧化鈣應添加少部份，固化體始具有 正的濾瀝效果，一方面添加定量的偏矽酸鈉（Na2SiO3 ）之下可提高固化體之機械強 度。而偏矽酸鈉（Na2SiO3 ）添加的範圍是廢料固態含量５０wt％時候，則偏矽酸鈉 （Na2SiO3 ）應添加２∼３wt％（對於水泥重量），而廢料固態含量低於２０wt％時 候，偏矽酸鈉（Na2SiO3 ）應添加１∼０wt％（對於水泥重量），且本實驗廢料固態 含量由１０wt％提高至５０wt％，正面的效果就是提高減容比５倍而達到減容的目的 。