大体积浇注碱矿渣水泥中低放废液固化研究

用高掺量沸石碱矿渣水泥对模拟中低放废液进行大体积浇注固化,废物包容量(以硝酸盐计)为13.5%,水固比为0.34,水泥浆体具有良好的工作性.在去离子水中,固化体Cs+、Sr2+第42 d浸出率(GB7023-86、25℃)为2.5×10-5、1.3×10-6cm@d-1,整个浸出周期累积浸出百分数为0.7%和0.2%;MCC-1P法90℃28 d Cs+、Sr2+浸出率为3.1×10-4、2.2×10-5g@cm-2@d-1,浸出百分数为3.5%、0.2%;150℃时为5.6×10-4、3.0×10-5g@cm-2@d-1,浸出百分数为6.2%、0.3%,在盐卤溶液中浸出率相差不大,表明固化体能有效地持留Cs+、Sr2+,其他性能均符合大体积浇注的要求.     

磷酸盐水泥对137Cs的固化性能

以含95％MgO的重烧镁砂、磷酸盐和硼砂为原料,制备了磷酸盐水泥,研究其对137Cs的固化性能。通过XRD衍射分析、SEM电镜扫描等手段对固化体物相组成及显微结构进行分析,参照国家标准“放射性废物固化体长期浸出试验”（GB7023—86）对固化体进行抗浸出性能试验。结果表明,当以磷酸氢二铵为原料时,137Cs的加入会降低磷酸盐水泥固化体的抗压强度,137Cs的含量越多,强度损失越小;当以磷酸二氢铵为原料时,随着137Cs的加入,强度先减小后增大,掺量为1．6％时强度甚至超过了空白体系;以磷酸二氢钾为原料时,137Cs的加入会使强度减小,减小程度和掺量关系的规律性不明显。以磷酸二氢铵、磷酸二氢钾为原料的固化体抗压强度明显优于以磷酸氢二铵为原料的固化体。以磷酸二氢铵为原料的固化体,137Cs的42d浸出率和累计浸出分数低至2．1×10-4（em·d11）和7．74×10^-3cm,强度值和浸出率均优于国家标准相关要求,表明了磷酸盐水泥对137Cs有良好的固化效果。     

微波辅助芬顿试剂降解放射性阳树脂及水泥固化研究

以001×7型阳树脂为研究对象,Sr(Ⅱ)为模拟元素,开展微波辅助芬顿试剂法降解研究,在1 h内阳树脂降解率达98. 5%,实现了树脂的高效降解。对降解液体成分和核素分布分析表明:废液中无固体残余,主要为有机小分子,冷凝液中存在较低的核素,气体主要成分为O_2,SO_2,CO_2,基本无Sr(Ⅱ)存在。针对降解液开展了水泥固化研究,评估了水泥固化体的抗压强度、抗冻融性及抗浸出性等理化性能。研究发现降解液的pH值对固化体性能影响较大,较低的COD值对水泥固化体的性能影响较小。经调节p H值后降解液水泥固化体养护28 d后抗压强度大于30 MPa,抗冻融性能良好,42 d浸出率和累计浸出分数分别为6. 34×10~(-3)cm·d~(-1)和3. 15×10~(-2)cm。     

SrTiO3固化高放废物浸出性能

研究了钛酸锶(SrTiO3)固化体浸出性能的影响因素. 采用MCC-1浸出法,分析了钛酸锶的浸出率. 实验结果表明:SrTiO3中各种元素的浸出率随时间延长而减小,且都小于0.1g·m-2·d-1,比玻璃固化体浸出率要低2～3个数量级;钛酸锶的化学稳定性好,是比较好的高放废物固化体.     

含沙铝热剂对受爆炸作用有毒物质的SHS固化

为了固化在爆炸作用下飞散的有毒物质,采用了在含有有毒物质的爆炸装置周围铺设含沙铝热剂粉末而实现自蔓延高温合成(SHS)固化的方法,进行了含沙铝热剂粉末对爆炸驱动的有毒物质封闭固化的原理分析和模拟实验、固化体中有毒物质浸出率的模拟实验等.结果表明,含沙铝热剂粉末可以有效封闭和固化有毒物质;固化体中示踪元素锶、铒、铈的浸出率为10-7～10-9 g·cm-2·d-1量级;X射线衍射分析、扫描电镜观察发现,固化体中含有示踪元素锶、铒、铈的硅酸盐晶体,晶体周围分布着大量玻璃体.     

放射性废物水泥固化体铯固化机理研究

采用SEM、AAS等测试方法 ,研究不同沸石掺加量、不同成型方法的沸石基碱矿渣水泥放射性废物固化体Cs 浸出性能和固化体微观结构 ,推理出固化体中Cs 的 3种持留作用 :随矿渣水化进入固化体凝胶结构中 ;被沸石颗粒吸附且被水泥胶体包裹 ;存在于固化体孔隙中 其中固化体对Cs 的持留作用以沸石吸附为主 ,这是因为沸石表面的部分孔隙被水泥胶体所堵塞 ,增强了固化体持留Cs 的能力 ,据此建立了Cs 固化物理模型 ,探讨了Cs 固化机理 对影响固化体Cs 浸出率的 3个主要因素 :温度、沸石颗粒表面孔隙、固化体孔隙率进行了分析 ,进而合理解释了固化体中Cs 的浸出行为     

水丝蚓对水田沉积物颗粒垂直分布的生物扰动作用

以化学性质稳定的玻璃珠作为示踪颗粒,研究水丝蚓扰动对水田沉积物颗粒垂直分布的影响.探讨底栖动物在水层一底栖界面耦合过程中的生物扰动作用.水丝蚓扰动10d后,沉积物表层示踪颗粒有31.6%向下迁移,最大迁移深度为6.3cm,垂直迁移率为1.048×10-3g-1·cm-2·d-1.6cm深处的示踪颗粒分别有32.0%和21.1%在扰动后向上和向下迁移,向上和向下最大迁移距离分别为4.1cm和3.4cm,垂直向上和向下迁移率分别为1.061×10-3g-1·cm-2·d-1和6.998×10-4g-1·cm-2·d-1.水丝蚓对水田沉积物颗粒的垂直分布具有重要影响.     

水丝蚓对水田沉积物颗粒垂直分布的生物扰动作用

以化学性质稳定的玻璃珠作为示踪颗粒,研究水丝蚓扰动对水田沉积物颗粒垂直分布的影响,探讨底栖动物在水层-底栖界面耦合过程中的生物扰动作用。水丝蚓扰动10d后,沉积物表层示踪颗粒有31.6%向下迁移,最大迁移深度为6.3cm,垂直迁移率为1.048×10-3g-1.cm-2.d-1。6cm深处的示踪颗粒分别有32.0%和21.1%在扰动后向上和向下迁移,向上和向下最大迁移距离分别为4.1cm和3.4cm,垂直向上和向下迁移率分别为1.061×10-3g-1.cm-2.d-1和6.998×10-4g-1.cm-2.d-1。水丝蚓对水田沉积物颗粒的垂直分布具有重要影响。     

模拟高盐、高碱中低放废液水泥固化体的浸出性能

针对高盐、高碱中低水平放射性废液的特性,研究了掺合料的种类、掺量对水泥固化体Sr~(2+),Cs~(2+)的浸出性能的影响。结果表明,矿渣和粉煤灰同时掺入,对降低Sr~(2+)的浸出率较为明显;沸石、凹凸棒石的掺入,对降低Cs~+的浸出率显著。当硅酸盐水泥:矿渣:粉煤灰:沸石:凹凸棒石=4:2:2:1:1时,42 d Cs~+的累积浸出率仅为未含掺合料时的15.2%。浸出液的电导率表明,矿渣、粉煤灰、沸石、凹凸棒石的掺入对废液中的可溶性盐固化有利。用掺有矿渣、粉煤灰、沸石、凹凸棒石的硅酸盐水泥固化模拟高盐、高碱中低水平放射性废液时,固化体中Sr~(2+),Cs~+的浸出率可以满足GB14569.1-2011的要求。     

城市垃圾焚烧飞灰的水洗脱氯与水泥固化技术

利用水洗脱氯和水泥固化对垃圾焚烧飞灰进行固化/稳定化处理,研究了液固比对焚烧飞灰中氯和重金属的脱除效果的影响,以及水泥添加量和养护时间对固化体密度、抗压强度和重金属浸出毒性的影响。结果表明：水洗过程对氯离子的脱除率为60.11-74.64%,当液固比L/S=20 mL/g时,氯离子的脱除率达到最高的74.64%,但重金属Cr、Cu、Ni 和Zn在水洗过程的脱除率都小于2%。随着水泥添加量和养护时间的增加,固化体密度和抗压强度呈逐渐增大趋势。当水洗焚烧飞灰含量为10-70%时,固化体中重金属Cr、Cu、Ni 和Zn的浸出浓度远低于GB5085.3-2007规定的浸出阈值。     

复杂银铜精矿的沸腾焙烧综合回收工艺

采用沸腾焙烧综合回收工艺对呷村复杂银铜精矿难浸出问题进行实验,以沸腾焙烧脱硫、脱砷→硫酸浸出铜、锌→氯盐浸出锑、银→NaClO3氧化浸金→碳铵转化铅的工艺进行处理,实现铜、锌、银、锑、铅、金、砷和硫等有价元素的综合回收.在硫酸化沸腾焙烧过程中控制1·1倍空气过剩系数、0·25~0·35m·s-1的工况炉膛线速度以及600~630℃的焙烧温度,可以避免高铅复杂银铜精矿的烧结,脱硫率为49·68%,烟气中SO体积分数为5·5%可满足制酸要求.     

硅灰改性水泥固化含U(Ⅵ)模拟有机废液试验

以铝酸盐水泥(Aluminate Cement,AC)和普通硅酸盐水泥(Ordinary Portland Cement,OPC)为基材,活性炭为吸附剂,硅灰、聚合物外加剂为水泥改性剂,研究了水泥种类、改性剂掺量、水胶比等因素对模拟混合浆体流动度、固化体的有机废液最大包容量的影响,测定了优化配方条件下固化体的力学性能及U(Ⅵ)浸出性能。结果表明:硅灰(Silicon Fume,SF)和聚合物外加剂协同作用下,可以显著提高有机废液的最大包容量。当硅灰掺量为15%,聚合物外加剂掺量为2%,水胶比为0.45,OPC及AC固化体有机废液的包容量分别可达21%和24%;优化配方条件下,固化体28 d抗压强度均大于20 MPa,抗冲击性合格,U(Ⅵ)42 d浸出率均为2×10-6cm/d,符合GB 14569.1-93的要求。     

Ba0．5Sr0．5Co0．2Fe0．8O3—δ阴极材料制备与性能表征

采用凝胶浇注法（gelcasting）合成了中温固体氧化物燃料电池阴极材料Ba0.5Sr0．5Co0．2Fe0．8O3-δ粉体。对BSCF粉末和烧结体的性能进行了测试分析。结果表明,制备的试样为单一钙钛矿相,其颗粒尺寸均匀,BSCF阴极材料的电导率随测试温度的升高而降低,其中Ba0．5Sr0．5Co0.2Fe0．8O3-δ在500℃电导率为25．4S／cm。Ba0.5Sr0．5Co0.2Fe0．8O3-δ与SDC的界面阻抗在800℃为0．20Ωm2。     

萃取-分光光度法测定污水中汞的研究

研究了萃取-分光光度法测定污水中的汞.考察了萃取剂的种类、酸度及萃取试剂体积等因素对萃取率的影响.在pH为3.7的甲酸-甲酸钠缓冲溶液中,HgI42-和[Fe(phen)3]2 以1∶1的络合比络合生成具有较大疏水性的化合物,用甲基异丁酮萃取后,再用分光光度法测定有机相的吸光度,从而测定汞含量. 结果表明, 络合体系的最大吸收波长为512 nm,汞的含量在0～2.71 mg·L-1范围内呈良好线性关系,摩尔吸光系数ε为2.5×104 L ·mol-1·cm-1,方法的检出限为0.030 mg·L-1.对4个样品测定的相对标准偏差为3 5%~5 2%,加标回收率为93.2%~106.7%,用于污水中汞的测定,有满意的结果.     

PVA-Based Proton Conductors and Zn ZnSO_4· 7H_2O/PVA-NH_4NO_3-H_3PO_4/MnO_2 Electrochemical Cells

1 Results PVA - based proton conductors were prepared by the solution cast technique.The system 80 wt.% PVA - 20 wt.% NH4NO3 exhibited a maximum room temperature conductivity of 8.29×10-7 S·cm-1.The addition of 40 wt.% propylene carbonate (PC) increased the conductivity to 6.83×10-5 S·cm-1.With addition of 50 wt.% EC the conductivity was observed to increase to 1.19×10-5 S·cm-1.These results infer that PC and EC are equally strong in enhancing the conductivity.The maximum room temperature conductivity for the dual proton donor electrolyte system was obtained when 30 wt.% H3PO4 (of 85% strength) was added to the 80 wt.% PVA -20 wt.% NH4NO3 system.The conductivity was 2.67×10-4 S·cm-1.The best conducting sample was used as an electrolyte in Zn ZnSO4.7 H2O/MnO2 cell.The OCV was monitored for 24 hours and showed that the voltage decreases by about 8% from the initial voltage.See Fig.1 and Fig.2.     

钒渣钙化焙烧的影响因素及焙烧氧化动力学

采用钙化焙烧方式处理转炉钒渣以提高钒的浸出率,考察了焙烧参数(渣样粒度,升温速率,焙烧保温温度及保温时间,配钙量)对钒浸出率的影响,根据钒渣氧化的TG-DSC曲线对钒渣氧化变温动力学进行了分析.结果表明:降低升温速率可提高钒氧化率,保温温度高于600℃时钒浸出率迅速增加.在钒渣粒径48~75μm,外配钙m(CaO)/m(V2O5)为042,升温速率2℃·min-1,保温温度850℃,保温时间150min的条件下,钒浸出率达9331%.钒尖晶石氧化过程受三级化学反应控制,升温速率为5和10℃·min-1的表观活化能分别为26765,25603kJ·mol-1.     

复合固硫粘结剂在高硫型煤中的应用及型煤性能评价

以腐植酸钠为粘结剂,石灰石、消石灰以及煤矸石为复合固硫剂,制备了型煤复合固硫粘结剂,探究了复合固硫粘结剂对高硫型煤燃烧性能的影响.结果表明,添加8.0%腐植酸钠、5.0%石灰石、0.9%消石灰和6.0%煤矸石(均为质量百分数)时,型煤固硫率可达97.5%,抗压强度为275N.燃烧性能评价表明复合固硫型煤的着火点为331℃,燃尽温度为530℃,型煤的着火点指数、燃尽特性指数和综合燃烧特性指数分别为7.54×10~(-8)min~(-1)·K-2,1.07×10~(-2)min~(-1)和2.83×10~(-8)min~(-2)·K-3.本研究为高硫型煤的固硫和应用提供了方法,对于复合固硫型煤粘结剂的开发具有一定的参考价值.     

以碱渣为添加剂水泥固化/稳定化生物脱毒底泥的初步研究

以固化体强度、增容比、浸出液pH值以及重金属浸出率为指标,通过无侧限抗压强度和毒性浸出试验,考察以碱渣为添加剂辅助水泥固化/稳定化处理生物脱毒底泥的效果。结果表明,脱毒底泥经碱渣预调理后（泥渣比=10∶0.8）,在0.2—0.4kg/kg不同水泥掺入量下形成的底泥固化体的无侧限抗压强度均可达140kPa以上（龄期14d）,增容比仅为1.17—1.31,固化体浸出液pH值在11.3—11.7之间,Zn、Cu和Cr等重金属浸出得到明显控制（浸出率均≤2.2%）.与固化前相比,底泥固化体环境风险大大降低,且满足填土材料与填埋处置要求.从固化效率角度考虑,生物脱毒底泥固化/稳定化实际应用中较为合适的水泥掺入量为0.2kg/kg,即碱渣∶水泥∶底泥=6∶17∶77.     

新型钙钛矿结构复合氧化物材料的电导性能

研究了几种钙钛矿结构以及类钙钛矿结构材料的电导性能.实验表明,La0.8Sr0.2MnO3,La0.8Sr0.2Ni0.1Mn0.9O3,La0.8Sr0.2Ce0.1Mn0.9O3和SrFe0.5Co0.5O3电导率相差不大,均为10-1S·cm-1数量级;高温熔盐中耐侵蚀性能优良的LaLiMnOy和LaLi0.5MnOy电导率差别很大,前者电导率大于1 S·cm-1,达到了MCFC阴极对材料电导性能要求,而后者仅为10-2S·cm-1数量级.高达0.191eV的电导激活能可能是LaLi0.5MnOy电导率过低的原因.     

氧化锌矿浸出锌的优化实验研究

采用响应曲面法(Response Surface Methodology,RSM),选取Quadratic模型,进行了Box-Behnken实验设计优化在NH_3-(NH_4)_2SO_4-H_2O体系浸出氧化锌矿的实验工艺参数,建立了回归方程.回归分析模型的"ProbF"值为0.0023,小于0.05,模型模拟精度高,回归方程的全体自变量与因变量之间是显著的,回归方程可信.模型分析发现,液固比、浸出温度、浸出时间三个因素对锌的浸出率影响较为显著,对响应面和等高线图进行分析,液固比和浸出时间的交互作用较为显著.RSM法优化最佳浸出实验参数液固比12.81、浸出温度30℃、浸出时间4.15h、总氨浓度7.5mol·L~(-1),预测浸出率86.2%.综合考虑操作的可行性,在采用NH_3-(NH_4)_2SO_4-H_2O体系浸出氧化锌矿工艺中,选取液固比13、浸出温度30℃、浸出时间4h、总氨浓度7.5mol·L~(-1),测得浸出率为86.0%,与理论预测值相比误差为0.23%.