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用水泥固化高放废液是目前国内外研究的重要课题,模拟高放废液全低温碱矿渣水泥固化水法工艺,与玻璃固化方法相比,水泥法原材料易得,固化工艺简单,固化成本低廉,因而具有良好的应用前景。针对在高放废液中由于Cs+的高溶解度,扩散迁移能力强,掺加吸附辅助材料于碱矿渣水泥固化体中还不能有效地抑制Cs+在固化体中的浸出,且水法工艺固化体强度偏低等问题,通过调整高放废液预处理,使游离Cs+形成难溶的化合物或固溶体且使废液组成对固化体性能影响降低;改变成型工艺及沸石掺量,确定一条新的预处理与常温固化路线,使模拟高放废液在全低温工艺条件下被碱矿渣水泥固化。实验结果表明:模拟高放废液经NiSO4和K4[Fe(CN)6]预处理,Ca(OH)2中和碱化后,废物包容量为16%(以氧化物计),激发剂掺量按Na2O为矿渣重量5%计(其中2%Na2O由NaOH提供,3%Na2O由Na2SiO3提供),加压成型的15%沸石掺量的碱矿渣水泥固化体具有较高的抗压强度,固化体Cs+浸出率大幅度降低,其固化体性能可达到如下指标:在确定的固化工艺条件下,固化体28天抗压强度达80.6Mpa;固化体25℃(GB7023-86)42天Cs+浸出率为8.4×10{-7} cm·d{-1},90℃(MCC- 1P)28天Cs+浸出率为9.3×10{-5} g·cm{-2}·d{-1},且固化体具有良好的热稳定性和抗冲击性。采用XRD、SEM-EDS、DTA-TG、AAS等测试方法对固化体中Cs+浸出行为进行研究,探讨Cs+核素固化机理,确定固化体中Cs+被持留的三种形式:1.Cs+与NiSO4、 K4[Fe(CN)6]生成难溶固溶体Cs2Ni[Fe(CN)6]和Cs4Ni4[Fe(CN)6]3 而被固化体固封持留;2.Cs+ 被沸石、水化产物及凝胶孔吸附持留;3.Cs+ 进入水化产物晶格而被固溶持留。本文据此建立了Cs+固化物理模型,进一步探讨了Cs+固化机理。