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玻璃陶瓷兼有玻璃和陶瓷的优点,是固化高放废物(HLW)很好的基材,本文以36Fe2O3-54P2O5-10CaF2为基础玻璃,采用简单的工艺制备了具有良好化学稳定性的独居石铁磷酸盐玻璃陶瓷固化体,通过DTA、XRD、SEM-EDS、FTIR等测试技术对试样进行分析；MCC-1静态浸出实验用来研究固化体试样的浸出行为,得到如下主要结论:
(1)B2O3的加入对铁磷酸盐玻璃陶瓷固化体有较大的影响,以10mol％的B2O3代替Fe2O3加入制备的试样化学稳定性最好,28天的浸出率约为7.81×10-9g.cm-2.min-1。HLW包容量研究表明:该体系的玻璃陶瓷能够很好的固化HLW,HLW包容量高达60wt％的固化体试样仍具有很好的化学稳定性,28天浸出率低于2×10-8g.cm-2.min-1；固化体的主晶相为独居石,另外还含有少量的SiO2、AlPO4和La2Zr2O7；固化体中主要含正磷酸基团[PO4]3-和焦磷酸基团[P2O7]4-,在包容量高达70wt％时出现偏磷酸基团[PO3]-,试样中的B主要以[BP4]四面体存在。
(2)SiO2对固化体的影响研究表明:固化体的主晶相为独居石,试样中还含有少量SiO2,玻璃相并非大量存在。固化体中含有大量的[PO4]3-和少量[P2O7]4-,没有[PO3]-存在,Si在试样中主要是以[SiO4]四面体的形式存在的。SiO2掺入对试样的化学稳定性影响不大。
(3)对于高钠高放废物包容量的研究表明:固化体的主晶相为独居石、Na3Ce(PO4)2和La2Zr2O7,试样中还检测到部分未反应完全的Fe2O3；样品中含有大量[PO4]3-和少量[P2O7]4-,没有[PO3]-存在。
在浸泡过程中,浸出液pH值呈上升趋势,这是由于去离子水中的H+和固化体中的Na+进行离子交换,使得浸出液中生成NaOH。ICP-OES分析表明:Na的浸出量是最高的,其次是Al,然后是Cr、Zr、Fe、La等元素。La和Zr的归一化浸出率都很低,对试样化学稳定性影响不大,固化体中Na、Al、Cr、Fe这四种元素的大量浸出是影响固化体化学稳定性的主要因素之一。