在高放廢物硼矽酸鹽玻璃中摻入鉑族金屬:聚焦阿格廠在運感應加熱金屬熔爐的性能

2021-03-01 核設施退役及放射性廢物管理

來源：中核戰略規劃研究總院

 釕、鈀和銠屬於鉑族金屬，是乏燃料後處理產生的裂變產物中的一部分。所有高放廢物玻璃固化設施都曾遇到過熔爐中存在的貴金屬導致的運行問題。這些金屬的溶解度低，能改變玻璃的粘度、電導率和熱導率等性能。這些大比重的金屬也容易沉澱在熔爐底部。無論玻璃固化流程如何，貴金屬的特性和行為都會降低玻璃產量和增加停機時間從而影響生產能力。

 歐安諾（Orano）和法國原子能和替代能源委員會（CEA）從事硼矽酸鹽玻璃中貴金屬性能的研究已有多年。通過研究，實現了阿格廠在運感應加熱金屬熔爐的多項技術改進和工藝運行優化。從調試到2018年底，R7和T7設施已經生產了21880多個儲罐，其中裝有約8800噸高放玻璃。

 阿格廠進行了技術改進和工藝運行優化，因此可以達到較高粉末摻入質量和玻璃生產率。自調試以來，R7和T7設施每個儲罐平均摻入的貴金屬質量每年有所提高，如今已達到10 kg。同時，生產一罐玻璃固化體所需的平均時間已大幅減少。

 通過不斷攪拌熔體並提供足夠的剪切力以使顆粒處於懸浮狀態並防止其沉澱於熔爐底部的方法，經證明是能夠對含有高含量貴金屬的廢物進行工業級處理的唯一可靠方法。目前已在阿格廠（該設施的熔爐配有鼓泡器和機械攪拌器）實施了此方法，加之對熔爐參數的有效和適當控制，可以處理含高達3 wt%貴金屬的熔體。

 LCV（CEA-Orano聯合玻璃固化實驗室）在玻璃固化流程方面的長期研發經驗、「Orano Cycle」獲得的全面工業經驗、「Orano Projects」工程團隊的密切支持以及長期的合作，使得各種改進項目獲得了有效地支持，並在生產率和貴金屬摻入方面得到了較大的改進。

                                                                                                            （中核戰略規劃研究總院 梁和樂編譯）

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