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《江西广丰李家膨润土压实性能研究_高放废物处置缓冲_回填材料压实性能初探》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第27卷第1期东华理工学院学报Vol127No112004年3月JOURNALOFEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGYMar.2004江西广丰李家膨润土压实性能研究———高放废物处置缓冲/回填材料压实性能初探刘晓东罗太安邢占文刘卫卫甄啸(东华理工学院,江西抚州344000)摘要:研究了广丰李家钠基膨润土的压实性能,得出了不同压实功作用下,膨润土干密度与含水率之间的关系,以及粒径、压实功等因素对压实性能的影响;在相同压实功和相同含水率条件下,膨润土粒径较小时相对应的干密度较小,当压33实功为2684.9kJ/m时,钠基膨润
2、土的最大干密度可达1.525g/cm,最优含水率为26.30%。首次选用石英砂作为添加剂,探索了添加剂对膨润土压实性能的改善作用,实验结果说明石英砂添加剂的加入可以大大提高膨润土的干密度,减小对应的最优含水率,并得出约10%的石英砂是添加剂的最佳用量。该研究结果为钠基膨润土作为高放废物处置库缓冲/回填材料的性能评价提供了重要的依据。关键词:膨润土;缓冲/回填材料;压实性能;高放废物中图分类号:TL941文献标识码:A文章编号:1000-2251(2004)01-019-05②高放射性水平长半衰期废物(简称高放废物)比钙基膨润土更适合作为缓冲/回
3、填材料的原料的安全处置是核能开发领域的世界性难题,技术难(PNC,1992)。因此,本文选用钠基膨润土进行了度大,研究周期长。许多有核国家经过20多年的压实性能及其主要影响因素的研究。初步探索了研究,初步确定了在现有经济技术条件下较为理想添加剂对钠基膨润土压实性能的改善作用规律,为的处置方法———高放废物深地质处置方法;提出了高放废物深地质处置库缓冲/回填材料的性能评价由人工屏障(高放废物玻璃固化体、包装容器、缓冲提供了重要的技术资料。/回填材料层)和天然屏障(围岩)组成的多重屏障1样品处置模式(Roxburgh,1987;PNC,1992;I
4、AEA,1997;闵茂中等,1998;罗太安,2002)根据这种高放1.1膨润土废物深地质处置库多重屏障体系的设计方案,膨胀钠基膨润土试样取自江西省广丰县李家膨润粘土缓冲层是高放废物深地质处置库中的最后一土矿,该矿床产于上白垩统南雄组下段陆相火山岩道人工屏障,该屏障应具有足够的力学强度和良好中,系与酸性熔岩有关的风化蚀变型膨润土矿床。的延展性,以发挥其支撑高放废物容器及固化体、矿体呈层状产出,空间分布上近地表为钙基膨润均化围岩压力、封闭围岩裂隙、防止高放废物固化土,向深部延伸逐渐过渡为钠基膨润土,已探明储体和废物容器的机械破坏等作用。我国已基本
5、选量近3000万吨,其中钠基膨润土约占已探明储量①定膨润土作为缓冲/回填材料的原料。然而,未经③的30%。处理的膨润土其性能难以满足高放废物处置库的矿物学研究表明,李家钠基膨润土的矿物组成性能要求,必须经处理并压实成型后才能作为缓冲主要为具有两层结晶水的蒙脱石,含少量的石英;/回填材料使用。根据钠基膨润土和钙基膨润土的化学全分析结果(表1)说明膨润土的化学成份以物理化学性能,以及缓冲/回填材料在高放废物深SiO2,Al2O3,MgO,Na2O为主,与国内其它矿床相地质处置库中应起到的作用,一般认为钠基膨润土收稿日期:2004201223基金项目
6、“:十五”国防预研资助项目(41602301)作者简介:刘晓东(1963—),男,教授,主要从事矿物学、岩石学、矿床学教学与科研工作。①徐国庆,李永利,顾绮芬等.1994.矿床筛选[R].核工业北京地质研究院.②刘月妙,徐国庆等.1999.内蒙古高庙子膨润土基本性能研究[R].核工业北京地质研究院.③江西地质矿产局.1986.广丰膨润土矿地质特征[R].©1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net20东华
7、理工学院学报2004年比,李家钠基膨润土Fe含量较低。究的样品。参照膨润土测试标准JC/T592-1995,对李家1.2添加剂钠基膨润土的物理化学性能进行了研究,结果见本文在参照前人研究成果的基础上(JNC,表2。该结果表明李家钠基膨润土蒙脱石含量较2000),根据天然石英砂资源丰富、储量大、开采方高,具有良好的阳离子交换性能、吸附性能和膨胀便、经济价廉等特点,选用石英砂作为钠基膨润土性能,能满足高放废物深地质处置库缓冲/回填材的添加剂。试样取自江西省抚州市抚河北门,其主料的性能要求(范智文等,1992;刘月妙等,1999;要矿物成分为石英,过
8、1mm筛后,其它杂质含量JNC,2000),可以作为缓冲/回填材料压实性能研<1%。表1广丰李家钠基膨润土化学全分析结果Tab.1Chemicalco
