Search papers

Article details

  • Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials
  • Vol: 62, Issue: 2, 2010
  • pp: 184-190

download: article (PL)

Glass–ceramics for waste immobilization

Abstract (EN)

Vitrification is the most effective method for nuclear waste immobilization. Toxic elements are incorporated into the glass structure. Glasses from the P2O5–Al2O3–R2O and P2O5-Al2O3-Fe2O3-R2O systems were studied for the immobilization of salt waste. As a method of immobilization, sintering of glass–waste mixtures was chosen.

CaCl2 was used to simulate the waste. The immobilization process of calcium ions was studied during sintering with glasses containing above 50wt.% P2O5.

Properties of the glasses and glass–ceramic materials were determined. Thermal analysis showed that all glasses demonstrated the ability to crystallize. Intensity of this process depended on the chemical composition. The addition of Fe2O3 to glass increased this process. Thermal treatment caused high degree of crystallization of the studied glasses. According to the results of hydrolytic resistance tests, the glass sinters containing Fe2O3 are the most efficient for waste immobilization. Vitrification process of all the glasses reduced leachibility of waste components to a minimum.

The studies showed that CaCl2 being a simulated waste was permanently encapsulated in the glass–ceramic materials, making possible their effective immobilization.

Keywords (EN): Glass, Glass–ceramics, Phosphorus glass, Vitrification, Toxic waste immobilization

Szkło–ceramika dla immobilizacji odpadów szkodliwych

Ciecińska M., Stoch P.

Abstract (PL)

Witryfikacja to obecnie najskuteczniejsza metoda immobilizacji odpadów radioaktywnych. Polega ona na zamykaniu pierwiastków szkodliwych w strukturze szkła. Przedmiot badań stanowią szkła z układów P2O5–Al2O3–R2O i P2O5-Al2O3-Fe2O3-R2O do immobilizacji odpadów w postaci soli. Jako metodę unieszkodliwiania wybrano wytwarzanie spieków mieszanin szkło-odpad.

Modelową substancję odpadową stanowił CaCl2. Zbadano proces jego immobilizacji w trakcie spiekania ze szkłami zawierającymi powyżej 50% mas. P2O5.

W efekcie przeprowadzonych eksperymentów określono właściwości uzyskanych szkieł i materiałów szkło–ceramicznych. Badania termiczne wykazały, iż wszystkie szkła wykazują zdolność do krystalizacji, przy czym intensywność tego procesu uwarunkowana jest ich składem chemicznym. Dodatek Fe2O3 do szkła zintensyfikował ten proces. Obróbka termiczna szkieł wywołuje wysoki stopień ich przekrystalizowania. Testy odporności hydrolitycznej spieków pozwoliły ustalić, że szkło zawierające w swym składzie Fe2O3 najskuteczniej wiąże odpad. Dodatkowo przeprowadzony proces witryfikacji wszystkich spieków obniżył do minimum wymywalność składników pochodzących z odpadów.

Uzyskane wyniki badań pozwalają stwierdzić, że substancja odpadowa w postaci CaCl2 trwale zostaje związana w strukturze materiałów szkło–krystalicznych, co umożliwia jej skuteczną immobilizację.

Keywords (PL): szkło, szkło–ceramika, szkła fosforanowe, witryfikacja, immobilizacja odpadów szkodliwych.

return…