。374 北京科技大学学报 2006年第4期 中，使固化体样品全部在浸出剂中.盖好内盖，将 减小：固化体中各元素SsCr,Ca和Ti的浸出率 外盖拧紧，称重.样品放置情况见图1.条件：浸 都小于01gm2·d厂1，且明显小于玻璃固化体 泡剂为去离子水，90℃分别以7,14,28d为一周 (比玻璃固化体低2~3数量级)1四 期. 表1钛酸锶MCC1浸出率实验结果 外盖 Table 1 MCC-1 leaching rate test results of strontium titanate 内盖 gm-2d广1 ·容器 时间/d Cr Ti 浸泡剂 7 858X10-3 532X104 211×10-5 样片 14 463×10-3 292X104 1.46×10-4 28 229X10-3 L51X105 507X10-6 图1MCC1浸出实验装置图 注浸出温度为90℃，浸出周期分别为7,14,28d浸出剂 Fig.I Scheme of MCe-I leaching experiment 为去离子水，S/=20m-1 把装好浸出剂和样片的容器称重，拧紧后分 (2)浸出性能随温度的变化.图2给出了固 别放入预先升温至90士2℃的烘箱中.24h后取 化体在不同浸出温度下浸出率的变化.由实验结 出容器，拧紧容器盖，放回烘箱中.在实验开始的 果可知，随着浸出温度的增加，浸出率逐渐增大. 第2,5,7和28天，分别取出容器拧紧和称重，以 22r 检测容器中浸出剂是否有泄漏.等达到预期实验 20 时间后取出容器，分别将样片取出，洗净、烘干、，称 ·-20℃ 重和进行表面分析. 16 ◆-80℃ -150℃ 2结果与讨论 2 10 2.1浸出率计算 8 6 取出达到设定浸出实验时间的容器，用去离 子水清洗样品，在110℃下烘干到恒重.根据如 2 下公式计算样片的质量浸出率和元素浸出率. 2345 678 (1)质量浸出率 时间d Rm=o形 图2不同温度下Sr2+从CaTO3浸出的浸出率 St (1) Fig.2 Leaching rate of Sr from CaTiO,at different tempera 式中，Rm为样品的质量浸出率gm2d厂；Wo tures 为样品浸泡前的质量，：W。为样品浸泡后的质 量，g:S为样品的表面积，m2:1为浸泡时间，d. 一般说来，浸出过程表观活化能的大小反映 (2)元素浸出率 了该过程对反应温度的敏感程度.表观活化能越 CiV 大，改变反应温度引起的浸出率也越大.钛酸盐 R一Sft (2) 固化体的浸出活化能（约为10~20kJ°mo厂1）与 式中，R:为元素i的浸出率gm2d厂；C:为浸 硼硅酸盐玻璃固化体浸出活化能(40~80k』· 出液中元素i的质量浓度。g°m3,V为浸出液的 mo厂1)相比较低，这也是钛酸盐固化体的优点之 体积，m;f为样品中元素i的质量分数. 2.2浸出性能测定结果 (3)浸出性能随浸出剂的变化.图3是浸出 (1)浸出性能随浸出时间的变化.表1给出 剂分别为去离子水和模拟地下水时对浸出率的影 了固化体中Sr,Cr和Ti浸出率随时间的变化. 响.由实验结果可知：模拟地下水对钛酸锶固化 实验结果表明：在钛酸锶固化体的浸出性能随时 体的侵蚀作用要比去离子水小一些，这说明浸出 间的变化较大：在浸出实验初期，固化体的浸出率 剂中某些离子会在一定程度上抑制钛酸锶瓷固化 较大，随着浸出时间的增加，固化体的浸出率逐渐 体中废物核素的浸出，中,使固化体样品全部在浸出剂中 .盖好内盖 ,将 外盖拧紧, 称重 .样品放置情况见图 1 .条件:浸 泡剂为去离子水 , 90 ℃, 分别以 7 , 14 , 28 d 为一周 期. 图 1 MCC-1浸出实验装置图 Fig.1 Scheme of MCC-1 leaching experiment 把装好浸出剂和样片的容器称重 ,拧紧后分 别放入预先升温至 90 ±2 ℃的烘箱中.24 h 后取 出容器 ,拧紧容器盖, 放回烘箱中.在实验开始的 第 2 , 5 , 7 和 28 天 ,分别取出容器拧紧和称重 ,以 检测容器中浸出剂是否有泄漏.等达到预期实验 时间后取出容器 ,分别将样片取出 ,洗净 、烘干 、称 重和进行表面分析. 2 结果与讨论 2.1 浸出率计算 取出达到设定浸出实验时间的容器, 用去离 子水清洗样品 , 在 110 ℃下烘干到恒重 .根据如 下公式计算样片的质量浸出率和元素浸出率 . (1)质量浸出率 R m = W0 -We S t (1) 式中, R m 为样品的质量浸出率, g·m -2·d -1 ;W0 为样品浸泡前的质量, g ;We 为样品浸泡后的质 量, g ;S 为样品的表面积 , m 2 ;t 为浸泡时间, d . (2)元素浸出率 Ri = CiV S fi t (2) 式中 , Ri 为元素i 的浸出率, g·m -2·d -1 ;Ci 为浸 出液中元素 i 的质量浓度, g·m -3 ;V 为浸出液的 体积 , m 3 ;fi 为样品中元素i 的质量分数. 2.2 浸出性能测定结果 (1)浸出性能随浸出时间的变化 .表 1 给出 了固化体中 Sr , Cr 和 Ti 浸出率随时间的变化. 实验结果表明:在钛酸锶固化体的浸出性能随时 间的变化较大;在浸出实验初期,固化体的浸出率 较大 ,随着浸出时间的增加,固化体的浸出率逐渐 减小;固化体中各元素 S r, Cr, Ca 和 Ti 的浸出率 都小于 0.1 g·m -2·d -1 , 且明显小于玻璃固化体 (比玻璃固化体低 2 ～ 3 数量级)[ 12] . 表 1 钛酸锶 MCC-1 浸出率实验结果 Table 1 MCC-1 leaching rate test results of strontium titanate g·m-2·d-1 时间/ d S r C r Ti 7 8.58×10 -3 5.32×10 -4 2.11×10 -5 14 4.63×10 -3 2.92×10 -4 1.46×10 -4 28 2.29×10 -3 1.51×10 -5 5.07×10 -6 注:浸出温度为 90℃, 浸出周期分别为 7 , 14 , 28 d, 浸出剂 为去离子水, S/ V =20 m -1 (2)浸出性能随温度的变化.图 2 给出了固 化体在不同浸出温度下浸出率的变化.由实验结 果可知,随着浸出温度的增加 ,浸出率逐渐增大. 图2 不同温度下 Sr 2 +从 CaTiO3 浸出的浸出率 Fig.2 Leaching rate of Sr 2+ from CaTiO3 at different tempera￾tures 一般说来, 浸出过程表观活化能的大小反映 了该过程对反应温度的敏感程度 .表观活化能越 大, 改变反应温度引起的浸出率也越大.钛酸盐 固化体的浸出活化能(约为 10 ～ 20 kJ·mol -1)与 硼硅酸盐玻璃固化体浸出活化能(40 ～ 80 kJ· mol -1)相比较低, 这也是钛酸盐固化体的优点之 一. (3)浸出性能随浸出剂的变化.图 3 是浸出 剂分别为去离子水和模拟地下水时对浸出率的影 响.由实验结果可知 :模拟地下水对钛酸锶固化 体的侵蚀作用要比去离子水小一些, 这说明浸出 剂中某些离子会在一定程度上抑制钛酸锶瓷固化 体中废物核素的浸出 . · 374 · 北 京 科 技 大 学 学 报 2006 年第 4 期