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以碳酸钙、天然锆英石、二氧化钛、十水草酸铈为原料,利用Ce模拟四价锕系核素(Ac4+),采用固相反应法制备了掺铈钙钛锆石-榍石组合矿物[CaZr1-xCexTi2O7-(1-x)Ca1-2yCeyTiSiO5],通过反应热压烧结工艺在较低温下制备了高致密的掺铈钛酸盐组合矿物固化体。借助粉末X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)/背散射电子像(BSE)、能谱(EDS)等表征手段,研究了钛酸盐组合矿物对铈的固溶、反应历程及掺铈钛酸盐组合矿物固化体的热压烧结工艺。结果表明:铈在钙钛锆石-榍石组合矿物中的固溶量为钙钛锆石的Zr位的固溶度为0.3个结构单元、榍石的Ca位的固溶度为0.2个结构单元(x=0.3、y=0.2);当x=0.3,y=0.05-0.20时,目标产物的主要晶相为2M型钙钛锆石和榍石;制备掺铈钙钛锆石-榍石组合矿物的过程中,首先生成钙钛矿相,再与锆英石的分解产物生成钙钛锆石相和榍石相,其最低合成温度为1060℃;热压烧结掺铈钛酸盐组合矿物固化体的较佳工艺为1150℃(30MPa)保温1-4h,此条件下所得固化体的相对密度达到99%以上;固化体的主要物相为2M型钙钛锆石、榍石和钙钛矿,钙钛锆石∶榍石∶钙钛矿=2∶1∶1(摩尔比); 浸出试验是评价固化体化学稳定性的主要方法之一。本文参照MCC-1静态浸出实验法,以水热反应釜为浸出装置来模拟深地质处置环境,借助电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)、电感耦合等离子体发射光谱-质谱仪(ICP-MS)等表征手段,研究了掺铈钛酸盐组合矿物固化体在热-水-力-化学(THMC)耦合作用下的浸出性能。结果表明:掺铈钛酸盐组合矿物固化体具有良好的化学稳定性,THMC耦合作用对固化体中Ce元素的抗浸出性能的影响不大,其21天后的归一化浸出率均低于10-5g·m-2·d-1;在pH=7,90℃下,元素Si、Ca、Ti、Ce、Zr的抗浸出性能依次较强,其21天后的归一化浸出率分别为低于10g·m-2·d-1、1g·m-2·d-1、10-4g·m-2·d-1、10-5g·m-2·d-1、10-6g·m-2·d-1。