一种铀矿水冶防泄漏环保型密实移动床吸附塔的制作方法

本实用新型属于铀矿水冶技术领域，具体涉及一种铀矿水冶防泄漏环保型密实移动床吸附塔。

背景技术：

随着人类生产生活速度越来越快，尤其是发展中国家近十几年经济繁荣增长驱动，对能源的需求量也逐年增加，化石能源的有限储量已经成为制约人类社会发展的重要因素，另外传统的火力发电的大量温室气体排放及对环境污染让人类不断将实现转向可再生能源的利用。其中核能作为一种清洁能源，在近年能源占比重成为重要的组成部分，年增速为2.3％。作为核能的原料铀矿，其开采和利用成为近年来的研究重点。

离子交换是一种从溶液中提取和分离元素的技术。在国内铀水冶厂，采用离子交换技术从铀矿浸出液中提取铀是目前最常用也是最有效的方法之一，它具有分离选择性强、不消耗昂贵试剂，设备形式简单紧凑，操作方便易实现自动控制等优点。目前我国地浸铀矿山的浸出液处理量大，铀浓度低，基本上都采用了离子交换法从浸出液中提取铀的工艺。离子交换设备种类较多、特点各异，其中按床层状态分有固定床、流化床和密实移动床等类型。其中，密实移动床吸附塔是离子交换技术的关键设备，常用的密实移动床吸附塔主要由塔体、布液装置、排液装置(溢流液塔盘)以及顶部树脂贮罐等组成。在密实移动床吸附塔进液时，浸出液自下而上快速流过树脂床层(允许达到带出速度)，产生的吸附尾液经塔顶溢流液塔盘流出。

根据《铀矿冶辐射防护规定》(EJ993-2008)中对铀选冶厂辐射防护的相关要求“水冶厂房工作场所内空气中放射性氡浓度不超过1.1kBq/m³”。目前生产中考虑更换、清理塔顶树脂筛网等操作需求，密实移动床吸附塔顶部的溢流液塔盘(以下简称：溢流液塔盘)均为敞开式结构，在不采取密封的情况下，易出现吸附尾液在溢流液塔盘溢流过程中氡气扩散的情况，在对操作环境的检测过程中常会检测出操作环境中的放射性氡浓度超出环保限值要求的几倍甚至几十倍以上，这一情况的存在会对处于操作环境中的工作人员职业健康造成危害的隐患，不符合职业卫生及安全对工作环境的要求。

虽然在生产中溢流液塔盘区域考虑了通风装置，但由于铀水冶厂吸附尾液流量大，氡气释放量大，且释放与扩散时间长，若无限量增大通风量将导致风机数量多，投资高，且换气量过大会造成厂房内温度降低等不利影响。

目前某些铀水冶厂采用塑料膜等材料进行溢流液塔盘的密封，但密封效果差，操作环境中放射性氡浓度仍超出环保限值要求的几倍以上，对人员的正常操作产生极大影响。

上述现有技术存在以下缺点；

1、密实移动床上部溢流液塔盘周围放射性氡浓度超标，存在对工作人员职业健康危害的隐患；

2、采用环境通风方法处理放射性氡元素污染，固定资产投资高，换气设备运行时间长，运行成本高，厂房内环境温度无法保证；

3、现有溢流液塔盘密封方式可靠性低，密封效果差，不能达到职业卫生及安全对工作环境的要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种铀矿水冶防泄漏环保型密实移动床吸附塔，该铀矿水冶防泄漏环保型密实移动床吸附塔具有加工制作简单，可有效降低工作环境中放射性氡元素浓度，保证工作人员职业健康。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种铀矿水冶防泄漏环保型密实移动床吸附塔，其特征在于，包括塔体，溢流管，溢流液塔盘，塔盘密封装置，进料口，出料口，树脂出口，裙座，树脂贮罐，所述塔体安装在所述裙座的上部，所述树脂出口设置在所述塔体的底部，所述进料口安装在所述塔体的下部高于所述树脂出口位置，所述溢流液塔盘安装在所述塔体的直筒段上部，所述溢流管安装在所述塔体的顶部并位于所述溢流液塔盘内部，所述出料口设置在所述溢流液塔盘的底部并向所述塔体的底部方向延伸，所述树脂贮槽同轴安装在所述塔体的顶部；

所述密实移动床吸附塔还包括所述塔盘密封装置，所述塔盘密封装置的下缘密封安装在所述溢流液塔盘的上缘，所述塔盘密封装置的上端与所述树脂贮槽外壁密封连接，与溢流液塔盘形成溢流液的密闭空间。

在上述技术方案中，所述塔盘密封装置包括钢骨架、盖板、人孔和密封配件；其中钢骨架作为主体结构及承重结构设置在所述塔盘密封装置的底部、顶部及四周，所述盖板通过所述密封配件固定在所述钢骨架上，所述盖板上设置有所述人孔。

在上述技术方案中，所述钢骨架包括方钢底圈，方钢立筋，扁钢圈，方钢顶圈，方钢顶梁和方钢斜撑，所述方钢底圈焊接与所述溢流液塔盘的内侧，所述方钢立筋垂直焊接在所述方钢底圈上，所述方钢顶圈焊接在所述方钢立筋的顶部，所述方钢顶梁一端固定连接在所述树脂贮槽外侧另一端固定连接在所述方钢顶圈上，所述方钢斜撑一端固定连接在所述方钢立筋上另一端固定连接在所述方钢顶梁上，作为加强圈的所述扁钢圈焊接在所述方钢立筋的中部。

在上述技术方案中，所述盖板还包括顶部盖板和侧盖板，所述侧盖板围合形成所述塔盘密封装置的立面筒体并固定连接在所述方钢立筋外侧，所述顶部盖板为两个半圆环状，固定连接在所述方钢顶梁的上侧及所述方钢立筋的顶部。

在上述技术方案中，所述顶部盖板为S31603材料制成，并焊接在所述树脂贮槽外侧、所述方钢顶梁的上侧及所述方钢立筋的顶部。

在上述技术方案中，所述侧盖板为聚碳酸酯板材制成。

在上述技术方案中，所述密封配件包括铆钉、螺栓、螺母、垫片、橡胶垫圈和密封胶；铆钉用于铆接聚碳酸酯板材和钢结构；螺栓、螺母、垫片和橡胶垫圈用于所述人孔密封；密封胶用于密封聚碳酸酯板和钢骨架接触边缘的缝隙。

在上述技术方案中，所述顶盖板上还设置有一个以上的通风口，所述通风口上还设置有排气装置。

在上述技术方案中，所述人孔设置在所述侧盖板上，所述人孔包括人孔法兰和人孔盖，所述人孔法兰采用S31603材质制成，所述人孔盖采用聚碳酸酯板制成，所述人孔盖通过螺栓及压紧橡胶垫密封连接在所述人孔法兰上。

在上述技术方案中，所述人孔还包括转动机构，所述转动机构由耳板和销轴组成所述销轴一端连接所述人孔法兰，另一端连接所述人孔盖。

一种铀矿水冶防泄漏环保型密实移动床吸附塔的使用方法，首先打开通风口上的排气装置，开始排风，将浸出液通入所述进料口，浸出液经过塔体中的树脂床层，吸附尾液从塔体上部的溢流管排出，进入溢流液塔盘，并通过出料口排出系统，当塔体下部树脂吸附饱和时，将吸附饱和的树脂从所述树脂出口排出，补充树脂从上部树脂贮罐补入至所述塔体的上部，完成吸附过程后停止将浸出液通入所述进料口，0.5～1小时后关闭通风口上的排气装置。

本实用新型的优点和有益效果为：

1、密封效果好：采用本实用新型所述的溢流液塔盘带密封装置的密实移动床吸附塔，可以有效抑制放射性氡元素的扩散，解决溢流液塔盘内吸附尾液溢流过程中向外释放氡元素的问题，防止出现操作区放射性氡浓度超标。

2、加工制作简单：本实用新型所述的密使移动床吸附塔，制作简单，安装容易。

3、运行成本低：工作环境排风量大大降低，可有效降低环境通风的风机数量，降低通风及厂房保温成本。

附图说明

图1是一种铀矿水冶防泄漏环保型密实移动床吸附塔的结构示意图。

图2是本实用新型实施例1塔盘密封装置部分的主视图。

图3是本实用新型实施例1塔盘密封装置部分的俯视图。

其中：

1：树脂贮罐；2：塔盘密封装置；3：溢流液塔盘；4：溢流管；5：塔体；6：出料口；7：进料口；8：树脂出口；9：裙座；10：方钢底圈；11：方钢立筋；12：扁钢圈；13：方钢顶圈；14：顶部盖板；15：方钢顶梁；16：方钢斜撑；17：侧盖板；18：人孔盖；19：通风口；20：人孔法兰；21：转动机构。

对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例1

一种铀矿水冶防泄漏环保型密实移动床吸附塔，包括塔体，溢流管，溢流液塔盘，塔盘密封装置，出料口，树脂出口，裙座，树脂贮罐，所述塔体直径3000mm，直筒段高度8500mm，安装在所述裙座的上部，所述树脂出口直径200mm，设置在所述塔体的底部，所述进料口直径300mm，安装在所述塔体的下部高于所述树脂出口位置，距离直筒段底部以上300mm处，所述溢流液塔盘外形尺寸DN4100mm×1050mm，安装在所述塔体的直筒段上部距离直筒段顶部以下200mm处，所述溢流管直径300mm，共18个，以DN1400为圆心跨中均布6个，以DN2500为圆心跨中均布12个，安装在所述溢流液塔盘内部的塔体顶部，所述出料口直径300mm，设置在所述溢流液塔盘的底部并向所述塔体的底部方向延伸1500mm，所述树脂贮槽外形尺寸DN2000mm×2500mm，通过树脂排放口同轴安装在所述塔体的顶部；

所述密实移动床吸附塔还包括所述塔盘密封装置外形尺寸DN4320mm×2000mm，所述塔盘密封装置的下缘密封安装在所述溢流液塔盘的上缘，所述塔盘密封装置的上端与所述树脂贮槽外壁密封连接，与溢流液塔盘形成溢流液的密闭空间。

所述塔盘密封装置包括钢骨架、盖板、人孔和密封配件；其中钢骨架作为主体结构及承重结构设置在所述塔盘密封装置的底部、顶部及四周，所述盖板通过所述密封配件固定在所述钢骨架上，所述盖板上设置有所述人孔。

在上述技术方案中，所述钢骨架包括方钢底圈(50mm×20mm×1.2mm，L＝12717mm)，11根方钢立筋(50mm×20mm×1.2mm，L＝1950mm)，扁钢圈(50mm×3mm，L＝12746mm)，方钢顶圈(50mm×20mm×1.2mm，L＝12717mm)，11根方钢顶梁(50mm×20mm×1.2mm，L＝1044mm)和11根方钢斜撑(50mm×20mm×1.2mm，L＝566mm)，所述方钢底圈焊接与所述溢流液塔盘的内侧，所述方钢立筋沿方钢底圈布置并垂直焊接在所述方钢底圈上，所述方钢顶圈焊接在所述方钢立筋的顶部，所述方钢顶梁一端固定连接在所述树脂贮槽外侧另一端固定连接在所述方钢顶圈上并与所述方钢立筋位置相对应，所述方钢斜撑一端固定连接在所述方钢立筋上另一端固定连接在所述方钢顶梁上(与所述方钢顶梁成45°)，作为加强圈的所述扁钢圈焊接在所述方钢立筋的中部。具体安装尺寸及定位如图2及图3所示。

所述盖板还包括顶部盖板和侧盖板，所述侧盖板围合形成所述塔盘密封装置的立面筒体并固定连接在所述方钢立筋外侧，所述顶部盖板为两个半圆环状，其内径为DN2012mm，固定连接在所述方钢顶梁的上侧及所述方钢立筋的顶部。所述顶部盖板为S31603材料制成，并焊接在所述树脂贮槽外侧、所述方钢顶梁的上侧及所述方钢立筋的顶部。所述侧盖板为聚碳酸酯板材制成。所述密封配件包括铆钉、螺栓、螺母、垫片、橡胶垫圈和密封胶；铆钉用于铆接聚碳酸酯板材和钢结构；螺栓、螺母、垫片和橡胶垫圈用于所述人孔密封；密封胶用于密封聚碳酸酯板和钢骨架接触边缘的缝隙。

所述顶盖板上还设置有一个的通风口，通风口尺寸为200mm×300mm，安装位置如图3所示，所述通风口上还设置有排气装置(风量10000m³/h，风压450Pa)。

所述人孔(640mm×1200mm人孔底部与方钢底圈的顶部相连)设置在所述侧盖板上，所述人孔包括人孔法兰和人孔盖，所述人孔法兰采用S31603材质制成，所述人孔盖采用聚碳酸酯板制成，所述人孔盖通过螺栓及压紧橡胶垫密封连接在所述人孔法兰上。所述人孔还包括转动机构，所述转动机构由耳板和销轴组成，所述销轴一端连接所述人孔法兰，另一端连接所述人孔盖。

采用未配备塔盘密封装置的普通密实移动床进行操作时，厂房内操作区域测得氡平均浓度3400Bq/m³，在采用本实用新型溢流液塔盘带密封装置的密实移动床吸附塔后，生产过程中测得操作区氡平均浓度为545Bq/m³，密封效果满足《铀矿冶辐射防护规定》(EJ993-2008)中对铀选冶厂辐射防护的相关要求，即“水冶厂房工作场所内空气中放射性氡浓度不超过1.1kBq/m³”。

一种铀矿水冶防泄漏环保型密实移动床吸附塔的使用方法，首先打开通风口上的排气装置，开始排风，将浸出液通入所述进料口，浸出液经过塔体中的树脂床层，吸附尾液从塔体上部的溢流管排出，进入溢流液塔盘，并通过出料口排出系统，当塔体下部树脂吸附饱和时，将吸附饱和的树脂从所述树脂出口排出，补充树脂从上部树脂贮罐补入至所述塔体的上部，完成吸附过程后停止将浸出液通入所述进料口，0.5～1小时后关闭通风口上的排气装置。

实施例2

本实用新型实施例1在实施过程中已经可以明显防止生产过程中放射性氡元素的溢出，大幅改善劳动人员的工作环境，为了拓展实施例1的应用环境，进一步提高密封装置的性能，在所述顶盖板上还设置有2个的通风口(200mm×300mm，与顶盖板同圆心，直径为DN3600)，所述通风口上还设置有排气装置(风量10000m³/h，风压450Pa)。可以更大幅度的提升塔盘密封装置的可靠性。钢骨架保证塔盘密封装置的整体强度和稳定性；盖板保证装置与外界环境隔离，其中侧盖板为透明材料，可以观察溢流液塔盘内部生产情况；人孔方便操作人员进出装置进行维修、更换树脂筛网等生产操作；密封配件保证整套装置的密封，防止氡气泄露。

实施例三

在本实施例2的基础上，在所述塔盘密封装置上设置放射性氡元素检测装置，并将其与所述通风口上的排气装置电连接，当所述检测装置探测到塔盘密封装置内的放射性氡元素含量超过某一设定值时，自动开启所述排气装置，增大排风量，加强排风效果，更好防止氡元素溢出。当所述检测装置探测到所述塔盘密封装置内放射性氡元素含量低于某一个设定值时，自动关闭所述排气装置，达到节能增效的作用。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本实用新型做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本实用新型的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本实用新型的保护范围。