一种离子交换法提铀用淋洗装置及离子交换树脂淋洗方法与流程

1.本发明涉及离子交换处理技术领域，特别是涉及一种离子交换法提铀用淋洗装置及离子交换树脂淋洗方法。


背景技术：

2.在铀提取行业中广泛采用离子交换树脂进行铀提取。一般采用离子交换树脂从硫酸体系、碳酸盐体系中吸附铀。然后再利用硫酸、氯盐、碳酸盐、硝酸盐等作为淋洗剂将铀从离子交换树脂上淋洗下来，通过离子交换吸附、淋洗实现铀的富集和纯化。
3.在淋洗过程中，生产单位金属，其浓度越高则合格液体积越少，进而动力、原材料等的消耗也越少。为了保证淋洗合格液的铀浓度，当前生产过程中一般采用多塔串联淋洗、截取淋洗过程中部分铀浓度较高溶液作为合格液等方法来控制淋洗合格液的铀浓度。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对离子交换法提铀过程中淋洗合格液铀浓度低、淋洗体积大的问题，提供一种离子交换法提铀用淋洗装置，使用该装置进行离子交换树脂淋洗，提高淋洗合格液铀浓度。
5.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种离子交换法提铀用淋洗装置，包括离子交换装置、淋洗剂储池、淋洗合格液储池、集液池、淋洗剂泵、填塔泵、排气阀、进气阀、进液阀和填塔阀；
7.所述离子交换装置上分别管路连接排气阀、进气阀、进液阀和填塔阀；所述淋洗合格液储池底部和填塔阀管路连接，所述淋洗剂储池底部和进液阀管路连接；
8.所述离子交换装置底部分别与集液池和淋洗合格液储池顶部管路连接，所述离子交换装置底部与集液池连接的管路上设置尾液排放阀，所述离子交换装置底部与淋洗合格液储池顶部连接的管路上设置淋洗合格液排放阀。
9.进一步地，所述淋洗合格液储池底部出口管路连接填塔泵入口，所述填塔泵出口和填塔阀管路连接；所述淋洗剂储池底部出口管路连接淋洗剂泵入口，所述淋洗剂泵出口和进液阀管路连接。
10.进一步地，所述离子交换装置上的进气阀与压缩空气储罐连接，所述离子交换装置上的排气阀与大气连通。
11.进一步地，所述离子交换装置由多个离子交换塔串联而成，每个离子交换塔顶部分别管路连接排气阀、进气阀、进液阀和填塔阀，每个离子交换塔上的进液阀和另一个离子交换塔底部管路连接；
12.所述淋洗合格液储池底部和每个离子交换塔上的填塔阀管路连接，所述淋洗剂储池底部和每个离子交换塔上的进液阀管路连接；
13.每个离子交换塔底部分别与集液池和淋洗合格液储池顶部管路连接，每个离子交换塔底部与集液池连接的管路上设置尾液排放阀；每个离子交换塔底部与淋洗合格液储池
顶部连接的管路上设置淋洗合格液排放阀。
14.进一步地，所述淋洗合格液储池底部出口管路连接填塔泵入口，所述填塔泵出口和每个离子交换塔上的填塔阀管路连接；所述淋洗剂储池底部出口管路连接淋洗剂泵入口，所述淋洗剂泵出口和每个离子交换塔上的进液阀管路连接。
15.进一步地，所述每个离子交换塔上的进气阀与压缩空气储罐管路连接。
16.进一步地，所述离子交换装置由至少3个离子交换塔串联而成，所述离子交换塔为固定床离子交换塔。
17.本发明还提供一种使用上述离子交换法提铀用淋洗装置进行离子交换树脂淋洗，包括如下步骤：
18.步骤1：当离子交换装置内的树脂吸附饱和，打开尾液排放阀和进气阀，向离子交换装置内填充压缩空气，压缩空气将离子交换装置内的吸附尾液压出至集液池；
19.步骤2：当离子交换装置内的溶液压干后，关闭进气阀，打开排气阀，排出离子交换装置内的空气；
20.步骤3：当离子交换装置内的空气排尽后，打开离子交换装置上的填塔阀，从淋洗合格液储池向离子交换装置中填充淋洗合格液；
21.步骤4：当离子交换装置内填充满淋洗合格液后，关闭离子交换装置上的排气阀，打开尾液排放阀，继续向交换装置内填充淋洗合格液，塔内溶液经尾液排放阀排出溶液至集液池；
22.步骤5：待排出的溶液中铀浓度达到0.5g/l时，停止向离子交换装置中填充淋洗合格液，打开淋洗合格液排放阀，关闭尾液排放阀，打开离子交换装置上的进液阀，从淋洗剂储池向离子交换装置中填充淋洗剂，淋洗剂经离子交换装置从淋洗合格液排放阀排放至淋洗淋洗合格液储池。
23.进一步地，步骤1中，所述离子交换装置上的进气阀与压缩空气储罐管路连接，打开离子交换装置上的进气阀，所述压缩空气储罐向离子交换装置内填充压缩空气。
24.进一步地，步骤2中，所述离子交换装置上的排气阀与大气连通，打开排气阀，排出离子交换装置内的空气。
25.进一步地，步骤3中，所述淋洗合格液储池底部出口管路连接填塔泵入口，所述填塔泵出口和填塔阀管路连接；通过启动填塔泵，从淋洗合格液储池向离子交换装置中填充淋洗合格液。
26.进一步地，步骤4中，通过停止填塔泵，停止向离子交换装置中填充淋洗合格液。
27.进一步地，步骤5中，所述淋洗剂储池底部出口管路连接淋洗剂泵入口，所述淋洗剂泵出口和离子交换装置上的进液阀管路连接，通过启动淋洗剂泵，从淋洗剂储池向离子交换装置中填充淋洗剂。
28.进一步地，所述淋洗剂储池中装有淋洗剂，所述淋洗剂的浓度为100-120g/l的硫酸水溶液。
29.进一步地，所述压缩空气的压力≤0.4mpa。
30.进一步地，所述饱和树脂残余水溶液置换体积为0.3bv。
31.进一步地，所述离子交换法提铀过程中，酸度控制在≤20g/l。
32.进一步地，所述离子交换法提铀过程中，铀浓度控制在≤100mg/l。
33.进一步地，所述离子交换法提铀过程中，经过离子交换装置解吸后，贫树脂中残余铀≤500mg/l。
34.本发明的有益技术效果：
35.本发明的离子交换法提铀用淋洗装置，具有安全可靠、安装简易、成本低廉、高效稳定的特点，利用离子交换法提铀用淋洗装置进行离子交换树脂淋洗，有效的提高淋洗出液铀浓度、减少淋洗出液产出量、降低成本。
附图说明
36.图1为实施例1的离子交换法提铀用淋洗装置结构示意图。
37.图中，1、排气阀；2、进气阀；3、进液阀；4、填塔阀；5、尾液排放阀；6、淋洗合格液排放阀；7、填塔泵；8、淋洗合格液储池；9、离子交换塔；10、淋洗剂泵；11、淋洗剂储池。
具体实施方式
38.下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细地描述。
39.实施例1
40.本发明提供一种离子交换法提铀用淋洗装置，包括离子交换装置、淋洗剂储池11和淋洗合格液储池8。
41.所述离子交换装置由3个离子交换塔9串联而成，每个离子交换塔9顶部分别管路连接排气阀1、进气阀2、进液阀3和填塔阀4，每个离子交换塔9上的进液阀3和另一个离子交换塔9底部管路连接。
42.所述淋洗合格液储池8底部和每个离子交换塔9上的填塔阀4管路连接，所述淋洗剂储池11底部和每个离子交换塔9上的进液阀3管路连接。
43.每个离子交换塔9底部分别与集液池和淋洗合格液储池8顶部管路连接，每个离子交换塔9底部与集液池连接的管路上设置尾液排放阀5；每个离子交换塔9底部与淋洗合格液储池8顶部连接的管路上设置淋洗合格液排放阀6。
44.所述淋洗合格液储池8底部出口管路连接填塔泵7入口，所述填塔泵7出口和每个离子交换塔9上的填塔阀4管路连接；所述淋洗剂储池11底部出口管路连接淋洗剂泵10入口，所述淋洗剂泵10出口和每个离子交换塔9上的进液阀3管路连接。
45.每个离子交换塔9上的进气阀2与压缩空气储罐连接，每个离子交换塔上的排气阀1与大气连通。
46.所述离子交换塔9为固定床离子交换塔。
47.使用上述离子交换法提铀用淋洗装置对内蒙古某地浸采铀矿山提铀用离子交换树脂的淋洗，包括如下步骤：
48.步骤1：当离子交换塔9内的树脂吸附饱和，打开尾液排放阀5和离子交换塔9上的进气阀2，向离子交换塔9内填充压缩空气，压缩空气将离子交换塔9内的吸附尾液压出至集液池；
49.步骤2：当离子交换塔9内的溶液压干后，关闭离子交换塔9上的进气阀2，打开离子交换塔9上的排气阀1，排出离子交换塔9内的空气；
50.步骤3：当离子交换塔9内的空气排尽后，打开离子交换塔9上的填塔阀4，启动填塔
泵7，从淋洗合格液储池8向离子交换塔9中填充淋洗合格液；
51.步骤4：当离子交换塔9内填充满淋洗合格液后，关闭离子交换塔9上的排气阀1，打开尾液排放阀5，继续向交子换塔9内填充淋洗合格液，交子换塔9内溶液经尾液排放阀5排出溶液至集液池；
52.步骤5：待排出的溶液中铀浓度达到0.5g/l时，停止填塔泵7，停止向离子交换塔9中填充淋洗合格液，打开淋洗合格液排放阀6，关闭尾液排放阀5，打开离子交换塔9上的进液阀3，启动淋洗剂泵10，从淋洗剂储池11向离子交换塔9中填充淋洗剂，淋洗剂经离子交换塔9从淋洗合格液排放阀6排放至淋洗合格液储池8。
53.所述淋洗剂储池11中装有淋洗剂，所述淋洗剂的浓度为100-120g/l的硫酸水溶液。
54.所述压缩空气的压力≤0.4mpa。
55.所述饱和树脂残余水溶液置换体积根据湿树脂体积和湿树脂含水率的乘积确定，为0.3-0.4bv。
56.所述离子交换法提铀过程中，酸度对吸附、淋洗影响较大，饱和树脂中残余水溶液置换过程中，溶液酸度变化幅度大，溶液置换前期酸度过低，阻碍淋洗发生，出现吸附现象，影响淋洗；溶液置换后期因酸度急剧增加，易造成浸出液酸度快速升高，给吸附工序尾液控制带来影响，因此酸度控制在≤20g/l，吸附、淋洗过程不受影响。
57.所述离子交换法提铀过程中，淋洗贫液中铀浓度的高低，反应淋洗过程中各淋洗塔淋洗效率的高低，贫液中铀浓度越低，淋洗效果越好，树脂解吸越彻底，因此铀浓度控制在≤100mg/l时，贫树脂残余铀满足吸附控制参数要求。
58.所述离子交换法提铀过程中，经过离子交换塔9解吸后，贫树脂中残余铀≤500mg/l。
59.实践表明采用合格液填塔后，淋洗合格液铀浓度可提升25％，此过程仅消耗少量电力，基本不增加运行成本。
60.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。