一种流动浸铀系统及流动浸铀工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于冶轴领域，设及一种避免沉淀板结的高效浸轴系统，具体设及一种适 用于硬岩轴矿石的流动浸轴系统及流动浸轴工艺。
【背景技术】
[0002] 随着核电能源的发展，对核燃料的要求将超越目前的轴资源开发水平。由于传统 水冶厂工艺的冶轴成本较高，它仅适用于品位很高的轴矿石，因而我国南方大部分W硬岩 为主的轴矿山已转为W堆浸、池浸采轴工艺为主。但是堆浸、池浸采轴的周期较长，很难适 应日益增长的核电对金属轴的需求。更为严重的是不少W堆浸、池浸采轴装置为主的轴矿 山仍然存在亏损现象，生产越多，亏损越多，运成为我国南方轴矿事业的拦路虎，严重影响 我国轴资源的可靠供给。我国南方轴矿溶浸工作需要有创新性的发展，一般性的小改小革 已满足不了生产需求。
【发明内容】
[0003] 针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种适用于硬岩轴矿石的流动浸轴系 统。
[0004] 本发明采用的技术方案之一：
[0005] -种流动浸轴池，流动浸轴池底部设有进液系统，流动浸轴池池体上部设有出液 口，进液系统包括溶浸液进口、布液管和卵石层，溶浸液进口设置在池体底部，溶浸液进口 外接进液管，内接布液管，布液管和卵石层设置在流动浸轴池内底部，布液管上覆盖卵石 层、布液管设置在卵石层的卵石中间或布液管的一部分上覆盖卵石层一部分设置在卵石层 的卵石中间。
[0006] 进一步，流动浸轴池池内高度:卵石层在流动浸轴池内底部的厚度：出液口在流动 浸轴池的设置高度为360:30:330。
[0007] 进一步，溶浸液进口均匀设置在池体底部，布液管的出液口均匀设置在流动浸轴 池内底部。
[000引进一步，还包括翻堆装置，翻堆装置设置在流动浸轴池上方或流动浸轴池池内，翻 堆装置包括翻堆伊、翻堆斗和翻堆奖。
[0009] 本发明采用的技术方案之二：
[0010] -种流动浸轴系统，包括配液池、流动浸轴池、原液槽、吸附塔、尾液槽、氧化槽和 连通管道，所述配液池的出口与流动浸轴池底部的溶浸液进口连通，流动浸轴池的池体上 部设有的出液口与原液槽连通，原液槽与吸附塔的进口连通，吸附塔的出口与尾液槽和配 液池连通，尾液槽与培养液配液槽连通，培养液配液槽的出口 一路通过氧化槽与配液池连 接，另一路与配液池连通。
[0011] 进一步，所述流动浸轴池底部设有进液系统，进液系统包括溶浸液进口、布液管和 卵石层，溶浸液进口设置在池体底部，溶浸液进口外接进液管，内接布液管，布液管和卵石 层设置在流动浸轴池内底部，布液管上覆盖卵石层、布液管设置在卵石层的卵石中间或布 液管的一部分上覆盖卵石层一部分设置在卵石层的卵石中间；配液池的出口与进液管连 通。
[0012] 进一步，所述培养液配液槽的出口一路通过氧化槽与储液罐连接，另一路与储液 罐直接连通，储液罐与配液池连通。
[0013] 进一步，配液池、流动浸轴池、原液槽、吸附塔、尾液槽、培养液配液槽、氧化槽和储 液罐相邻之间通过连通管道连通，连通管道上设有阀口、流量计和/或设有液累。
[0014] 进一步，所述氧化槽底部设有曝气管，曝气管上设有曝气眼，氧化槽内还设有填 料，氧化槽内分级设有四级连通的氧化室，相邻的氧化室之间通过Ξ通管和阀口连接。
[0015] 进一步，配液池、流动浸轴池、原液槽、吸附塔、尾液槽、培养液配液槽、氧化槽和储 液罐分别设有各自的在线控制设备及检测设备或仪器。
[0016] 本发明采用的技术方案之Ξ:
[0017] -种流动浸轴工艺，为连续不间断的流动浸轴工艺，采用溶浸液的流动来完成浸 轴，溶浸液包括硫酸溶液、菌液和浸轴试剂;根据水文地球化学原理，建立W下Ξ个水文地 球化学新参数：（1)与化学热力学有关的反应条件边界值，（2)与反应动力学有关的峰值达 到时间，（3)与水动力条件有关的滞留时间或流动速度;溶浸液在矿石内的滞留符合W下原 则:①溶浸处于最高的浸轴效率的时间段;②滞留时间应符合"峰值达到，即尽快流出体系" 的原则;③溶浸液的酸度符合浸轴要求，与浸轴无关的其它成分尽量少被溶浸的原则;④有 害成分不超过边界值的原则。
[0018] 工艺流程分为W下阶段：
[0019] (1)准备阶段:测定给水量V给，计算工作液固比；测定不同酸度的硫酸溶液耗酸速 度;分析矿样和检查装置；
[0020] (2)酸化阶段:初期用硫酸溶液强化酸化，硫酸溶液的酸度应根据耗酸试验的结果 来定，矿石易酸化的情况下，与下阶段合并；
[0021] (3)菌液浸轴阶段:分为浸轴高峰期、浸轴过渡期、浸轴后期和浸轴尾期；
[0022] (4)洗矿：当连续3次浸出液中轴含量降低到20mg/LW下时，浸轴工程结束，洗矿到 抑> 4.5，化< 0.2g/L，采渣样测U，对渣样进行化学全分析，包括C〇2、化3+、U和S6+。
[0023] 流动浸轴过程中，在硫酸溶液和菌液中的硫酸巧沉淀的巧离子含量边界值相应为 740-880mg/L和500-800mg/L，防止石膏沉淀的巧浓度边界值为500-750mg/l;
[0024] 当溶浸液中Fe3+含量在5±0.5g/L时，防止形成胶状水针铁矿沉淀的pH边界值为 1.8-2；
[0025] 酸化阶段防止形成粘±沉淀，硫酸溶液中硫酸含量不超过40g/L，用高酸回次的工 作液滞留时间应视情缩短，W浸出液抑<2为条件。
[00%]菌液W硫酸溶液为介质，所含的化浓度为5g±0.5/L，硫酸酸度为3g±0.3/L，菌 液生产采用体外繁殖浸轴细菌的氧化槽技术。
[0027]初始酸化即第一次硫酸溶液的酸度应根据耗酸试验的结果来定，在酸化阶段，酸 化到浸出液pH值小于1.8时，方能开始菌浸;浸出液抑始终维持在1.8W下，菌液的酸度由浸 出液的抑值控制调节，当浸出液抑值小于1.6时降低菌液的酸度，当浸出液抑值接近1.別寸， 提高菌液的酸度，菌液的酸度由加入的硫酸多少来调节。
[002引水在浸轴体系内的滞留时间的计算方法为7；,= ·^·;式中Tr-水的滞留时间，V-浸 V 矿体系内的溶浸液的体积，U-溶浸液的流速，浸矿体系内的溶浸液的体积通过测量矿样的 给水量V给来求得，溶浸液流速的计算公式为y =·^ ;酸化阶段的溶浸液滞留时间即水岩作 用时间一般应为0.5至1-化;在浸轴高峰期，溶浸液的滞留时间为2-4h;在浸轴过渡期，溶浸 液的滞留时间为4h;在浸轴后期，溶浸液的滞留时间为4-化;在浸轴尾期，溶浸液的滞留时 间为6-化。
[0029] 根据单回次浸轴中溶浸液与矿石作用过程的轴含量历时曲线可分3个阶段：（1)水 岩接触的前期，0.5-4小时，轴呈睹峭直线型增长的高效阶段，随着溶浸过程进展到后期直 线的睹度变缓；（2)轴含量呈曲线型增长的过渡阶段，水岩接触2-8小时；（3)水岩作用超过8 小时后，轴含量历时曲线是一种缓慢增长的渐近线，浸轴效率很低，已无经济效益，应该结 束浸轴过程。
[0030] 对于碱性轴矿石，在不产生石膏沉淀条件下顺利浸轴，即在浸轴过程中，硫酸根和 巧离子的活度积不能大于硫酸巧的溶度积，也就是硫酸根和巧离子浓度应小于其边界值； 优选:巧含量峰值达到时间为0.5-化，随着溶浸液酸度下降到lOg/L，巧含量峰值降低到石 膏沉淀的巧含量边界值W下。
[0031] 在整个浸轴过程中，需要进行3次翻堆:第一次在高峰期刚过，过渡期开始时即浸 出液轴含量在100-200mg/X;第二次在过渡期刚过，后期刚开始时即浸出液轴含量在50-75111旨/1;第立次在尾期中期即浸出液轴含量在25-35mg/L。
[0032] 流动浸轴的工艺流程进一步分为：
[0033] 1.准备阶段：测定给水量V给，计算工作液固比；测定不同酸度的硫酸酸液耗酸速 度，分析矿样和检查装置；
[0034] 2.酸化阶段:初期用硫酸溶液强化酸化，矿石易酸化的情况下，可W与下阶段合 并;硫酸溶浸液的酸度应根据耗酸试验的结果来定，一般硫酸浓度为10~40g/L，滞留时间 为0.化至1-2h，每回观测U、化、pH、M、Fe 2+、Fe3+和Ca(要求Ca<500~700mg/L)，Ca的观测值 大于要求值时，缩短浸泡周期;在线监测浸出液的抑<1.8,浸出液pH值小于1.別寸，方能开 始困浸；
[0035] 3.菌浸阶段(浸出液pH始终维持在1.8W下，菌液的酸度由浸出液的pH值控制调 节，当浸出液pH值小于1.6时降低菌液的酸度，当浸出液pH值接近1.別寸，提高菌液的酸度）：
[0036] a)浸轴高峰期，所进的菌液酸度满足浸出液抑=1.5~1.8，Fe3+在5~1 Og/L，滞留 时间2~地，每回观测11、化、口山1、化2+少63+和0曰(其中要求化<500~700111邑/1)，〔3的观测值 大于要求值时，缩短浸泡周期；
[0037] b)第一次翻堆，浸出液中U含量为100~200mg/l;
[0038] C)浸轴过度期，所进的菌液酸度满足浸出液抑=1.6~1.8(降低菌液的硫酸酸度 至抑=1.3~1.5，翻堆后第一次进液的P出曽大1档），Fe 3+在5~lOg/L，滞留时间4h;每回观测 1]、6}1、9山1^62+^63+和0曰(其中要求化<500~700111旨/〇，〔曰的观测值大于要求值时，缩短 浸泡周期；