一种地浸采铀工艺中离子交换树脂的倒运装置及方法与流程

本发明属于铀矿开采水冶工艺技术领域，具体涉及一种地浸采铀工艺中离子交换树脂的倒运装置及方法。

背景技术：

由于地浸采铀过程中浸出液铀浓度低、处理量大等原因，地浸生产通常采用离子交换法进行铀的提取和分离。实际生产中，为处理浸出液，各地浸矿山通常只会建设一个水冶厂。随着我国铀矿勘察工作中一些小矿体陆续被发现，针对此类分散的铀资源，有研究人员提出了分布式原地浸出方法，即在分散铀矿资源区域建设独立简单高效的吸附车间，在分散矿体中心建设能够满足各个吸附车间处理能力的后处理厂房。

离子交换树脂是一种人工合成的有机高分子聚合材料，呈微球状，具有一定的物理和化学稳定性，与水混合后具有较好的流动性。在分散式原地浸出过程中，需要将离子交换树脂在吸附车间与后处理厂房之间倒运。新疆天山汽车制造有限公司已制造出一种树脂运输罐式半挂车，但该特种车结构复杂，操作繁琐，价格昂贵。内蒙某铀矿山现有树脂转运槽罐车，但罐体结构不满足树脂流动状态，装卸树脂时需要大量冲水。

技术实现要素：

本发明利用现有的水冶设备及工艺流程，提出一种地浸采铀工艺中离子交换树脂的倒运装置及方法，使倒运成本降低，效率提高，工人劳动强度降低，并能确保在极端天气下倒运过程顺利进行。

为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种地浸采铀工艺中离子交换树脂的倒运装置，该倒运装置为倒运槽，倒运槽主体材料为不锈钢板，用不锈钢焊条将不锈钢板焊接成长方体；倒运槽上方设置人孔，在倒运槽上方两端分别安装树脂的进料口与排气口，在倒运槽的底板处安装树脂的出料口；在一侧板下部安装排水口，排水口安装不锈钢纱网，网孔尺寸小于树脂粒径，在另一侧板上部安装进水口；侧板安装上下联通的透明有机玻璃管；倒运槽底部焊接枕木。

所述的不锈钢板厚度为5-20mm。

所述的不锈钢板焊接外棱处焊接角钢。

在倒运槽底板与侧板间焊接一块斜板，水平倾斜角度15°-30°。

所述的倒运槽内侧衬聚乙烯防腐防渗材料。

所述的倒运槽外侧固定聚苯乙烯泡沫板保温材料。

所述的人孔与密封盖之间配有密封圈。

一种基于所述的地浸采铀工艺中离子交换树脂的倒运装置的倒运方法，包括将树脂从离子交换塔卸至倒运槽和将树脂从倒运槽装至离子交换塔。

所述的将树脂从离子交换塔卸至倒运槽的步骤如下：

1.将离子交换塔填满清水后关闭各个出口，将倒运槽放在倒运货车上，关闭倒运槽所有出口；将离子交换塔卸料口与倒运槽的进料口用橡胶软管连接，将离子交换塔排气口与空压机用橡胶软管连接，将倒运槽的排水口引出管路至蒸发池；

2.打开倒运槽的进料口与排气口后，打开离子交换塔的排气口与卸料口，启动空压机，调节空压机压力，将离子交换树脂与水缓慢压入倒运槽；通过透明有机玻璃管观察水位，当树脂含水量较高时，打开排水口，将部分溶液排至蒸发池；

3.当离子交换塔压空后，关闭空压机及各个出口，打开离子交换塔进液口，通入清水至塔容积的1/5以上后，关闭进液口，重复步骤2中的操作；经过三次这样的重复操作，离子交换塔中残留的树脂基本排净；倒运槽最后一次排水时，确保树脂全部在液面下。

所述的将树脂从倒运槽装至离子交换塔的步骤如下：

1.将离子交换塔填满清水后关闭各个出口；将倒运槽的出料口与离子交换塔进料口用橡胶软管连接，管路中间安装管道泵，将离子交换塔出液口与倒运槽的进水口用橡胶软管连接，将倒运槽排水口引出管路至蒸发池；

2.打开倒运槽的出料口与排气口后，打开离子交换塔的进料口与排水口，启动管道泵，将树脂与水打入离子交换塔，离子交换塔中的溶液通过塔底出液口流入倒运槽，冲洗底部树脂；通过透明有机玻璃管观察水位，当倒运槽水位较高时，打开排水口，将部分溶液排至蒸发池；

3.经过一段时间的循环，树脂随溶液全部进入离子交换塔，关闭管道泵和各个出口，打开倒运槽排水口，将槽中溶液全部排至蒸发池，拆除管线，将倒运槽从倒运货车上卸下。

本发明所取得的有益效果为：

本发明方法用于内蒙古某砂岩型铀矿床地浸条件试验，利用现有的水冶设备及工艺流程，使倒运成本降低10万元，效率提高30％，降低工人劳动强度，并能在极寒等极端天气下倒运过程顺利进行。

附图说明

图1为倒运槽结构图；

图2为树脂从离子交换塔卸至倒运槽流程图；

图3为树脂从倒运槽装至离子交换塔流程图；

图中：1、人孔；2、进料口；3、排气口；4、出料口；5、排水口；6、进水口；7、有机玻璃管；8、枕木。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

倒运树脂过程中，倒运装置为盛放树脂的倒运槽。

如图1所示，倒运槽主体材料为不锈钢板，厚度为5-20mm。用不锈钢焊条将不锈钢板焊接成长方体，具体容积根据现场实际情况确定。在不锈钢板焊接外棱，焊接角钢，使焊接处更加牢固。在倒运槽底板与侧板间焊接一块斜板，水平倾斜角度15°-30°，斜板和底板焊接处与另一侧板应留出一定距离。倒运槽内侧衬聚乙烯等防腐防渗材料，防止溶液对倒运槽腐蚀。倒运槽外侧固定聚苯乙烯泡沫板等保温材料，防止气温过低损坏树脂。

倒运槽上方设置人孔1，便于检修，人孔1与密封盖之间配有密封圈，确保密封性。在倒运槽上方两端分别安装树脂进料口2与排气口3，在未被斜板遮挡的底板处安装树脂出料口4。在一侧板下部安装排水口5，排水口5安装不锈钢纱网，网孔尺寸小于树脂粒径，在树脂含水量较高时排出溶液。在另一侧板上部安装进水口6，用于槽内补液和冲洗残留树脂。侧板安装上下联通的透明有机玻璃管7，便于观察液面变化。倒运槽底部焊接枕木8，便于叉车装卸倒运槽。上述管材及阀门均采用不锈钢材质，防止溶液腐蚀。

树脂的倒运主要分为从离子交换塔卸至倒运槽和从倒运槽装至离子交换塔。现地浸矿山多采用固定床离子交换塔进行吸附，吸附塔结构为上端进液，下端出液。下端依次铺设带有孔隙的pvc板、鹅卵石、石英砂、纱网，在防止树脂流出的前提下保证溶液顺利通过。在离子交换塔壁下部，设置卸料口，方便卸出树脂。本方法根据现有离子交换塔结构，实现树脂的倒运。

如图2所示，将树脂从离子交换塔卸至倒运槽的方法步骤如下：

1.将离子交换塔填满清水后关闭各个出口，将倒运槽放在倒运货车上，关闭倒运槽所有出口。将离子交换塔卸料口与倒运槽进料口2用橡胶软管连接，将离子交换塔排气口与空压机用橡胶软管连接，将倒运槽排水口5引出管路至蒸发池。

2.打开倒运槽的进料口2与排气口3后，打开离子交换塔的排气口与卸料口，启动空压机，调节空压机压力，将离子交换树脂与水缓慢压入倒运槽。通过透明有机玻璃管7观察水位，当树脂含水量较高时，打开排水口5，将部分溶液排至蒸发池。

3.当离子交换塔压空后，关闭空压机及各个出口，打开离子交换塔进液口，通入清水至塔容积的1/5以上后，关闭进液口，重复步骤2中的操作。经过三次这样的重复操作，离子交换塔中残留的树脂基本排净。倒运槽最后一次排水时，确保树脂全部在液面下，特别是在冬季。当树脂在液面下时，由于倒运过程的颠簸，树脂会随着溶液来回流动，降低了树脂冻结的风险。

如图3所示，将树脂从倒运槽装至离子交换塔的方法步骤如下：

1.将离子交换塔填满清水后关闭各个出口。将倒运槽出料口4与离子交换塔进料口用橡胶软管连接，管路中间安装管道泵，将离子交换塔出液口与倒运槽进水口6用橡胶软管连接，将倒运槽排水口5引出管路至蒸发池。

2.打开倒运槽的出料口4与排气口3后，打开离子交换塔的进料口与排水口，启动管道泵，将树脂与水打入离子交换塔，离子交换塔中的溶液通过塔底出液口流入倒运槽，冲洗底部树脂。通过透明有机玻璃管7观察水位，当倒运槽水位较高时，打开排水口5，将部分溶液排至蒸发池。

3.经过一段时间的循环，树脂随溶液全部进入离子交换塔，关闭管道泵和各个出口，打开倒运槽排水口5，将槽中溶液全部排至蒸发池。拆除管线，将倒运槽从倒运货车上卸下。

实施例1：

内蒙古某砂岩型铀矿床地浸条件试验中，每个离子交换塔容积为5m³，树脂体积为3.5m³，树脂饱和时间为10天，倒运槽容积为9.5m³，每次可倒运两个塔树脂，倒运周期为8天。采用本发明进行树脂倒运，步骤如下：

1.将离子交换塔填满清水后关闭各个出口，将倒运槽放在倒运货车上，关闭倒运槽所有出口。将离子交换塔卸料口与倒运槽进料口2用橡胶软管连接，将离子交换塔排气口与空压机用橡胶软管连接，将倒运槽排水口5引出管路至蒸发池。

2.打开倒运槽的进料口2与排气口3后，打开离子交换塔的排气口与卸料口，启动空压机，调节空压机压力为0.1mpa，将离子交换树脂与水缓慢压入倒运槽。通过透明有机玻璃管7观察水位，当树脂含水量较高时，打开排水口5，将部分溶液排至蒸发池。

3.当离子交换塔压空后，关闭空压机及各个出口，打开离子交换塔进液口，通入1m³清水，关闭进液口，重复步骤2中的操作。经过三次这样的重复操作，将离子交换塔中残留的树脂排净。采用相同方法卸载第二个离子交换塔树脂。最后倒运槽中液面高于树脂5cm，将树脂运至后处理厂房。

4.将离子交换塔填满清水后关闭各个出口。将倒运槽出料口4与离子交换塔进料口用橡胶软管连接，管路中间安装管道泵，将离子交换塔出液口与倒运槽进水口6用橡胶软管连接，将倒运槽排水口5引出管路至蒸发池。

5.打开倒运槽的出料口4与排气口3后，打开离子交换塔的进料口与排水口，启动管道泵，流量为10m³/h，将树脂与水打入离子交换塔，离子交换塔中的溶液通过塔底出液口流入倒运槽，冲洗底部树脂。通过透明有机玻璃管7观察水位，当倒运槽水位较高时，打开排水口5，将部分溶液排至蒸发池。

6.经过一段时间的循环，装入树脂体积为3.5m³后，关闭管道泵和各个出口。采用相同方法装载第二个离子交换塔树脂。最后拆除管线，将倒运槽从倒运货车上卸下，整个过程用时3h。

实施例2：

内蒙古某砂岩型铀矿床地浸条件试验中，每个离子交换塔容积为5m³，树脂体积为3.5m³，树脂饱和时间为7天，倒运槽容积为9.5m³，每次可倒运两个塔树脂，倒运周期为4天，倒运时正处冬季，气温为-20℃。采用本发明进行树脂倒运，步骤如下：

1.将离子交换塔填满清水后关闭各个出口，将倒运槽放在倒运货车上，关闭倒运槽所有出口。将离子交换塔卸料口与倒运槽进料口2用橡胶软管连接，将离子交换塔排气口与空压机用橡胶软管连接，将倒运槽排水口5引出管路至蒸发池。

2.打开倒运槽的进料口2与排气口3后，打开离子交换塔的排气口与卸料口，启动空压机，调节空压机压力为0.2mpa，将离子交换树脂与水缓慢压入倒运槽。通过透明有机玻璃管7观察水位，当树脂含水量较高时，打开排水口5，将部分溶液排至蒸发池。

3.当离子交换塔压空后，关闭空压机及各个出口，打开离子交换塔进液口，通入1m³清水，关闭进液口，重复步骤2中的操作。经过三次这样的重复操作，将离子交换塔中残留的树脂排净。采用相同方法卸载第二个离子交换塔树脂。最后倒运槽中液面高于树脂10cm，将树脂运至后处理厂房。

4.将离子交换塔填满清水后关闭各个出口。将倒运槽出料口4与离子交换塔进料口用橡胶软管连接，管路中间安装管道泵，将离子交换塔出液口与倒运槽进水口6用橡胶软管连接，将倒运槽排水口5引出管路至蒸发池。

5.打开倒运槽的出料口4与排气口3后，打开离子交换塔的进料口与排水口，启动管道泵，流量为15m³/h，将树脂与水打入离子交换塔，离子交换塔中的溶液通过塔底出液口流入倒运槽，冲洗底部树脂。通过透明有机玻璃管7观察水位，当倒运槽水位较高时，打开排水口5，将部分溶液排至蒸发池。

6.经过一段时间的循环，装入树脂体积为3.5m³后，关闭管道泵和各个出口。采用相同方法装载第二个离子交换塔树脂。最后拆除管线，将倒运槽从倒运货车上卸下，整个过程用时2.2h。

实施例3：

内蒙古某砂岩型铀矿床地浸条件试验中，每个离子交换塔容积为10m³，树脂体积为8m³，树脂饱和时间为15天，倒运槽容积为9.5m³，倒运周期为8天。采用本发明进行树脂倒运，步骤如下：

1.将离子交换塔填满清水后关闭各个出口，将倒运槽放在倒运货车上，关闭倒运槽所有出口。将离子交换塔卸料口与倒运槽进料口2用橡胶软管连接，将离子交换塔排气口与空压机用橡胶软管连接，将倒运槽排水口5引出管路至蒸发池。

2.打开倒运槽的进料口2与排气口3后，打开离子交换塔的排气口与卸料口，启动空压机，调节空压机压力为0.2mpa，将离子交换树脂与水缓慢压入倒运槽。通过透明有机玻璃管7观察水位，当树脂含水量较高时，打开排水口5，将部分溶液排至蒸发池。

3.当离子交换塔压空后，关闭空压机及各个出口，打开离子交换塔进液口，通入2m³清水，关闭进液口，重复步骤2中的操作。经过三次这样的重复操作，将离子交换塔中残留的树脂排净。最后倒运槽中液面高于树脂5cm，将树脂运至后处理厂房。

4.将离子交换塔填满清水后关闭各个出口。将倒运槽出料口4与离子交换塔进料口用橡胶软管连接，管路中间安装管道泵，将离子交换塔出液口与倒运槽进水口6用橡胶软管连接，将倒运槽排水口5引出管路至蒸发池。

5.打开倒运槽的出料口4与排气口3后，打开离子交换塔的进料口与排水口，启动管道泵，流量为20m³/h，将树脂与水打入离子交换塔，离子交换塔中的溶液通过塔底出液口流入倒运槽，冲洗底部树脂。通过透明有机玻璃管7观察水位，当倒运槽水位较高时，打开排水口5，将部分溶液排至蒸发池。

6.经过一段时间的循环，树脂随溶液全部进入离子交换塔，关闭管道泵和各个出口。最后拆除管线，将倒运槽从倒运货车上卸下，整个过程用时2h。