一種流動浸鈾系統及流動浸鈾工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于冶軸領域，設及一種避免沉淀板結的高效浸軸系統，具體設及一種適 用于硬巖軸礦石的流動浸軸系統及流動浸軸工藝。
【背景技術】
[0002] 隨著核電能源的發展，對核燃料的要求將超越目前的軸資源開發水平。由于傳統 水冶廠工藝的冶軸成本較高，它僅適用于品位很高的軸礦石，因而我國南方大部分W硬巖 為主的軸礦山已轉為W堆浸、池浸采軸工藝為主。但是堆浸、池浸采軸的周期較長，很難適 應日益增長的核電對金屬軸的需求。更為嚴重的是不少W堆浸、池浸采軸裝置為主的軸礦 山仍然存在虧損現象，生產越多，虧損越多，運成為我國南方軸礦事業的攔路虎，嚴重影響 我國軸資源的可靠供給。我國南方軸礦溶浸工作需要有創新性的發展，一般性的小改小革 已滿足不了生產需求。

【發明內容】

[0003] 針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種適用于硬巖軸礦石的流動浸軸系 統。
[0004] 本發明采用的技術方案之一：
[0005] -種流動浸軸池，流動浸軸池底部設有進液系統，流動浸軸池池體上部設有出液 口，進液系統包括溶浸液進口、布液管和卵石層，溶浸液進口設置在池體底部，溶浸液進口 外接進液管，內接布液管，布液管和卵石層設置在流動浸軸池內底部，布液管上覆蓋卵石 層、布液管設置在卵石層的卵石中間或布液管的一部分上覆蓋卵石層一部分設置在卵石層 的卵石中間。
[0006] 進一步，流動浸軸池池內高度:卵石層在流動浸軸池內底部的厚度：出液口在流動 浸軸池的設置高度為360:30:330。
[0007] 進一步，溶浸液進口均勻設置在池體底部，布液管的出液口均勻設置在流動浸軸 池內底部。
[000引進一步，還包括翻堆裝置，翻堆裝置設置在流動浸軸池上方或流動浸軸池池內，翻 堆裝置包括翻堆伊、翻堆斗和翻堆獎。
[0009] 本發明采用的技術方案之二：
[0010] -種流動浸軸系統，包括配液池、流動浸軸池、原液槽、吸附塔、尾液槽、氧化槽和 連通管道，所述配液池的出口與流動浸軸池底部的溶浸液進口連通，流動浸軸池的池體上 部設有的出液口與原液槽連通，原液槽與吸附塔的進口連通，吸附塔的出口與尾液槽和配 液池連通，尾液槽與培養液配液槽連通，培養液配液槽的出口 一路通過氧化槽與配液池連 接，另一路與配液池連通。
[0011] 進一步，所述流動浸軸池底部設有進液系統，進液系統包括溶浸液進口、布液管和 卵石層，溶浸液進口設置在池體底部，溶浸液進口外接進液管，內接布液管，布液管和卵石 層設置在流動浸軸池內底部，布液管上覆蓋卵石層、布液管設置在卵石層的卵石中間或布 液管的一部分上覆蓋卵石層一部分設置在卵石層的卵石中間；配液池的出口與進液管連 通。
[0012] 進一步，所述培養液配液槽的出口一路通過氧化槽與儲液罐連接，另一路與儲液 罐直接連通，儲液罐與配液池連通。
[0013] 進一步，配液池、流動浸軸池、原液槽、吸附塔、尾液槽、培養液配液槽、氧化槽和儲 液罐相鄰之間通過連通管道連通，連通管道上設有閥口、流量計和/或設有液累。
[0014] 進一步，所述氧化槽底部設有曝氣管，曝氣管上設有曝氣眼，氧化槽內還設有填 料，氧化槽內分級設有四級連通的氧化室，相鄰的氧化室之間通過Ξ通管和閥口連接。
[0015] 進一步，配液池、流動浸軸池、原液槽、吸附塔、尾液槽、培養液配液槽、氧化槽和儲 液罐分別設有各自的在線控制設備及檢測設備或儀器。
[0016] 本發明采用的技術方案之Ξ:
[0017] -種流動浸軸工藝，為連續不間斷的流動浸軸工藝，采用溶浸液的流動來完成浸 軸，溶浸液包括硫酸溶液、菌液和浸軸試劑;根據水文地球化學原理，建立W下Ξ個水文地 球化學新參數：（1)與化學熱力學有關的反應條件邊界值，（2)與反應動力學有關的峰值達 到時間，（3)與水動力條件有關的滯留時間或流動速度;溶浸液在礦石內的滯留符合W下原 則:①溶浸處于最高的浸軸效率的時間段;②滯留時間應符合"峰值達到，即盡快流出體系" 的原則;③溶浸液的酸度符合浸軸要求，與浸軸無關的其它成分盡量少被溶浸的原則;④有 害成分不超過邊界值的原則。
[0018] 工藝流程分為W下階段：
[0019] (1)準備階段:測定給水量V給，計算工作液固比；測定不同酸度的硫酸溶液耗酸速 度;分析礦樣和檢查裝置；
[0020] (2)酸化階段:初期用硫酸溶液強化酸化，硫酸溶液的酸度應根據耗酸試驗的結果 來定，礦石易酸化的情況下，與下階段合并；
[0021] (3)菌液浸軸階段:分為浸軸高峰期、浸軸過渡期、浸軸后期和浸軸尾期；
[0022] (4)洗礦：當連續3次浸出液中軸含量降低到20mg/LW下時，浸軸工程結束，洗礦到 抑> 4.5，化< 0.2g/L，采渣樣測U，對渣樣進行化學全分析，包括C〇2、化3+、U和S6+。
[0023] 流動浸軸過程中，在硫酸溶液和菌液中的硫酸巧沉淀的巧離子含量邊界值相應為 740-880mg/L和500-800mg/L，防止石膏沉淀的巧濃度邊界值為500-750mg/l;
[0024] 當溶浸液中Fe3+含量在5±0.5g/L時，防止形成膠狀水針鐵礦沉淀的pH邊界值為 1.8-2；
[0025] 酸化階段防止形成粘±沉淀，硫酸溶液中硫酸含量不超過40g/L，用高酸回次的工 作液滯留時間應視情縮短，W浸出液抑<2為條件。
[00%]菌液W硫酸溶液為介質，所含的化濃度為5g±0.5/L，硫酸酸度為3g±0.3/L，菌 液生產采用體外繁殖浸軸細菌的氧化槽技術。
[0027]初始酸化即第一次硫酸溶液的酸度應根據耗酸試驗的結果來定，在酸化階段，酸 化到浸出液pH值小于1.8時，方能開始菌浸;浸出液抑始終維持在1.8W下，菌液的酸度由浸 出液的抑值控制調節，當浸出液抑值小于1.6時降低菌液的酸度，當浸出液抑值接近1.別寸， 提高菌液的酸度，菌液的酸度由加入的硫酸多少來調節。
[002引水在浸軸體系內的滯留時間的計算方法為7；,= ·^·;式中Tr-水的滯留時間，V-浸 V 礦體系內的溶浸液的體積，U-溶浸液的流速，浸礦體系內的溶浸液的體積通過測量礦樣的 給水量V給來求得，溶浸液流速的計算公式為y =·^ ;酸化階段的溶浸液滯留時間即水巖作 用時間一般應為0.5至1-化;在浸軸高峰期，溶浸液的滯留時間為2-4h;在浸軸過渡期，溶浸 液的滯留時間為4h;在浸軸后期，溶浸液的滯留時間為4-化;在浸軸尾期，溶浸液的滯留時 間為6-化。
[0029] 根據單回次浸軸中溶浸液與礦石作用過程的軸含量歷時曲線可分3個階段：（1)水 巖接觸的前期，0.5-4小時，軸呈睹峭直線型增長的高效階段，隨著溶浸過程進展到后期直 線的睹度變緩；（2)軸含量呈曲線型增長的過渡階段，水巖接觸2-8小時；（3)水巖作用超過8 小時后，軸含量歷時曲線是一種緩慢增長的漸近線，浸軸效率很低，已無經濟效益，應該結 束浸軸過程。
[0030] 對于堿性軸礦石，在不產生石膏沉淀條件下順利浸軸，即在浸軸過程中，硫酸根和 巧離子的活度積不能大于硫酸巧的溶度積，也就是硫酸根和巧離子濃度應小于其邊界值； 優選:巧含量峰值達到時間為0.5-化，隨著溶浸液酸度下降到lOg/L，巧含量峰值降低到石 膏沉淀的巧含量邊界值W下。
[0031] 在整個浸軸過程中，需要進行3次翻堆:第一次在高峰期剛過，過渡期開始時即浸 出液軸含量在100-200mg/X;第二次在過渡期剛過，后期剛開始時即浸出液軸含量在50-75111旨/1;第立次在尾期中期即浸出液軸含量在25-35mg/L。
[0032] 流動浸軸的工藝流程進一步分為：
[0033] 1.準備階段：測定給水量V給，計算工作液固比；測定不同酸度的硫酸酸液耗酸速 度，分析礦樣和檢查裝置；
[0034] 2.酸化階段:初期用硫酸溶液強化酸化，礦石易酸化的情況下，可W與下階段合 并;硫酸溶浸液的酸度應根據耗酸試驗的結果來定，一般硫酸濃度為10~40g/L，滯留時間 為0.化至1-2h，每回觀測U、化、pH、M、Fe 2+、Fe3+和Ca(要求Ca<500~700mg/L)，Ca的觀測值 大于要求值時，縮短浸泡周期;在線監測浸出液的抑<1.8,浸出液pH值小于1.別寸，方能開 始困浸；
[0035] 3.菌浸階段(浸出液pH始終維持在1.8W下，菌液的酸度由浸出液的pH值控制調 節，當浸出液pH值小于1.6時降低菌液的酸度，當浸出液pH值接近1.別寸，提高菌液的酸度）：
[0036] a)浸軸高峰期，所進的菌液酸度滿足浸出液抑=1.5~1.8，Fe3+在5~1 Og/L，滯留 時間2~地，每回觀測11、化、口山1、化2+少63+和0曰(其中要求化<500~700111邑/1)，〔3的觀測值 大于要求值時，縮短浸泡周期；
[0037] b)第一次翻堆，浸出液中U含量為100~200mg/l;
[0038] C)浸軸過度期，所進的菌液酸度滿足浸出液抑=1.6~1.8(降低菌液的硫酸酸度 至抑=1.3~1.5，翻堆后第一次進液的P出曽大1檔），Fe 3+在5~lOg/L，滯留時間4h;每回觀測 1]、6}1、9山1^62+^63+和0曰(其中要求化<500~700111旨/〇，〔曰的觀測值大于要求值時，縮短 浸泡周期；