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一种地浸采铀模拟实验装置

文献发布时间:2024-04-18 20:01:30


一种地浸采铀模拟实验装置

技术领域

本发明涉及实验装置技术领域,特别是涉及一种地浸采铀模拟实验装置。

背景技术

随着核能相关产业的快速发展,使天然铀需求量越来越大。原地浸出(简称地浸)采铀是我国天然铀的主要开采工艺,目前以CO

针对CO

(1)由于CO

(2)实验中溶解氧浓度高,一般在100~500mg/L之间(CN106507867B、CN101429860B、CN102900418B、CN106507865B),且注液压力在1.0~2.0MPa之间,一般溶解氧测量仪器无法进行检测。为解决高浓度溶解氧的测定,CN104330530B提出了一种保压取样、稀释、降压测量方法,可以用于压力下高浓度溶解氧的测量,解决现有方法的不足。但此方法操作复杂,无法实现在线检测。

(3)由于取岩心困难,目前柱浸大多采用金属管直接充填散状矿样(ZL201610018577.4、ZL201810303870.4、CN201911327521.7),但这种方式常导致充填不均匀、过流等,而采用大岩心夹持器(ZL201210380565.8),则容易压破胶套,使实验重复性差、难度大。

(4)由于室内模拟总体流量小(50-300ml/d),难以动态、全流程、循环模拟,无法模拟地浸吸附、离子累积等影响。虽然CN201911327521.7提出了一种全流程循环实验装置,但其集液罐容量为500ml,搅拌罐容量为200ml,其系统中贮液超过两天的循环量,这与矿山0-2h的集液量差距甚大。

发明内容

本发明的目的是提供一种地浸采铀模拟实验装置,以解决上述现有技术存在的问题,提高地浸采铀模拟实验结果的可靠性、可用性、准确性。

为实现上述目的,本发明提供了如下方案:

本发明提供一种地浸采铀模拟实验装置,包括注液组件、气源进气组件、气液混合组件、溶解氧测量组件、浸出组件和吸附组件;

所述注液组件包括浸出剂中间容器和注液泵,所述注液泵的进液口与所述浸出剂中间容器的出液口连通;

所述气源进气组件包括二氧化碳进气组件和氧气进气组件,所述二氧化碳进气组件包括第一气体质量流量控制器,所述氧气进气组件包括第二气体质量流量控制器;

所述气液混合组件包括第一混合组件和第二混合组件;所述第一混合组件包括第一气体分散器和第一气液混合器,所述第一气体分散器设置在所述第一气液混合器内,所述注液泵的出液口与所述第一气液混合器的进液口连通;所述第二混合组件包括第二气体分散器和第二气液混合器,所述第二气体分散器设置在所述第二气液混合器内,所述第二气液混合器的进液口与所述第一气液混合器的出液口连通;所述二氧化碳进气组件的出气口与所述第一气体分散器的进气口连通,所述氧气进气组件的出气口与所述第二气体分散器的进气口连通;所述第二气液混合器的出液口与所述浸出组件连通;

所述吸附组件包括浸出液中间容器和离子交换柱,所述浸出液中间容器的进液口与所述浸出组件的出液口连通;所述离子交换柱的进液口与所述浸出液中间容器的出液口连通,所述离子交换柱的出液口与所述浸出剂中间容器的进液口连通;

所述溶解氧测量组件包括第一溶氧检测室、液液混合器和第二溶氧检测室,所述第一溶氧检测室内设置有第一溶氧电极,所述第二溶氧检测室内设置有第二溶氧电极,所述第一溶氧检测室的进液口用于与稀释水源连通,所述第一溶氧检测室的出液口与所述液液混合器的第一进液口连通,所述第二混合组件的出液口和所述浸出组件的出液口用于与所述液液混合器的第二进液口连通,所述液液混合器的出液口与所述第二溶氧检测室的进液口连通,所述第二溶氧检测室的出液口与所述浸出液中间容器的进液口连通。

优选的,所述第一气体质量流量控制器和所述第二气体质量流量控制器为热式质量流量控制器或差压层流式质量流量控制器;所述第一气体质量流量控制器和所述第二气体质量流量控制器的流量范围为0.005-0.200ml/min;所述第一气体质量流量控制器的进出口压差和所述第二气体质量流量控制器的进出口压差均为0.01-0.50MPa。

优选的,所述二氧化碳进气组件包括二氧化碳气瓶,所述二氧化碳气瓶的出气口通过管路与所述第一气体分散器的进气口连通;所述第一气体质量流量控制器设置在所述二氧化碳气瓶的出气口与所述第一气体分散器的连通管路上,所述二氧化碳气瓶的出气口与所述第一气体分散器的连通管路上还设置有第一高压减压阀、第一截止阀和第一单向阀;所述氧气进气组件包括氧气气瓶,所述氧气气瓶的出气口通过管路与所述第二气体分散器的进气口连通;所述第二气体质量流量控制器设置在所述氧气气瓶的出气口与所述第二气体分散器的连通管路上,所述氧气气瓶的出气口与所述第二气体分散器的连通管路上还设置有第二高压减压阀、第二截止阀和第二单向阀。

优选的,所述浸出组件包括第一压力传感器、浸出柱、环压泵、第二压力传感器、浸出回压阀和在线铀浓度检测仪,所述浸出柱用于盛放岩心矿样,所述浸出柱的进液口与所述气液混合组件连通;所述第一压力传感器设置在所述浸出组件的进液口与所述第二气液混合器的出液口的连通管路上,所述第二压力传感器、所述浸出回压阀和所述在线铀浓度检测仪沿逐渐远离所述浸出组件的方向依次设置在所述浸出组件的出液口与所述浸出液中间容器的进液口的连通管路上;

优选的,所述浸出柱为散矿样夹持器,所述散矿样夹持器包括外壳、套筒、防胀罩、进口端头和出口端头,所述套筒用于盛放散矿样,所述套筒位于所述外壳内,所述外壳与所述套筒之间形成有环形腔,所述外壳上设置有与所述环形腔相通的环压口,所述环压口处设置有环压控制阀,所述环压控制阀与所述环压泵连通,所述防胀罩包裹在所述套筒的外侧,所述进口端头位于所述套筒的一端,所述出口端头位于所述套筒的另一端,所述套筒内部为密闭腔体,所述进口端头中设置有与所述密闭腔体相通的进液管,所述出口端头中设置有与所述密闭腔体相通的出液管;所述套筒采用内嵌钢丝网层的橡胶制成;所述防胀罩采用金属网制成;所述进口端头与散矿样之间、所述出口端头与散矿样之间均设置有过滤层;所述橡胶为丁腈橡胶或氟橡胶;所述钢丝网层的孔径为0.15~0.55mm,所述钢丝网层的丝径为0.1~0.5mm;所述防胀罩采用不锈钢丝网层制成;所述不锈钢丝网层的孔径为0.5~1.0mm,所述不锈钢丝网层的丝径为0.5~1.0mm。

优选的,所述第一溶氧检测室的出液口与所述液液混合器的第一进液口之间的管路上设置有增压泵、第二液体质量流量控制器、第三压力传感器和第三单向阀,所述第二液体质量流量控制器为科里奥利质量流量控制器或差压层流式流量控制器,所述第二液体质量流量控制器的流量范围为0.100-10.000ml/min;所述稀释水源为自来水或其他低溶氧水;所述稀释水源经所述增压泵增压后,在进入所述液液混合器之前,所述稀释水源的压力比浸出剂或浸出液的压力低0.01~0.05MPa;所述液液混合器为SV静态混合器;所述第一溶氧检测室和所述第二溶氧检测室均采用下进上出的形式;所述第一溶氧电极和所述第二溶氧电极均为耐压电极,所述第一溶氧电极和所述第二溶氧电极的耐压均≥1MPa,所述第一溶氧电极和所述第二溶氧电极的测量范围均为0-50mg/L。

优选的,所述浸出剂中间容器和所述浸出液中间容器都采用底部呈倒锥形的柱状容器,所述柱状容器的柱状部分的内径为1-2cm,所述柱状容器的容积为10-20mL;所述浸出剂中间容器上设置有第一液位传感器,所述浸出液中间容器上设置有第二液位传感器。

优选的,所述离子交换柱的出液口与所述浸出剂中间容器的进液口的连通管路上设置有第一液体质量流量控制器;所述离子交换柱的内径≤1cm、容积为10-20mL;所述第一液体质量流量控制器为科里奥利质量流量控制器或差压层流式流量控制器,流量为0.001-9.999mL/min。

优选的,还包括自动控制单元,所述自动控制单元包括计算机,所述第一气体质量流量控制器、所述第二气体质量流量控制器、所述第一压力传感器、所述第二压力传感器、所述第三压力传感器、所述第一液位传感器、所述第二液位传感器、所述注液泵、所述环压泵、所述第一液体质量流量控制器、所述增压泵、所述第一溶氧电极、所述第二溶氧电极、所述第二液体质量流量控制器及所述在线铀浓度检测仪分别与所述计算机信号连接。

优选的,还包括温度控制组件,所述温度控制组件包括恒温箱,所述浸出剂中间容器、所述第一气液混合器、所述第二气液混合器、所述浸出组件、所述溶解氧测量组件及所述吸附组件都设置在所述恒温箱内,所述温度控制组件与所述计算机信号连接。

优选的,所述第一气体分散器和所述第二气体分散器均为粉末冶金压制的柱状喷头,孔径为1-5μm;所述第一气液混合器和所述第二气液混合器都采用文氏喷射式混合器或SV静态混合器;溶浸液体从所述第一气液混合器的进液口进入所述第一气液混合器,二氧化碳先进入所述第一气体分散器中,再流出所述第一气体分散器与所述第一气液混合器中的液体混合;溶浸液体从所述第二气液混合器的进液口进入所述第二气液混合器,氧气先进入所述第二气体分散器中,再流出所述第二气体分散器与所述第二气液混合器中的溶浸液体混合。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果:

本发明的地浸采铀模拟实验装置能够模拟砂岩铀矿床的地层条件(温度、地层压力),可以准确计量和实时加入氧气和二氧化碳等试剂,并可进行浸出吸附循环实验,提高了实验室试验结果的可靠性、可用性、准确性,为筛选和评价与实际生产相近的铀提取参数提供了仪器支撑。

本发明的地浸采铀模拟实验装置针对浸出实验过程中溶解氧浓度较高的问题,通过实时稀释和混合,实现在线测定高浓度溶解氧溶液,溶解氧测量组件结构简单,操作方便;溶解氧测量组件也可同时作为浸出组件的稳定调节结构。

本发明中的浸出柱为散矿样夹持器,将散矿样放置在内嵌钢丝网层的套筒中,在装填过程中,内嵌钢丝网层的套筒既保证了密封性,也具较好的防不均匀撕裂性能,同时,防胀罩用于向套筒提供径向压力,填装完成后,通过环压泵向环形腔内施加压力,套筒与散矿样贴合,将散矿样压紧,套筒与防胀罩分离,使得填装密度和渗透性得到适度调节,本发明采用散矿样夹持器能够模拟地下上覆压力,避免流体在浸出柱沟流,易于拆卸渣样,避免损坏结构,散矿样夹持器可重复使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的地浸采铀模拟实验装置的结构示意图;

图2为本发明的地浸采铀模拟实验装置中浸出液中间容器的结构示意图;

图3为本发明的地浸采铀模拟实验装置中浸出柱的结构示意图;

图4为本发明的地浸采铀模拟实验装置中溶解氧测量组件的结构示意图;

其中,1、二氧化碳气瓶;2、氧气气瓶;3-1、第一高压减压阀;3-2、第二高压减压阀;4-1、第一截止阀;4-2、第二截止阀;5-1、第一气体质量流量控制器;5-2、第二气体质量流量控制器;6-1、第一单向阀;6-2、第二单向阀;6-3、第三单向阀;6-4、第四单向阀;7、浸出剂中间容器;8、注液泵;9-1、第一气体分散器;9-2、第二气体分散器;10-1、第一气液混合器;10-2、第二气液混合器;11-1、第一压力传感器;11-2、第二压力传感器;11-3、第三压力传感器;12、浸出柱;13、环压泵;14、溶解氧测量组件;15、浸出回压阀;16、在线铀浓度检测仪;17、浸出液中间容器;18、离子交换柱;19-1、第一液体质量流量控制器;19-2、第二液体质量流量控制器;20、恒温箱;22、稀释水源;23-1、第一溶氧检测室;23-2、第二溶氧检测室;24-1、第一溶氧电极;24-2、第二溶氧电极;25、增压泵;26、液液混合器;27-1、第一液位传感器;27-2、第二液位传感器;121、外壳;122、套筒;123、防胀罩;124、进口端头;125、出口端头;126、环压控制阀;127、过滤层;128、散矿样。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种地浸采铀模拟实验装置,以解决上述现有技术存在的问题,提高地浸采铀模拟实验结果的可靠性、可用性、准确性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-图4所示,本实施例提供一种地浸采铀模拟实验装置,包括注液组件、气源进气组件、气液混合组件、溶解氧测量组件14、浸出组件、吸附组件、温度控制组件和自动控制单元。

其中,注液组件包括浸出剂中间容器7和注液泵8,注液泵8的进液口与浸出剂中间容器7的出液口连通;浸出剂中间容器7上设置有第一液位传感器27-1。注液泵8为平流泵,流量范围为0.001-9.999ml/min。

气源进气组件包括二氧化碳进气组件和氧气进气组件;二氧化碳进气组件包括二氧化碳气瓶1,二氧化碳气瓶1的出气口通过管路与第一气体分散器9-1的进气口连通,二氧化碳气瓶1的出气口与第一气体分散器9-1的连通管路上沿远离二氧化碳气瓶1的方向依次设置有第一高压减压阀3-1、第一截止阀4-1、第一气体质量流量控制器5-1和第一单向阀6-1;氧气进气组件包括氧气气瓶2,氧气气瓶2的出气口通过管路与第二气体分散器9-2的进气口连通,氧气气瓶2的出气口与第二气体分散器9-2的连通管路上沿远离氧气气瓶2的方向依次设置有第二高压减压阀3-2、第二截止阀4-2、第二气体质量流量控制器5-2和第二单向阀6-2。

第一气体质量流量控制器5-1和第二气体质量流量控制器5-2都采用热式质量流量控制器或差压层流式质量流量控制器对二氧化碳和氧气进行计量,流量范围为0.005-0.200ml/min,第一气体质量流量控制器5-1的进出口压差和第二气体质量流量控制器5-2的进出口压差均为0.01-0.50MPa。

气液混合组件包括第一混合组件和第二混合组件,第一混合组件包括第一气体分散器9-1和第一气液混合器10-1,第一气体分散器9-1设置在第一气液混合器10-1内,第一气液混合器10-1的进液口与注液泵8的出液口连通;二氧化碳气瓶1的出气口与第一气体分散器9-1的进气口连通;第二混合组件包括第二气体分散器9-2和第二气液混合器10-2,第二气体分散器9-2设置在第二气液混合器10-2内,第二气液混合器10-2的进液口与第一气液混合器10-1的出液口连通;氧气气瓶2的出气口与第二气体分散器9-2的进气口连通;第二气液混合器10-2的出液口与浸出组件连通。第一气体分散器9-1和第二气体分散器9-2都为粉末冶金压制的柱状喷头,孔径为1-5μm;第一气液混合器10-1和第二气液混合器10-2都为文氏喷射式混合器或SV型静态混合器。

二氧化碳经二氧化碳进气组件的计量后通过第一气体分散器9-1进入第一气液混合器10-1,在第一气液混合器10-1中二氧化碳气体和溶浸液体进行混合,第一气体分散器9-1所发挥的作用是使二氧化碳气体尽量均匀分散后再与第一气液混合器10-1中的溶浸液体混合;氧气经氧气进气组件的计量后通过第二气体分散器9-2进入第二气液混合器10-2,在第二气液混合器10-2中氧气气体和溶浸液体进行混合,第二气体分散器9-2所发挥的作用是使氧气尽量均匀分散后再与第二气液混合器10-2中的溶浸液体混合;经二氧化碳混合和氧气混合先后两级混合后的浸出剂进入浸出组件进行浸出。

溶解氧测量组件14包括第一溶氧检测室23-1、液液混合器26和第二溶氧检测室23-2,第一溶氧检测室23-1内设置有第一溶氧电极24-1,第二溶氧检测室23-2内设置有第二溶氧电极24-2,第一溶氧检测室23-1的进液口用于与稀释水源22连通,第一溶氧检测室23-1的出液口与液液混合器26的第一进液口连通,第二混合组件的出液口和浸出组件的出液口用于与液液混合器26的第二进液口连通,液液混合器26的第二进液口设置有第四单向阀6-4,液液混合器26的出液口与第二溶氧检测室23-2的进液口连通,第二溶氧检测室23-2的出液口与浸出液中间容器17的进液口连通。

第一溶氧检测室23-1的出液口与液液混合器26的第一进液口之间的管路上设置有增压泵25、第二液体质量流量控制器19-2、第三压力传感器11-3和第三单向阀6-3,第二液体质量流量控制器19-2为科里奥利质量流量控制器或差压层流式流量控制器,第二液体质量流量控制器19-2的流量范围为0.100-10.000ml/min;稀释水源22为自来水或其他低溶氧水;稀释水源22经增压泵25增压后,在进入液液混合器26之前,稀释水源22的压力比浸出剂或浸出液的压力低0.01~0.05MPa;液液混合器26为SV静态混合器;第一溶氧检测室23-1和第二溶氧检测室23-2均采用下进上出的形式;第一溶氧电极24-1和第二溶氧电极24-2均为耐压电极,第一溶氧电极24-1和第二溶氧电极24-2的耐压都≥1MPa,第一溶氧电极24-1和第二溶氧电极24-2的测量范围均为0-50mg/L。

浸出组件包括第一压力传感器11-1、第二压力传感器11-2、浸出回压阀15、在线铀浓度检测仪16和至少一个浸出柱12。第一压力传感器11-1设置在浸出柱12的进液口与第二气液混合器10-2的出液口的连通管路上。第二压力传感器11-2、浸出回压阀15和在线铀浓度检测仪16沿逐渐远离浸出柱12的方向依次设置在浸出柱12的出液口与浸出液中间容器17的进液口的连通管路上,其中,浸出回压阀15位于第二压力传感器11-2和在线铀浓度检测仪16之间,且在线铀浓度检测仪16较浸出回压阀15靠近浸出液中间容器17,第二压力传感器11-2较浸出回压阀15靠近浸出柱12。

浸出柱12的进液口与第二气液混合器10-2的出液口连通。

散矿样夹持器包括外壳121、套筒122、防胀罩123、进口端头124和出口端头125,外壳121为不锈钢材质的耐压容器,可耐压20MPa,长度为35~100cm,内径为40~60mm;套筒122用于盛放散矿样128,套筒122采用内嵌软钢丝网层的丁腈橡胶或氟橡胶制成,套筒122的长度为25~90cm,套筒122的内径为25~40mm,套筒122的壁厚为3~5mm,钢丝网层的孔径为0.15~0.55mm,钢丝网层的丝径为0.1~0.5mm,内嵌有钢丝网层的套筒122既保证了密封性,也具较好的防不均匀撕裂性能;套筒122位于外壳121内,防胀罩123包裹在套筒122的外侧,防胀罩123为透水的不锈钢丝网层,以防止套筒122填装散矿样128受内压膨胀,不锈钢丝网层的孔径为0.5~1.0mm,不锈钢丝网层的丝径为0.5~1.0mm,具有刚性强度,可使套筒122承受由内向外的径向压力3~5MPa,防胀罩123与内嵌有钢丝网层的套筒122结合,可保证套筒122不易破损;外壳121与套筒122之间形成有环形腔,外壳121上设置有与环形腔相通的环压口,环压口处设置有环压控制阀126,环压控制阀126与环压泵13连通,用于提供环压,外壳121的一端和套筒122的一端均与进口端头124密封连接,外壳121的另一端和套筒122的另一端均与出口端头125密封连接,进口端头124和出口端头125固定在套筒122和外壳121的两端,并调节伸入套筒122内的长度,起到支撑、密封、注液及出液通路的作用,进口端头124和出口端头125均为316L材质的圆柱体,套筒122内部为密闭腔体,进口端头124中设置有与密闭腔体相通的进液管,出口端头125中设置有与密闭腔体相通的出液管,进口端头124与散矿样128之间、出口端头125与散矿样128之间均设置有过滤层127,过滤80~120μm以上的颗粒,以防止散矿样128颗粒堵塞出口管线,进口端头124中设置有与密闭腔体相通的进液管,进液管与第二气液混合器10-2连通,出口端头125中设置有与密闭腔体相通的出液管;经气液混合的浸出剂进入浸出柱12即散矿样夹持器进行浸出,浸出后浸出液在浸出回压阀15控制下稳定流出浸出柱12,模拟地层压力并控制浸出剂中的氧气不析出。

吸附组件包括浸出液中间容器17和离子交换柱18,浸出柱12的出液口与浸出液中间容器17的进液口与连通;离子交换柱18的进液口与浸出液中间容器17的出液口连通,离子交换柱18的出液口与浸出剂中间容器7的进液口连通。

离子交换柱18的出液口与浸出剂中间容器7的进液口的连通管路上设置有第一液体质量流量控制器19-1;浸出液中间容器17上设置有第二液位传感器27-2。第一液体质量流量控制器19-1采用科里奥利质量流量控制器或差压层流式流量控制器,流量范围为0.001-9.999mL/min。离子交换柱18内径≤1cm,容积为10-20mL。

浸出剂中间容器7和浸出液中间容器17都是底部呈倒锥形的柱状容器,且该柱状容器的柱状部分的内径为1-2cm,柱状容器的容积为10-20mL;浸出剂中间容器7和浸出液中间容器17的出液口都设置在底端;通过第一液体质量流量控制器19-1和第一液位传感器27-1的联动配合能够实现浸出剂中间容器7内溶液液位的计量与控制,通过第二液位传感器27-2检测浸出液中间容器17内溶液液位。

于本实施例中,浸出柱12采用填砂管,实验中可以采用多个浸出柱12进行串联,浸出柱12的具体串联数量可以根据实际需要进行适应性地调整。需要说明的是,全部串联在一起的浸出柱12作为浸出单元,浸出单元作为一个整体,浸出单元的进液口与第二气液混合器10-2的出液口连通,浸出单元的出液口与在线铀浓度检测仪16的进液口连通。

自动控制单元包括计算机,第一气体质量流量控制器5-1、第二气体质量流量控制器5-2、第一压力传感器11-1、第二压力传感器11-2、第三压力传感器11-3、第一液位传感器27-1、第二液位传感器27-2、注液泵8、环压泵13、第一液体质量流量控制器19-1、增压泵25、第一溶氧电极24-1、第二溶氧电极24-2、第二液体质量流量控制器19-2及在线铀浓度检测仪16分别与计算机信号连接。

温度控制组件包括恒温箱20,浸出剂中间容器7、第一气液混合器10-1、第二气液混合器10-2、浸出柱12、浸出回压阀15、溶解氧测量组件14、浸出液中间容器17、离子交换柱18都设置在恒温箱20内。温度控制组件与计算机信号连接。浸出回压阀15置于恒温箱20内,保证了回压和出液稳定,提高了实验结果对实际生产的指导意义;浸出柱12采用散矿样夹持器,能模拟地下上覆压力、避免流体在浸出柱沟流、适度调节填装密度和渗透性、易于拆卸渣样,整体装置自动控制性好,可提高实验结果对实际生产的指导意义。

本实施例的地浸采铀模拟实验装置的使用方法如下:

开始实验时,加地层水至浸出剂中间容器7,开启注液泵8使地层水加压流经第一气液混合器10-1、第二气液混合器10-2后,依次经过各个浸出柱12,然后再经过浸出回压阀15,经在线铀浓度检测仪16检测铀浓度后滴入在浸出液中间容器17,再由浸出液中间容器17进入离子交换柱18,吸附后经第一液体质量流量控制器19-1控制流量回流至浸出剂中间容器7;当浸出剂中间容器7和浸出液中间容器17中的液位达到设定值,停止加入地层水,并开始浸出循环。

达到稳定设计压力和流量后,即可由计算机计算相应参数。当到设定的循环次数时,开始加注气体:

具体的,二氧化碳气瓶1中的二氧化碳经第一高压减压阀3-1、第一截止阀4-1、第一气体质量流量控制器5-1、第一单向阀6-1和第一气体分散器9-1流入第一气液混合器10-1,地层水与二氧化碳在第一气液混合器10-1中混合后形成的溶浸液体流入第二混合组件中,氧气气瓶2中的氧气经第二高压减压阀3-2、第二截止阀4-2、第二气体质量流量控制器5-2、第二单向阀6-2和第二气体分散器9-2流入第二气液混合器10-2,流入第二气液混合器10-2的溶浸液体与氧气在第二气液混合器10-2中进行混合形成浸出剂;

此时,使第二气液混合器10-2的出液口与液液混合器26的第二进液口连通,混合后的浸出剂首先进入溶解氧测量组件14,与稀释水源22稀释后检测溶氧量;

当溶氧量稳定后,使第二气液混合器10-2的出液口与浸出柱12的进液口连通,并切断第二气液混合器10-2的出液口与液液混合器26的第二进液口之间的连通,并使浸出组件的出液口(即末端的浸出柱12的出液口)与液液混合器26的第二进液口联通;混合后的浸出剂进入浸出柱12进行浸出,浸出剂在浸出单元中的各个浸出柱12中浸出后形成浸出溶液,并经末端的浸出柱12的出液口和液液混合器26的第二进液口进入液液混合器26中,并通过溶解氧测量组件14对进入液液混合器26中的浸出溶液进行溶氧量测量;

经溶氧量测量后的浸出溶液经浸出回压阀15、在线铀浓度检测仪16检测铀浓度后滴入浸出液中间容器17,再由浸出液中间容器17进入离子交换柱18,吸附后经第一液体质量流量控制器19-1控制流量回流至浸出剂中间容器7。

实验全程通过数据采集器和计算机对实验数据进行采集,由计算机自动控制注液量、回流至浸出剂中间容器7的液体流量、气体加入量,保持浸出剂中间容器7和浸出液中间容器17的液位在设定液位,并由计算机的设定程序自动计算浸出柱12渗透率、铀浓度、浸出率等参数,实现浸出、吸附全流程的自动控制。针对浸出实验过程中溶解氧浓度较高,通过稀释和回压控制,在线测定高浓度溶解氧溶液,溶解氧测量组件14结构简单,操作方便,可以自动化控制;溶解氧测量组件14也可同时作为浸出组件的稳定调节结构。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

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