淺析離子交換設備在鈾礦提取中的應用

　　摘要：就我國鈾水冶廠及鈾礦山廢水處理當中的幾種離子交換設備的應有狀況進行了一定的論述，其中重點對水力懸浮床離子交換設備和密實移動床離子交換設備的優缺點都進行了比較詳細的論述，對若干離子交換設備在鈾礦提取中的應用前景提出了一定的看法。
　　關鍵詞：鈾礦提取 離子交換設備 懸浮床 空氣攪拌床 密實固定床
　　中圖分類號：TL2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2011）10（c）-0000-00
　　
　　鈾礦的加工工藝是采用濕法冶金的方式從鈾礦石中提取出鈾，之后經過純化而制備出符合滿足各種應用需求的鈾產品。
　　當前我國鈾水冶廠及鈾礦山廢水處理廠所采用的離子交換設備一般包括這樣幾種：水力懸浮床、空氣攪拌床、密實固定床、塔式流化床以及密實移動床五種，下面將對其中的幾個進行重點介紹。
　　1 水利懸浮床離子交換設備
　　1.1 設備介紹
　　水力懸浮床通常被稱為懸浮床。從廣義上來講，它是流化床的一種，而按照結構型式來講，懸浮床屬于槽式設備。
　　懸浮床離子交換設備一般主要用于少數早期的鈾礦水冶廠中，主要用于稀礦漿的處理。該設備的操作方式為周期循環式，屬于間歇式操作的一種。一般采用多臺串聯式吸附，而所串聯的設備臺數一般是由飽和體積和穿透體積的比值來確定的。離子交換設備的吸附原理是，設備利用高于起始流化速度的上升礦漿流來將樹脂懸浮于設備的中上部當中，即在樹脂處于松散、懸浮的狀態時，流體與礦漿的充分接觸。而礦漿的淋洗過程反映的則是將負載樹脂沖洗脫泥之后，這時樹脂是處于密實床的狀態之下進行。
　　1.2 運行參數
　　
　　1.3 存在的主要問題和相應的改進情況
　　﹙1）槽底的進、排礦漿管時常會發生堵塞，導致提取設備沒有正常運轉。
　　﹙2）上部的排漿篩網容易出現堵塞，導致漿液冒槽，使得樹脂和鈾發生損失，這個問題目前還沒有一個完滿的解決方案。
　　﹙3）槽底的石英層容易出現亂層，導致進礦漿時的布料出現不均勻現象，排礦漿時容易出現樹脂泄漏。我們可以采用加大石英砂的粒度、適當調整石英層的排列等措施，雖然收到了一定的效果，但是還沒有得到完全的解決。
　　
　　2 空氣攪拌床離子交換設備
　　2.1 設備介紹
　　空氣攪拌床，通常又被稱作帕丘卡，它也是一種槽式設備。該種設備運用于我國早、中期建成的各種鈾水冶廠中，且主要用于固體質量分數較高的鈾礦漿當中。按操作制度又可以分為周期循環式操作和連續逆流式操作。
　　2.2 運行參數
　　
　　2.3 存在的主要問題及相對應的改進策略
　　﹙1﹚空氣攪拌槽的上部排漿篩網精彩出現排漿能力過低的情況，同時對篩網進行更換是比較困難，更換條件差、勞動強度過大。可以對篩網的結構進行設計和改進，同時對空氣吹管進行改進，確保吹氣均勻。
　　﹙2）由于采用了周期性循環式操作，當空氣攪拌槽的底部石英層的礦漿排空時，也會出現樹脂泄漏的問題。這時可以通過對石英砂的粒度以及砂層的厚度來進行調節，基本上達到了實際的使用需求水平。
　　
　　3 密實固定床離子交換設備
　　3.1 設備介紹
　　密實固定床，通常又被稱作為固定床，同時也被稱作為離子交換柱。這種設備在我國的鈾水冶廠中即鈾礦山廢水處理廠當中均有較廣泛的應用，主要是用于清液的處理。按照其結構形式，我們還可以將之分為：常壓平頂式及加壓圓頂式，其中主要應用加壓圓頂式。
　　 固定床吸附設備大多是采用周期性的循環式來進行操作（屬于間歇式的一種）。在通常的使用中一般采用多臺吸附設備進行串聯而使用，串聯臺數的確定原則與懸浮床的原則都相同，都是采用飽和體積和穿透體積的比值來確定。
　　3.2 實際運行參數
　　
　　3.3 存在的主要問題及相對應的改進策略
　　﹙1）當設備所吸附的原液中所含的懸浮物中所含的鐵、鈣濃度較高時，容易導致樹脂床層的堵塞問題，影響設備的正常運行。從這個角度來講，固定床對吸附原液中固體含量指標要求比較高。
　　﹙2）上進料的布液器容易出現堵塞現象。一般都可以改為直入式的給料方式，然后在樹脂床層上面保持著一定厚度的水墊層，這樣能確保液體均勻地流過床層。
　　
　　4 結語
　　除了上述三種離子交換設備之外，還有塔式流化床和密實移動床等離子交換設備。其中，密實移動床設備在地浸液加工系統中，尤其是在飽和再吸附流程當中的應用中較為廣泛。在這里由于篇幅所限，不再一一作詳細介紹。
　　參考文獻
　　[1]宮傳文. 密實移動床離子交換提鈾設備的結構特點及選型計算. 鈾礦冶. 2