CN107064121A - 一种应用比色法在线检测吸附尾液中铀浓度的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种应用比色法在线检测吸附尾液中铀浓度的装置，该装置包括化学流路系统和控制系统；所述的化学流路系统包括反应器，向反应器内注入吸附尾液的管路、注入缓冲剂的管路、注入显色剂的管路、注入清洗水的管路，在每条管路上均设置电磁阀，同时管路均连接蠕动泵；所述的化学流路还包括测量反应器中溶液的吸光度的光度检测器；所述的控制系统包括计算机系统，计算机系统连接电源、液晶显示器；计算机系统连接控制化学流路系统的蠕动泵、电磁阀以及光度检测器启动或停止工作。本发明装置可以快速﹑准确的测量铀工艺过程中吸附尾液的铀浓度，实现在线自动测量，并给生产过程的自动控制系统提供前提条件。

Description

一种应用比色法在线检测吸附尾液中铀浓度的装置
技术领域
本发明涉及属于铀矿山水冶厂吸附尾液中铀浓度的测定，具体涉及一种应用比色法在线检测吸附尾液中铀浓度的装置。
背景技术
在天然铀生产工艺过程中，铀水冶厂的首要任务是将铀从矿石中提取出来，使铀与大量杂质得以初步分离。从矿石中提取铀主要需要经过以下步骤：采矿﹑铀矿石的破碎和磨细﹑铀矿石的浸取﹑矿浆的固液分离﹑离子交换等。
在离子交换步骤中，主要是用离子交换树脂从铀浸出液中富集﹑提纯铀和制取铀化合物的过程。此过程主要包括铀的吸附﹑铀的淋洗﹑离子交换树脂的再生等。
在用离子交换树脂吸附铀浸出液中的铀时，每克离子交换树脂都有吸附容量，当超过了离子交换树脂的吸附容量时，树脂不能再吸附铀(需要对离子交换树脂进行再生)，此时进离子交换柱的铀浸出溶液就不经吸附而直接变为吸附尾液，此吸附尾液中的铀浓度就超出工艺的排放要求(小于5毫克每升)。
现在水冶厂分析吸附尾液中的铀浓度都是按照钒酸铵滴定法的原理由工作人员手工分析。(钒酸铵滴定法的原理：在磷酸介质中，用还原剂将铀还原成四价，过量的还原剂用亚硝酸钠氧化，剩下的亚硝酸钠用尿素破坏，然后在3-5摩尔每升的磷酸介质中，以二苯胺磺酸钠作指示剂，用钒酸铵标准溶液滴定至溶液出现微紫红色，在30秒内不退即为终点)；并且钒酸铵滴定法的检出范围为0.005％∽2％。对于上述方法步骤繁琐，所需试剂种类较多，分析速度慢，不适合现场的快速检测。并且对于吸附尾液中小于5毫克每升的铀浓度的测定，用钒酸铵滴定法滴定体积小，易产生误差，灵敏度较难满足现场分析的需要。由于手工分析误差较大，速度较慢，吸附尾液中铀浓度经常超标，这样对资源造成了极大的浪费，对后续环保处理造成了较大的负担，同时手工分析不能实现整个生产过程自动控制的实现，针对核工业系统的现状，研制出一种能快速，准确的分析吸附尾液中铀浓度的在线分析仪器对于指导工业生产具有很重要的实际意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用比色法在线检测吸附尾液中铀浓度的装置，其能够提高分析精度和分析速度，简化分析操作，降低工作人员的劳动强度，提高工作效率，同时给离子交换工艺步骤提供及时准确的数据，并且为整个生产过程的自动控制的实现提供条件。
实现本发明目的的技术方案：一种应用比色法在线检测吸附尾液中铀浓度的装置，该装置包括化学流路系统和控制系统；
所述的化学流路系统包括反应器，向反应器内注入吸附尾液的管路、注入缓冲剂的管路、注入显色剂的管路、注入清洗水的管路，在每条管路上均设置电磁阀，同时管路均连接蠕动泵；所述的化学流路还包括测量反应器中溶液的吸光度的光度检测器；
所述的控制系统包括计算机系统，计算机系统连接电源、液晶显示器；计算机系统连接控制化学流路系统的蠕动泵、电磁阀以及光度检测器启动或停止工作；
该装置工作时：计算机系统控制一定量的被测量吸附尾液经管路泵入反应器，然后计算机系统控制缓冲试剂和显色试剂经管路也泵入反应器，发生化学反应，产生颜色，再经计算机系统控制光度检测器检测出吸光度；计算机系统把吸光度代入到预先制定的工作曲线中，计算出被测量吸附尾液中被测离子的浓度。
如上所述的一种应用比色法在线检测吸附尾液中铀浓度的装置，其在向反应器内注入吸附尾液的管路上设置溢流杯，吸附尾液先进入溢流杯后，再从溢流杯中通过所连接的管路取定量液体进入反应器；同时反应器内液体可排出进入废液槽。
如上所述的一种应用比色法在线检测吸附尾液中铀浓度的装置，该装置工作时：(a)打开注入吸附尾液的管路上的电磁阀，将吸附尾液泵入溢流杯，并且多余吸附尾液溢流出去；从溢流杯取吸附尾液清洗装置内部管路，多余的吸附尾液从反应器下部排出进入废液槽；(b)打开注入吸附尾液的管路上的电磁阀，将一定量的吸附尾液泵入反应器内；(c)打开注入缓冲剂的管路上的电磁阀，将一定量的缓冲剂泵入反应器内；(d)打开注入显色剂的管路上的电磁阀，将一定量的显色剂泵入反应器内；(e)光度检测器启动，检测反应器内显色后的溶液的吸光度；(f)将反应器的溶液排出；(g)打开注入清洗水的管路上的电磁阀，将清洗水泵入反应器内，清洗反应器；反应器后把清洗水排出，等待下一次测量；(h)计算机系统把吸光度代入到预先制定的工作曲线中，计算出被测量吸附尾液中被测铀离子的浓度。
如上所述的一种应用比色法在线检测吸附尾液中铀浓度的装置，其所述的计算机系统把吸光度代入到预先制定的工作曲线，具体为通过测量已知浓度的标准溶液的吸光度，在浓度和吸光度之间建立起的一元二次方程，由计算机系统计算出一元二次方程的计算系数，确定工作曲线。
如上所述的一种应用比色法在线检测吸附尾液中铀浓度的装置，其所述的蠕动泵有多个，分别用于吸附尾液、清洗水、显色剂、缓冲剂的输送，并由计算机系统控制工作。
如上所述的一种应用比色法在线检测吸附尾液中铀浓度的装置，其所述的电磁阀有多个，均在计算机系统控制下工作。
如上所述的一种应用比色法在线检测吸附尾液中铀浓度的装置，其所述的液晶显示器以中文方式显示出测量结果、时间及运行的各种状态，并以中文菜单方式引导用户通过触摸液晶屏进行各种参数的设置和操作的选择。
如上所述的一种应用比色法在线检测吸附尾液中铀浓度的装置，其特征在于，所述的光度检测器将测量溶液的光吸收率转换成数字信号输入计算机系统，计算机系统转换成吸光度值，并据此吸光度值计算出溶液中被测物的浓度值。
本发明的效果在于：
本发明所述的一种应用比色法在线检测吸附尾液中铀浓度的装置，其可以快速﹑准确的测量铀工艺过程中吸附尾液的铀浓度，实现在线自动测量，并给生产过程的自动控制系统提供前提条件。
本发明装置的使用可以减轻人员的劳动强度，提高工作效率。同时快速准确的给离子交换工艺步骤提供及时准确的数据，并能通过数据传输把数据上传给自动控制系统。
附图说明
图1为本发明所述的一种应用比色法在线检测吸附尾液中铀浓度的装置示意图；
图2为本发明所述的化学流路系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明所述的一种应用比色法在线检测吸附尾液中铀浓度的装置作进一步描述。
实施例1
如图1至图2所示，本发明所述的一种应用比色法在线检测吸附尾液中铀浓度的装置，其包括化学流路系统和控制系统；
所述的化学流路系统包括反应器，向反应器内注入吸附尾液的管路、注入缓冲剂的管路、注入显色剂的管路、注入清洗水的管路，在每条管路上均设置电磁阀，同时管路均连接蠕动泵；所述的化学流路还包括测量反应器中溶液的吸光度的光度检测器。
所述的控制系统包括计算机系统，计算机系统连接电源、液晶显示器；计算机系统连接控制化学流路系统的蠕动泵、电磁阀以及光度检测器启动或停止工作；
该装置工作时：计算机系统控制一定量的被测量吸附尾液经管路泵入反应器，然后计算机系统控制缓冲试剂和显色试剂经管路也泵入反应器，发生化学反应，产生颜色，再经计算机系统控制光度检测器检测出吸光度；计算机系统把吸光度代入到预先制定的工作曲线中，计算出被测量吸附尾液中被测离子的浓度。
实施例2
在国内某水冶厂的离子交换工艺中，如图1至图2所示，采用本发明所述的一种应用比色法在线检测吸附尾液中铀浓度的装置，其包括化学流路系统和控制系统；
所述的化学流路系统包括反应器，向反应器内注入吸附尾液的管路、注入缓冲剂的管路、注入显色剂的管路、注入清洗水的管路，在每条管路上均设置电磁阀，同时管路均连接蠕动泵；所述的化学流路还包括测量反应器中溶液的吸光度的光度检测器。在向反应器内注入吸附尾液的管路上设置溢流杯，吸附尾液先进入溢流杯后，再从溢流杯中通过所连接的管路取定量的液体进入反应器；同时反应器内液体可排出进入废液槽。
所述的控制系统包括计算机系统，计算机系统连接电源、液晶显示器；计算机系统连接控制化学流路系统的蠕动泵、电磁阀以及光度检测器启动或停止工作；
该装置工作时：计算机系统控制一定量的被测量吸附尾液经管路泵入反应器，然后计算机系统控制缓冲试剂和显色试剂经管路也泵入反应器，发生化学反应，产生颜色，再经计算机系统控制光度检测器检测出吸光度；计算机系统把吸光度代入到预先制定的工作曲线中，计算出被测量吸附尾液中被测离子的浓度。如图2所示，具体步骤为：
(a)将吸附尾液泵入溢流杯(通过打开泵3)，并且多余吸附尾液溢流出去；从溢流杯取吸附尾液清洗装置内部管路，多余的吸附尾液从反应器下部排出进入废液槽(通过打开阀5和泵2顺时针转动)；
(b)一定量的吸附尾液进入反应器(通过打开泵2顺时针转动同时打开阀4)；
(c)一定量的缓冲剂进入反应器(通过打开阀2和阀5同时打开泵1顺时针转动)；
(d)一定量的显色剂进入反应器(通过打开阀3和阀5同时打开泵1顺时针转动)；
(e)光度检测器启动，检测反应器内显色后的溶液的吸光度；
(f)打开阀6将反应器的溶液排出；
(g)打开阀1﹑泵1顺时针转动，清洗水进入反应器，清洗反应器；打开阀6，反应器后把清洗水排出，等待下一次测量；
(h)计算机系统把吸光度代入到预先制定的工作曲线中，计算出被测量吸附尾液中被测铀离子的浓度。
根据现有技术，上述缓冲剂可以采用三乙醇胺或磷酸盐，显色剂可以采用偶氮胂III或5-Br-PADAP。
所述的计算机系统把吸光度代入到预先制定的工作曲线，具体为通过测量已知浓度的标准溶液的吸光度，在浓度和吸光度之间建立起的一元二次方程，由计算机系统计算出一元二次方程的计算系数，确定工作曲线。
上述装置中，泵为蠕动泵，有多个，用于吸附尾液、清洗水、显色剂、缓冲剂的输送，并由计算机系统控制工作；阀为电磁阀，有多个，均在计算机系统控制下工作；液晶显示器以中文方式显示出测量结果、时间及运行的各种状态，并以中文菜单方式引导用户通过触摸液晶屏进行各种参数的设置和操作的选择；光度检测器将测量溶液的光吸收率转换成数字信号输入计算机系统，计算机系统转换成吸光度值，并据此吸光度值计算出溶液中被测物的浓度值。
本发明从溢流杯定量取样到反应器进行测量，快速﹑准确的测量出吸附尾液中铀浓度，并把数据通过4-20毫安信号输出给自动控制系统，由自动控制系统控制整个离子交换工艺步骤的动作。，从而实现了对离子交换工艺生产过程的自动控制。

Claims (8)

1.一种应用比色法在线检测吸附尾液中铀浓度的装置，其特征在于，该装置包括化学流路系统和控制系统；
所述的化学流路系统包括反应器，向反应器内注入吸附尾液的管路、注入缓冲剂的管路、注入显色剂的管路、注入清洗水的管路，在每条管路上均设置电磁阀，同时管路均连接蠕动泵；所述的化学流路还包括测量反应器中溶液的吸光度的光度检测器；
所述的控制系统包括计算机系统，计算机系统连接电源、液晶显示器；计算机系统连接控制化学流路系统的蠕动泵、电磁阀以及光度检测器启动或停止工作；
该装置工作时：计算机系统控制一定量的被测量吸附尾液经管路泵入反应器，然后计算机系统控制缓冲试剂和显色试剂经管路也泵入反应器，发生化学反应，产生颜色，再经计算机系统控制光度检测器检测出吸光度；计算机系统把吸光度代入到预先制定的工作曲线中，计算出被测量吸附尾液中被测离子的浓度。
2.根据权利要求1所述的一种应用比色法在线检测吸附尾液中铀浓度的装置，其特征在于，在向反应器内注入吸附尾液的管路上设置溢流杯，吸附尾液先进入溢流杯后，再从溢流杯中通过所连接的管路取定量液体进入反应器；同时反应器内液体可排出进入废液槽。
3.根据权利要求2所述的一种应用比色法在线检测吸附尾液中铀浓度的装置，其特征在于，该装置工作时：
(a)打开注入吸附尾液的管路上的电磁阀，将吸附尾液泵入溢流杯，并且多余吸附尾液溢流出去；从溢流杯取吸附尾液清洗装置内部管路，多余的吸附尾液从反应器下部排出进入废液槽；
(b)打开注入吸附尾液的管路上的电磁阀，将一定量的吸附尾液泵入反应器内；
(c)打开注入缓冲剂的管路上的电磁阀，将一定量的缓冲剂泵入反应器内；
(d)打开注入显色剂的管路上的电磁阀，将一定量的显色剂泵入反应器内；
(e)光度检测器启动，检测反应器内显色后的溶液的吸光度；
(f)将反应器的溶液排出；
(g)打开注入清洗水的管路上的电磁阀，将清洗水泵入反应器内，清洗反应器；反应器后把清洗水排出，等待下一次测量；
(h)计算机系统把吸光度代入到预先制定的工作曲线中，计算出被测量吸附尾液中被测铀离子的浓度。
4.根据权利要求1所述的一种应用比色法在线检测吸附尾液中铀浓度的装置，其特征在于，所述的计算机系统把吸光度代入到预先制定的工作曲线，具体为通过测量已知浓度的标准溶液的吸光度，在浓度和吸光度之间建立起的一元二次方程，由计算机系统计算出一元二次方程的计算系数，确定工作曲线。
5.根据权利要求1所述的一种应用比色法在线检测吸附尾液中铀浓度的装置，其特征在于，所述的蠕动泵有多个，分别用于吸附尾液、清洗水、显色剂、缓冲剂的输送，并由计算机系统控制工作。
6.根据权利要求1所述的一种应用比色法在线检测吸附尾液中铀浓度的装置，其特征在于，所述的电磁阀有多个，均在计算机系统控制下工作。
7.根据权利要求1所述的一种应用比色法在线检测吸附尾液中铀浓度的装置，其特征在于，所述的液晶显示器以中文方式显示出测量结果、时间及运行的各种状态，并以中文菜单方式引导用户通过触摸液晶屏进行各种参数的设置和操作的选择。
8.根据权利要求1所述的一种应用比色法在线检测吸附尾液中铀浓度的装置，其特征在于，所述的光度检测器将测量溶液的光吸收率转换成数字信号输入计算机系统，计算机系统转换成吸光度值，并据此吸光度值计算出溶液中被测物的浓度值。
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