CN107460317A - 一种中性地浸树脂床层板结的处理方法 - Google Patents

一种中性地浸树脂床层板结的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种中性地浸树脂床层板结的处理方法，包括注液、安放超声波振动棒、超声波处理、剥落物冲洗等步骤。本发明采用物理方法超声波处理树脂床层板结问题，避免向水冶体系引入其他杂质化学成分，产生的洗涤废水量少；本发明操作时间短、条件温和且易控制，避免了剧烈的化学反应，和由此产生的塔压升高、床层温度升高、敞开体系气、沫急剧冲出等问题。

Description

一种中性地浸树脂床层板结的处理方法
技术领域
本发明涉及铀水冶领域，具体为提铀离子交换树脂污染与板结的处理。
背景技术
离子交换法是从铀溶液中提取铀的工业化应用最成熟的方法之一。碳酸盐-碳酸氢盐体系的含铀溶液中，UO2 2+通常与CO3 2-形成UO2(CO3)2 2-、UO2(CO3)3 4-等阴离子配合物。因此，试验和生产中采用阴离子交换树脂吸附提取溶液中的铀，比如美国CO2+O2地浸采铀矿山采用Dow×21K系列的凝胶苯乙烯强碱性阴离子交换树脂，我国中核通辽铀业有限责任公司CO2+O2地浸采铀矿山采用D261大孔苯乙烯强碱性阴离子交换树脂。
树脂吸附铀的过程中，溶液中的CO3 2-、HCO3 -以及腐殖酸根等阴离子也被吸附到树脂上，而溶液中的Ca2+、Mg2+等金属离子在树脂表面与CO3 2-形成沉淀，和溶液中的固体颗粒物、Fe(OH)3、有机质等一同成为树脂的板结污染物。长期运行，污染物可致树脂颗粒粘连，甚至整个树脂床层的板结。部分污染物占据了树脂的交换基团，影响了树脂吸附铀的性能，降低了树脂的吸附容量；板结物使树脂颗粒表面形成了一层隔膜，影响了溶液和树脂的接触；树脂床层的板结，还可降低树脂床层的过液能力，整个床层“一体化”，也影响了树脂的正常的运移。
针对树脂板结问题，现行处理方法主要有两种。一种是吸附前吸附原料液的预处理。对吸附原料液进行过滤等操作，除掉原料液中的颗粒物、Fe(OH)3等物质，以减轻树脂床层的机械堵塞，这是目前铀水冶厂使用最普遍的方法；另外就是根据工艺流程特点调节吸附原料液pH，减少吸附过程中碳酸盐产生。中核通辽铀业有限责任公司CO2+O2地浸采铀工艺中，在吸附原料液进吸附前加入CO2，调节吸附原料液的pH，这对减缓树脂床层CaCO3等沉淀生成有一定效果。对于已板结的树脂床层，通常采用化学方法处理。向板结的树脂床层加入酸溶液(如盐酸)，使其破坏碳酸盐以达到消除板结的目的。但是该方法存在的问题是离子交换塔内碳酸盐与酸反应剧烈，导致塔压升高、床层温度升高、敞开体系气、沫急剧冲出，控制难度大；另外酸溶液处理后床层pH值低，需要大量水冲洗，产生废水体积大。
发明内容
本发明的目的在于：为了克服现有技术的不足，针对传统处理树脂床层板结存在的问题，发明一种新的提铀树脂床层板结的处理方法，该方法简单、易操作，可以避免与树脂床层剧烈的化学反应带来的副作用。
本发明的技术方案如下：
一种提铀树脂床层板结的处理方法，包括以下步骤：
步骤1：向离子交换塔注入吸附尾液或者清水；所述的吸附尾液或者清水的液面高于树脂床层0.3m以上并且距离离子交换塔的塔顶0.3-0.5m；
步骤2：打开离子交换塔塔顶的操作孔，将超声波振动棒从操作孔放入，至振动棒完全淹没至液面以下；超声波振动棒的直径小于操作孔的直径；
步骤3：开启超声波发生器，运行一段时间后停止，检查离子交换树脂的树脂床层板结是否解决，打开离子交换塔底部排水阀，排出洗涤水；当树脂床层板结严重，只解决部分板结时，需继续清洗转入步骤1；当树脂床层板结已解决，树脂床层呈松散状态，树脂颗粒表面无附着物时，操作转入步骤4；所用超声波的功率大于300W；当待处理树脂的体积超过2m3时，超声波功率选择大于1000w；超声波发生器开启后，待放入离子交换塔内的超声波振动棒周围树脂床层呈松散状态后，将超声波振动棒向周围和下部树脂板结位置移动继续处理至树脂床层完全呈松散状态；所述的超声波发生器运行的时间为5-30min；
步骤4：收起超声波振动棒，关闭离子交换塔塔顶的操作孔；向离子交换塔注入清水冲洗树脂上剥落的结垢物，直至出液清澈透明，完成树脂床层板结的处理；为了冲洗干净树脂上剥落的结垢物，从树脂塔底部进液阀进清水反冲树脂床层。
本发明的显著效果在于：
(1)树脂床层板结采用物理方法超声波处理，避免向水冶体系引入其他杂质化学成分；
(2)本发明操作时间短、条件温和且易控制，避免了剧烈的化学反应，和由此产生的塔压升高、床层温度升高、敞开体系气、沫急剧冲出等问题；
(3)本发明产生的洗涤废水量少，仅为1-2BV。
附图说明
图1为本发明所述的一种中性地浸树脂床层板结的处理方法操作示意图。
图注：1离子交换塔、2离子交换树脂、3超声波振动棒、4清水、5操作孔、6超声波发生器。
具体实施方式
一种提铀树脂床层板结的处理方法，包括以下步骤：
步骤1：向离子交换塔1注入吸附尾液或者清水；所述的吸附尾液或者清水的液面高于树脂床层0.3m以上并且距离离子交换塔的塔顶0.3-0.5m；
步骤2：打开离子交换塔1塔顶的操作孔5，将超声波振动棒3从操作孔5放入，至振动棒3完全淹没至液面以下；超声波振动棒3的直径小于操作孔5的直径；
步骤3：开启超声波发生器6，运行一段时间后停止，检查离子交换树脂2的树脂床层板结是否解决，打开离子交换塔1底部排水阀，排出洗涤水；当树脂床层板结严重，只解决部分板结时，需继续清洗转入步骤1；当树脂床层板结已解决，树脂床层呈松散状态，树脂颗粒表面无附着物时，操作转入步骤4；所用超声波的功率大于300W；当待处理树脂的体积超过2m3时，超声波功率选择大于1000w；超声波发生器开启后，待放入离子交换塔1内的超声波振动棒3周围树脂床层呈松散状态后，将超声波振动棒3向周围和下部树脂板结位置移动继续处理至树脂床层完全呈松散状态；所述的超声波发生器6运行的时间为5-30min；
步骤4：收起超声波振动棒3，关闭离子交换塔1塔顶的操作孔5；向离子交换塔1注入清水冲洗树脂上剥落的结垢物，直至出液清澈透明，完成树脂床层板结的处理；为了冲洗干净树脂上剥落的结垢物，从树脂塔底部进液阀进清水反冲树脂床层。
下面结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
内蒙古某砂岩铀矿采用CO2+O2中性地浸工艺开采，水冶工艺采用强碱性阴离子交换树脂回收浸出液中的铀。运行0.5年后离子交换树脂床层出现树脂板结现象，单塔树脂2m3，树脂床层过液能力由10m2/h降至6m2/h。树脂吸附铀的饱和容量由60mg/ml﹒R下降至53mg/ml﹒R，采用本发明进行树脂床层板结处理。
步骤1：向离子交换塔注入吸附尾液，液面距塔顶0.3m时停止注液。
步骤2：打开离子交换塔顶的操作孔，操作孔直径15cm。选择功率500w超声波发生器处理，超声波发生器振动棒直径8cm，将振动棒从操作孔放入至振动棒完全淹没至液面以下。
步骤3：开启超声波发生器，运行20min停止，树脂呈松散状态，无板结，树脂颗粒表面无附着物，打开离子交换塔底部排水阀，排出洗涤水。
步骤4：收起超声波振动棒，关闭离子交换塔顶的操作孔，从树脂塔底部进液阀进清水反冲树脂床层，继续清洗树脂上剥落的结垢物，洗涤至出液清澈透明，完成树脂床层板结的处理。离子交换塔投入正常使用。
经处理后的树脂床层过液能力由6m2/h恢复至10m2/h左右，树脂的饱和容量恢复至60mg/ml﹒R左右。
实施例2
内蒙古某砂岩铀矿采用CO2+O2中性地浸工艺开采，水冶工艺采用强碱性阴离子交换树脂回收浸出液中的铀。运行1年后离子交换树脂床层出现树脂板结现象，单塔树脂8m3，树脂床层过液能力由30m2/h降至18m2/h。树脂吸附铀的饱和容量由90mg/ml﹒R下降至53mg/ml﹒R，采用本发明进行树脂床层板结处理。
步骤1：向离子交换塔注入吸附尾液，液面高于树脂床层1m停止注液。
步骤2：打开离子交换塔顶的操作孔，操作孔直径20cm。选择功率1kw超声波发生器处理，超声波发生器振动棒直径10cm，将振动棒从操作孔放入至振动棒完全淹没至液面以下。
步骤3：开启超声波发生器，运行30min停止，树脂呈松散状态，无板结，树脂颗粒表面无附着物，打开离子交换塔底部排水阀，排出洗涤水。
步骤4：收起超声波振动棒，关闭离子交换塔顶的操作孔，从树脂塔底部进液阀进清水反冲树脂床层，继续清洗树脂上剥落的结垢物，洗涤至出液清澈透明，完成树脂床层板结的处理。离子交换塔投入正常使用。
经处理后的树脂床层过液能力由18m2/h恢复至30m2/h，树脂的饱和容量恢复至90mg/ml﹒R左右
实施例3
新疆某砂岩铀矿采用CO2+O2中性地浸工艺开采，水冶工艺采用弱碱性阴离子交换树脂回收浸出液中的铀。运行2年后离子交换树脂床层逐渐出现树脂板结现象，单塔树脂12m3，树脂床层过液能力由21m2/h降至11m2/h，树脂吸附铀的饱和容量由，78mg/ml﹒R下降至46mg/ml﹒R，采用本发明进行树脂床层板结处理。
步骤1：向离子交换塔注入清水，液面距塔顶0.5m时停止注液。
步骤2：打开离子交换塔顶的操作孔，操作孔直径30cm。选择功率2kw超声波发生器处理，超声波发生器振动棒直径10cm，将振动棒从操作孔放入至振动棒完全淹没至液面以下。
步骤3：开启超声波发生器，运行20min停止，由于树脂床层板结严重，只有部分树脂呈松散状态，打开离子交换塔底部排水阀，排出洗涤水。转入步骤1，继续开启超声波清洗，运行30min停止，树脂呈松散状态，无板结，树脂颗粒表面无附着物，打开离子交换塔底部排水阀，排出洗涤水。
步骤4：收起超声波振动棒，关闭离子交换塔顶的操作孔，向离子交换塔注入清水清洗树脂上剥落的结垢物，洗涤至出液清澈透明，完成树脂床层板结的处理。离子交换塔投入正常使用。
经处理后的树脂床层过液能力由11m2/h恢复至21m2/h，树脂的饱和容量恢复至78mg/ml﹒R左右。

Claims (7)

1.一种提铀树脂床层板结的处理方法，其特征在于：
包括以下步骤：
步骤1：向离子交换塔(1)注入吸附尾液或者清水；
步骤2：打开离子交换塔(1)塔顶的操作孔(5)，将超声波振动棒(3)从操作孔(5)放入，至超声波振动棒(3)完全淹没至液面以下；
步骤3：开启超声波发生器(6)，运行一段时间后停止，检查离子交换树脂(2)的树脂床层板结是否解决，打开离子交换塔(1)底部排水阀，排出洗涤水；当树脂床层板结严重，只解决部分板结时，需继续清洗转入步骤1；当树脂床层板结已解决，树脂床层呈松散状态，树脂颗粒表面无附着物时，操作转入步骤4；
步骤4：收起超声波振动棒(3)，关闭离子交换塔(1)塔顶的操作孔(5)；向离子交换塔(1)注入清水冲洗树脂上剥落的结垢物，直至出液清澈透明，完成树脂床层板结的处理。
2.如权利要求1所述的一种提铀树脂床层板结的处理方法，其特征在于：
所述的步骤2中，超声波振动棒(3)的直径小于操作孔(5)的直径。
3.如权利要求1所述的一种提铀树脂床层板结的处理方法，其特征在于：
所述的步骤3中，所用超声波的功率大于300W；当待处理树脂的体积超过2m3时，超声波功率选择大于1000W。
4.如权利要求1所述的一种提铀树脂床层板结的处理方法，其特征在于：
所述的步骤3中，超声波发生器开启后，待放入离子交换塔(1)内的超声波振动棒(3)周围树脂床层呈松散状态后，将超声波振动棒(3)向周围和下部树脂板结位置移动继续处理至树脂床层完全呈松散状态。
5.如权利要求1所述的一种提铀树脂床层板结的处理方法，其特征在于：
步骤3中所述的超声波发生器(6)运行的时间为5-30min。
6.如权利要求1所述的一种提铀树脂床层板结的处理方法，其特征在于：
所述的步骤4中，为了冲洗干净树脂上剥落的结垢物，从树脂塔底部进液阀进清水反冲树脂床层。
7.如权利要求1所述的一种提铀树脂床层板结的处理方法，其特征在于：步骤1中所述的吸附尾液或者清水的液面高于树脂床层0.3m以上并且距离离子交换塔的塔顶0.3-0.5m。
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