CN111549221A - 一种液驱树脂移动及计量的系统和方法 - Google Patents

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何小同
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Abstract

一种液驱树脂移动及计量的系统及方法，包括树脂高位储罐，树脂高位储罐右侧通过循环泵连接循环溶液储槽，树脂高位储罐通过上端树脂阀与计量管道联通，计量管道上安装有带刻度可视窗；而带刻度可视窗下方右侧通过循环液阀连接循环溶液储槽；在计量管道的右下侧有下端树脂阀。

Description

一种液驱树脂移动及计量的系统和方法
技术领域
本发明属于铀矿地浸技术领域，涉及一种液驱树脂移动及计量的系统和方法。
背景技术
目前国内地浸浸出液后处理多采用离子交换工艺，根据交换过程中树脂床层相对塔器是否产生位移，分为固定床和移动床在离子交换过程中。密实移动床或U型塔中的树脂床层均在移动，均为树脂床层移动床类型，在树脂床层移动过程中，一方面要保证树脂密实移动，防止床层返混，利于离子交换和形成浓度梯度，一方面要对进塔树脂进行计量，从而准确掌握和控制树脂移动体积，根据进塔树脂目标阴离子容量，从而控制进塔阴离子的量，以利于通过物料衡算对交换塔出液、出树脂进行计量和控制。这就需要有适宜的树脂床层密实移动驱动方法及系统，以及适宜的树脂移动计量方法及系统。
目前常用的树脂移动驱动方法一般为空气提升，计量采用树脂罐液位计量，计量和驱动前均需排空树脂间溶液。存在如下问题：
1)空气提升对树脂磨损较大；
2)床层可能混入空气；
3)精细计量与控制有一定难度。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种采用液体驱动树脂床层在管路和交换塔内移动，并准确计量树脂移动体积的系统及方法。
本发明的技术方案：一种液驱树脂移动及计量的系统，包括树脂高位储罐，树脂高位储罐右侧通过循环泵连接循环溶液储槽，树脂高位储罐通过上端树脂阀与计量管道联通，计量管道上安装有带刻度可视窗；而带刻度可视窗下方右侧通过循环液阀连接循环溶液储槽；在计量管道的右下侧有下端树脂阀；
驱动溶液储槽通过管路连接计量管道，且在连接管路上有注液阀、注液泵，而驱动溶液储槽上有下溢流口，且驱动溶液储槽还通过管路连接上溢流口。
一种液驱树脂移动及计量的系统的方法，包括以下步骤：
1)系统充满目标树脂的平衡溶液
打开上端树脂阀，关闭下端树脂阀，向树脂高位储槽内加入吸附原液；
开启循环液阀，待循环溶液储槽内积蓄一定循环溶液后，开启循环泵,使树脂高位储槽、循环溶液储槽及其管路内充满吸附原液，关闭循环泵和循环液阀；
开启注液阀和注液泵，使驱动溶液储槽及其管路充满吸附原液，关闭注液阀和注液泵；
2)向树脂高位储罐内加入目标树脂，满溢的吸附原液通过上溢流口流入驱动溶液储槽，驱动溶液储槽内溶液满溢则通过下溢流口流出；
停止加入树脂；
3)开启循环液阀和循环泵，使树脂高位储罐和计量管道内树脂充分密实，形成密实树脂,关闭循环液阀和循环泵,关闭上端树脂阀；
4)开启下端树脂阀，开启注液阀和注液泵，通过加压注液将步骤3)中的密实树脂推出计量管道；
5)开启循环液阀和循环泵，使计量管道内树脂充分密实，关闭循环液阀和循环泵；通过带刻度可视窗读取密实树脂面刻度，得到密实树脂移动体积V；
所述步骤1)中，至从下溢流口流出，停止加入吸附原液。
所述步骤2)中，目标树脂加至储罐五分之四，停止加入树脂；
所述步骤4)中，注液压力0.15～0.3MPa。
所述步骤4)中，树脂注入完毕，关闭注液阀和注液泵，关闭下端树脂阀。
所述步骤5)中，密实树脂移动体积V计算公式为：
V＝πd2l/4；
d为计量管道8内径，l为单次推动密实树脂移动距离。
计量管道内径d＝200mm，单次推动密实树脂移动距离为l＝1000mm
计量管道内径500mm，单次推动密实树脂移动距离为1000mm
还包括6)：开启上端树脂阀，开启循环液阀和循环泵，使树脂从树脂高位储罐内进入计量管道，并累积形成密实树脂层；待树脂高位储罐1内树脂面不再下降，关闭循环液阀和循环泵，关闭上端树脂阀。
本发明的显著效果在于：
1)采用液体驱动树脂床层移动，移动前不需卸除床层中的平衡相溶液，利于实现U型塔等密实树脂床层及平衡相溶液的移动。
2)驱动溶液带压，便于克服长管道对树脂床层的阻力。
3)树脂计量。密实树脂床层树脂与溶液体积比相对固定，通过对移动前后计量管道内密实树脂床层面移动距离的计量，可以算出树脂移动体积，为移动床离子交换工艺控制提供帮助
本发明的主要特征是：
1)采用带压注液推动树脂移动。
采用特殊结构，利用增压泵提供带压溶液注入管路，推动树脂进出计量管路；树脂床为密实床，密度基本恒定，易于计量。
2)移动树脂体积计量。
采用控制增压泵流速和运行时长控制推动液进量和树脂移动量；推动液进口下部管路标记刻度，用以校准和验证树脂推动距离。
采用下式计算树脂移动量：
推动距离X截面积＝树脂推动体积
3)密实床层移动。
循环溶液，保证树脂叠落到床层上部，形成新的密实床层；循环溶液采用平衡相溶液，保证进塔树脂无明显容量变化，例如酸性浸出工艺产生的吸附饱和树脂，可采用吸附原液作为循环溶液；转型前树脂可以采用淋洗尾液。
附图说明
图1为液驱树脂移动及计量的系统示意图；
图中：树脂高位储罐1，上端树脂阀2，循环液阀3，循环泵4，循环溶液储槽5，下端树脂阀6，带刻度可视窗7，计量管道8，注液阀9，注液泵10，驱动溶液储槽11，下溢流口12，上溢流口13。
具体实施方式
一种液驱树脂移动及计量的系统，包括树脂高位储罐1，树脂高位储罐1右侧通过循环泵4连接循环溶液储槽5，树脂高位储罐1通过上端树脂阀2与计量管道8联通，计量管道8上安装有带刻度可视窗7；而带刻度可视窗7下方右侧通过循环液阀3连接循环溶液储槽5；在计量管道8的右下侧有下端树脂阀6。
驱动溶液储槽11通过管路连接计量管道8，且在连接管路上有注液阀9、注液泵10，而驱动溶液储槽11上有下溢流口12，且驱动溶液储槽11还通过管路连接上溢流口13；
一种液驱树脂移动及计量的方法：
1)系统充满目标树脂的平衡溶液
打开上端树脂阀2，关闭下端树脂阀6，向树脂高位储槽1内加入吸附原液，至从下溢流口12流出，停止加入吸附原液。
开启循环液阀3，待循环溶液储槽5内积蓄一定循环溶液后，开启循环泵4,使树脂高位储槽1、循环溶液储槽5及其管路内充满吸附原液，关闭循环泵4和循环液阀3。
开启注液阀9和注液泵10，使驱动溶液储槽11及其管路充满吸附原液，关闭注液阀9和注液泵10。
2)向树脂高位储罐1内加入目标树脂，满溢的吸附原液通过上溢流口13流入驱动溶液储槽11，驱动溶液储槽11内溶液满溢则通过下溢流口12流出。
目标树脂加至储罐1五分之四，停止加入树脂。
3)开启循环液阀3和循环泵4，使树脂高位储罐1和计量管道8内树脂充分密实，形成密实树脂,关闭循环液阀3和循环泵4,关闭上端树脂阀2。
4)开启下端树脂阀6，开启注液阀9和注液泵10，通过加压注液将步骤3)中的密实树脂推出计量管道8，注液压力0.15～0.3MPa。树脂注入完毕，关闭注液阀9和注液泵10，关闭下端树脂阀6。
5)开启循环液阀3和循环泵4，使计量管道8内树脂充分密实，关闭循环液阀3和循环泵4。通过带刻度可视窗7读取密实树脂面刻度，得到密实树脂移动体积。
6)开启上端树脂阀2，开启循环液阀3和循环泵4，使树脂从树脂高位储罐1内进入计量管道8，并累积形成密实树脂层。待树脂高位储罐1内树脂面不再下降，关闭循环液阀3和循环泵4，关闭上端树脂阀2。
重复4)至6)步，实现密实树脂连续移动，并计量密实树脂移动体积。
计量管道8内径d＝200mm，单次推动密实树脂移动距离为l＝1000mm,则单次移动密实树脂体积V计算公式为
V＝πd2l/4＝(3.14×0.2×0.2×1)/4＝0.0314m3＝31.4L
实例2：计量管道内径500mm，单次推动密实树脂移动距离为1000mm,，单次推动密实树脂体积约为0.2m3。步骤和计算方法同上。

Claims (10)

1.一种液驱树脂移动及计量的系统，其特征在于：包括树脂高位储罐(1)，树脂高位储罐(1)右侧通过循环泵(4)连接循环溶液储槽(5)，树脂高位储罐(1)通过上端树脂阀(2)与计量管道(8)联通，计量管道(8)上安装有带刻度可视窗(7)；而带刻度可视窗(7)下方右侧通过循环液阀(3)连接循环溶液储槽(5)；在计量管道(8)的右下侧有下端树脂阀(6)；
驱动溶液储槽(11)通过管路连接计量管道(8)，且在连接管路上有注液阀(9)、注液泵(10)，而驱动溶液储槽(11)上有下溢流口(12)，且驱动溶液储槽(11)还通过管路连接上溢流口(13)。
2.一种应用如权利要求1所述的液驱树脂移动及计量的系统的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)系统充满目标树脂的平衡溶液
打开上端树脂阀(2)，关闭下端树脂阀(6)，向树脂高位储槽(1)内加入吸附原液；
开启循环液阀(3)，待循环溶液储槽(5)内积蓄一定循环溶液后，开启循环泵(4),使树脂高位储槽(1、循环溶液储槽(5)及其管路内充满吸附原液，关闭循环泵(4)和循环液阀(3)；
开启注液阀(9)和注液泵(10)，使驱动溶液储槽(11)及其管路充满吸附原液，关闭注液阀(9)和注液泵(10)；
2)向树脂高位储罐(1)内加入目标树脂，满溢的吸附原液通过上溢流口(13)流入驱动溶液储槽(11)，驱动溶液储槽(11)内溶液满溢则通过下溢流口(12)流出；
停止加入树脂；
3)开启循环液阀(3)和循环泵(4)，使树脂高位储罐(1)和计量管道(8)内树脂充分密实，形成密实树脂,关闭循环液阀(3)和循环泵(4),关闭上端树脂阀(2)；
4)开启下端树脂阀(6)，开启注液阀(9)和注液泵(10)，通过加压注液将步骤3)中的密实树脂推出计量管道(8)；
5)开启循环液阀(3)和循环泵(4)，使计量管道(8)内树脂充分密实，关闭循环液阀(3)和循环泵(4)；通过带刻度可视窗(7)读取密实树脂面刻度，得到密实树脂移动体积V。
3.根据权利要求2所述的一种液驱树脂移动及计量的方法，其特征在于：所述步骤1)中，至从下溢流口(12)流出，停止加入吸附原液。
4.根据权利要求2所述的一种液驱树脂移动及计量的方法，其特征在于：所述步骤2)中，目标树脂加至储罐(1)五分之四，停止加入树脂。
5.根据权利要求2所述的一种液驱树脂移动及计量的方法，其特征在于：所述步骤4)中，注液压力0.15～0.3MPa。
6.根据权利要求2所述的一种液驱树脂移动及计量的方法，其特征在于：所述步骤4)中，树脂注入完毕，关闭注液阀(9)和注液泵(10)，关闭下端树脂阀(6)。
7.根据权利要求2所述的一种液驱树脂移动及计量的方法，其特征在于：所述步骤5)中，密实树脂移动体积V计算公式为：
V＝πd2l/4；
d为计量管道(8)内径，l为单次推动密实树脂移动距离。
8.根据权利要求2所述的一种液驱树脂移动及计量的方法，其特征在于：计量管道(8)内径d＝200mm，单次推动密实树脂移动距离为l＝1000mm 。
9.根据权利要求2所述的一种液驱树脂移动及计量的方法，其特征在于：计量管道(8)内径500mm，单次推动密实树脂移动距离为1000mm 。
10.根据权利要求2所述的一种液驱树脂移动及计量的方法，其特征在于：还包括6)：开启上端树脂阀(2)，开启循环液阀(3)和循环泵(4)，使树脂从树脂高位储罐(1)内进入计量管道(8)，并累积形成密实树脂层；待树脂高位储罐(1)内树脂面不再下降，关闭循环液阀(3)和循环泵(4)，关闭上端树脂阀(2)。
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