JP2023031231A - Device and method for leaching sandstone uranium ore through micro-nano bubble oxidation - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リーチングによるウラン採鉱の技術分野に属し、具体的には、マイクロナノバブルで砂岩型ウラン鉱床を酸化浸出する装置及び方法に関する。 The present invention belongs to the technical field of uranium mining by leaching, and specifically relates to an apparatus and method for oxidative leaching of sandstone-type uranium ore deposits with micro-nanobubbles.
国際的に、インシチュリーチング技術は、ウラン鉱を採掘・製錬するための重要な方法となっている。中でも、ＣＯ２＋Ｏ２浸出プロセスは、本邦において長年にわたる実験・研究を経たあと、複数の生産地で正式に工業化及び応用されている。しかし、ＣＯ２＋Ｏ２インシチュリーチング過程には、浸出液を調製する際のエネルギー消費が過度に大きく、酸素ガスの消費量が過剰であり、酸素ガスの利用率が低く、酸化効率が不足している等の課題が存在する。 Internationally, in situ leaching technology has become an important method for mining and smelting uranium ore. Among them, the CO 2 +O 2 leaching process has been officially industrialized and applied in multiple production areas after many years of experimentation and research in Japan. However, the CO 2 +O 2 in-situ leaching process has excessive energy consumption, excessive oxygen gas consumption, low oxygen gas utilization rate, and insufficient oxidation efficiency in preparing the leachate. There are issues such as
また、従来技術におけるこれまでのオゾン処理過程では、オゾン濃度が低く、水中溶解度に劣り、生成過程のエネルギー消費が大きいことから、オゾンの利用効率が低かった。且つ、これまで化学薬剤を使用してきたが、薬剤の添加そのものが環境に被害を及ぼすほか、原液回収時の品質や性能にも影響が及んでいた。 In addition, in the conventional ozone treatment process in the prior art, the ozone concentration is low, the solubility in water is poor, and the energy consumption in the production process is large, so the utilization efficiency of ozone is low. In addition, chemical agents have been used so far, but the addition of the chemical agent itself causes damage to the environment, and also affects the quality and performance of the undiluted solution recovery.
マイクロナノバブルはサイズが大変小さく、存在時間が長い、物質移動効率が高い、表面電荷に形成されるゼータ電位が高い、及びフリーラジカルを放出可能である等の優れた特性を有することから、多くの分野において明らかな技術的優位性を持っている。そのため、現在のＣＯ２＋Ｏ２インシチュリーチングプロセス条件において、如何にして現場で酸素加圧溶解プロセスの代わりにマイクロナノ酸素ガス発生器を使用し、酸素ガスの利用率を高め、酸素ガスの使用量を節約し、酸化効果を改善して、インシチュリーチングプロセスの生産コストを効果的に下げるかには、非常に重要な現実的意味がある。 Micro-nanobubbles have excellent properties such as very small size, long existence time, high mass transfer efficiency, high zeta potential formed on the surface charge, and ability to release free radicals. It has a clear technical advantage in the field. Therefore, under the current CO2 + O2 in-situ leaching process conditions, how to use the micro-nano oxygen gas generator instead of the on-site oxygen pressurized dissolution process to increase the utilization rate of oxygen gas and reduce the use of oxygen gas? How to save the quantity, improve the oxidation effect, and effectively lower the production cost of the in-situ leaching process has very important practical implications.
そこで、酸化効率の改善、ウランの浸出効果の改善、ウランの浸出加速が可能であり、且つ、経済的効果を向上させられるマイクロナノバブルで砂岩型ウラン鉱床を酸化する装置及び方法が早急に求められている。 Therefore, there is an urgent need for an apparatus and method for oxidizing sandstone-type uranium deposits with micro-nano bubbles that can improve oxidation efficiency, improve uranium leaching effect, accelerate uranium leaching, and improve economic effects. ing.
本発明は、酸化効率の改善、ウランの浸出効果の改善、ウランの浸出加速が可能であり、且つ、経済的効果を向上させられるマイクロナノバブルで砂岩型ウラン鉱床を酸化する装置及び方法を提供するために、以下の技術方案を採用する。 The present invention provides an apparatus and method for oxidizing sandstone-type uranium ore deposits with micro-nano bubbles, which can improve oxidation efficiency, improve uranium leaching effect, accelerate uranium leaching, and improve economic efficiency. To this end, the following technical solutions are adopted.
マイクロナノバブルで砂岩型ウラン鉱床を酸化浸出する装置は、第１給液口、第１吐液口、第４給液口、第１ポンプポート及び試料採取口を含み、内部に機械攪拌器が設置されている反応器と、第２給液口、第２吐液口及び給気口を有しており、前記第２給液口、前記第２吐液口が、前記第１吐液口、前記第１給液口にそれぞれ接続されているマイクロナノバブル発生器と、前記マイクロナノバブル発生器の給気口に接続されている酸素発生装置、オゾン発生器及びＣＯ２ボンベと、底部に第３給液口が設けられており、上部に排気排液口が設けられており、前記第３給液口が蠕動ポンプを介して前記第１ポンプポートに接続されている反応カラムと、第２ポンプポートを有しており、第４給液口が蠕動ポンプを介して第２ポンプポートに接続されている補液槽と、前記排気排液口に接続されており、排気口を有する集液槽と、給気口を有しており、前記給気口が前記集液槽の排気口に接続されており、内部にＫＩ溶液が充填されており、前記反応器から排出されたオゾンを吸収するために用いられる吸収タンク、を含む。 The device for oxidizing and leaching sandstone-type uranium ore deposits with micro-nanobubbles includes a first liquid supply port, a first liquid discharge port, a fourth liquid supply port, a first pump port and a sampling port, and a mechanical stirrer is installed inside. and a second liquid supply port, a second liquid discharge port, and an air supply port, wherein the second liquid supply port and the second liquid discharge port are connected to the first liquid discharge port, A micro-nano bubble generator connected to the first liquid supply port respectively, an oxygen generator, an ozone generator and a CO2 cylinder connected to the air supply port of the micro-nano bubble generator, and a third supply at the bottom a reaction column provided with a liquid port, an exhaust and drain port provided at the top, the third liquid supply port being connected to the first pump port via a peristaltic pump; and a second pump port. a replacement fluid reservoir having a fourth fluid supply port connected to the second pump port via a peristaltic pump; a fluid collection reservoir connected to the exhaust fluid drain port and having an exhaust port; an air inlet, said air inlet being connected to the outlet of said liquid collecting tank, and filled with a KI solution to absorb ozone discharged from said reactor; including the absorption tank used.
更に、前記酸素発生装置は空気源であり、生成する酸素濃度は９０～９６％となる。前記オゾン発生器は、空気源空冷オゾン・酸素ガス一体機に属するものであり、オゾン生成量は１０ｇ・ｈ－１である。前記ＣＯ２ボンベと前記マイクロナノバブル発生器の間には第１接続管が設置されており、前記第１接続管には減圧弁及びガス流量計が設置されている。 Further, the oxygen generator is an air source, and the concentration of oxygen generated is 90-96%. The ozone generator belongs to an air-source air-cooled ozone-oxygen gas integrated machine, and the ozone generation amount is 10 g·h −1 . A first connection pipe is installed between the CO2 cylinder and the micro-nano bubble generator, and a pressure reducing valve and a gas flow meter are installed in the first connection pipe.
更に、前記マイクロナノバブル発生器には、前記反応器内の液体の温度を調節する冷却水ダクトが設置されている。 Furthermore, the micro-nano bubble generator is equipped with a cooling water duct for controlling the temperature of the liquid in the reactor.
マイクロナノバブルで砂岩型ウラン鉱床を酸化浸出する方法は、上記いずれかのマイクロナノバブルで砂岩型ウラン鉱床を酸化浸出する装置を使用する。前記方法は、以下のステップを含む。 The method of oxidizing and leaching sandstone-type uranium ore deposits with micro-nanobubbles uses any of the above devices for oxidizing and leaching sandstone-type uranium ore deposits with micro-nanobubbles. The method includes the following steps.
Ｓ１０：マイクロナノバブル溶液の調製：反応器及び補液槽に所定体積の水道水を充填し、硫酸又は水酸化ナトリウムで溶液のｐＨ値を調節する。同時に、マイクロナノバブル発生器、オゾン発生器、酸素発生装置、ＣＯ２ボンベを起動して、関連のパラメータを設定する。機器の稼働が安定したあと、前記反応器内でマイクロナノバブル溶液の調製が完了する。 S10: Preparation of micro-nano bubble solution: Fill the reactor and replenishing tank with a predetermined volume of tap water, and adjust the pH value of the solution with sulfuric acid or sodium hydroxide. At the same time, start the micro-nano bubble generator, ozone generator, oxygen generator, CO2 cylinder and set the relevant parameters. After the operation of the equipment stabilizes, the preparation of the micro-nano bubble solution is completed in the reactor.
Ｓ２０：マイクロナノバブル溶液の溶存酸素モニタリング：機械攪拌器を起動して、前記マイクロナノバブル溶液を十分均一に混合する。また、一定時間ごとに試料採取口から試料を採取して、溶液中のオゾン濃度を分析する。 S20: Dissolved oxygen monitoring of the micro-nano bubble solution: Start the mechanical stirrer to mix the micro-nano bubble solution sufficiently and uniformly. In addition, samples are collected from the sample collection port at regular time intervals, and the ozone concentration in the solution is analyzed.
Ｓ３０：マイクロナノバブル溶液によるカラムリーチング：浸出を要する鉱物試料を反応カラムに充填する。そして、蠕動ポンプの回転速度を設定し、等速で前記反応器内の前記混合溶液を抜き取って、前記反応カラムの底部から注入する。前記混合溶液は、排気排液口から集液槽に案内されるか、反応器内に直接案内される。正常に運転したあと、所定時間内に試料を採取して分析する。 S30: Column leaching with micro-nanobubble solution: Mineral samples requiring leaching are packed into a reaction column. Then, the rotation speed of the peristaltic pump is set, and the mixed solution in the reactor is withdrawn at a constant speed and injected from the bottom of the reaction column. The mixed solution is led to the liquid collection tank through the exhaust drain or directly into the reactor. After normal operation, samples are collected and analyzed within a predetermined time.
Ｓ４０：マイクロナノオゾンバブル処理した砂岩型ウラン鉱床は、酸性条件で攪拌・浸出する場合、予め設定されたガス流量、溶液中オゾン濃度に従って３０分間浸出する。或いは、中性条件の場合には、ＣＯ２を持続的に導入しつつ攪拌・浸出し、予め設定されたガス流量、溶液中オゾン濃度に従って２時間浸出する。 S40: The sandstone-type uranium deposit treated with micro-nano ozone bubbles is leached for 30 minutes according to a preset gas flow rate and ozone concentration in the solution when stirred and leached under acidic conditions. Alternatively, in the case of neutral conditions, stirring and leaching is performed while continuously introducing CO 2 , and leaching is performed for 2 hours according to a preset gas flow rate and ozone concentration in the solution.
Ｓ５０：前記反応カラムから排出されるオゾンを吸収タンクで吸収する。 S50: The ozone discharged from the reaction column is absorbed in an absorption tank.
更に、ステップＳ１０では、同時に、マイクロナノバブル発生器、オゾン発生器、酸素発生装置、ＣＯ２ボンベを起動して、ガス流量及び生成ガス濃度のパラメータを設定する。機器の稼働が５ｍｉｎ安定したあと、前記反応器内でマイクロナノバブル溶液の調製が完了する。 Furthermore, in step S10, the micro-nano bubble generator, the ozone generator, the oxygen generator, and the CO2 cylinder are started at the same time, and the parameters of gas flow rate and generated gas concentration are set. After the operation of the equipment has stabilized for 5 min, the preparation of the micro-nano bubble solution is completed in the reactor.
更に、ステップＳ２０において、前記マイクロナノバブル発生器で生成される気泡の直径は１００ｎｍ～１０μｍである。ステップＳ３０において、前記蠕動ポンプの調節可能な液体流量は０～２Ｌ／ｈである。 Furthermore, in step S20, the diameter of the bubbles generated by the micro-nano bubble generator is 100 nm to 10 μm. In step S30, the adjustable liquid flow rate of said peristaltic pump is 0~2L/h.
更に、ステップＳ４０において、ｐＨ＝１の酸性条件で攪拌・浸出する場合には、ガス流量を１Ｌ／ｍｉｎ、溶液中オゾン濃度を１１ｍｇ／Ｌとして３０分間浸出する。或いは、ｐＨ＝６．８の中性条件で、ＣＯ２を持続的に導入しつつ攪拌・浸出する場合には、ガス流量を１Ｌ／ｍｉｎ、溶液中オゾン濃度を１１ｍｇ／Ｌとして２時間浸出する。 Further, in step S40, when stirring and leaching under acidic conditions of pH=1, leaching is performed for 30 minutes with a gas flow rate of 1 L/min and an ozone concentration in the solution of 11 mg/L. Alternatively, when stirring and leaching while continuously introducing CO 2 under neutral conditions of pH = 6.8, leaching for 2 hours with a gas flow rate of 1 L/min and an ozone concentration of 11 mg/L in the solution. .
本発明で提供するマイクロナノバブルで砂岩型ウラン鉱床を酸化浸出する装置は、マイクロナノバブル発生器によって砂岩型ウラン鉱床を高速で酸化浸出させるため、ウランの酸化浸出率及び酸化速度がいずれも大きく向上する。且つ、酸素ガス及び二酸化炭素の使用量が減少し、発生する不純物が少ないため、クリーンで環境にやさしい。 The apparatus for oxidizing and leaching sandstone-type uranium ore deposits with micro-nanobubbles provided by the present invention oxidizes and leaches sandstone-type uranium ore deposits at high speed using the micro-nanobubble generator, so both the oxidative leaching rate and the oxidation rate of uranium are greatly improved. . In addition, the amount of oxygen gas and carbon dioxide used is reduced, and the amount of impurities generated is small, so it is clean and environmentally friendly.
また、ＣＯ２＋Ｏ２インシチュリーチング技術の完成及び発展に有利であり、当該プロセス技術の持続可能な発展のために基礎理論及び技術サポートを提供するものである。 It is also beneficial to the completion and development of CO 2 +O 2 in situ leaching technology, and provides basic theory and technical support for the sustainable development of this process technology.
マイクロナノバブルで砂岩型ウラン鉱床を酸化浸出する装置（図１参照）は、反応器１、マイクロナノバブル発生器２、酸素発生装置３、オゾン発生器４、ＣＯ２ボンベ５、反応カラム８、集液槽９及び吸収タンク１１を含む。
The device for oxidative leaching of sandstone-type uranium ore deposits with micro-nano bubbles (see Fig. 1) consists of a reactor 1, a micro-nano bubble generator 2, an oxygen generator 3, an
反応器１は、第１給液口、第１吐液口、第４給液口、第１ポンプポート及び試料採取口６を含む。反応器１内には機械攪拌器１４が設置されている。
The reactor 1 includes a first liquid feed port, a first liquid discharge port, a fourth liquid feed port, a first pump port and a sampling port 6 . A
本実施例において、マイクロナノバブル発生器２は、第２給液口、第２吐液口及び給気口を有しており、第２給液口、第２吐液口は、第１吐液口、第１給液口にそれぞれ接続されている。 In this embodiment, the micro-nano bubble generator 2 has a second liquid supply port, a second liquid ejection port, and an air supply port. port and the first liquid supply port, respectively.
本実施例において、酸素発生装置３、オゾン発生器４及びＣＯ２ボンベ５は、いずれもマイクロナノバブル発生器２の給気口に接続されている。
In this embodiment, the oxygen generator 3 , the
反応カラム８の底部には第３給液口が設けられており、上部には排気排液口１５が設けられている。第３給液口は、蠕動ポンプ１０を介して第１ポンプポートに接続されている。
A third liquid supply port is provided at the bottom of the reaction column 8, and an exhaust and
集液槽９は排気排液口１５に接続されている。また、集液槽９は排気口を有している。
The liquid collection tank 9 is connected to an exhaust
補液槽１６の底部には第２ポンプポートが備わっており、第４給液口が蠕動ポンプ１０を介して第２ポンプポートに接続されている。
A second pump port is provided at the bottom of the
吸収タンク１１は給気口を有している。吸収タンク１１の給気口は集液槽９の排気口に接続されている。吸収タンク１１内にはＫＩ溶液が充填されており、反応器１から排出されたオゾンを吸収するために用いられる。
The
本実施例において、酸素発生装置３は空気源であり、生成する酸素濃度は９０～９６％となる。オゾン発生器４は、空気源空冷オゾン・酸素ガス一体機に属するものであり、オゾン生成量は１０ｇ・ｈ－１である。ＣＯ２ボンベ５とマイクロナノバブル発生器２の間には第１接続管が設置されている。第１接続管には、減圧弁１２及びガス流量計７が設置されており、マイクロナノバブル発生器２に安定流量のＣＯ２ガスを供給可能である。
In this embodiment, the oxygen generator 3 is an air source, and the concentration of oxygen produced is 90-96%. The
本実施例において、マイクロナノバブル発生器２には、反応器１内の液体の温度を調節する冷却水ダクトが設置されている。また、マイクロナノバブル発生器２の外側には、冷却水ダクト外管１３が設置されており、冷却水を送り込むために用いられる。マイクロナノバブル発生器２の稼働中に熱が発生した場合には、冷却水ダクトを調節することで、反応器１内の液体の温度を常温の２５℃程度まで調節可能である。
In this embodiment, the micro-nano bubble generator 2 is provided with a cooling water duct for adjusting the temperature of the liquid in the reactor 1 . In addition, a cooling water duct
冷却水ダクトの冷却循環設定は従来技術のため、ここではこれ以上詳述しない。 The cooling circulation setting of the cooling water ducts is prior art and will not be further detailed here.
本実施例において、マイクロナノバブル発生器２と反応器１の間の液体を流動させるために、マイクロナノバブル発生器２内には循環ポンプが設置されている。 In this embodiment, a circulation pump is installed in the micro-nano bubble generator 2 in order to flow the liquid between the micro-nano bubble generator 2 and the reactor 1 .
本実施例において、マイクロナノバブル発生器２内で、混合ガスは液体に直接注入される。 In this embodiment, the gas mixture is injected directly into the liquid within the micro-nano bubble generator 2 .
本実施例では、実施例１で提供したマイクロナノバブルで砂岩型ウラン鉱床を酸化浸出する装置を使用して、マイクロナノバブルで砂岩型ウラン鉱床を酸化浸出する方法を提供する。当該方法は、以下のステップを含む。 This embodiment provides a method for oxidative leaching of sandstone-type uranium ore deposits with micro-nanobubbles using the apparatus for oxidative leaching of sandstone-type uranium ore deposits with micro-nanobubbles provided in the first embodiment. The method includes the following steps.
Ｓ１０：マイクロナノバブル溶液の調製：反応器１及び補液槽１６に所定体積の水道水を充填し、硫酸又は水酸化ナトリウムで溶液のｐＨ値を調節する。同時に、マイクロナノバブル発生器、オゾン発生器４、酸素発生装置３、ＣＯ２ボンベ５を起動して、関連のパラメータを設定する。機器の稼働が安定したあと、反応器１内でマイクロナノバブル溶液の調製が完了する。
S10: Preparation of micro-nano bubble solution: The reactor 1 and the replenishing
このとき、マイクロナノバブル発生器、オゾン発生器４、酸素発生装置３、ＣＯ２ボンベ５を起動して、ガス流量及び生成ガス濃度のパラメータを設定する。また、機器の稼働が５ｍｉｎ安定したあと、反応器１内でマイクロナノバブル溶液の調製が完了する。
At this time, the micro-nano bubble generator, the
Ｓ２０：マイクロナノバブル溶液の溶存酸素モニタリング：機械攪拌器１４を起動して、マイクロナノバブル溶液を十分均一に混合する。また、一定時間ごとに試料採取口６から試料を採取して、溶液中のオゾン（溶存酸素）濃度を分析する。
S20: Dissolved oxygen monitoring of the micro-nano bubble solution: Start the
マイクロナノバブル発生器２で生成される気泡の直径は１００ｎｍ～１０μｍである。 The diameter of bubbles generated by the micro-nano bubble generator 2 is 100 nm to 10 μm.
Ｓ３０：マイクロナノバブル溶液によるカラムリーチング：浸出を要する鉱物試料を反応カラム８に充填する。そして、蠕動ポンプ１０の回転速度を設定し、等速で反応器１内の混合溶液を抜き取って、反応カラム８の底部から注入する。また、等速で補液槽１６内の前記混合溶液を抜き取り、反応器１の上部から注入して、反応器１に対し補液を行う。混合溶液は、排気排液口１５から集液槽９に案内されるか、反応器１内に直接案内される。そして、正常に運転したあと、所定時間内に試料を採取して分析する。
S30: Column leaching with micro-nanobubble solution: Mineral samples requiring leaching are packed into the reaction column 8. Then, the rotation speed of the
蠕動ポンプ１０の調節可能な液体流量は０～４Ｌ／ｈである。
The adjustable liquid flow rate of
Ｓ４０：マイクロナノオゾンバブル処理した砂岩型ウラン鉱床は、酸性条件で攪拌・浸出する場合、予め設定されたガス流量、溶液中オゾン濃度に従って３０分間浸出する。或いは、中性条件の場合には、ＣＯ２を持続的に導入しつつ攪拌・浸出し、予め設定されたガス流量、溶液中オゾン濃度に従って２時間浸出する。 S40: The sandstone-type uranium deposit treated with micro-nano ozone bubbles is leached for 30 minutes according to a preset gas flow rate and ozone concentration in the solution when stirred and leached under acidic conditions. Alternatively, in the case of neutral conditions, stirring and leaching is performed while continuously introducing CO 2 , and leaching is performed for 2 hours according to a preset gas flow rate and ozone concentration in the solution.
ステップＳ４０において、ｐＨ＝１の酸性条件で攪拌・浸出する場合には、ガス流量を１Ｌ／ｍｉｎ、溶液中オゾン濃度を１１ｍｇ／Ｌとして３０分間浸出する。この場合、浸出率は９６．３１％に達し得る。或いは、ｐＨ＝６．８の中性条件で、ＣＯ２を持続的に導入しつつ攪拌・浸出する場合には、ガス流量を１Ｌ／ｍｉｎ、溶液中オゾン濃度を１１ｍｇ／Ｌとして２時間浸出する。この場合、浸出率は９５．２５％に達し得る。 In step S40, when stirring and leaching under acidic conditions of pH=1, leaching is performed for 30 minutes with a gas flow rate of 1 L/min and an ozone concentration in the solution of 11 mg/L. In this case, the leaching rate can reach 96.31%. Alternatively, when stirring and leaching while continuously introducing CO 2 under neutral conditions of pH = 6.8, leaching for 2 hours with a gas flow rate of 1 L/min and an ozone concentration of 11 mg/L in the solution. . In this case, the leaching rate can reach 95.25%.
Ｓ５０：反応カラム８から排出されるオゾンを吸収タンク１１で吸収する。
S50: The ozone discharged from the reaction column 8 is absorbed in the
以上の記載は本発明の好ましい実施例にすぎず、本発明の技術範囲を何ら制限するものではない。従って、本発明の技術的本質に基づいて上記の実施例に対し実施される何らかの微細な修正、同等の変形及び補足は、いずれも本発明の技術方案の範囲に属する。 The above description is merely a preferred embodiment of the present invention, and does not limit the technical scope of the present invention. Therefore, any minor modifications, equivalent variations and supplements made to the above embodiments based on the technical essence of the present invention are within the scope of the technical solution of the present invention.
１ 反応器
２ マイクロナノバブル発生器
３ 酸素発生装置
４ オゾン発生器
５ ＣＯ２ボンベ
６ 試料採取口
７ ガス流量計
８ 反応カラム
９ 集液槽
１０ 蠕動ポンプ
１１ 吸収タンク
１２ 減圧弁
１３ 冷却水ダクト外管
１４ 機械攪拌器
１５ 排気排液口
１６ 補液槽
REFERENCE SIGNS LIST 1 reactor 2 micro-nano bubble generator 3
Claims (7)
第１給液口、第１吐液口、第４給液口、第１ポンプポート及び試料採取口を含み、内部に機械攪拌器が設置されている反応器と、
第２給液口、第２吐液口及び給気口を有しており、前記第２給液口、前記第２吐液口が、前記第１吐液口、前記第１給液口にそれぞれ接続されているマイクロナノバブル発生器と、
前記マイクロナノバブル発生器の給気口に接続されている酸素発生装置、オゾン発生器及びＣＯ２ボンベと、
底部に第３給液口が設けられており、上部に排気排液口が設けられており、前記第３給液口が蠕動ポンプを介して前記第１ポンプポートに接続されている反応カラムと、
第２ポンプポートを有しており、前記第４給液口が蠕動ポンプを介して第２ポンプポートに接続されている補液槽と、
前記排気排液口に接続されており、排気口を有する集液槽と、
給気口を有しており、前記給気口が前記集液槽の排気口に接続されており、内部にＫＩ溶液が充填されており、前記反応器から排出されたオゾンを吸収するために用いられる吸収タンクと、を含むことを特徴とする装置。 A device for oxidizing and leaching a sandstone-type uranium ore deposit with micro-nano bubbles,
a reactor comprising a first liquid feed port, a first liquid discharge port, a fourth liquid feed port, a first pump port and a sampling port, and having a mechanical stirrer installed therein;
It has a second liquid supply port, a second liquid discharge port, and an air supply port, and the second liquid supply port and the second liquid discharge port are connected to the first liquid discharge port and the first liquid supply port. micro-nano bubble generators respectively connected,
an oxygen generator, an ozone generator and a CO2 cylinder connected to the air inlet of the micro-nano bubble generator;
a reaction column having a bottom portion provided with a third liquid inlet, an upper portion provided with an exhaust liquid outlet, and the third liquid inlet connected to the first pump port via a peristaltic pump; ,
a replacement fluid reservoir having a second pump port, wherein the fourth fluid supply port is connected to the second pump port via a peristaltic pump;
a liquid collection tank connected to the exhaust liquid outlet and having an exhaust outlet;
an air inlet, said air inlet being connected to the outlet of said liquid collecting tank, and filled with a KI solution to absorb ozone discharged from said reactor; and an absorption tank used.
前記オゾン発生器は、空気源空冷オゾン・酸素ガス一体機に属するものであり、オゾン生成量は１０ｇ・ｈ－１であり、
前記ＣＯ２ボンベと前記マイクロナノバブル発生器の間には第１接続管が設置されており、前記第１接続管には減圧弁及びガス流量計が設置されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロナノバブルで砂岩型ウラン鉱床を酸化浸出する装置。 The oxygen generator is an air source, and the concentration of oxygen generated is 90 to 96%,
The ozone generator belongs to an air source air-cooled ozone/oxygen gas integrated machine, and the ozone generation amount is 10g·h −1 ,
A first connection pipe is installed between the CO2 cylinder and the micro-nano bubble generator, and a pressure reducing valve and a gas flow meter are installed in the first connection pipe. 2. An apparatus for oxidizing and leaching a sandstone-type uranium ore deposit with micro-nano bubbles according to .
Ｓ１０：マイクロナノバブル溶液の調製：反応器及び補液槽に所定体積の水道水を充填し、硫酸又は水酸化ナトリウムで溶液のｐＨ値を調節し、同時に、マイクロナノバブル発生器、オゾン発生器、酸素発生装置、ＣＯ２ボンベを起動して、関連のパラメータを設定し、機器の稼働が安定したあと、前記反応器内でマイクロナノバブル溶液の調製が完了し、
Ｓ２０：マイクロナノバブル溶液の溶存酸素モニタリング：機械攪拌器を起動して、前記マイクロナノバブル溶液を十分均一に混合し、一定時間ごとに試料採取口から試料を採取して、溶液中のオゾン濃度を分析し、
Ｓ３０：マイクロナノバブル溶液によるカラムリーチング：浸出を要する鉱物試料を反応カラムに充填し、蠕動ポンプの回転速度を設定して、等速で前記反応器内の前記混合溶液を抜き取って前記反応カラムの底部から注入し、且つ、等速で前記補液槽内の前記混合溶液を抜き取って前記反応器の上部から注入し、前記混合溶液は、排気排液口から集液槽に案内されるか、反応器内に直接案内され、正常に運転したあと、所定時間内に試料を採取して分析し、
Ｓ４０：マイクロナノオゾンバブル処理した砂岩型ウラン鉱床は、酸性条件で攪拌・浸出する場合、予め設定されたガス流量、溶液中オゾン濃度に従って３０分間浸出するか、或いは、中性条件の場合には、ＣＯ２を持続的に導入しつつ攪拌・浸出し、予め設定されたガス流量、溶液中オゾン濃度に従って２時間浸出し、
Ｓ５０：前記反応カラムから排出されるオゾンを吸収タンクで吸収する、とのステップを含むことを特徴とする方法。 A method for oxidatively leaching a sandstone-type uranium ore deposit with micro-nanobubbles using the apparatus for oxidatively leaching a sandstone-type uranium ore deposit with micro-nanobubbles according to any one of claims 1 to 3, comprising:
S10: Preparation of micro-nano bubble solution: Fill the reactor and the replenishing tank with a predetermined volume of tap water, adjust the pH value of the solution with sulfuric acid or sodium hydroxide, and at the same time use the micro-nano bubble generator, the ozone generator, and the oxygen generator. After starting the device, the CO2 cylinder, setting the relevant parameters, and stabilizing the operation of the equipment, the preparation of the micro-nano bubble solution is completed in the reactor,
S20: Dissolved oxygen monitoring of micro-nano bubble solution: Start the mechanical stirrer to sufficiently and uniformly mix the micro-nano bubble solution, collect samples from the sampling port at regular intervals, and analyze the ozone concentration in the solution. death,
S30: Column leaching with micro-nanobubble solution: Fill a reaction column with a mineral sample requiring leaching, set the rotation speed of a peristaltic pump, and draw out the mixed solution in the reactor at a constant speed to reach the bottom of the reaction column. and the mixed solution in the replacement liquid tank is drawn out at a constant speed and injected from the upper part of the reactor, and the mixed solution is guided to the liquid collection tank from the exhaust drainage port, or the reactor directly inside, and after normal operation, collect and analyze samples within a predetermined time,
S40: When the sandstone-type uranium deposit treated with micro-nano ozone bubbles is stirred and leached under acidic conditions, it is leached for 30 minutes according to the preset gas flow rate and ozone concentration in the solution, or in the case of neutral conditions, , stirring and leaching while continuously introducing CO2 , leaching for 2 hours according to the preset gas flow rate, ozone concentration in the solution,
S50: A method characterized by including the step of absorbing ozone discharged from said reaction column in an absorption tank.
ステップＳ３０において、前記蠕動ポンプの調節可能な液体流量は０～４Ｌ／ｈであることを特徴とする請求項４に記載のマイクロナノバブルで砂岩型ウラン鉱床を酸化浸出する方法。 In step S20, the diameter of the bubbles generated by the micro-nano bubble generator is 100 nm to 10 μm,
The method of oxidizing and leaching sandstone-type uranium deposits with micro-nano bubbles according to claim 4, wherein in step S30, the adjustable liquid flow rate of the peristaltic pump is 0~4L/h.
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