[发明专利]气液相脉冲火花放电强化铀浸出装置及方法

说明书

本发明公开了一种气液相脉冲火花放电强化铀浸出装置及方法，包括储液罐；与风源系统连通的反应室；设置于所述反应室上方的雾化装置，且雾化出口与所述反应室连通；输送系统用于连通所述反应室与所述雾化装置，将所述待处理的铀浸出液输送至所述雾化装置；放电电极，与高压脉冲电源电连接，包括放电正电极和放电负电极，且所述放电正电极和放电负电极相对设置；当所述雾化装置喷出雾滴时，所述风源系统工作，同时所述高压脉冲电源输出高压脉冲至所述放电正电极和放电负电极，使所述雾滴在所述反应室内进行化学反应，将待处理的铀浸出液中的亚铁离子氧化成铁离子。本发明可以提高铀的浸出率，进而提高铀的浸出速度。

技术领域

本发明涉及铀矿开采中强化提出铀的技术领域，具体是一种气液相脉冲火花放电强化铀浸出装置及方法。

背景技术

随着人们对生活要求的提高，人均用电量的增加，同时因为环保因素，必须面对节能减排的压力，迫使人们不断增加建设核电站发电机机组数量来满足需求，这就要求不断提高铀的产量及铀生产的技术水平。目前，我国天然铀的方式生产有地浸采铀和地表堆浸采铀，地浸采铀过程是通过从地表钻进至含矿层的钻孔将按一定比例配制好的浸出剂(硫酸+氧化剂或二氧化碳+氧气)注入到矿层，注入的浸出剂与矿石中的有用成分接触，发生化学反应，生成的可溶性化合物在扩散和对流作用下离开化学反应区，进入沿矿层渗透迁移的溶液液流中。溶液经过矿层从另外的钻孔提升至地表，抽出的浸出液输送至水冶车间经过离子交换吸附、淋洗、沉淀或溶剂萃取等处理工艺，最后得到合格产品。地表堆浸采铀是将爆破得到的铀矿石破碎至最佳粒度，然后堆筑成矿堆，向矿堆喷淋溶浸剂(一般为硫酸+氧化剂)，有选择地浸出矿石中的铀金属，得到的浸出液输送至水冶车间经过离子交换吸附、淋洗、沉淀或溶剂萃取等处理工艺，最后得到合格产品。过程如图1所示。然而随着铀矿资源的日益枯竭，从低品位铀矿石或砂砾中提取铀，更需要提高铀的浸出效率，以最小的成本提高铀浸出率对未来核能开发至关重要。

铀资源在矿物中以两种形态存在，一是铀IV(四价铀)，二是铀VI(六价铀)。然而硫酸水溶液溶解四价铀能力较差，仅浸出了可溶性较好的六价铀。通常使用在浸出酸液中进一步添加氧化剂的方法将四价铀氧化成六价铀。用于这一目的的常规氧化剂包括二氧化锰、氧气、过氧化氢、二氧化硫和含铁硝酸盐溶液等化学氧化方法。然而化学氧化方法存在以下缺点：要将化学品输送到偏远矿区，需要安全的化学品储存设备，如果强氧化剂在矿区就地生产，氧化剂的生产需要高温和加压氧去氧化这些工艺流程，这必将增加生产的成本，不利于环保。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种气液相脉冲火花放电强化铀浸出装置及方法，提高铀的浸出率。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种气液相脉冲火花放电强化铀浸出装置，包括：

储液罐，存储有待处理的铀浸出液；

反应室，与风源系统连通；

雾化装置，设置于所述反应室上方，且雾化出口与所述反应室连通；

输送系统，用于连通所述反应室与所述雾化装置，将所述待处理的铀浸出液输送至所述雾化装置，以及输出处理完后的铀浸出液；

放电电极，与高压脉冲电源电连接，包括放电正电极和放电负电极，且所述放电正电极和放电负电极相对设置；

当所述雾化装置喷出雾滴时，所述风源系统工作，同时所述高压脉冲电源输出高压脉冲至所述放电正电极和放电负电极，使所述雾滴在所述反应室内进行化学反应，将待处理的铀浸出液中的亚铁离子氧化成铁离子。

所述反应室底部与所述储液罐顶面固定连接，且所述反应室与所述储液罐连通；优选地，所述反应室底部设置多个微孔。

所述输送系统包括进液口与所述储液罐连通的动力泵；所述动力泵出液口通过三通阀与所述雾化装置进液口连通，所述三通阀的其中一个输出端口为处理完后的铀浸出液的输出口。