[發明專利]一種地浸加壓浸出試驗裝置及方法

有效

• 申請號: 201811524089.6
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN109738504B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 廖文勝;王立民;陳睿
• 申請（專利權）人: 核工業北京化工冶金研究院
• 主分類號: G01N27/416
• 分類號: G01N27/416
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 任超

本發明涉及一種地浸加壓浸出試驗裝置及方法，所述的裝置，包括反應釜、電極檢測系統、注入系統和控制系統；所述的反應釜，包括釜蓋、釜體、取樣排液裝置、攪拌電機、攪拌漿及電極保護套插管；所述的釜體頂部為釜蓋，底部為取樣排液裝置；在釜蓋上設有攪拌電機，與釜體內部的攪拌漿相連；釜體的側部設有兩個電極保護套插管。所述的方法包括以下步驟：S1.在反應釜體內裝入散狀鈾礦巖樣，加入適量的浸出劑；S2.將耐壓pH電極和耐壓氧化還原電極插入電極保護套；S3.將釜蓋下放并壓緊釜體，使反應釜保持密封，并開動攪拌。本發明采用耐壓電極，可以實時監測釜內反應的條件，采用可拆卸的電極保護套，可以減小死體積、保護電極頭不受攪動巖心的磨蝕。

技術領域

本發明屬于地浸采鈾浸出領域，具體涉及一種地浸加壓浸出試驗裝置及方法。

背景技術

以氣體為試劑的地浸采鈾浸出實驗通常采用高壓釜。在釜內加入浸出劑，并通過釜蓋上的氣體管加入氣體試劑，如氧氣和二氧化碳。但由于二氧化碳和氧氣的溶解度差異，一般都采用先加入二氧化碳，待其溶解后，再加入氧氣，并在氧氣壓力下進行反應與浸出，氧氣的用量或濃度通過壓力來控制，而二氧化碳則無法計量。在帶壓條件下也無法加入其他液體試劑。

對于很多巖礦芯樣品，在反應釜內浸出時條件會發生變化，無法控制合適的浸出條件而導致浸出結果難以指導實踐。最明顯的是在用二氧化碳進行pH調節時，剛加完二氧化碳后，溶液pH值較低，但之后由于不再加入二氧化碳，其pH值將會逐漸上升，并可能導致浸出的鈾及溶液中其他物質沉淀。

此外，對于堿性或中性環境巖礦石浸出，其浸出液不易澄清，取樣時需取較大體積樣品后再過濾。對于一次浸出時間長，取樣次數多的實驗，對反應溶液體積及至浸出有較大影響。

因此，需要發明一種新的原地浸出反應器，可以較好的模擬并控制地浸開采過程中的反應條件，在浸出實驗過程中可自動補加氣體和液體試劑，保持反應中pH值及氧化還原電位穩定；另外，還可以在浸出過程中按需采取一定體積的澄清樣，省時省力。

發明內容

本發明的目的在于：針對現有技術的不足，提供一種地浸加壓浸出試驗裝置。該裝置采用可拆卸的電極保護套和耐壓電極進行釜內溶液原位的pH值和氧化還原電位測定，通過氣體質量流量計進行氣體的計量、恒速恒壓泵進行液體試劑如酸或氧化劑的計量，并采用計算機根據釜內物理化學參數自動控制二氧化碳及其他試劑的加入量，保證浸出過程中反應條件的穩定與受控。

本發明的技術方案如下：

一種地浸加壓浸出試驗裝置，包括反應釜、電極檢測系統、注入系統和控制系統；

所述的反應釜，包括釜蓋、釜體、取樣排液裝置、攪拌電機、攪拌漿及電極保護套插管；所述的釜體頂部為釜蓋，底部為取樣排液裝置；在釜蓋上設有攪拌電機，與釜體內部的攪拌漿相連；釜體的側部設有兩個電極保護套插管；

所述的電極檢測系統，包括電極保護套、耐壓pH電極和耐壓氧化還原電極；其中，耐壓pH電極和耐壓氧化還原電極分別套有電極保護套，進一步分別安裝于反應釜的兩個電極保護套插管內；

所述的注入系統，包括安全閥、壓力傳感器、恒速恒壓計量泵、活塞中間容器、二氧化碳鋼瓶、氧氣鋼瓶、減壓閥、氣體質量流量計和截止閥；

其中，二氧化碳鋼瓶通過管線依次連接減壓閥、氣體質量流量計和截止閥，為反應釜提供二氧化碳；氧氣鋼瓶通過管線依次連接減壓閥和截止閥，為反應釜提供氧氣；恒速恒壓計量泵通過管線連接活塞中間容器，為反應釜提供酸液或液體氧化劑；以上三路管線最終合并為一路，依次經過壓力傳感器和安全閥后與反應釜的釜蓋相連；

所述的控制系統，包括計算機、數據采集板以及連接壓力傳感器、耐壓pH電極、耐壓氧化還原電極、恒速恒壓計量泵、氣體質量流量計和計算機的信號線，所述的計算機，采集耐壓pH電極和耐壓氧化還原電極的數據，通過運算并將信號反饋至恒速恒壓計量泵和氣體質量流量計，進而對反應釜內部反應體系的pH和氧化還原電位進行控制。