[发明专利]一种膨润土含水率调节装置及调节方法

说明书

技术领域

本发明属于高放射性废物地质处置领域，具体涉及一种膨润土含水率调节装置及调节方法。

背景技术

目前，国际上对高水平放射性废物(HLW)公认的处置方式为深地质处置，而深地质处置多基于多重屏障原理进行设计。缓冲材料是其设计中的最后一道人工屏障。由于膨润土具有良好的吸水膨胀能力，吸附核素的能力而被广泛选作缓冲回填材料。为了满足工程处置的需要，需对原始膨润土进行含水率调节，而传统的喷雾法只是水与膨润土的简单混合，由于膨润土颗粒遇水后膨胀、变黏而“结球”，要获得均匀的水土混合物是非常困难的。由于样品存在较大的不均匀性，导致在实验过程和样品的分析测试中产生较大误差，很多实验结果难以解释。而且在今后的实际处置工程中，需要大量的膨润土样，传统喷雾法调节因其工作量大而很难应用，因此需要开发和建立新的膨润土含水率调节方法。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种膨润土含水率调节装置，能够快速实现预设膨润土含水率的调节，保证膨润土含水率具有良好的均匀性，避免产生大量结球现象。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：提供一种膨润土含水率调节装置，包括冷冻系统、搅拌系统和称重系统，所述冷冻系统包括制冰机和用于储存冰块的冰柜；所述搅拌系统包括用于将定质量的膨润土和冰块混合一起的搅拌机；所述称重系统包括用于对定质量的膨润土和冰块进行称重的电子天平。

进一步，上述调节装置还包括辅助系统，所述辅助系统包括用于向制冰机提供水源的供水容器和用于测量原始膨润土含水量的称量瓶和烘箱。

进一步，所述搅拌机包括搅拌桶，搅拌桶内设有双层两叶搅拌桨，搅拌桶的底部设有出料口，搅拌桶的侧壁上设有用于检测桶内温度的温度传感器。

进一步，所述供水容器为增压供水罐，该增压供水罐上设有向其罐内打压的空压机。

进一步，所述制冰机为雪花制冰机。

本发明还提供一种膨润土含水率调节方法，包括如下步骤：

1)利用制冰机制备冰块，并将制成的冰块放入冰柜中保存备用；

2)利用电子天平测量原始膨润土样品含水率并称取定质量的原始膨润土样品放入冰柜中保存备用；

3)根据设计的膨润土含水率及膨润土自身含水率，计算所需的加冰量；

4)将准备好的冷冻膨润土样品和冰块加入搅拌机中搅拌；

5)卸出搅拌后的膨润土，均化后备用。

进一步，在步骤(4)中，搅拌之前，设定所需搅拌机的搅拌速度，并对搅拌时间进行计时。

本发明的有益技术效果在于：

(1)本发明的调节装置，能够快速实现膨润土含水率的调节，保证膨润土样品含水率的均匀性；

(2)本发明的调节方法，与传统喷雾法调节含水率方法相比，能够避免大量团聚小球的出现，满足高放废物深地质处置中所需大量缓冲回填材料的含水率调节需求；

(3)预设含水率与实际含水率的差异小，能将预设含水率与实际含水率的差异控制在0.5％以内，单批次样品含水率的均匀性控制在0.5％以内。

附图说明

图1是本发明膨润土含水率调节装置的组成图；

图2为本发明膨润土含水率调节方法的流程图。

图中：

1-制冰机 2-冰柜 3-电子天平4-搅拌机 5-增压供水罐

41-搅拌桶42-搅拌桨43-出料口 44-安全保护装置45-控制台

46-密封盖47-电机51-空压机 52-注水口53-出水口

54-排气口

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

图1示出了本发明一种膨润土含水率调节装置的示意图，其包括主体系统，该主体系统包括冷冻系统、搅拌系统及称重系统。

冷冻系统包括一台制冰机1、一个密封供水容器和两台冰柜2。其中，制冰机1优选为雪花制冰机，型号为FMB40，日产冰量40kg，冰型为雪花状。供水容器为增压供水罐5，与制冰机1相连接，用于向制冰机1提供制冰用的水，该增压供水罐5上设有空压机51，为向其罐内打压，便于水进入制冰机1中，增压供水罐5上设有注水口52、出水口53及排气口54。两台冰柜2分别对制备的冰和彭润土进行冷冻，冰柜2优选为海尔BC/BD202型冰柜，温度范围-30℃～8℃，冰箱容积为202L。