[实用新型]一种水溶液中铀的吸附装置

说明书

本实用新型公开了一种水溶液中铀的吸附装置。该吸附装置包括配液系统、预处理系统、柱吸附系统、槽式吸附系统和废液处理系统。吸附装置采用两种不同模式的吸附方式的多组并联运行工艺，实现了对吸附条件的可控化工艺，并且能够以多组铀吸附材料同时进行平行对比考核筛选。本实用新型的水溶液中铀的吸附装置解决了海水铀吸附材料性能考核和含铀废水处理工艺匮乏的问题。

技术领域

本实用新型属于海水提铀技术领域，具体涉及一种水溶液中铀的吸附装置。

背景技术

随着全球资源日益减少，人口不断增加，为了防止社会、政治及环境因素影响能源供应安全，造成全球经济问题，人们开始对工业金属和矿物的非常规储备形式进行探索和利用。铀的主要来源是沥青铀矿U₃O₈，铀矿分布较为集中，只有15个国家的经济可采铀矿储量能达到发展核能发电的要求，其中澳大利亚和哈萨克斯坦两个国家共占33%。以目前的铀资源消耗速率，全球铀矿资源储量可维持核电发展80-120年；但到2050年，全球人口总数将超130亿，新兴经济不断发展，能源需求也随之翻倍。过去20年，尽管美国及发达国家人均能源消耗逐渐降低，但全球层面的能源消耗依然提高了30%；预计到2040年，核能发电量比现在多一倍，保证铀资源储量成为解决能源安全问题的关键。

铀在海水中以Ca₂[UO₂(CO₃)₃]的稳定态存在，浓度为3.3μg L^-1，尽管浓度很低，但由于全球海水体积庞大，铀资源总数经估算可达45亿吨，是传统陆地铀矿资源的1000倍，足以满足人类核能发电可持续发展数千年。为了保证铀资源稀缺国家的铀资源供应，防止铀资源供应链发生急剧波动，因此发展成熟、低碳的海水提铀研究工作以满足人类对于能源的需求势在必行。

在海水提铀的研究中，对于铀吸附材料的性能考核是关键。目前研究铀吸附材料的性能主要采用柱吸附的形式，而对于铀吸附材料在真实海水中的吸附形式研究有缺失，而且研究设备的自动化程度较低，对铀吸附材料在吸附过程中的条件不可控。研制一套吸附条件可控，并且具备模拟真实海水中铀吸附材料的吸附形式的装置对于考察铀吸附材料的性能非常重要。

当前，亟需发展一套自动化可控，同时具备柱吸附和槽式吸附形式的铀吸附装置。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种水溶液中铀的吸附装置。

本实用新型的水溶液中铀的吸附装置，其特点是，所述的吸附装置包括配液系统、预处理系统、柱吸附系统、槽式吸附系统和废液处理系统，所述的配液系统分别与预处理系统和槽式吸附系统的进口连通，配液系统与废液处理系统的回流管连通，预处理系统与柱吸附系统的进口连通，柱吸附系统的出口与废液处理系统的进口连通，槽式吸附系统底部排液管和顶部溢流管与废液处理系统的进口连通。

所述的配液系统包括配液箱、进液口、排液口、液位计Ⅰ、控制阀和水泵，配液箱的上部开有进液口，配液箱的底部开有排液口，配液箱的箱体上安装有液位计Ⅰ，配液箱的出口管道安装有控制阀和水泵，配液箱的出口管道分别与预处理系统和槽式吸附系统的进口连通；

所述的预处理系统包括过滤器、控温水箱、增压泵、缓冲罐和加热器Ⅰ，过滤器、控温水箱、增压泵和缓冲罐依次连通，控温水箱上安装有液位计Ⅱ和温度计Ⅰ，控温水箱内安装有加热器Ⅰ，缓冲罐的出口管道为m组并联的子管道，m≥5，缓冲罐的溢流管道回流至控温水箱，过滤器的进口管道与配液箱的出口管道连通；

所述的柱吸附系统包括m组并联的吸附柱及配套的管路和阀门，m组并联的吸附柱分别与缓冲罐的m组子管道对应连通，m组并联的吸附柱的各组出口管道合并成一个总出口管道；