[发明专利]间歇充气式地浸铀矿井废液排出装置及方法

说明书

间歇充气式地浸铀矿井废液排出装置及方法，涉及地浸采铀相关机械领域。间歇充气式地浸铀矿井废液排出装置，包括包括壳体总成、活塞套总成、活塞、复位弹簧及井壁密封圈；壳体总成内部设有气液通道，气液通道在壳体总成的上下两端分别形成进气口和进水口；活塞套总成固定安装在壳体总成外部，活塞套总成内部与壳体总成外部之间形成活塞腔；活塞活动安装在活塞腔内。地浸铀矿井废液排出方法，应用于间歇充气式地浸铀矿井废液排出装置，用于在地浸铀矿井执行除垢操作后，排出地浸铀矿井内含有杂质的清洗废液。本发明相比传统的持续通气排废液的方式，既保证了废液排出效率，又大幅度降低了空压机的能耗。

技术领域

本发明涉及地浸采铀相关机械领域，特别是一种间歇充气式地浸铀矿井废液排出装置及方法。

背景技术

地浸采铀是世界上十分先进的采矿技术，其基本原理是对可地浸砂岩型铀矿按一定网度布置地浸铀矿井(包括注液井和抽液井)，从注液井注入地浸液，使地浸液与铀矿石进行充分反应以形成含铀离子的溶液，含铀离子的溶液经过地层渗透进入抽液井中，将含铀离子的溶液经抽液井提出地表，在地表工厂进一步萃取铀。

地浸液通常呈酸性或碱性，地浸铀矿井中的地浸液一方面与矿层中的金属离子反应而产生絮状沉淀物，另一方面侵蚀矿层而产生细砂。絮状沉淀物及细砂容易附着在地浸铀矿井的井壁及沉积在注液井下部的过滤器上，一方面容易造成过滤器堵塞，另一方面容易造成注液井变狭窄。这些附着物如果不能得到及时、定期的清理，会使地浸铀矿井的渗透率降低，致使采铀效率大打折扣。

对地浸铀矿井进行除垢清洗后，需要将含有杂质的清洗废液从地浸铀矿井中排出，否则杂质会再次堵塞过滤器。目前常用的排出清洗废液的方法是：将风管插入地浸铀矿井中，插入深度为井内液面以下50m左右，风管上端口从井口伸出，并与高压风源(大功率空气压缩机)连通。排出废液时，启动大功率空气压缩机，使高压空气持续的从风管上端口输入，推开风管内的废液，从风管下端口排出，造成地浸铀矿井内的废液大幅度波动并从井口溢出，以达到排出废液的目的。

该方法存在以下不足之处：一方面，由于风管插入深度约为井内液面以下50m左右，需要较大的风压才能使风管内的空气顺利从风管下端口排出，并且，排液过程中需要高压风源持续运行，向风管内送入压缩空气，能耗较大；另一方面，由于风管插入深度约为井内液面以下200m左右，风压推动风管内的废液从风管下端口排出需要消耗巨大能量，这导致从风管下端口排出的气流并不会有很大的冲击力，也就难以将井壁上牢固附着的污垢冲刷下来；再一方面，由于风管的下端口朝下布置，从风管的下端口排出的气流首先会向下减速涌出，减速到零后，再向井口缓慢上升，而待排废液仅能通过上升的气流裹挟而向井口输送，这种情况下气流上升速度缓慢，提供的输送动力并不强劲，难以快速有效的将废液输送至井内上部区段。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，而提供一种间歇充气式地浸铀矿井废液排出装置及方法。它解决了传统的地浸铀矿井废液排出方式能耗较大、难以将井壁上牢固附着的污垢冲刷下来、难以快速有效的将废水输送至井内上部区段的问题。

本发明的技术方案是：间歇充气式地浸铀矿井废液排出装置，包括壳体总成、活塞套总成、活塞、复位弹簧及井壁密封圈；

壳体总成内部设有气液通道，气液通道在壳体总成的上下两端分别形成进气口和进水口，进水口上安装有单向阀，壳体总成中部设有从壳体总成外部贯通至气液通道的贯通孔；

活塞套总成固定安装在壳体总成外部，活塞套总成内部与壳体总成外部之间形成活塞腔，活塞套总成中部设有将活塞套总成内外部连通的分隔间隙，活塞套总成上端设有连通至活塞腔的上孔，活塞套总成的下端设有连通至活塞腔的下孔；

活塞活动安装在活塞腔内，并将活塞腔分隔为互不连通的下腔和上腔，下腔通过下孔与活塞套总成外部连通，上腔通过贯通孔与气液通道连通，上腔通过上孔与活塞套总成外部连通；活塞在活塞腔内移动，在第一位置和第二位置之间变换，进而使下腔和上腔的容积改变，当活塞处在第一位置时，下腔的容积变化至最大，上腔的容积变化至最小，当活塞处在第二位置时，下腔的容积变化至最小，上腔的容积变化至最大；