[发明专利]一种地浸加压浸出试验装置及方法

说明书

本发明涉及一种地浸加压浸出试验装置及方法，所述的装置，包括反应釜、电极检测系统、注入系统和控制系统；所述的反应釜，包括釜盖、釜体、取样排液装置、搅拌电机、搅拌浆及电极保护套插管；所述的釜体顶部为釜盖，底部为取样排液装置；在釜盖上设有搅拌电机，与釜体内部的搅拌浆相连；釜体的侧部设有两个电极保护套插管。所述的方法包括以下步骤：S1.在反应釜体内装入散状铀矿岩样，加入适量的浸出剂；S2.将耐压pH电极和耐压氧化还原电极插入电极保护套；S3.将釜盖下放并压紧釜体，使反应釜保持密封，并开动搅拌。本发明采用耐压电极，可以实时监测釜内反应的条件，采用可拆卸的电极保护套，可以减小死体积、保护电极头不受搅动岩心的磨蚀。

技术领域

本发明属于地浸采铀浸出领域，具体涉及一种地浸加压浸出试验装置及方法。

背景技术

以气体为试剂的地浸采铀浸出实验通常采用高压釜。在釜内加入浸出剂，并通过釜盖上的气体管加入气体试剂，如氧气和二氧化碳。但由于二氧化碳和氧气的溶解度差异，一般都采用先加入二氧化碳，待其溶解后，再加入氧气，并在氧气压力下进行反应与浸出，氧气的用量或浓度通过压力来控制，而二氧化碳则无法计量。在带压条件下也无法加入其他液体试剂。

对于很多岩矿芯样品，在反应釜内浸出时条件会发生变化，无法控制合适的浸出条件而导致浸出结果难以指导实践。最明显的是在用二氧化碳进行pH调节时，刚加完二氧化碳后，溶液pH值较低，但之后由于不再加入二氧化碳，其pH值将会逐渐上升，并可能导致浸出的铀及溶液中其他物质沉淀。

此外，对于碱性或中性环境岩矿石浸出，其浸出液不易澄清，取样时需取较大体积样品后再过滤。对于一次浸出时间长，取样次数多的实验，对反应溶液体积及至浸出有较大影响。

因此，需要发明一种新的原地浸出反应器，可以较好的模拟并控制地浸开采过程中的反应条件，在浸出实验过程中可自动补加气体和液体试剂，保持反应中pH值及氧化还原电位稳定；另外，还可以在浸出过程中按需采取一定体积的澄清样，省时省力。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种地浸加压浸出试验装置。该装置采用可拆卸的电极保护套和耐压电极进行釜内溶液原位的pH值和氧化还原电位测定，通过气体质量流量计进行气体的计量、恒速恒压泵进行液体试剂如酸或氧化剂的计量，并采用计算机根据釜内物理化学参数自动控制二氧化碳及其他试剂的加入量，保证浸出过程中反应条件的稳定与受控。

本发明的技术方案如下：

一种地浸加压浸出试验装置，包括反应釜、电极检测系统、注入系统和控制系统；

所述的反应釜，包括釜盖、釜体、取样排液装置、搅拌电机、搅拌浆及电极保护套插管；所述的釜体顶部为釜盖，底部为取样排液装置；在釜盖上设有搅拌电机，与釜体内部的搅拌浆相连；釜体的侧部设有两个电极保护套插管；

所述的电极检测系统，包括电极保护套、耐压pH电极和耐压氧化还原电极；其中，耐压pH电极和耐压氧化还原电极分别套有电极保护套，进一步分别安装于反应釜的两个电极保护套插管内；

所述的注入系统，包括安全阀、压力传感器、恒速恒压计量泵、活塞中间容器、二氧化碳钢瓶、氧气钢瓶、减压阀、气体质量流量计和截止阀；

其中，二氧化碳钢瓶通过管线依次连接减压阀、气体质量流量计和截止阀，为反应釜提供二氧化碳；氧气钢瓶通过管线依次连接减压阀和截止阀，为反应釜提供氧气；恒速恒压计量泵通过管线连接活塞中间容器，为反应釜提供酸液或液体氧化剂；以上三路管线最终合并为一路，依次经过压力传感器和安全阀后与反应釜的釜盖相连；

所述的控制系统，包括计算机、数据采集板以及连接压力传感器、耐压pH电极、耐压氧化还原电极、恒速恒压计量泵、气体质量流量计和计算机的信号线，所述的计算机，采集耐压pH电极和耐压氧化还原电极的数据，通过运算并将信号反馈至恒速恒压计量泵和气体质量流量计，进而对反应釜内部反应体系的pH和氧化还原电位进行控制。