[发明专利]一种微纳米气泡氧化浸出砂岩铀矿的装置和方法

权利要求书

1.一种微纳米气泡氧化浸出砂岩铀矿的方法，其特征在于，采用微纳米气泡氧化浸出砂岩铀矿的装置进行氧化浸出，该装置包括:

反应器，所述反应器具有第一进液口、第一出液口、第四进液口、第一泵液口和取样口，所述反应器内设置有机械搅拌器；

微纳米气泡发生器，所述微纳米气泡发生器具有第二进液口、第二出液口和进气口，所述第二进液口、所述第二出液口分别与所述第一出液口、所述第一进液口连接；

制氧机、臭氧发生器和CO₂钢瓶，所述制氧机、臭氧发生器和CO2钢瓶均与所述微纳米气泡发生器的进气口连接；

反应柱，所述反应柱的底部设置有第三进液口，顶部设置排气排液口；所述第三进液口通过蠕动泵与所述第一泵液口连接；

补液槽，所述补液槽具有第二泵液口；所述第四进液口通过蠕动泵与第二泵液口连接；

集液槽，所述集液槽与所述排气排液口连接；所述集液槽具有排气口；

吸收罐，所述吸收罐具有进气口，所述吸收罐的进气口与所述集液槽的排气口连接；所述吸收罐内装有KI溶液，用于吸收所述反应器排出的臭氧；

所述方法包括以下步骤：

S10、制备微纳米气泡溶液：在反应器和补液槽中装入一定体积的自来水，并通过硫酸或氢氧化钠来调节溶液的pH值；同时打开微纳米发生器、臭氧发生器、制氧机、CO₂钢瓶，并设定相关参数，待机器运行稳定后，所述反应器内微纳米气泡溶液制备完成；

S20、微纳米气泡溶液溶解氧监测：开启机械搅拌器，使得所述微纳米气泡溶液充分混匀，每隔一定时间从取样口取样分析溶液中臭氧浓度；

S30、微纳米气泡溶液柱浸：将需要浸出的矿样填满反应柱，设定蠕动泵转速，匀速抽取所述反应器中的混合溶液，并从所述反应柱的底部注入，匀速抽取所述补液槽中的所述混合溶液，并从所述反应器中的顶部注入；所述混合溶液经排气排液口导流至集液槽或者直接导流到反应器中；正常运转后，并在设定时间内取样分析；

S40、经微纳米臭氧气泡处理后的砂岩铀矿，在酸性条件搅拌浸出下，按照预设的气流量、溶液中臭氧浓度，浸出半小时；或在中性条件，持续通入CO₂搅拌浸出，按照预设的气流量、溶液中臭氧浓度，浸出两小时；

S50、所述反应柱排出的臭氧经吸收罐吸收。

2.根据权利要求1所述的微纳米气泡氧化浸出砂岩铀矿的方法，其特征在于，所述制氧机为空气源，产出的氧浓度为90%-96%；所述臭氧发生器为属空气源风冷臭氧氧气一体机，臭氧产量为10g·h-1；所述CO2钢瓶与所述微纳米气泡发生器之间设置有第一连接管，所述第一连接管上设置有减压阀和气体流量计。

3.根据权利要求1所述的微纳米气泡氧化浸出砂岩铀矿的方法，其特征在于，所述微纳米气泡发生器设置有调节所述反应器中的液体温度的冷却水管道。

4.根据权利要求1所述的微纳米气泡氧化浸出砂岩铀矿的方法，其特征在于，在步骤S10中，同时打开微纳米发生器、臭氧发生器、制氧机、CO₂钢瓶，并设定气流量和产生气体浓度参数，待机器运行5min稳定后，所述反应器内即完成了微纳米气泡溶液的制备。

5.根据权利要求1所述的微纳米气泡氧化浸出砂岩铀矿的方法，其特征在于，步骤S20中，所述微纳米气泡发生器产生气泡直径为100nm-10μm；步骤S30中，所述蠕动泵的可调节液体流量0-4L/h。

6.根据权利要求1所述的微纳米气泡氧化浸出砂岩铀矿的方法，其特征在于，在步骤S40中，在pH=1的酸性条件搅拌浸出下，按照气流量1L/min，溶液中臭氧浓度11mg/L，浸出半小时；或，在pH=6.8的中性条件，持续通入CO₂搅拌浸出，按照气流量1L/min，溶液中臭氧浓度11mg/L，浸出两小时。