【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及核工业天然铀纯化，特别是一种三碳酸铀酰铵洗涤系统及洗涤方法。
技术介绍
1、天然铀纯化(黄饼→核纯级二氧化铀)是核燃料生产的前端工序，在核工业体系中占有重要地位。天然铀纯化的经典工艺路线包括以下步骤：1.黄饼与硝酸反应，制备得到含杂质较多的硝酸铀酰(unh)；2.硝酸铀酰(unh)经过tbp-磺化煤油萃取，微硝酸反萃取，得到核纯级硝酸铀酰(unh)；3.核纯级硝酸铀酰(unh)与氨水(nh3·h2o)反应，制备得到重铀酸铵(adu)浆料；4.重铀酸铵(adu)浆料与碳酸铵((nh4)2co3)溶液反应，制备得到三碳酸铀酰铵(auc)浆料；5.三碳酸铀酰铵(auc)浆料经洗涤-过滤-煅烧，制备得到核纯级二氧化铀(uo2)。
2、在重铀酸铵转化结晶生成三碳酸铀酰铵(对应上述工艺路线的第4步骤)的过程中：1.稀土元素中的钇族元素、钪、钍、铜等元素在碳酸铵过量的溶液中生成可溶性络合物，硫酸根、磷酸根及钒酸根等阴离子在过量碳酸铵环境下不与铀形成沉淀物，所以，这些杂质会混在固液分离后的母液中；2.固液分离前的溶液中含有微量的杂质，粒度细，密度低，容易吸附在auc晶体表面，因此需要使用洗涤剂进行冲洗(对应上述工艺路线的第5步骤中的“洗涤”)。auc晶体的洗涤操作，是将三碳酸铀酰铵(auc)浆料连同洗涤剂一起导入带搅拌功能的储槽，启动搅拌功能，使浆料中的auc晶体充分分散于洗涤剂中，杂质(附着于auc晶体表面)溶解于洗涤剂中，auc晶体不与洗涤剂发生反应也不溶于洗涤剂。
3、上述工艺路线的第4步骤中制备得到
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服现有技术的不足，而提供一种三碳酸铀酰铵洗涤系统及洗涤方法，它解决了现有的三碳酸铀酰铵(auc)洗涤工艺存在洗涤剂用量大、洗涤困难导致洗涤效果差、洗涤后液量庞大导致后续过滤(固液分离)工序难以施行的问题。
2、本专利技术的技术方案是：三碳酸铀酰铵洗涤系统，包括结晶槽、母液储槽、洗涤剂储槽、前端固液分离装置、后端固液分离装置和洗涤过滤组件；
3、结晶槽上端设有进料口，下端设有排料口；母液储槽外部设有母液入口和母液出口；洗涤剂储槽外部设有洗涤剂出口；
4、前端固液分离装置外部设有液相出口a、固相出口a和混悬液入口a，混悬液入口a与结晶槽的排料口连通，液相出口a与母液储槽的母液入口连通；后端固液分离装置外部设有液相出口b、固相出口b和混悬液入口b，液相出口b与母液储槽的母液出口连通，固相出口b用于排出三碳酸铀酰铵晶体。
5、洗涤过滤组件包括洗涤槽和水力旋流器；洗涤槽内部设有搅拌装置，洗涤槽外部设有洗涤剂入口、浆液入口a和浆液出口，洗涤剂入口与洗涤剂储槽的洗涤剂出口连通；水力旋流器上端设有溢流口，下端设有底流口，中部设有浆液入口b，浆液入口b与洗涤槽的浆液出口连通；洗涤过滤组件的数量不少于两组，所有的洗涤过滤组件从前至后依次串联。
6、本专利技术进一步的技术方案是：最前端一组洗涤过滤组件中的洗涤槽的浆液入口a与前端固液分离装置的固相出口a连通，最后端一组洗涤过滤组件中的水力旋流器的溢流口与母液储槽的母液入口连通，最后端一组洗涤过滤组件中的水力旋流器的底流口与后端固液分离装置的混悬液入口b连通；所述的串联结构为：当前组洗涤过滤组件的洗涤槽的浆液入口a与前一组洗涤过滤组件的水力旋流器的底流口连通，当前组洗涤过滤组件的水力旋流器的底流口与后一组洗涤过滤组件的洗涤槽的浆液入口a连通。
7、本专利技术进一步的技术方案是：结晶槽的排料口与前端固液分离装置的混悬液入口a之间的管路上设有抽液泵a；相应的，前端固液分离装置为水力旋流器。
8、本专利技术进一步的技术方案是：在任一组洗涤过滤组件中，洗涤槽的浆液出口与水力旋流器的浆液入口b之间的管路上设有抽液泵b。
9、本专利技术的技术方案是：一种三碳酸铀酰铵晶体洗涤方法，用于洗涤三碳酸铀酰铵表面附着的杂质，三碳酸铀酰铵为天然铀纯化工艺的中间产物；所述洗涤方法基于上述的三碳酸铀酰铵洗涤系统；
10、步骤如下：
11、s01，前端固液分离：
12、a、天然铀纯化工艺的中间产物“auc浆料”，由结晶槽的排料口排出后，通过抽液泵a的抽送，经由前端固液分离装置的混悬液入口a进入前端固液分离装置的内腔，进行固液分离；
13、b、分离得到的液相成分通过前端固液分离装置的液相出口a排出，经由母液储槽的母液入口进入母液储槽的内腔；分离得到的固相成分通过前端固液分离装置的固相出口a排出，经由洗涤槽的浆液入口a进入洗涤槽的内腔；
14、本步骤中，前端固液分离装置选用水力旋流器，水力旋流器自带的固有结构包括溢流口和底流口，溢流口上设有用于控制液相排出量的阀门，溢流口即为前端固液分离装置的液相出口a，底流口即为前端固液分离装置的固相出口a；所述阀门的开度调为40％-60％，以使溢流细晶粒度γ≤35um；
15、s02，多次洗涤过滤：
16、a、auc浆料通过洗涤槽的浆液入口a进入洗涤槽的内腔后，控制洗涤剂从洗涤剂储槽的洗涤剂出口排出，经由洗涤槽的洗涤剂入口进入洗涤槽的内腔；
17、b、启动洗涤槽内腔中的搅拌装置，使auc浆料与洗涤剂充分混合，形成混合液，auc晶体表面附着的杂质被洗涤剂洗脱，auc晶体则不与洗涤剂反应也不溶于洗涤剂；
18、c、洗涤一定时间后，混合溶液从洗涤槽的浆液出口排出，通过抽液泵b的抽送，经由水力旋流器的浆液入口b进入水力旋流器的内腔，混合液在水力旋流器的内腔中贴壁螺旋下降，包含有洗脱杂质的液相成分则从水力旋流器的溢流口排出，经由母液储槽的母液入口进入母液储槽的内腔，包含有auc晶体的固相成分则从水力旋流器的底流口排出；
19、d、auc浆料每经过一组洗涤过滤组件，则重复本步骤中的a、b、c分步骤执行洗涤过滤操作；各组洗涤过滤组件的区别仅在于待洗涤的auc浆料的来源和过滤排出的固相成分的去向不同；最前端一组洗涤过滤组件中，待洗涤的auc浆料来源于前端固液分离装置的固相出口a排出的固相成分，最后端一组洗涤过滤组件中，过滤排出的固相成分通过后端固液分离装置的混悬液入口b进入后端固液分离装置的内腔；
20、s03，后端固液分离：
21、包含有auc晶体的固相成分进入后端固液分离装置的内腔后，进行固液分离；分离得到的液相成分从后端固液分离装置的液相出口b排出，经由母液储槽的母液入口进入母液储槽的内腔，分离得到的固相成分从后端固液分离装置的固相出口排出，即为完成洗涤工序并符合后续煅烧工序要求的auc晶体。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.三碳酸铀酰铵洗涤系统，其特征是：包括结晶槽、母液储槽、洗涤剂储槽、前端固液分离装置、后端固液分离装置和洗涤过滤组件；
2.如权利要求1所述的三碳酸铀酰铵洗涤系统，其特征是：最前端一组洗涤过滤组件中的洗涤槽的浆液入口A与前端固液分离装置的固相出口A连通，最后端一组洗涤过滤组件中的水力旋流器的溢流口与母液储槽的母液入口连通，最后端一组洗涤过滤组件中的水力旋流器的底流口与后端固液分离装置的混悬液入口B连通；所述的串联结构为：当前组洗涤过滤组件的洗涤槽的浆液入口A与前一组洗涤过滤组件的水力旋流器的底流口连通，当前组洗涤过滤组件的水力旋流器的底流口与后一组洗涤过滤组件的洗涤槽的浆液入口A连通。
3.如权利要求2所述的三碳酸铀酰铵洗涤系统，其特征是：结晶槽的排料口与前端固液分离装置的混悬液入口A之间的管路上设有抽液泵A；相应的，前端固液分离装置为水力旋流器。
4.如权利要求3所述的三碳酸铀酰铵洗涤系统，其特征是：在任一组洗涤过滤组件中，洗涤槽的浆液出口与水力旋流器的浆液入口B之间的管路上设有抽液泵B。
5.一种三碳酸铀酰铵晶体洗涤方法，基于
6.如权利要求5所述的三碳酸铀酰铵晶体洗涤方法，其特征是：S02步骤中，加入洗涤槽的AUC浆料与加入洗涤槽的洗涤剂的体积比为1：1，洗涤剂为浓度180-220g/L的碳酸铵溶液。
7.如权利要求6所述的三碳酸铀酰铵晶体洗涤方法，其特征是：S02步骤中，洗涤时间为18-22min，搅拌转速为940-980r/min。
8.如权利要求7所述的三碳酸铀酰铵晶体洗涤方法，其特征是：S03步骤中，后端固液分离装置为真空圆盘过滤机，真空圆盘过滤机工作时的真空负压控制范围为0.04-0.07MPa。
...【技术特征摘要】
1.三碳酸铀酰铵洗涤系统，其特征是：包括结晶槽、母液储槽、洗涤剂储槽、前端固液分离装置、后端固液分离装置和洗涤过滤组件；
2.如权利要求1所述的三碳酸铀酰铵洗涤系统，其特征是：最前端一组洗涤过滤组件中的洗涤槽的浆液入口a与前端固液分离装置的固相出口a连通，最后端一组洗涤过滤组件中的水力旋流器的溢流口与母液储槽的母液入口连通，最后端一组洗涤过滤组件中的水力旋流器的底流口与后端固液分离装置的混悬液入口b连通；所述的串联结构为：当前组洗涤过滤组件的洗涤槽的浆液入口a与前一组洗涤过滤组件的水力旋流器的底流口连通，当前组洗涤过滤组件的水力旋流器的底流口与后一组洗涤过滤组件的洗涤槽的浆液入口a连通。
3.如权利要求2所述的三碳酸铀酰铵洗涤系统，其特征是：结晶槽的排料口与前端固液分离装置的混悬液入口a之间的管路上设有抽液泵a；相应的，前端固液分离装置为水力旋流器。
4.如权利要求3所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐儒煜，蒋树武，龚道坤，黄召，胡锦明，王育学，徐海军，
申请(专利权)人：中核二七二铀业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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