【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晶体洗涤系统及方法。
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晶体洗涤系统及方法，它解决了现有的三碳酸铀酰铵晶体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：三碳酸铀酰铵晶体洗涤系统，包括结晶反应器、母液储槽、洗涤剂储槽、备料罐、前端滤洗装置和后端脱水装置；
3、结晶反应器上端设有原料液添加口，下端设有浆料出口a；母液储槽上端设有母液入口，下端设有母液出口；洗涤剂储槽上端设有洗涤剂添加口，下端设有洗涤剂出口；备料罐上端设有浆料入口b，下端设有浆料出口b；
4、前端滤洗装置包括罐式过滤机和压缩空气源；罐式过滤机上端设有浆料入口c、注气口、排气口和洗涤剂入口，下端设有浆料出口c和滤液出口a，罐式过滤机的浆料入口c通过带有输送泵的管路与结晶反应器的浆料出口a连通，罐式过滤机的滤液出口a通过管路与母液储槽的母液入口连通，罐式过滤机的浆料出口c通过管路与备料罐的浆料入口b连通；压缩空气源通过带有开关阀的管路连通至罐式过滤机的注气口；
5、后端脱水装置包括卧螺离心机；卧螺离心机下端设有浆料出口d和滤液出口b，上端设有浆料入口d，卧螺离心机的浆料入口d通过带有抽液泵的管路与备料罐的浆料出口b连通，卧螺离心机的滤液出口b通过管路与母液储槽的母液入口连通。
6、本专利技术进一步的技术方案是：洗涤剂储槽的布置高度高于罐式过滤机，以使洗涤剂储槽的洗涤剂出口排出的洗涤剂沿管路自然流动至罐式过滤机的洗涤剂入口；母液储槽的布置高度低于罐式过滤机，以使罐式过滤机的浆料出口c排出的浆料沿管路自然流动至母液储槽的母液入口。
7、本专利技术进一步的技术方案是：其还包括设置在管路间的自动控制机构；自动控制机构包括流量控制组件和进气控制组件；四组流量控制组件分别设在输送泵与罐式过滤机之间的管路上、卧螺离心机与抽液泵之间的管路上、罐式过滤机与母液储槽之间的管路上以及输送泵与罐式过滤机之间的管路上；流量控制组件包括并联布置并择一流通的液流路径a和液流路径b，液流路径a上依次串联有球阀b、流量计、调节阀和球阀b，液流路径b上设有球阀c；进气控制组件设在压缩空气源与罐式过滤机之间的管路上，进气控制组件包括沿管路依次连通的开关阀和球阀d。
8、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晶体洗涤系统；
9、步骤如下：
10、s01，洗涤前压滤：重铀酸铵浆料与碳酸铵溶液在结晶反应器中反应，制备得到三碳酸铀酰铵浆料，三碳酸铀酰铵浆料从结晶反应器的浆料出口a排出后，通过输送泵的抽送，经由罐式过滤机的浆料入口c进入罐式过滤机的内腔，进行压滤，压滤得到的液相进入母液储槽，压滤得到的固相留在罐式过滤机中待处理，液相为含碳酸铵的母液，固相为浓缩过的浆料；
11、本步骤中，压滤过程如下：首先关闭罐式过滤机的排气口和浆料出口c处的阀门，打开罐式过滤机的注气口和滤液出口a处的阀门；再启动压缩空气源，使压缩空气通过罐式过滤机的注气口进入罐式过滤机的内腔，将三碳酸铀酰铵浆料中的部分液相压滤出来，压滤出的液相通过罐式过滤机的滤液出口a排出，再经过管路和母液储槽的母液入口进入母液储槽的内腔；压滤得到的固相则存在罐式过滤机的内腔中等待下一步处理；最后开启罐式过滤机的排气口进行排气泄压，关闭罐式过滤机的注气口和滤液出口a处的阀门，压滤完成；
12、本步骤中，进入罐式过滤机之前的三碳酸铀酰铵浆料的含固量为20-30%，进入罐式过滤机之前的三碳酸铀酰铵浆料中的母液的含铀量≤5g/l，碳酸铵含量为80-150g/l，硝酸铵含量为80-150g/l；
13、本步骤中，罐式过滤机的进料量达到其内腔容量的80%-90%时启动压滤，压滤出相当于罐式过滤机内45-55%体积的三碳酸铀酰铵浆料的液相；
14、本步骤中，压缩空气源提供的压缩空气压力为0.4-0.6mpa，罐式过滤机内部的滤板选用基于tyler标准的400目滤网，以使小于38um的晶体进入液相中，大于38um的晶体留在固相中；
15、s02，洗涤：一定量的洗涤剂通过洗涤剂储槽的洗涤剂出口排出，基于自重沿管路自然流动，经由罐式过滤机的洗涤剂入口进入罐式过滤机的内腔，启动罐式过滤机自带的搅拌功能，使洗涤剂与三碳酸铀酰铵浆料充分接触，三碳酸铀酰铵晶体表面附着的杂质被洗涤剂洗脱，三碳酸铀酰铵晶体则不与洗涤剂反应也不溶于洗涤剂；
16、本步骤中，洗涤剂进入罐式过滤机的量与上个步骤压滤出的三碳酸铀酰铵浆料的液相量一致；洗涤剂为浓度180-221g/l的碳酸铵溶液；
17、本步骤中，在洗涤剂进入罐式过滤机内腔中的同时，开启罐式过滤机的搅拌功能，在设定量的洗涤剂全部进入罐式过滤机的内腔后，罐式过滤机的搅拌功能继续运行15m本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.三碳酸铀酰铵晶体洗涤系统，其特征是：包括结晶反应器、母液储槽、洗涤剂储槽、备料罐、前端滤洗装置和后端脱水装置；
2.如权利要求1所述的三碳酸铀酰铵晶体洗涤系统，其特征是：洗涤剂储槽的布置高度高于罐式过滤机，以使洗涤剂储槽的洗涤剂出口排出的洗涤剂沿管路自然流动至罐式过滤机的洗涤剂入口；母液储槽的布置高度低于罐式过滤机，以使罐式过滤机的浆料出口C排出的浆料沿管路自然流动至母液储槽的母液入口。
3.如权利要求2所述的三碳酸铀酰铵晶体洗涤系统，其特征是：其还包括设置在管路间的自动控制机构；自动控制机构包括流量控制组件和进气控制组件；四组流量控制组件分别设在输送泵与罐式过滤机之间的管路上、卧螺离心机与抽液泵之间的管路上、罐式过滤机与母液储槽之间的管路上以及输送泵与罐式过滤机之间的管路上；流量控制组件包括并联布置并择一流通的液流路径A和液流路径B，液流路径A上依次串联有球阀B、流量计、调节阀和球阀B，液流路径B上设有球阀C；进气控制组件设在压缩空气源与罐式过滤机之间的管路上，进气控制组件包括沿管路依次连通的开关阀和球阀D。
4.一种三碳酸铀酰铵晶体洗涤
5.如权利要求4所述的三碳酸铀酰铵晶体洗涤方法，其特征是：S01和S03步骤中，压滤过程如下：首先关闭罐式过滤机的排气口和浆料出口C处的阀门，打开罐式过滤机的注气口和滤液出口A处的阀门；再启动压缩空气源，使压缩空气通过罐式过滤机的注气口进入罐式过滤机的内腔，将三碳酸铀酰铵浆料中的部分液相压滤出来，压滤出的液相通过罐式过滤机的滤液出口A排出，再经过管路和母液储槽的母液入口进入母液储槽的内腔；压滤得到的固相则存在罐式过滤机的内腔中等待下一步处理；最后开启罐式过滤机的排气口进行排气泄压，关闭罐式过滤机的注气口和滤液出口A处的阀门，压滤完成。
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：其还包括设在S03与S04步骤之间的M步骤；M，洗涤效果检测：
...【技术特征摘要】
1.三碳酸铀酰铵晶体洗涤系统，其特征是：包括结晶反应器、母液储槽、洗涤剂储槽、备料罐、前端滤洗装置和后端脱水装置；
2.如权利要求1所述的三碳酸铀酰铵晶体洗涤系统，其特征是：洗涤剂储槽的布置高度高于罐式过滤机，以使洗涤剂储槽的洗涤剂出口排出的洗涤剂沿管路自然流动至罐式过滤机的洗涤剂入口；母液储槽的布置高度低于罐式过滤机，以使罐式过滤机的浆料出口c排出的浆料沿管路自然流动至母液储槽的母液入口。
3.如权利要求2所述的三碳酸铀酰铵晶体洗涤系统，其特征是：其还包括设置在管路间的自动控制机构；自动控制机构包括流量控制组件和进气控制组件；四组流量控制组件分别设在输送泵与罐式过滤机之间的管路上、卧螺离心机与抽液泵之间的管路上、罐式过滤机与母液储槽之间的管路上以及输送泵与罐式过滤机之间的管路上；流量控制组件包括并联布置并择一流通的液流路径a和液流路径b，液流路径a上依次串联有球阀b、流量计、调节阀和球阀b，液流路径b上设有球阀c；进气控制组件设在压缩空气源与罐式过滤机之间的管路上，进气控制...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐儒煜，龚道坤，蒋树武，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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