xx浸出液处理工艺设计Word文档格式.docx

1、一是尽快找到大量的可地浸开采的砂岩铀矿资源，改变这部分资源目前只占总储量不到5% 的现状，这在短期内显然是难以实现的；二是加紧进行铀矿堆浸工艺技术的研究，开发出适应我国矿性多变、品位相对较低的硬岩铀矿堆浸技术。 只有通过进行深入系统的铀矿堆浸工艺技术的研究，加紧提高我国天然铀堆浸生产的技术水平，才有可能有效地扩大我国铀矿资源可开发利用的范围，降低我国天然铀生产成本，从而提高我国天然铀产量，满足我国国防建设的需要。3.设计原则及工作制度总的设计原则是：安全、经济、环保、方便易行等。即：（1）遵循因地制宜、高效快速的原则。在工艺流程的选择上既考虑到技术的可行性,又要根据地形条件做到因地制宜,在工艺

2、设备的布置上尽量使物料自流,这样可以节省能源动力消耗；（2） 尽可能多地采用新工艺、新材料；（3）遵循在保证工艺要求的前提下尽可能节约投资的原则,使矿山开发建设的投资额度控制在较低的水平；（4）遵循将安全与环境保护放在第一位的原则。工作制度：一年工作330天，余下35天作为检修时间。吸附淋洗车间一天工作4班，每班6小时。沉淀一天一班，一班8小时。4.主要工艺流程4.1主要工艺技术指标，见附录一4.2 矿石破碎 从各工区或选厂来的矿石进到700t的原矿仓，经电磁振动给 料机和皮带运输机送到PEF600900颚式破碎机粗碎到-80mm，通过皮带运输机送到SZZ单层振动筛筛分，筛上物（+25mm）用

3、皮带运输机返回到1650液压圆锥破碎机中碎后与粗碎矿石一起再次进到振动筛；筛下物（-25mm）用皮带运输机送到球磨厂房的350t粉矿仓。以上设备设施是目前常规生产线所使用的矿石破碎系统，原设计处理能力为50万ta，而现有常规生产线每年矿石破碎量不到10万ta， 由于其处理能力有足够的富余量，完全可以满足渗滤浸出用矿石的粗碎和中碎的要求，因此本次技改渗滤浸出流程中破碎系统的粗碎和中碎设施不再新建。球磨厂房粉矿仓中的-25mm矿石经电振给料机和皮带运输机送到细碎系统的直线振动筛加水筛分，筛上物（+5mm）用皮带机给到细碎设备惯性圆锥破碎机（暂定）破碎后再用皮带运输机返回到直线振动筛。筛下物直接进到

4、螺旋分级机分级洗泥。分级机粗砂（0.25mm）通过高架皮带运输机送到堆矿场，溢流（-02mm）流到15000浓密机浓缩（必要时加絮凝剂），浓密机溢流返回振动筛，底流（矿泥）则直接进到常规搅拌浸出系统处理。4.3 渗滤浸出设施 新建10个容积为1000m3的渗浸池并对内壁做防腐处理，每个渗浸池对应一个容积为300m3的集液池（兼配液池）。矿石通过皮带运输机或装载机从堆矿场运到渗浸池，再用安装在渗浸池上的轨道式电动耙矿机将矿石在池内运移和耙平。电耙机还用于松堆和卸堆。渗浸池底部和上部都装有布液系统，溶浸液在配液池配制，用泵送到渗浸池，可分别从底部和顶部进料。当矿石堆到约1.3m高时进行首次酸化，随

5、后用电耙机松堆，全部矿石堆完后，再进行第二次酸化和松堆。渗浸池流出液自流到集液池，若酸度和铀浓度符合一定要求，则送到600m3的浸出液高位贮池，否则加酸和氧化剂后串到下级渗浸池浸出。浸出结束后，尾渣用水洗涤，用电耙机、挖掘机和汽车配合出渣。4.4 离子交换与产品沉淀过滤设施利用现有闲置的13厂房经改造后作离子交换和产品沉淀过滤 厂房，其附属的贮液池经改造后作为浸出剂、转型剂配制池和淋洗合格液、吸附尾液贮池。吸附过程在吸附塔内进行【1】，3个塔串联吸附，吸附原液从首塔进入，经三塔串联吸附后，尾液从末塔排出，返回浸出工序循环使用或作为废水外排处理。当首塔吸附流出液铀浓度等于进料液铀浓度时，认为首塔

6、吸附饱和，把它从吸附系统切断，末塔接入新塔，组成新的串联吸附塔序。即原来的第二塔变为首塔，末塔变为二塔，新接上塔变为末塔。淋洗也使用三塔串联长距离淋洗，淋洗剂以一定流速从首塔进入，经过三塔串联淋洗，从三号塔流出的淋洗液均为合格液。当淋洗首塔流出液铀浓度达到15gL-1左右时，淋洗首塔可从淋洗系统中切断，返回吸附工序。淋洗系统又接上新的饱和塔作末塔，组成新淋洗序进行淋洗，如此反复进行。淋洗剂在淋洗剂配制池中配好后用泵经流量计进到吸附塔顶部，淋洗合格液流到合格液贮池。淋洗后的树脂用10硫酸转型，转型剂在转型剂配制池中配制，转型液则流入淋洗剂配制池。合格液贮池中的淋洗合格液用泵打到沉淀槽，用氢氧化钠

7、沉淀，沉淀操作时加入部分经浓缩和陈化的沉淀物，即采用沉渣循环工艺。沉淀产物用泵送到沉降分离槽，分离槽底流部分返回沉淀、部分进到板框压滤机过滤，过滤进料结束后，用清水洗涤滤饼并用压风吹干。卸出的滤饼即为“111”产品，装入产品桶待运。4.5 废水处理与尾渣处置设施废水处理利用现有的尾矿中和设施，经处理后的中和产物通过溜槽和泵送到尾矿库。渗滤浸出结束后，浸出尾渣卸堆前用清水洗涤，使流出液pH达3.5以上，然后用汽车倒入尾渣场并按1比例拌合石灰。尾渣场出口建透水拦渣坝和集液池，尾渣场排液集中于集液池，用泵返回渗浸场配制溶浸液，达到排放要求则外排。5.浸出液处理主要工艺流程 自己动手用cad画！6主要

8、工艺参数根据项目简介中列出的数据以及常规铀水冶厂所确定的工艺参数可将吸附、淋洗、沉淀及过滤四个流程的主要工艺参数如下表列出：序号参 数 名 称参 数一、吸附工序1吸附方式三塔串联顺流吸附2树脂类型强碱性阴离子交换树脂3溶液流量16m3/h4空塔线速度8m/h5吸附段数3段6吸附原液U浓度1g/L7吸附尾液U浓度7.2.1树脂用量的计算塔径：d=1.6m，总树脂床高为5m，湿视密度0.66-0.73g/ml。树脂体积：V= m3树脂质量：m= kg7.3吸附效率吸附原液铀浓度1g/L，吸附尾液铀浓度10mg/L。= %7.4淋洗7.4.1淋洗液的用量取一天24小时，则：24小时内树脂上吸附的U：

9、 kg因淋洗效率为97%，故淋洗下的U：97%=kg根据淋洗合格液U浓度15gL-1可计算：合格液的体积：V1= 15kg/ m3= m3 取 m37.4.2淋洗剂用量根据淋洗剂：1.0MNH4NO3+0.1MH2SO4 淋洗液体积25m3可计算：24小时内所需H2SO4物质的量：m1=25 m3100M/ m3=2500M所需H2SO4的质量：m=2500M98g/M=245kg因浓H2SO4的比重为：1.84103kg/m3故所需浓H2SO4的体积：245kg（1.84103kg/m3）=0.133 m324小时内所需NH4NO3的摩尔数：25m31kmol/ m3=25kmol故所需NH

10、4NO3的质量：m=25kmol80g/mol=2000kg7.5沉淀产品的沉淀采用片碱（氢氧化钠），常温沉淀pH控制在7.5，沉淀母液铀浓度：小于10mg/L；沉淀采用板框压滤，滤饼含水30%，产品铀含量60%。沉淀时铀主要是以碳酸铀酰离子的形式存在，为了保证沉淀母液中的铀浓度在小于10mg/L，则需要加入H2SO4使碳酸铀酰离子变成硫酸铀酰离子，再把沉淀池中的沉淀通过压滤机专用泵打到板框压滤机压滤得到产品。7.5.1沉淀效率【6】假设合格液与沉淀母液体积相等，根据淋洗合格液U浓度15gL-1、沉淀母液U浓度10mg最小沉淀效率为：=%取沉淀效率为：99.9%7.5.2沉淀反应物、产物质量计

11、算根据上述计算中合格液体积25m3、合格液U浓度15gL-1、沉淀时间：1h，老化时间23h、沉淀效率99.9%可计算：沉淀总时间=沉淀时间+老化时间=1+23=24h24h内参与沉淀的U：m=25 m315kg/ m399.9%=375.37kg根据铀沉淀过程的主要化学反应【7】：铀的沉淀：2UO2SO4+6NaOHNaU2O7+2Na2SO4+3H2O酸碱中和：H2SO4+2NaOHNa2SO4+2H2O由化学反应方程式可知：2UO2SO46NaOHNaU2O7 2 6 1 375.37/238 x/40 y/634解得：NaOH质量x= NaU2O7质量y=H2SO42NaOH 1 2

12、245/98 z/40NaOH质量z=故：24小时内总NaOH用量m1=1所以碱耗为：NaOH）kg/（U）kg7.6过滤7.6.1浓浆体积根据相关文献、铀水冶厂的基本参数和项目建设以及浓浆运输的要求【8】，取浓浆含水70%，浓浆比重1.5103kg/m3，浓浆含NaU2O7：499.97kg可计算一天中： 浓浆体积V=m37.6.2产品体积已知产品“111”含水：30%、“111”产品含U：60%、黄饼比重2.5故可知产品“111”含NaU2O7：77%产品质量m=77%=649.31kg产品体积V=（2.5103）kg/m3=0.26m37.5.3过滤时间根据铀水冶厂日处理“111” 产品

13、体积0.26 m3，可假设板框压滤机的板框面积5m2，板框数50个，滤饼厚度50mm。根据24h内产品“111”含U： g，产品质量 kg可计算：“111”产品含U：389.5kg649.31kg=60.01%60% 符合项目参数要求故上述计算合理。8所需设备的计算及选型8.1设备选择原则（1）在满足生产工艺要求的前提下，选择成熟可靠、结构简单、便于操作和维护的设备。（2）工艺设备选型首先立足于选择国产先进、高效节能设备。（3）关键设备易于实现机械化和自动化，减少岗位操作人员，降低作业人员劳动强度。（4）尽量选择性价比较高设备，节省设备投资。8.2吸附塔、淋洗塔选型【10】由上述计算可知：塔径

14、1.6m，塔高4m，由此可确定塔的尺寸。同时因为铀浸出液回收工艺采用的是新型固定床吸附，即三塔串联顺流吸附、三塔串联顺流淋洗共6塔，各塔之间的尺寸都是一样的。8.3所需管道的选型地浸矿山因浸出铀的需要，需注入酸、碱、氧化剂，造成了腐蚀的条件【13】，同时使浸出液具有了酸性。因工艺流程中含有酸性液体，具有腐蚀性，不宜采用金属管道。因此不管在质量、成本、要求等方面塑料管比较金属管更加适合水冶厂中的管道要求。在抽出浓浆时，考虑到浓浆时中性，而且是运送固体颗粒多，易磨损等特性，所以选用钢管。8.3.1淋洗管进行淋洗时淋洗剂流量2m3/h，取管内流速5400m/h可得到下式： 解得：d= mm确定淋洗管

15、型号为PE80级聚乙烯管材。其主要参数如下：型号规格公称压力（MPa）公称外径（mm）壁厚（mm）计算管径（mm）PE80级聚乙烯管材SDR11型1.25252.320.48.3.2吸附管、反冲水管在进行吸附时，溶液流量为16m3/h，故管内流量也为16m3/h。根据铀水冶厂工艺要求，管内流速不能超过1.5m/s，即5400m/h。吸附管与反冲水管管内流量相等，故两者的规格相同。管的直径可由管内流量与管内流速计算得到【14】，即：d=mm根据上述工艺要求，对吸附管、反冲水管选择PE80级聚乙烯管材。0.6754.366.48.3.3浓浆管 取浓浆管内流量1.1m3/h，控制流速0.5m/s，即

16、1800m/h根据下式：3.14d241800m/h=1.1m3/h 解得：d=30mm确定浓浆管型号为焊接钢管：DN328.4所需池子选型8.4.1集液池与尾液池 工业设计上用到的集液池有两个， 一个是用于收集地浸产生的浸出液，其大小与浸出液的流量和进入吸附塔溶液流量有关；另一个是用于收集反冲水的，其大小与前者一样大。一般按5h的溶液流量体积来确定集液池的大小.。已知溶液流量16m3/h，故：集液池：V1=5h16m3/h=80 m3尾液池是用于收集吸附尾液，然后将其送往井场。其大小和吸附尾液流量有关，而吸附尾液流量与原液流量相等，故尾液池体积与集液池体积相等。尾液池：V2= V1=80 m

17、3集液池与尾液池的体积形状一般为圆筒状，现取高径比为1.0，即高度h等于直径d，考虑安全因素取高度h小于3m，则:S=V/H=80/3=26.67S=3.14d2/4 d=5.83m故池的规格为60003000又因为工艺所处理的浸出液是在酸法地浸条件下产生，故无论是浸出液还是吸附尾液中都具有一定的酸性。所以，集液池与尾液池必须要耐酸，不易腐蚀且使用寿命长，再考虑池子的大小以及经济等因素，采用钢筋混泥土衬软塑建造的池子最佳。8.4.2淋洗剂配置槽与洗水槽工业设计上用到的淋洗剂配置槽池用于配置淋洗剂，其大小与淋洗剂的流量有关。洗水槽的规格一般与前者同等。一天内可得到 m3。根据工艺要求，取1天内淋

18、洗剂的用量来确定淋洗剂配置槽的体积。一般而言，槽的体积是其体内液体体积的1.01.2倍，故取淋洗剂配置槽的体积为 m3淋洗剂配置槽的体积形状一般为圆筒状，其高径比在1.01.5之间，现取高径比为1.0，即高度h等于直径d，则:淋洗剂配置槽体积：V=m3解得d=m 则h=d=m 故淋洗剂配置槽的规格为铀因为淋洗剂中含有一定量的H2SO4，使的整个淋洗剂显酸性。因此，设计淋洗剂配置槽时一定要考虑它的耐酸、耐腐蚀等问题，对于其也应使用钢筋混泥土衬软塑来建造。8.4.3沉淀槽沉淀槽是用于进行沉淀反应以及使沉淀颗粒能顺利沉降的设备，其大小与沉淀总时间，即沉淀时间、老化时间，以及单位时间淋洗合格液的流量m

19、3/d有关。同淋洗剂配置槽的体积确定一样，沉淀槽的确定也按1天内淋洗合格液的体积来确定。1天内，淋洗合格液的体积：V=3铀水冶厂在工艺上一般都是设置两个沉淀槽，其中一个沉淀槽进行沉淀工序，另一个沉淀槽进行合格液的收集工作。故两个沉淀槽的体积为淋洗合格液体积的一半，即为 m3。同上，槽的体积是其体内液体体积的1.01.2倍，取单个沉淀槽体积为 m3。同上，沉淀槽的体积形状一般也为圆筒状，其高径比在1.01.5之间，现取高径比为1.0，即高度h等于直径d，则:沉淀槽体积：V =14m3d=m 则h=d=m 故沉淀槽的规格为3000合格液是由淋洗剂而来，淋洗饱和树脂的过程中，淋洗剂中的H2SO4几乎

20、没什么变化，因此，合格液也是显酸性的。故沉淀槽必须要耐酸，同上述槽体设计一样，沉淀槽也应使用钢筋混泥土衬软塑来建造。8.5板框过滤机选型 工作制度：一天取一次产品 一天处理浓浆体积V= 1.111m3 为了便于工作的连续生产，我们选两个板框压滤机，其型号为XMY70/800-UB，单个可处理容积为1.12m3 。 所以选择板框压滤机XMY70/800-UB。过滤面积m2滤板规格mm滤饼厚度mm滤板数量（块）容积dm3过滤压力MPa地脚中心mm外形尺寸mm质量长L1宽B长L宽K高HXMY70/800-UB70800 800321120430066052901100126539378.6各类泵选型选泵需要考虑流量、扬程。流量需要考虑装置的富余能力及装置内各设备能力的协调平衡和工艺过程影响流量变化范围；泵的扬程需要留有适当的余量，一般为正常需要扬程的1.051.1倍【15】；装置的有效汽蚀余量应该大于泵所需要的允许汽蚀余量；介质液面高于泵中心者，应取最低液面；介质液面低