【導(dǎo)讀】規(guī)設(shè)計(jì)開采的約，尚有約13萬噸有待開發(fā)利用。源幾乎沒有開發(fā)利用的價(jià)值。如果能夠通過對(duì)鈾礦堆浸工藝技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步深入系統(tǒng)的研究，充分發(fā)揮。資源范圍，促進(jìn)我國天然鈾產(chǎn)量的提高。和采用串聯(lián)堆浸工藝，許多情況下可得到鈾質(zhì)量濃度在4g/l以上的浸出合格液，的鈾礦堆浸液具有重要的意義。在礦石濕法冶金過程中，由于礦石物組成及性質(zhì)。和洗滌的弊端，鐵礬法除鐵就是使弱酸性硫酸鹽溶液中的鐵離子在較高的溫度，濾洗滌，非常穩(wěn)定且在水中的溶解度很小。離子交換法和萃取法是從水相中提取鈾的兩。離子交換法的工業(yè)應(yīng)用是通過以。離子交換設(shè)備為主體組合配套而成的離子交換裝置來實(shí)現(xiàn)的。展，當(dāng)今已投產(chǎn)應(yīng)用的離子交換設(shè)備，種類繁多，特點(diǎn)各異。目前在我國鈾水冶廠和鈾礦山廢水處理廠中應(yīng)用的離子交換設(shè)備主要。國內(nèi)鈾礦石堆浸均是以硫酸作浸出劑，浸出的選擇性較差，在浸出鈾的同時(shí)，劑萃取法應(yīng)用到鈾的濕法冶金中以后，上述沉淀法幾乎完全被取代。

　　

【正文】 dTCpmTT5402021)2040( 3 1 0 3 1 0?????????????? ??τ 其中 T1為合格液 T2為反應(yīng)溫度 Cp 為合格液定壓熱容，約為水的定壓熱容 M 為進(jìn)料的質(zhì)量流量，等于其體積流量與其密度 ⑵反應(yīng)過程的熱效應(yīng) Q2： 由于物料在此設(shè)備中末發(fā)生化學(xué)翻譯能夠，故 Q2=0 ⑶累積的熱量 Q4： 在連續(xù)過程中，通常 Q4的數(shù)值非常小在計(jì)算中可以忽略不計(jì)。 綜合以上數(shù)據(jù)可知，輸出的熱量 Q3 即等于輸入 的熱量 Q1，即Q3= hkJ510? 。 設(shè)備選型 國內(nèi)沉淀槽（濃密機(jī)）的設(shè)計(jì)和制造已成系列生產(chǎn)，根據(jù)沉降槽面積A(m2)、沉降槽直徑 D(m)從文獻(xiàn)中，查出： 表 18 中心傳動(dòng)式 型號(hào) 內(nèi)徑/m 深度/m 沉降面積/m2 刮臂每轉(zhuǎn)時(shí)間/min 電動(dòng)機(jī) 設(shè)備重量 /t 生產(chǎn)廠 功率/kW 轉(zhuǎn)速/rmin1 930 遼源重型機(jī)器廠 復(fù)核檢驗(yàn)耙式沉降槽深度 H 等于 H=H1+H2+H3+H4 式中 H1—— 澄清區(qū)高度， m ； H2—— 自由沉降區(qū)高度， m ； H3—— 壓縮區(qū)高度， m ； H4—— 濃縮物區(qū)高度， m ； 過渡區(qū)高度通常不單獨(dú)考慮。為保證溢流液質(zhì)量，澄清區(qū)高度應(yīng)保持在~，自由沉降區(qū)高度應(yīng)為 ~。 壓縮區(qū)高度 H3可通過液固比、沉降時(shí)間等求得 設(shè)從底流口排出 1kg 干固體時(shí)，排出的濃縮漿料體積為 Vsp(m3/kg(固 ))， VSP=(1+R)/ρ SL 式中 R—— 料漿在壓縮區(qū)內(nèi)的液固比， kg(液 )/kg(固 ) ρ SL—— 料漿在壓縮區(qū)內(nèi)的密度， kg/m3 令 VSL為料漿在壓縮區(qū)下降的密度， 則 VSL= VSP /ASP 因此 H3=VSL179。 △ t3=(1+R)△ t3∕ (ρ SL ASP) 式中 ASP—— 濃縮 1kg/s 干物料所需濃密得面積， m3/(kg/s)。 從相關(guān)文獻(xiàn)查出 ASP≈~ m3/(kg/s) 把 R＝ ， △ t3＝ 20min＝ 1/3 h， ρ SL≈1020kg/m3代入上式， 得： H3≈~ 濃縮物區(qū)高度 H4可由下式求得 H4＝ D/2 tanα ＝ 176。 ＝ 式中 D—— 沉降槽直徑， m ； α—— 沉降槽錐底傾角，（176。）。 H=H1+H2+H3+H4≤ 驗(yàn)算通過。 板框式壓濾機(jī) 本次設(shè)計(jì)是利用板框式壓濾機(jī)來進(jìn)行過濾，設(shè)定過濾壓強(qiáng)為 105Pa，由《分離工程》（袁惠新主編，中國石化出版社出版）查得過濾常數(shù)為 5179。 105m2/s，由經(jīng)驗(yàn)值得濾渣體積和濾液體積之比為 。底流的密度為：（含 UO450％，ρ 清夜 ≈1000kg/m3） 14＝清液???UO 則 ρ uo4≈1020kg/m3 V 固 ≈327L 由于所處理的 UO4 水懸浮液，其濾液無揮發(fā)性，也無毒性，故宜采用明流式手動(dòng)板框壓濾機(jī)（ BMS）。根據(jù)處理固體量，由 BMS 型明流式手動(dòng)板框壓濾機(jī)技術(shù)規(guī)格表查出可選擇型號(hào)為 BMS30— 635/25 的壓濾機(jī)，具體技術(shù)規(guī)格如表19： 型號(hào) 過濾面積 /m2 框內(nèi)尺寸/mm 濾框厚度/mm 濾框數(shù)（片） 濾板數(shù)（片） 框內(nèi)總?cè)莘e/L 工作壓力/Pa 螺桿壓緊力/N 頭板最大位移/mm 外形尺寸 /mm 機(jī)器總指質(zhì)量/kg 長 寬 高 BMS3 30 6356 25 38 37 38 8 5 50 38 12 12 5200 0635/25 35 0 179。106 179。105 0 10 60 00 過濾時(shí)間： 濾框全部充滿濾渣時(shí)送出的濾液量為： V＝框內(nèi)總?cè)萘?/＝ ＝ 19m3 單位面積的濾液量為： q＝ V/A＝ 19m3/30m2＝ 由上述過濾常數(shù)代入過濾方程可得： q2＝ K179。 t ＝ 5179。 105179。 t t＝ 8192s＝ 洗滌時(shí)間： 濾餅洗 滌 2 次，洗滌比 1:2。 則有 Tw＝ 2179。 8AwV2/KA2 ＝ 2179。 8179。 179。 179。 105 ＝ 65536s＝ 壓濾機(jī)的生產(chǎn)能力： 間歇式過濾機(jī)其生產(chǎn)能力以一個(gè)操作循環(huán)為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，其操作循環(huán)通常包括三個(gè)過程；過濾、洗滌、和卸裝、卸渣、清洗等輔助過程，所以沒個(gè)循環(huán)所需要的時(shí)間是這三個(gè)部分時(shí)間之和。 [25] Tt＝ T + Tw + Td 式中 Tt—— 每個(gè)循環(huán)所需的時(shí)間， h T —— 每次過濾的時(shí)間， h Tw—— 每次洗滌的時(shí)間， h Td—— 每個(gè)操作循環(huán)中拆裝、卸餅等輔助操作所需 的時(shí)間， h T 和 Tw可按前面所介紹的方法確定， Td 需根據(jù)過濾機(jī)的具體操作情況由經(jīng)驗(yàn)確定，求出了每個(gè)循環(huán)所需的時(shí)間 Tt，即可根據(jù)下式計(jì)算板框式壓濾機(jī)的生產(chǎn)能力； Q ＝ V/T + Tw + Td 式中 Q—— 過濾機(jī)的生產(chǎn)能力； m3/s V—— 每個(gè)操作循環(huán)所需的濾液量； m3。 若洗滌后卸渣、清洗、重裝等輔助操作共需 1h 則 Tt ＝ T + Tw + Td ＝ + + 1h ＝ 24h 生產(chǎn)能力為： Q ＝ V/Tt ＝ 19m3/＝ 濾框數(shù)量 所用濾框尺寸與數(shù)量，必須正好容納一個(gè)操作循環(huán)所形成餅。若以n 表示板框數(shù)，以 b 表示框內(nèi)的邊長，以 ? 表示框厚，則濾框容積為： V 固 ＝ nb2δ ＝ (m3) 故所需濾框數(shù)為 H2O2 n= V 固 /b2δ ＝ 179。 ＝ ≈ 28 BMS30— 635/25 型壓濾機(jī)，每臺(tái)有 38 個(gè)濾框，可見一臺(tái)即可。操作中使用框數(shù) 28 個(gè)，其余可做備用，該過濾機(jī)型號(hào)（ BMS30— 635/25）意義如下： B —— 板框 壓濾機(jī) M —— 明流式； S —— 手動(dòng)壓緊 30 —— 過濾面積； 635 —— 框內(nèi)邊框長 25 —— 框厚； 六．環(huán)境保護(hù)及安全衛(wèi)生 化工生產(chǎn)中廢棄的污染物一般隨廢水、廢氣排出，或以廢渣的形式排放。污染物排入環(huán)境可造成水體，環(huán)境和大氣的污染。在進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)和工程設(shè)計(jì)時(shí)，要把“三廢”的治理作為重要的環(huán)節(jié)，作到“三同時(shí)”，即同時(shí)設(shè)計(jì)，同時(shí)施工，同時(shí)投產(chǎn)。治理“三廢”的積極思路就是改造工藝，不產(chǎn)生無法治理或難以治理的，其次是“三廢”的資源化，回收利用或生產(chǎn)出新的產(chǎn)品 [26]。 七．設(shè)備一覽表及公用工程 年產(chǎn) 100噸 鈾水冶車間 需要的設(shè)備及其規(guī)格如下表所示： 表 20 主要生產(chǎn)設(shè)備一覽表 序號(hào) 項(xiàng)目 規(guī)格 數(shù)量 1 H2O2液貯槽 V=４ L,材質(zhì)為 Q235A碳素鋼 1 2 板框壓濾機(jī) BMS30— 635/25 2 3 沉降槽 1 4 預(yù)處理罐 V=12m3, 材質(zhì)為 Q235A碳素鋼 1 5 真空泵 型號(hào) 2WLD25往復(fù)式，抽速 25L/s 1 6 換熱器 固定管板式 2 7 反應(yīng)釜 V=10m3, HG/T237292 1 8 動(dòng)力泵 2BA6A型，流量 20m3/h 4 注 ： 需配套管道閥門若干； 100～ 150噸風(fēng)冷水塔 2個(gè)，作為冷卻水循環(huán)使用裝置 (1). 電 對(duì)輸入的動(dòng)力電源的要求：采用單回路電壓為 380伏，頻率為 50赫茲，允許波動(dòng)范圍 177。3% 。電器設(shè)備對(duì)電源的要求 [27]： 1） 對(duì)于電動(dòng)機(jī)，使用 380伏交流電。 2） 正常照明用 220/380伏交流電，事故照明用 220伏直流電。 3） 電器部分控制，信號(hào)及繼電保護(hù)用 220伏直流電。 4）儀表電源用 100伏和 24伏。 (2).加熱蒸汽 生 產(chǎn)需要決定蒸汽壓力和溫度，蒸汽壓力取低壓 (G),進(jìn)反應(yīng)釜溫度為293℉ ，出釜溫度為 100℃ ，流量為 75Kg/min。 八． 結(jié)論與討論 1) 鐵礬一過氧化氫兩步沉淀法生產(chǎn)黃餅對(duì)一般的鈾堆浸液是適宜的，其 p(U)4 g／ L， p(Fe)6 g／ L。否則因溶液處理量大，會(huì)造成能耗過高；除鐵所需試劑用量增大，鐵礬量大而導(dǎo)致鈾損失增大。 2) 鐵礬法有較高的除鐵效率 (94%)；礬渣易于過濾和洗滌，渣中 w(U)低，可作 為放射性廢渣處理后尾棄；碳酸鈣為中和劑，不僅成本低，還可同時(shí)除去部分SO42。鐵礬法保證了下一步鈾的過氧化氫沉淀能順利進(jìn)行。 3) 在 pH ～ ，對(duì)鈾的選擇性高，可有效使鈾與鋁等雜質(zhì)分離，鈾的沉淀率達(dá) %以上。鈾以過氧化鈾結(jié)晶形式被沉淀，故黃餅有良好的沉降、過濾、洗滌性能。 4) 沉淀鈾的效果及過氧化氫耗量與第一步除鐵結(jié)果關(guān)系密切：若 p(Fe)200 mg／ L，沉淀母液中． p(U)可達(dá) 10 mg／ L 以下，每 t鈾過氧化氫耗量約 t(約為理論用量的 )；若 p(Fe)400 mg／ L，每 t鈾加入過氧化氫 意的 沉淀鈾效果。 5) 翁源鈾礦試生產(chǎn)數(shù)據(jù)表明，鐵礬一過氧化氫兩步沉淀法生產(chǎn)黃餅，包括能耗(生成鐵礬需將溶液加熱 90～ 95℃ )和試劑消耗的費(fèi)用，每 t鈾 (其中能耗約 2 000元 )，比離子交換法約低 30%。該方法總回收率 98，產(chǎn)品中 w(U)達(dá) 65%以上，其質(zhì)量也完全滿足收購標(biāo)準(zhǔn)。由于過程中未引入 Cl、 NO3，故沉淀母液大部分 (Φ︽ 60%)可返回浸出工序，外排廢水量顯著減小。因此本工藝具有投資少，基建周期短，工藝流程簡單，操作方便，生成成本低，回收率高，產(chǎn)品質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)。 參考文獻(xiàn) ： [1]李偉才 ,張飛鳳，曾毅君 .世界鈾水冶技術(shù)發(fā)展概況 [J].1984， 19(5):1015 [2]梅里特 R C．鈾的提取冶金學(xué) [M]．北京：科學(xué)出版 社， 1978. 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