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气液相脉冲火花放电强化铀浸出装置及方法

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成果类型:
专利
发明/设计人:
陈文光;李广悦;饶益花;李峰;董招辉;...
申请/专利权人:
南华大学
专利类型:
发明专利
语种:
中文
申请时间:
2020-02-28
申请/专利号:
CN202010127623.0
公开时间:
2020-06-09
公开号:
CN111254297A
主申请人地址:
421001 湖南省衡阳市常胜西路28号
申请地区:
湖南
机构署名:
本校为第一完成单位
主权项:
1.一种气液相脉冲火花放电强化铀浸出装置,其特征在于,包括: 储液罐,存储有待处理的铀浸出液; 反应室,与风源系统连通; 雾化装置,设置于所述反应室上方,且雾化出口与所述反应室连通; 输送系统,用于连通所述反应室与所述雾化装置,将所述待处理的铀浸出液输送至所述雾化装置; 放电电极,设置于所述反应室内,与高压脉冲电源电连接,包括放电正电极和放电负电极,且所述放电正电极和放电负电极相对设置; 当所述雾化装置喷出雾滴时,所述风源系统工作,同时所述高压脉冲电源输出高压脉冲至所述放电正电极和放电负电极,使所述雾滴在所述反应室内进行火花放电并产生化学反应,将待处理的铀浸出液中的亚铁离子氧化成铁离子。 2.根据权利要求1所述的气液相脉冲火花放电强化铀浸出装置,其特征在于,所述反应室底部与所述储液罐顶面固定连接,且所述反应室与所述储液罐连通;优选地,所述反应室底部设置多个微孔。 3.根据权利要求1所述的气液相脉冲火花放电强化铀浸出装置,其特征在于,所述输送系统包括进液口与所述储液罐连通的动力泵;所述动力泵出液口通过三通阀与所述雾化装置进液口连通,所述三通阀的其中一个输出端口为处理完后的铀浸出液的输出口。 4.根据权利要求1所述的气液相脉冲火花放电强化铀浸出装置,其特征在于,所述高压脉冲电源与控制系统电连接;优选地,所述控制系统与臭氧监测装置电连接;所述臭氧监测装置进气口与所述反应室连通,所述臭氧监测装置排气口位于所述反应室外。 5.根据权利要求1所述的气液相脉冲火花放电强化铀浸出装置,其特征在于,所述反应室外壁为金属材质,所述反应室内部为耐酸材质;所述反应室外壁与脉冲微波发生装置连接;优选地,所述脉冲微波发生装置包括高压脉冲直流电源;所述高压脉冲直流单元与磁控管电连接;所述磁控管与波导管连接;所述波导管与所述反应室外壁连接。 6.根据权利要求1所述的气液相脉冲火花放电强化铀浸出装置,其特征在于,所述放电正电极和放电负电极之间的距离为1~5厘米;优选地,所述放电正电极表面积小于所述放电负电极表面积。 7.根据权利要求1所述的气液相脉冲火花放电强化铀浸出装置,其特征在于,所述雾化装置的出口与金属套管连通,所述金属套管伸入所述反应室内;所述金属套管下方设置有金属圆环;所述金属套管、金属圆环分别与直流电源的正极、负极电连接;优选地,所述金属圆环与金属件固定连接,所述金属件一端穿过所述反应室,并与反应室外壁接触;优选地,所述金属圆环所在位置的反应室内径与所述金属圆环直径之差为1~5厘米;优选地,所述金属套管、金属圆环之间的垂直距离为10~15厘米;优选地,所述直流电源电压的大小为5~8千伏。 8.根据权利要求1~7之一所述的气液相脉冲火花放电强化铀浸出装置,其特征在于,所述反应室包括相互连接的上部圆柱体和下部圆柱体,所述上部圆柱体内径小于所述下部圆柱体内径。 9.一种利用权利要求1~8之一所述装置强化铀浸出的方法,其特征在于,该方法包括:将待处理的铀浸出液送入雾化装置内,高压脉冲电源输出高压脉冲至放电电极,同时风源系统向反应室内输入空气,反应室内发生火花放电,将所述雾化装置喷出的雾滴中的亚铁例子氧化成铁离子,当所述储液罐内溶液氧化还原电位比处理前的氧化还原电位高100毫伏时,所述高压脉冲电源、风源系统、雾化装置停止工作。 10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述高压脉冲电源工作时,检测所述反应室内的臭氧含量是否低于预设值,若不低于,则调整所述放电正电极和放电负电极之间的距离或者电压幅度,使得所述反应室内的臭氧含量低于预设值;优选地,所述高压脉冲电源输出的电压为10千伏~50千伏,重复频率不超过100千赫兹,脉冲宽度为10微秒~500微秒;优选地,所述高压脉冲电源的放电脉冲电压U与放电电极距离满足:单个脉冲能量:优选地,所述高压脉冲电源的放电参数与循环动力泵循环雾化流量L之间的关系式如下:k为系数,取值范围为0.005~0.05;c为高压脉冲电源的储能电容值;U为放电电压幅值;f为重复频率;D为脉冲宽度的占空比;d为放电正电极和放电负电极之间的距离,L为循环动力泵循环雾化流量,单位为升/分钟。
摘要:
本发明公开了一种气液相脉冲火花放电强化铀浸出装置及方法,包括储液罐;与风源系统连通的反应室;设置于所述反应室上方的雾化装置,且雾化出口与所述反应室连通;输送系统用于连通所述反应室与所述雾化装置,将所述待处理的铀浸出液输送至所述雾化装置;放电电极,与高压脉冲电源电连接,包括放电正电极和放电负电极,且所述放电正电极和放电负电极相对设置;当所述雾化装置喷出雾滴时,所述风源系统工作,同时所述高压脉冲电源输出高压脉冲至所述放电正电极和放电负电极,使所述雾滴在所述反应室内进行化学反应,将待处理的铀浸出液中的亚铁离子氧化成铁离子。本发明可以提高铀的浸出率,进...

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