一種多級(jí)濾料過濾裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及固液分離領(lǐng)域，尤其涉及鈾濃縮中浸出液進(jìn)入離子交換的預(yù)處理領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]核能作為目前最清潔的一種能源，越來越受到許多國家的青睞。而核反應(yīng)最主要的燃料一一鈾，它是一種能夠發(fā)生核裂變并產(chǎn)生核聚能的金屬，而世界各國的鈾礦石中鈾平均含量比較低，且很分散，雜質(zhì)種類復(fù)雜、含量高。通常采用的方法是濕法冶金。濕法冶金首要步驟就是浸出工藝，將大多數(shù)無用的雜質(zhì)分離出來。浸出工藝就是用化學(xué)試劑將與眾多礦物伴生的礦石中的有用組分一一鈾轉(zhuǎn)化為可溶性化合物，并選擇性地溶解出來，得到含金屬鈾的溶液，實(shí)現(xiàn)鈾組分與雜質(zhì)組分的分離過程。然后通過離子交換法或溶劑萃取法提純，再進(jìn)一步鈾濃縮，實(shí)現(xiàn)核的利用。
[0003]浸出就是將含有溶劑的水溶液，例如酸溶液或堿溶液等，直接與鈾礦石按一定的比例進(jìn)行攪拌混合接觸，使之在礦石中的鈾有選擇性地溶解在含有酸、堿的水溶液中，而與其它不溶解的礦物進(jìn)行分離，得到含有絕大部分的鈾而只含有極少部分溶解的其它礦物成分的水溶液，從而實(shí)現(xiàn)鈾與其它礦物的分離。通常采用的浸出方法(如攪拌浸出、堆浸等)得到的浸出液中包括含鈾溶液、部分雜質(zhì)及固體礦渣。如不將浸出液中的雜質(zhì)去除，不僅會(huì)造成后續(xù)工藝中離子交換裝置床層局部堵塞，而且會(huì)導(dǎo)致樹脂磨損，影響樹脂吸附效果，造成浸出液中的鈾大量流失。
[0004]通常在進(jìn)入離子交換之前串聯(lián)的多段水力旋流分離器和螺旋分級(jí)機(jī)，但由于浸出液對(duì)設(shè)備的磨蝕性強(qiáng)、流動(dòng)性差，設(shè)備分離效果差、容易被磨損、操作故障較多等缺點(diǎn)。后來發(fā)展到應(yīng)用流態(tài)化技術(shù)進(jìn)行浸出液的粗砂細(xì)泥分離和粗砂洗滌。這種方法雖然操作連續(xù)、簡便且穩(wěn)定，但無法分離出較細(xì)顆粒的雜質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種多級(jí)濾料過濾裝置，在保留流體力學(xué)截污原理基礎(chǔ)上強(qiáng)制改變過濾空隙，濾層實(shí)現(xiàn)無級(jí)變孔隙，過濾截污能力大為增強(qiáng)。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)關(guān)鍵在于將過濾填料分?jǐn)?shù)層鋪設(shè)，由下至上，每層直徑逐漸增大，密度逐漸減小。每層設(shè)計(jì)厚度根據(jù)濾料配級(jí)數(shù)量及水質(zhì)情況決定。上層濾料因直徑較大，從而濾料間的孔隙率較大，可用于截留較大顆粒雜質(zhì)，下層濾料空隙率較小，用于截留較小顆粒雜質(zhì)。常規(guī)同級(jí)配濾料，雜質(zhì)主要被截留在上層濾料表面，容易造成板結(jié)，截污能力小，反洗周期短。過濾雜質(zhì)達(dá)到一定厚度通過清水反洗，反洗后可根據(jù)濾料的密度差異自動(dòng)分層，密度大的小直徑濾料優(yōu)先沉淀，密度小的大直徑濾料稍后沉淀，直至恢復(fù)到初始鋪設(shè)狀態(tài)。其具體技術(shù)方案為:一種多級(jí)濾料過濾裝置，包括殼體，殼體頂端和底端分別設(shè)置有進(jìn)水口和出水口，所述殼體設(shè)置有過濾填料層，其特征在于所述過濾填料層由至少三層直徑逐漸變小的空心細(xì)纖維蓬松球狀填料組成，所述空心細(xì)纖維蓬松球狀填料由內(nèi)部的塑料骨架以及纏繞于塑料骨架上的細(xì)纖維組成，所述細(xì)纖維纏繞厚度5~15_。
[0007]作為優(yōu)選，所述過濾填料層依次分為上中下三層，上層過濾填料直徑040，厚度400mm，中層過濾填料直徑025，厚度400mm，下層過濾填料直徑015，厚度400mm。
[0008]作為優(yōu)選，所述下層過濾填料鋪設(shè)于支撐網(wǎng)格架上，所述支撐網(wǎng)格架由多個(gè)上大下小的錐體間隔均布構(gòu)成。
[0009]作為優(yōu)選，所述塑料骨料為空心球體狀，球體表面均布有透水孔。
[0010]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明空心細(xì)纖維纏繞骨架設(shè)計(jì)，保持單個(gè)濾料各向空隙率相等，減少水頭損失，并使單位容積過濾能力大幅提高，克服傳統(tǒng)實(shí)心纖維球?yàn)V料內(nèi)部密實(shí)，空隙小、易積污垢、難以清洗干凈、過濾效率低的缺點(diǎn)。濾料密度梯度設(shè)計(jì):1.2-1.Sg/cm3之間，根據(jù)直徑不同，密度略有差異，直徑從大到小，密度逐漸變大，密度差異由濾料內(nèi)部骨架配重實(shí)現(xiàn)。其過濾填料主要成分由共聚物紡絲制得，具有較好的耐酸堿性能。同時(shí)也具備一定的強(qiáng)度，內(nèi)有耐酸堿塑料骨架支撐，施加壓力不至于擠壓變形，而影響其孔隙度。由于其結(jié)構(gòu)特性，使其具備親水性能:在水中完全浸潤，不會(huì)因?yàn)榍逑磿r(shí)附著氣泡而上浮，并且易于反洗；攜帶電荷性:利用相同電荷排斥原理，浸出液中顆粒雜質(zhì)常帶有負(fù)電荷，濾料表面同樣攜帶負(fù)電荷，反洗時(shí)截留雜質(zhì)顆粒極易被沖洗去除。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2為過濾填料的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖3為圖2的塑料骨架結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]1.一種多級(jí)濾料過濾裝置，包括殼體001，殼體001頂端和底端分別設(shè)置有進(jìn)水口011和出水口 012，所述殼體001設(shè)置有過濾填料層002，所述過濾填料層002由三層直徑逐漸變小的空心細(xì)纖維蓬松球狀填料021組成，所述空心細(xì)纖維蓬松球狀填料021由內(nèi)部的塑料骨架211以及纏繞于塑料骨架211上的細(xì)纖維212組成，所述細(xì)纖維212纏繞厚度5~15mm。所述塑料骨料211為空心球體狀，球體表面均布有透水孔211a。某鈾礦浸出液處理，表觀渾濁，水量15m3/h，pH= 1.5，Si02=500mg/L，設(shè)計(jì)過濾裝置01000，濾料層數(shù)3層，總計(jì)高度1200mm，下層過濾填料021c直徑015，厚度400mm，中層過濾填料021b直徑025，厚度400mm，上層過濾填料021a直徑040，厚度400mm，過濾后S12S 2mg/L,水質(zhì)清澈透明。所述下層過濾填料021c鋪設(shè)于支撐網(wǎng)格架003上，所述支撐網(wǎng)格架003由多個(gè)排水帽031間隔均布構(gòu)成。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多級(jí)濾料過濾裝置，包括殼體，殼體頂端和底端分別設(shè)置有進(jìn)水口和出水口，所述殼體設(shè)置有過濾填料層，其特征在于所述過濾填料層由至少三層直徑逐漸變小的空心細(xì)纖維蓬松球狀填料組成，所述空心細(xì)纖維蓬松球狀填料由內(nèi)部的塑料骨架以及纏繞于塑料骨架上的細(xì)纖維組成，所述細(xì)纖維纏繞厚度5~15_。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多級(jí)濾料過濾裝置，其特征在于所述過濾填料層依次分為上中下三層，上層過濾填料直徑040，厚度400mm，中層過濾填料直徑025，厚度400mm，下層過濾填料直徑015，厚度400mm。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的所述的一種多級(jí)濾料過濾裝置，其特征在于所述下層過濾填料鋪設(shè)于支撐網(wǎng)格架上，所述支撐網(wǎng)格架由多個(gè)排水帽間隔均布構(gòu)成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多級(jí)濾料過濾裝置，其特征在于所述塑料骨料為空心球體狀，球體表面均布有透水孔。
【專利摘要】一種多級(jí)濾料過濾裝置，包括殼體，殼體頂端和底端分別設(shè)置有進(jìn)水口和出水口，所述殼體設(shè)置有過濾填料層，所述過濾填料層由至少三層直徑逐漸變小的空心細(xì)纖維蓬松球狀填料組成，所述空心細(xì)纖維蓬松球狀填料由內(nèi)部的塑料骨架以及纏繞于塑料骨架上的細(xì)纖維組成，所述細(xì)纖維纏繞厚度5~15mm。在保留流體力學(xué)截污原理基礎(chǔ)上強(qiáng)制改變過濾空隙,濾層實(shí)現(xiàn)無級(jí)變孔隙,過濾截污能力大為增強(qiáng)。
【IPC分類】C22B60/02, C22B3/22, B01D24/12, G21C21/02, C22B3/02
【公開號(hào)】CN105013221
【申請?zhí)枴緾N201410179499
【發(fā)明人】吳亞平, 魯舜峰, 趙海波, 于杰, 姜犇
【申請人】江蘇中超環(huán)保股份有限公司
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2014年4月30日