磁性粒狀吸附劑吸附提鈾的磁穩定床裝置，包括底座、磁穩定床層和管道；所述的磁穩定床層底部固接在所述的底座上；所述的磁穩定床層下部設有進水管道，上部設有出水管道，且進水管道和出水管道均設有相應的閥門；所述的磁穩定床層從外到內依次為床層外殼、保溫層、電磁裝置、吸附裝置；所述的磁穩定床層裝置從下到上依次為換熱裝置、液體混勻器和吸附裝置；所述的吸附裝置分為三級吸附層，每級吸附層包括雙層支撐網和磁性粒狀吸附劑；所述的磁性粒狀吸附劑填充在雙層支撐網之間，且所述的磁性顆粒的直徑大于雙層支撐網的孔徑。本實用新型專利技術的有益效果是裝置成本低、操作簡便；吸附過程中磁性粒狀吸附材料以磁懸浮的形式均勻有序的分布于吸附裝置中，導致吸附速率快、吸附容量大、循環使用率高，可實現連續性和規模化操作。
【技術實現步驟摘要】
磁性粒狀吸附劑吸附提鈾的磁穩定床裝置
本技術涉及一種磁性粒狀吸附劑吸附提鈾的磁穩定床裝置。
技術介紹
鈾是重要的戰略資源，在國防建設和經濟建設中發揮著不可替代的作用，廣泛應用于能源、軍工等領域。在軍工領域，鈾可作為制造核武器的關鍵材料。在非軍工領域，鈾多用于民用核能的原料。因此實現鈾資源的有效富集與回收具有重要的意義。據估算海水中鈾的總量為45億噸，是陸地上已探明的鈾礦儲量陸地上已探明的鈾礦儲量1000余倍。因為海水成分十分復雜，其中鈾含量相對較低，所以海水中鈾的富集與提取主要采用吸附法。該方法通常采用對鈾有吸附性能的有機聚合材料為吸附劑，但目前研究表明已有的吸附劑雖然對鈾具有較好的吸附性能，但其選擇性較差，不利于溶液中鈾與干擾離子的分離。同時已有的吸附劑吸附完成后難以實現與含鈾的溶液體系進行分離，且吸附劑在實用過程中的溶損率較高。以Fe3O4柱撐的層狀硅酸鹽材料為基體的粒子型有機復合樹脂為吸附劑，可以有效解決吸附劑對鈾的選擇性和使用過程中溶損率的問題，實現對鈾的高效、連續和規模化吸附。現有的鈾的吸附裝置主要為柱式裝置，選擇合適的柱式裝置并將吸附劑進行填充。該類裝置中吸附劑以緊密堆積的形式存在，導致裝置的流動性和滲透性差，增大了吸附過程中的傳質和傳熱阻力，降低了吸附提鈾的效果。柱式吸附裝置不利于實現大規模和工業化的應用。本技術將磁穩定床技術應用于吸附提鈾領域，提出一種新型的磁性粒狀吸附劑吸附提鈾的磁穩定床裝置，通過磁場與磁性吸附劑的相互作用，可以顯著改善吸附過程中的傳質和傳熱阻力，提高吸附提鈾的效率，有望實現吸附提鈾的連續化、規模化的工業應用。
技術實現思路
針對傳統的柱式吸附裝置吸附提鈾過程中存在的流動性和滲透性差、提鈾效率低、難以規模化應用的問題，本技術提出了一種結構簡單、吸附效率高、可連續化應用的磁性粒狀吸附劑吸附提鈾的磁穩定床裝置。本技術所述的磁性粒狀吸附劑吸附提鈾的磁穩定床裝置，其特征在于：包括底座、磁穩定床層和管道；所述的磁穩定床層底部固接在所述的底座上；所述的磁穩定床層下部設有進水管道，上部設有出水管道，且進水管道和出水管道均設有相應的閥門；所述的磁穩定床層從外到內依次為床層外殼、保溫層、電磁裝置、吸附裝置；所述的磁穩定床層裝置從下到上依次為換熱裝置、液體混勻器和吸附裝置；所述的吸附裝置分為三級吸附層，每級吸附層包括雙層支撐網和磁性粒狀吸附劑；所述的磁性粒狀吸附劑填充在雙層支撐網之間，且所述的磁性顆粒的直徑大于雙層支撐網的孔徑。所述的底座為方形。所述的磁穩定床層為圓柱筒結構，且最外層附有保溫層。所述的吸附裝置為三級吸附結構所述的磁性粒狀吸附劑為以Fe3O4/層狀結構硅酸鹽為基體的、對鈾具有選擇性和吸附性的離子型有機復合樹脂顆粒，且磁性粒狀吸附劑的粒徑為2~4mm。所述的雙層支撐網的孔徑為0.8~1.5mm所述的換熱裝置為電加熱溫度可控型空氣列管換熱器，且所述的列管換熱器中列管的材質為玻璃或PP或PVC等耐腐蝕性的材料；換熱器的溫度控制范圍為20~80℃。所述的液體混勻器具有均勻的孔徑分布，且通過帶有微孔的板面直接與所述的吸附裝置相連。所述的底座、磁穩定床層、管道等材料為PP或PVC等耐腐蝕性的材料。工作過程：采用本技術進行吸附操作時，含鈾的溶液通過在一定壓力下通過進水管道流入此裝置，經換熱裝置進行控溫后，經液體混合器以流線速度由底部向上使溶液均勻分散于磁穩定床層中；同時通過電磁裝置控制一定的磁場強度，使吸附裝置中的磁性粒狀吸附劑在磁性的作用下均勻、有序的分布于吸附裝置中。流經支撐網之間均勻有序分布的磁性吸附材料后，從裝置上端的出水管道流出并收集，形成動態的吸附過程。此過程控制含鈾溶液流出和流出速度，使其穩定流經磁穩定床層并與吸附劑進行充分接觸，實現動態吸附過程。吸附完成后，將含鈾溶液更換為解吸液，進行解吸過程，此過程的操作等同于吸附過程，從出水管道流出的解吸液為所需的富鈾溶液。本技術與現有技術相比具有以下特點：1、本技術通過電磁裝置與吸附裝置相結合，通過控制磁場強度，實現了磁性粒狀吸附劑在吸附裝置中呈現均勻、規則、有序分布，可有效解決現有技術中吸附劑顆粒堆積造成的流動性和滲透性差、吸附效率低的問題。2、本技術以磁性粒狀吸附劑實現對鈾的吸附，與現有技術相比，磁性粒狀吸附劑中含有層狀硅酸鹽無機基體，可有效增加吸附劑的親水性，解決現有技術中有機聚合物吸附劑親水性差的問題；磁性吸附劑中的離子基團可顯著提高吸附劑對鈾的選擇性，解決現有技術中其他金屬離子的干擾問題。3、本技術結構簡單，易于實施，可實現吸附提鈾過程中的連續性和規模化操作。附圖說明下面結合附圖對本技術的具體實施方式作進一步詳細的說明。圖1為本技術的結構示意圖。圖2為本技術存在磁場時的結構示意圖。圖1和圖2中：1-底座2-磁穩定床層21-床層外殼22-保溫層23-電磁裝置24-吸附裝置25-磁性粒狀吸附劑26-雙層支撐網27-液體混勻器28-換熱裝置31-進水管道32-出水管道。具體實施方式下面結合附圖進一步說明本技術，參照附圖：實施例1本技術所述的磁性粒狀吸附劑吸附提鈾的磁穩定床裝置，包括底座1、磁穩定床層2和管道31、32；所述的磁穩定床層2底部固接在所述的底座1上；所述的磁穩定床層2下部設有進水管道31，上部設有出水管道32，且進水管道和出水管道均設有相應的閥門；所述的磁穩定床層2從外到內依次為床層外殼21、保溫層22、電磁裝置23、吸附裝置24；所述的磁穩定床層裝置2從下到上依次為換熱裝置28、液體混勻器27和吸附裝置24；所述的吸附裝置24分為三級吸附層，每級吸附層包括雙層支撐網26和磁性粒狀吸附劑25；所述的磁性粒狀吸附劑25填充在雙層支撐網26之間，且所述的磁性粒狀吸附劑25的粒徑大于雙層支撐網26的孔徑。所述的底座1為方形。所述的磁穩定床層2為圓柱筒結構，且最外層附有保溫層3。所述的吸附裝置24為三級吸附結構所述的磁性粒狀吸附劑25為以Fe3O4/層狀結構硅酸鹽為基體的、對鈾具有選擇性和吸附性的離子型有機復合樹脂顆粒，且磁性粒狀吸附劑的粒徑為2~4mm。所述的雙層支撐網26的孔徑為0.8~1.5mm所述的換熱裝置28為電加熱溫度可控型空氣列管換熱器，且所述的列管換熱器中列管的材質為玻璃或PP或PVC等耐腐蝕性的材料；換熱器的溫度控制范圍為20~80℃。所述的液體混勻器27具有均勻的孔徑分布，且通過帶有微孔的板面直接與所述的吸附裝置24相連。所述的底座1、磁穩定床層2、管道31和32等材料為PP或PVC等耐腐蝕性的材料。工作過程：采用本技術進行吸附操作時，含鈾的溶液通過在一定壓力下通過進水管道31流入此裝置，經換熱裝置28進行控溫后，經液體混合27器以流線速度由底部向上使溶液均勻分散于磁穩定床層2中；同時通過電磁裝置23控制一定的磁場強度，使吸附裝置24中的磁性粒狀吸附劑25在磁性的作用下均勻、有序的分布于吸附裝置24中。流經支撐網26之間均勻有序分布的磁性粒狀吸附劑25后，從裝置上端的出水管道32流出并收集，形成動態的吸附過程。此過程控制含鈾溶液流出和流出速度，使其穩定流經磁穩定床層2并與吸附劑進行充分接觸，實現動態吸附過程。吸附完成后，將含鈾溶液更換為本文檔來自技高網...
【技術保護點】
磁性粒狀吸附劑吸附提鈾的磁穩定床裝置，其特征在于：該磁穩定床裝置包括底座(1)、磁穩定床層(2)、進水管道(31)和出水管道(32)；所述的磁穩定床層(2)底部固接在所述的底座(1)上；所述的磁穩定床層(2)下部設有進水管道(31)，上部設有出水管道(32)，且進水管道(31)和出水管道(32)均設有相應的閥門；所述的磁穩定床層(2)從外到內依次為床層外殼(21)、保溫層(22)、電磁裝置(23)、吸附裝置(24)；所述的磁穩定床層(2)裝置從下到上依次為換熱裝置(28)、液體混勻器(27)和吸附裝置(24)，且上述裝置通過管道依次進行連接；所述的吸附裝置(24)分為三級吸附層，每級吸附層包括雙層支撐網(26)和磁性粒狀吸附劑(25)；所述的磁性粒狀吸附劑(25)填充在雙層支撐網(26)之間，且所述的磁性粒狀吸附劑(25)的直徑大于雙層支撐網(26)的孔徑。
【技術特征摘要】
1.磁性粒狀吸附劑吸附提鈾的磁穩定床裝置，其特征在于：該磁穩定床裝置包括底座(1)、磁穩定床層(2)、進水管道(31)和出水管道(32)；所述的磁穩定床層(2)底部固接在所述的底座(1)上；所述的磁穩定床層(2)下部設有進水管道(31)，上部設有出水管道(32)，且進水管道(31)和出水管道(32)均設有相應的閥門；所述的磁穩定床層(2)從外到內依次為床層外殼(21)、保溫層(22)、電磁裝置(23)、吸附裝置(24)；所述的磁穩定床層(2)裝置從下到上依次為換熱裝置(28)、液體混勻器(27)和吸附裝置(24)，且上述裝置通過管道依次進行連接；所述的吸附裝置(24)分為三級吸附層，每級吸附層包括雙層支撐網(26)和磁性粒狀吸附劑(25)；所述的磁性粒狀吸附劑(25)填充在雙層支撐網(26)之間，且所述的磁性粒狀吸附劑(25)的直徑大于雙層支撐網(26)的孔徑。2.如權利要求1所述的磁性粒狀吸附劑吸附提鈾的磁穩定床裝置，其特征在于所述的磁穩定床層(2)為圓柱筒型，且在床層最外層附有保溫層(22)。3.如權利要求1所述的磁性粒狀吸附劑吸附提鈾的磁穩定床裝置，其特征...
【專利技術屬性】
技術研發人員：馬軍，田素燕，英榮建，
申請(專利權)人：臨沂大學，
類型：新型
國別省市：山東,37
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