砂岩矿层预疏通实验装置和实验方法与流程

    专利2026-07-27  13


    本发明涉及预疏通实验,具体是涉及一种砂岩矿层预疏通实验装置和实验方法。


    背景技术:

    1、我国适宜于地浸采铀的砂岩铀矿普遍存在渗透性相对较低的问题,低渗透性是地浸过程中矿层堵塞的主要原因之一,且造成抽注液量较低,开采效率较低。预疏通是含碳酸盐砂岩铀矿中性浸出时,正式浸出的前置措施,用于在正式浸出前改善矿层渗透性,提高正式浸出抽液量和金属回收效率。

    2、因此,亟需一种砂岩矿层预疏通实验装置和方法,以通过实验室规模的研究,为现场实际预疏通工艺提供配方和参数。


    技术实现思路

    1、本发明的目的是提供一种砂岩矿层预疏通实验装置和实验方法,以解决上述现有技术存在的问题,能够为现场实际预疏通工艺提供设计依据。

    2、为实现上述目的,本发明提供了如下方案:

    3、本发明提供了一种砂岩矿层预疏通实验装置,包括配制槽、矿层模拟机构、在线测量机构、集液槽、吸附机构和尾液槽,所述配制槽内用于通入co2并配制成疏通剂,且所述配制槽与所述矿层模拟机构相接,并用于在co2的推动下将疏通剂通入所述矿层模拟机构内,所述矿层模拟机构与所述集液槽相接,所述集液槽用于收集经所述矿层模拟机构流出的疏通液,所述集液槽与所述吸附机构相接,并用于将疏通液通入所述吸附机构内,所述吸附机构用于对疏通液除铀,且所述吸附机构与所述尾液槽相接,所述尾液槽与所述配制槽相接,并用于将除铀后的疏通液通入所述配制槽内,所述矿层模拟机构的进口处和出口处均设有取样阀,且所述在线测量机构位于所述矿层模拟机构的出口处。

    4、优选地,所述矿层模拟机构包括多个依次连通的模拟矿层柱,且所述配制槽的出口处和各所述模拟矿层柱的出口处各安装有一所述取样阀,位于一端的所述模拟矿层柱的进口处与所述配制槽的出口连通,位于另一端的所述模拟矿层柱的出口处与所述集液槽的进口处连通。

    5、优选地,各所述模拟矿层柱的出口处均安装有一出样管,所述配制槽的出口处和各所述出样管上均安装有一压力传感器。

    6、优选地,各所述出样管均与一连通管连通,所述连通管的一端与所述在线测量机构相接,并用于将各所述模拟矿层柱内排出的疏通剂通入所述在线测量机构内。

    7、优选地,所述连通管上还安装有一总取样阀,所述总取样阀靠近所述在线测量机构设置。

    8、优选地,所述集液槽和所述吸附机构之间,以及所述尾液槽和所述配制槽之间均安装有传输泵。

    9、优选地,所述吸附机构包括多个依次连通的吸附剂柱,且各所述吸附剂柱的出口处均设有取样口。

    10、优选地,所述在线测量机构为hco3-浓度监测仪。

    11、优选地,所述配制槽和所述矿层模拟机构之间还设有单向阀。

    12、本发明还提供了一种砂岩矿层预疏通实验方法,使用上述技术方案中任一项所述的砂岩矿层预疏通实验装置,包括以下步骤:

    13、s1,向所述配制槽内的矿层水中注入co2并配制成疏通剂,用co2推动疏通剂进入所述矿层模拟机构;

    14、s2,监测所述矿层模拟机构进口处压力并测得压力值p0,并采集进入所述矿层模拟机构前的样品,监测所述配制槽内hco3-、co32-等离子浓度及ph;

    15、s3,监测所述矿层模拟机构中,第一个所述模拟矿层柱出口处的压力并测得压力值p1,疏通剂经过第一个所述模拟矿层柱时的压力降为:△p1=p0-p1,疏通剂经过第二个所述模拟矿层柱时的压力降为△p2=p1-p2,疏通剂经过第n个所述模拟矿层柱时的压力降为△pn=pn-1-pn;

    16、s4,开启第一个所述模拟矿层柱出口处的取样阀,根据疏通剂流速,开启时间为5min-20min,使第一个所述模拟矿层柱流出的疏通液为3ml,冲洗所述吸附机构出口处到所述在线测量机构管道内残余溶液,使用所述在线测量机构测定疏通液中hco3-浓度为c1,测定所述配制槽出口处取样阀流出液hco3-浓度c0,则疏通液经过第一个所述模拟矿层柱后hco3-浓度增加值为△c1=c0-c1;

    17、s5,对所述吸附机构出口处的疏通剂进行铀浓度监测。

    18、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果:

    19、本发明提供的砂岩矿层预疏通实验装置和实验方法,配制槽内用于通入co2并配制成疏通剂,且配制槽与矿层模拟机构相接,并用于在co2的推动下将疏通剂通入矿层模拟机构内,采用设定压力的co2作为驱动力,驱动疏通剂进入矿层模拟机构的方式进行实验,更接近现场疏通过程的co2注入方式,矿层模拟机构与集液槽相接,集液槽用于收集经矿层模拟机构流出的疏通液,集液槽与吸附机构相接,并用于将疏通液通入吸附机构内,吸附机构用于对疏通液除铀,且吸附机构与尾液槽相接,尾液槽与配制槽相接,并用于将除铀后的疏通液通入配制槽内,通过使疏通液经吸附机构去除铀后循环配制疏通剂,实现疏通剂hco3-累积,更接近现场实际循环疏通过程,矿层模拟机构的进口处和出口处均设有取样阀,且在线测量机构位于矿层模拟机构的出口处,并用于监测疏通液中hco3-的浓度,在线监测方法使得疏通剂配制和驱动时co2压力对疏通液hco3-浓度影响能够及时得到反映,进而通过上述设计,能够为现场预疏通试验提供co2注入压力、疏通液hco3-累积浓度等工艺参数。



    技术特征:

    1.一种砂岩矿层预疏通实验装置,其特征在于:包括配制槽、矿层模拟机构、在线测量机构、集液槽、吸附机构和尾液槽,所述配制槽内用于通入co2并配制成疏通剂,且所述配制槽与所述矿层模拟机构相接,并用于在co2的推动下将疏通剂通入所述矿层模拟机构内,所述矿层模拟机构与所述集液槽相接,所述集液槽用于收集经所述矿层模拟机构流出的疏通液,所述集液槽与所述吸附机构相接,并用于将疏通液通入所述吸附机构内,所述吸附机构用于对疏通液除铀,且所述吸附机构与所述尾液槽相接,所述尾液槽与所述配制槽相接,并用于将除铀后的疏通液通入所述配制槽内,所述矿层模拟机构的进口处和出口处均设有取样阀,且所述在线测量机构位于所述矿层模拟机构的出口处。

    2.根据权利要求1所述的砂岩矿层预疏通实验装置,其特征在于:所述矿层模拟机构包括多个依次连通的模拟矿层柱,且所述配制槽的出口处和各所述模拟矿层柱的出口处各安装有一所述取样阀,位于一端的所述模拟矿层柱的进口处与所述配制槽的出口连通,位于另一端的所述模拟矿层柱的出口处与所述集液槽的进口处连通。

    3.根据权利要求2所述的砂岩矿层预疏通实验装置,其特征在于:各所述模拟矿层柱的出口处均安装有一出样管,所述配制槽的出口处和各所述出样管上均安装有一压力传感器。

    4.根据权利要求3所述的砂岩矿层预疏通实验装置,其特征在于:各所述出样管均与一连通管连通,所述连通管的一端与所述在线测量机构相接,并用于将各所述模拟矿层柱内排出的疏通剂通入所述在线测量机构内。

    5.根据权利要求4所述的砂岩矿层预疏通实验装置,其特征在于:所述连通管上还安装有一总取样阀,所述总取样阀靠近所述在线测量机构设置。

    6.根据权利要求1所述的砂岩矿层预疏通实验装置,其特征在于:所述集液槽和所述吸附机构之间,以及所述尾液槽和所述配制槽之间均安装有传输泵。

    7.根据权利要求1所述的砂岩矿层预疏通实验装置,其特征在于:所述吸附机构包括多个依次连通的吸附剂柱,且各所述吸附剂柱的出口处均设有取样口。

    8.根据权利要求1所述的砂岩矿层预疏通实验装置,其特征在于:所述在线测量机构为hco3-浓度监测仪。

    9.根据权利要求1所述的砂岩矿层预疏通实验装置,其特征在于:所述配制槽和所述矿层模拟机构之间还设有单向阀。

    10.一种砂岩矿层预疏通实验方法,其特征在于:使用权利要求1-9中任一项所述的砂岩矿层预疏通实验装置,包括以下步骤:


    技术总结
    本发明公开了一种砂岩矿层预疏通实验装置和实验方法,涉及预疏通实验技术领域,配制槽内用于通入CO<subgt;2</subgt;并配制成疏通剂,且配制槽与矿层模拟机构相接,并用于在CO<subgt;2</subgt;的推动下将疏通剂通入矿层模拟机构内,矿层模拟机构与集液槽相接,集液槽用于收集经矿层模拟机构流出的疏通液,集液槽与吸附机构相接,并用于将疏通液通入吸附机构内,吸附机构用于对疏通液除铀,且吸附机构与尾液槽相接,尾液槽与配制槽相接,并用于将除铀后的疏通液通入配制槽内,矿层模拟机构的进口处和出口处均设有取样阀,且在线测量机构位于矿层模拟机构的出口处。该砂岩矿层预疏通实验装置和实验方法能够为现场实际预疏通工艺提供设计依据。

    技术研发人员:程威,廖文胜,赵利信,陈希,王立民,霍建党,王亚奴
    受保护的技术使用者:核工业北京化工冶金研究院
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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