本发明专利技术公开了一种测试海水提铀材料性能的装置及测试方法，本发明专利技术的海水调控系统采用多级过滤的模式，在去除海水中固体杂质的同时可以对海水中海洋微生物的可控过滤，可以实现微生物对提铀材料性能影响的研究。本发明专利技术采用了两种不同模式的吸附放置方式的多组并联运行的工艺，实现了对吸附条件的可控化工艺。本发明专利技术装置采用了预留口设计，可以便利的实现对柱状吸附系统和槽状吸附系统的扩展。本发明专利技术具有流程简单、装置操作便捷、系统稳定性好、吸附条件可控和可进行多组平行对比实验的优点，该方法能够有效实现在真实海水环境下对海水提铀材料性能的全面考核筛选，对于海水提铀材料研发和相关技术研究具有重要价值。
A device and test method for testing the properties of uranium materials extracted from seawater
【技术实现步骤摘要】
一种测试海水提铀材料性能的装置及测试方法
本专利技术属于海水提铀
，具体涉及一种测试海水提铀材料性能的装置及测试方法。
技术介绍
铀资源是核工业持续发展的基础资源，是核能发展的战略资源，在核能不断发展的背景下，核燃料铀的保障问题日渐突显。2015年，国际原子能组织(IAEA)和经济合作发展组织下属核能机构(OECD-NEA)公布，全世界已探明的铀矿资源总质量约为7.64×106吨，这部分铀资源经估算，只够人类使用120年左右。再加上未探明的约7.70×106吨铀矿资源，以及可从其它含极少量铀的磷矿、有色金属矿等矿石中提炼的约7.3×106-8.4×106吨铀，总铀资源仅够人类使用300年左右。为保障核能的持续发展，对非常规铀资源进行开发具有重要的战略意义。世界海水总量约为1.37×109km3，其中铀的浓度为1.4×10-8mol/L(3.3μg/L)，海水中含铀总量约为45亿吨，这大约是陆地岩石中含铀总量的1000倍，够人类使用7.2万年。另外有学者报道海底岩石上还附着大量未溶于水的铀资源，这部分铀资源是海水中铀资源的1000倍，足够人类使用数千万年之久。每年河水汇集补充到海水中的金属铀约27000吨，海水流动性大，浓度会很快达到平衡，且没有地域限制，属于共享资源。如果能开发稳定、高效、廉价并可重复利用的海水提铀方法，那么海水中的铀将成为一种“取之不尽”的能源，足以保证人类能源的可持续发展。因此，“海水提铀”被认为是最具挑战性，也是“回报”最高的核燃料资源研发项目，Nature杂志在2016年将“海水提铀”评为“Sevenchemicalseparationstochangetheworld”之一。我国在上世纪60年代就启动了海水提铀研究，但是由于种种原因出现了三十多年的空白期。随着近年来国家对未来能源发展的定位以及对海洋资源开发利用的重点部署，海水提铀的重要意义在国内开始备受关注。发展海水提铀对于保障我国核能的可持续发展和推进我国海洋资源综合利用具有重要而长远的战略意义。海水提铀的最终目的是要求提铀材料可以从真实海水中提取出铀化合物，因此对于海水提铀材料在真实海水环境中的性能考核至关重要。然而现有的对于提铀材料性能测试的装置主要是利用在实验室自行配置的模拟海水作为吸附对象对材料进行性能考察研究，并不能真实的反应提铀材料在真实海水环境下的提铀性能以及海水适应性能。由于吸附对象的不同，现有的装置的技术并未考虑真实海水的高盐浓度、腐蚀性等因素的干扰，特别是海洋微生物对提铀材料的性能影响非常明显，因此亟需发展一套以真实海水为吸附对象，针对海水组成特点，用于在真实海水环境下测试提铀材料性能的装置及方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种测试海水提铀材料性能的装置及一种测试海水提铀材料性能的方法。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种测试海水提铀材料性能的装置，该装置包括海水调控系统、柱状吸附系统、槽状吸附系统，其中，所述的海水调控系统包括海水进口，水泵，第一微生物控制器，缓冲器，柱状吸附系统进口，槽状吸附系统进口，排液口，溢流管I；所述柱状吸附系统通过柱状吸附系统进口与海水调控系统连通，所述槽状吸附系统通过槽状吸附系统进口与海水调控系统连通。所述的海水调控系统还包括第二微生物控制器。所述的第一微生物控制器、第二微生物控制器采用多级膜过滤。所述的第一微生物控制器、第二微生物控制器分别采用4μm、0.4μm的透水膜组成各自的过滤膜。所述的柱状吸附系统包括入口阀I、计量泵I、吸附柱、取样口、排放阀I、排放管I、第一预留口及第二预留口。所述的第一预留口、第二预留口将多个柱状吸附系统并联连接。所述的槽状吸附系统包括入口阀II，计量泵II，吸附槽，循环阀，溢流管II，排放阀II，排放管II及第三预留口。所述的吸附槽为多组，各吸附槽之间通过第三预留口管路并联连接，第三预留口将多组槽状吸附系统在并联连接。海水提铀材料填装于吸附柱内。海水提铀材料填装于吸附槽内。本专利技术的一种测试海水提铀材料性能的装置，是针对不同的提铀材料所适用的不同吸附类型，采用柱式吸附和槽式吸附两种模式设计的。并针对真实海水的组成特点，采用海水调控系统对海水中的海洋微生物进行可控过滤，以便开采海洋微生物对提铀材料性能影响的研究工作。并通过流量控制流经海水提铀材料的流速，达到在不同条件下对提铀材料性能研究的目的。基于上述测试海水提铀材料性能的装置，本专利技术还提供了一种测试海水提铀材料性能的方法，包括以下步骤：a.天然海水由海水进口通过水泵送入海水调控系统；b.天然海水在海水调控系统内首先通过第一微生物控制器或者第二微生物控制器对海洋微生物进行调控，再进入缓冲器，缓冲器中调控后的天然海水通入通过柱状吸附系统进口和槽状吸附系统进口分别进入柱状吸附系统和槽状吸附系统；c.海水在柱状吸附系统中通过入口阀I进行流量控制流进吸附柱，海水中的铀被海水提铀材料吸附，吸附后的海水通过去排放管I排出；d.海水在槽状吸附系统中进行内循环，反复流经吸附槽中固定的海水提铀材料，超过溢流管II高度的海水溶液通过溢流管II排入排放管II。所述的步骤(c)中，柱状吸附系统的各吸附柱之间采用并联设计，且各吸附柱通过相应的入口阀I对流量进行独立控制。所述的步骤(d)中，槽状吸附系统通过计量泵II进行流速可控的内循环，各吸附槽之间采用并联设计，且各吸附槽通过相应的入口阀II对流量进行独立控制。本专利技术的一种测试海水提铀材料性能的方法针对海水提铀过程中铀浓度低、处理量大的，提铀材料性能研究周期长且易收到海洋微生物影响的特点，建立了设计合理在真实海水环境中测试海水提铀材料性能的装置，该装置可根据不同的测试需求，实现多组材料不同流速、不同周期、不同吸附形式的性能研究，具有流程简单、装置操作便捷、系统稳定性好的优点，该方法能够有效实现对海水提铀材料性能的考核筛选，对于海水提铀项目研究具有重要的应用价值。附图说明图1为本专利技术包括海水调控系统及柱状吸附系统的测试海水提铀材料性能的装置的结构示意图；图2为本专利技术包括海水调控系统及槽状吸附系统的测试海水提铀材料性能的装置的结构示意图；图中，1.海水调控系统11.海水进口12.水泵13.第一微生物控制器14.第二微生物控制器15.缓冲器16.柱状吸附系统进口17.槽状吸附系统进口18.排液口19.溢流管I2.柱状吸附系统21.入口阀I22.计量泵I23.吸附柱24.取样口25.排放阀I26.排放管I27.第一预留口28.第二预留口3.槽状吸附系统31.入口阀II32.计量泵II33.吸附槽34.循环阀35.溢流管II36.排放阀II37.排放管II38.第三预留口。具体实施方式下面结合附图和实施例详细说明本专利技术。本专利技术将通过例子并参照附图的方式说明，本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种测试海水提铀材料性能的装置，其特征在于，该装置包括海水调控系统(1)、柱状吸附系统(2)、槽状吸附系统(3)，其中，所述的海水调控系统(1)包括海水进口(11)、水泵(12)、第一微生物控制器(13)、缓冲器(15)、柱状吸附系统进口(16)、槽状吸附系统进口(17)、排液口(18)及溢流管I(19)；所述柱状吸附系统(2)通过柱状吸附系统进口(16)与海水调控系统(1)连通，所述槽状吸附系统(3)通过槽状吸附系统进口(17)与海水调控系统(1)连通。/n
【技术特征摘要】
1.一种测试海水提铀材料性能的装置，其特征在于，该装置包括海水调控系统(1)、柱状吸附系统(2)、槽状吸附系统(3)，其中，所述的海水调控系统(1)包括海水进口(11)、水泵(12)、第一微生物控制器(13)、缓冲器(15)、柱状吸附系统进口(16)、槽状吸附系统进口(17)、排液口(18)及溢流管I(19)；所述柱状吸附系统(2)通过柱状吸附系统进口(16)与海水调控系统(1)连通，所述槽状吸附系统(3)通过槽状吸附系统进口(17)与海水调控系统(1)连通。
2.根据权利要求1所述的测试海水提铀材料性能的装置，其特征在于，所述的海水调控系统(1)还包括第二微生物控制器(14)。
3.根据权利要求1或2所述的测试海水提铀材料性能的装置，其特征在于，所述的第一微生物控制器(13)、第二微生物控制器(14)采用多级膜过滤。
4.根据权利要求1或2所述的测试海水提铀材料性能的装置，其特征在于，所述的第一微生物控制器(13)、第二微生物控制器(14)分别采用4μm、0.4μm的透水膜组成各自的过滤膜。
5.根据权利要求1所述的测试海水提铀材料性能的装置，其特征在于，所述的柱状吸附系统(2)包括入口阀I(21)、计量泵I(22)、吸附柱(23)、取样口(24)、排放阀I(25)、排放管I(26)、第一预留口(27)及第二预留口(28)。
6.根据权利要求5所述的测试海水提铀材料性能的装置，其特征在于，所述的第一预留口(27)、第二预留口(28)将多个柱状吸附系统并联连接。
7.根据权利要求1所述的测试海水提铀材料性能的装置，其特征在于，所述的槽状吸附系统(3)包括入口阀II(31)，计量泵II(32)，吸附槽(33)，循环阀(34)，溢流管II(35)，排放阀II(36)，排放管II(37)及第三预留口(38)。
8.根据权利要求7所述的槽状吸附系统，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪小琳，文君，田杰，王宁，程冲，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院核物理与化学研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51
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