一種應用比色法在線檢測吸附尾液中鈾濃度的裝置的制作方法

本發明涉及屬于鈾礦山水冶廠吸附尾液中鈾濃度的測定，具體涉及一種應用比色法在線檢測吸附尾液中鈾濃度的裝置。

背景技術：

在天然鈾生產工藝過程中，鈾水冶廠的首要任務是將鈾從礦石中提取出來，使鈾與大量雜質得以初步分離。從礦石中提取鈾主要需要經過以下步驟：采礦﹑鈾礦石的破碎和磨細﹑鈾礦石的浸取﹑礦漿的固液分離﹑離子交換等。

在離子交換步驟中，主要是用離子交換樹脂從鈾浸出液中富集﹑提純鈾和制取鈾化合物的過程。此過程主要包括鈾的吸附﹑鈾的淋洗﹑離子交換樹脂的再生等。

在用離子交換樹脂吸附鈾浸出液中的鈾時，每克離子交換樹脂都有吸附容量，當超過了離子交換樹脂的吸附容量時，樹脂不能再吸附鈾(需要對離子交換樹脂進行再生)，此時進離子交換柱的鈾浸出溶液就不經吸附而直接變為吸附尾液，此吸附尾液中的鈾濃度就超出工藝的排放要求(小于5毫克每升)。

現在水冶廠分析吸附尾液中的鈾濃度都是按照釩酸銨滴定法的原理由工作人員手工分析。(釩酸銨滴定法的原理：在磷酸介質中，用還原劑將鈾還原成四價，過量的還原劑用亞硝酸鈉氧化，剩下的亞硝酸鈉用尿素破壞，然后在3-5摩爾每升的磷酸介質中，以二苯胺磺酸鈉作指示劑，用釩酸銨標準溶液滴定至溶液出現微紫紅色，在30秒內不退即為終點)；并且釩酸銨滴定法的檢出范圍為0.005％∽2％。對于上述方法步驟繁瑣，所需試劑種類較多，分析速度慢，不適合現場的快速檢測。并且對于吸附尾液中小于5毫克每升的鈾濃度的測定，用釩酸銨滴定法滴定體積小，易產生誤差，靈敏度較難滿足現場分析的需要。由于手工分析誤差較大，速度較慢，吸附尾液中鈾濃度經常超標，這樣對資源造成了極大的浪費，對后續環保處理造成了較大的負擔，同時手工分析不能實現整個生產過程自動控制的實現，針對核工業系統的現狀，研制出一種能快速，準確的分析吸附尾液中鈾濃度的在線分析儀器對于指導工業生產具有很重要的實際意義。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種應用比色法在線檢測吸附尾液中鈾濃度的裝置，其能夠提高分析精度和分析速度，簡化分析操作，降低工作人員的勞動強度，提高工作效率，同時給離子交換工藝步驟提供及時準確的數據，并且為整個生產過程的自動控制的實現提供條件。

實現本發明目的的技術方案：一種應用比色法在線檢測吸附尾液中鈾濃度的裝置，該裝置包括化學流路系統和控制系統；

所述的化學流路系統包括反應器，向反應器內注入吸附尾液的管路、注入緩沖劑的管路、注入顯色劑的管路、注入清洗水的管路，在每條管路上均設置電磁閥，同時管路均連接蠕動泵；所述的化學流路還包括測量反應器中溶液的吸光度的光度檢測器；

所述的控制系統包括計算機系統，計算機系統連接電源、液晶顯示器；計算機系統連接控制化學流路系統的蠕動泵、電磁閥以及光度檢測器啟動或停止工作；

該裝置工作時：計算機系統控制一定量的被測量吸附尾液經管路泵入反應器，然后計算機系統控制緩沖試劑和顯色試劑經管路也泵入反應器，發生化學反應，產生顏色，再經計算機系統控制光度檢測器檢測出吸光度；計算機系統把吸光度代入到預先制定的工作曲線中，計算出被測量吸附尾液中被測離子的濃度。

如上所述的一種應用比色法在線檢測吸附尾液中鈾濃度的裝置，其在向反應器內注入吸附尾液的管路上設置溢流杯，吸附尾液先進入溢流杯后，再從溢流杯中通過所連接的管路取定量液體進入反應器；同時反應器內液體可排出進入廢液槽。

如上所述的一種應用比色法在線檢測吸附尾液中鈾濃度的裝置，該裝置工作時：(a)打開注入吸附尾液的管路上的電磁閥，將吸附尾液泵入溢流杯，并且多余吸附尾液溢流出去；從溢流杯取吸附尾液清洗裝置內部管路，多余的吸附尾液從反應器下部排出進入廢液槽；(b)打開注入吸附尾液的管路上的電磁閥，將一定量的吸附尾液泵入反應器內；(c)打開注入緩沖劑的管路上的電磁閥，將一定量的緩沖劑泵入反應器內；(d)打開注入顯色劑的管路上的電磁閥，將一定量的顯色劑泵入反應器內；(e)光度檢測器啟動，檢測反應器內顯色后的溶液的吸光度；(f)將反應器的溶液排出；(g)打開注入清洗水的管路上的電磁閥，將清洗水泵入反應器內，清洗反應器；反應器后把清洗水排出，等待下一次測量；(h)計算機系統把吸光度代入到預先制定的工作曲線中，計算出被測量吸附尾液中被測鈾離子的濃度。

如上所述的一種應用比色法在線檢測吸附尾液中鈾濃度的裝置，其所述的計算機系統把吸光度代入到預先制定的工作曲線，具體為通過測量已知濃度的標準溶液的吸光度，在濃度和吸光度之間建立起的一元二次方程，由計算機系統計算出一元二次方程的計算系數，確定工作曲線。

如上所述的一種應用比色法在線檢測吸附尾液中鈾濃度的裝置，其所述的蠕動泵有多個，分別用于吸附尾液、清洗水、顯色劑、緩沖劑的輸送，并由計算機系統控制工作。

如上所述的一種應用比色法在線檢測吸附尾液中鈾濃度的裝置，其所述的電磁閥有多個，均在計算機系統控制下工作。

如上所述的一種應用比色法在線檢測吸附尾液中鈾濃度的裝置，其所述的液晶顯示器以中文方式顯示出測量結果、時間及運行的各種狀態，并以中文菜單方式引導用戶通過觸摸液晶屏進行各種參數的設置和操作的選擇。

如上所述的一種應用比色法在線檢測吸附尾液中鈾濃度的裝置，其特征在于，所述的光度檢測器將測量溶液的光吸收率轉換成數字信號輸入計算機系統，計算機系統轉換成吸光度值，并據此吸光度值計算出溶液中被測物的濃度值。

本發明的效果在于：

本發明所述的一種應用比色法在線檢測吸附尾液中鈾濃度的裝置，其可以快速﹑準確的測量鈾工藝過程中吸附尾液的鈾濃度，實現在線自動測量，并給生產過程的自動控制系統提供前提條件。

本發明裝置的使用可以減輕人員的勞動強度，提高工作效率。同時快速準確的給離子交換工藝步驟提供及時準確的數據，并能通過數據傳輸把數據上傳給自動控制系統。

附圖說明

圖1為本發明所述的一種應用比色法在線檢測吸附尾液中鈾濃度的裝置示意圖；

圖2為本發明所述的化學流路系統示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明所述的一種應用比色法在線檢測吸附尾液中鈾濃度的裝置作進一步描述。

實施例1

如圖1至圖2所示，本發明所述的一種應用比色法在線檢測吸附尾液中鈾濃度的裝置，其包括化學流路系統和控制系統；

所述的化學流路系統包括反應器，向反應器內注入吸附尾液的管路、注入緩沖劑的管路、注入顯色劑的管路、注入清洗水的管路，在每條管路上均設置電磁閥，同時管路均連接蠕動泵；所述的化學流路還包括測量反應器中溶液的吸光度的光度檢測器。

所述的控制系統包括計算機系統，計算機系統連接電源、液晶顯示器；計算機系統連接控制化學流路系統的蠕動泵、電磁閥以及光度檢測器啟動或停止工作；

該裝置工作時：計算機系統控制一定量的被測量吸附尾液經管路泵入反應器，然后計算機系統控制緩沖試劑和顯色試劑經管路也泵入反應器，發生化學反應，產生顏色，再經計算機系統控制光度檢測器檢測出吸光度；計算機系統把吸光度代入到預先制定的工作曲線中，計算出被測量吸附尾液中被測離子的濃度。

實施例2

在國內某水冶廠的離子交換工藝中，如圖1至圖2所示，采用本發明所述的一種應用比色法在線檢測吸附尾液中鈾濃度的裝置，其包括化學流路系統和控制系統；

所述的化學流路系統包括反應器，向反應器內注入吸附尾液的管路、注入緩沖劑的管路、注入顯色劑的管路、注入清洗水的管路，在每條管路上均設置電磁閥，同時管路均連接蠕動泵；所述的化學流路還包括測量反應器中溶液的吸光度的光度檢測器。在向反應器內注入吸附尾液的管路上設置溢流杯，吸附尾液先進入溢流杯后，再從溢流杯中通過所連接的管路取定量的液體進入反應器；同時反應器內液體可排出進入廢液槽。

所述的控制系統包括計算機系統，計算機系統連接電源、液晶顯示器；計算機系統連接控制化學流路系統的蠕動泵、電磁閥以及光度檢測器啟動或停止工作；

該裝置工作時：計算機系統控制一定量的被測量吸附尾液經管路泵入反應器，然后計算機系統控制緩沖試劑和顯色試劑經管路也泵入反應器，發生化學反應，產生顏色，再經計算機系統控制光度檢測器檢測出吸光度；計算機系統把吸光度代入到預先制定的工作曲線中，計算出被測量吸附尾液中被測離子的濃度。如圖2所示，具體步驟為：

(a)將吸附尾液泵入溢流杯(通過打開泵3)，并且多余吸附尾液溢流出去；從溢流杯取吸附尾液清洗裝置內部管路，多余的吸附尾液從反應器下部排出進入廢液槽(通過打開閥5和泵2順時針轉動)；

(b)一定量的吸附尾液進入反應器(通過打開泵2順時針轉動同時打開閥4)；

(c)一定量的緩沖劑進入反應器(通過打開閥2和閥5同時打開泵1順時針轉動)；

(d)一定量的顯色劑進入反應器(通過打開閥3和閥5同時打開泵1順時針轉動)；

(e)光度檢測器啟動，檢測反應器內顯色后的溶液的吸光度；

(f)打開閥6將反應器的溶液排出；

(g)打開閥1﹑泵1順時針轉動，清洗水進入反應器，清洗反應器；打開閥6，反應器后把清洗水排出，等待下一次測量；

(h)計算機系統把吸光度代入到預先制定的工作曲線中，計算出被測量吸附尾液中被測鈾離子的濃度。

根據現有技術，上述緩沖劑可以采用三乙醇胺或磷酸鹽，顯色劑可以采用偶氮胂iii或5-br-padap。

所述的計算機系統把吸光度代入到預先制定的工作曲線，具體為通過測量已知濃度的標準溶液的吸光度，在濃度和吸光度之間建立起的一元二次方程，由計算機系統計算出一元二次方程的計算系數，確定工作曲線。

上述裝置中，泵為蠕動泵，有多個，用于吸附尾液、清洗水、顯色劑、緩沖劑的輸送，并由計算機系統控制工作；閥為電磁閥，有多個，均在計算機系統控制下工作；液晶顯示器以中文方式顯示出測量結果、時間及運行的各種狀態，并以中文菜單方式引導用戶通過觸摸液晶屏進行各種參數的設置和操作的選擇；光度檢測器將測量溶液的光吸收率轉換成數字信號輸入計算機系統，計算機系統轉換成吸光度值，并據此吸光度值計算出溶液中被測物的濃度值。

本發明從溢流杯定量取樣到反應器進行測量，快速﹑準確的測量出吸附尾液中鈾濃度，并把數據通過4-20毫安信號輸出給自動控制系統，由自動控制系統控制整個離子交換工藝步驟的動作。，從而實現了對離子交換工藝生產過程的自動控制。