1.本实用新型涉及核化工、湿法冶金技术领域，特别是涉及一种铀萃取纯化系统。
背景技术：
2.在核燃料循环过程中铀矿冶、乏燃料后处理等过程中，铀离子多以硝酸铀酰的形式存在料液中。含铀料液中除了铀元素外，还含有其它杂质元素如铁、钙、铝、镍等，此时需要将铀中的杂质元素去除，获得纯净的铀产品溶液。通常采用萃取纯化的方式，去除料液中的杂质。萃取纯化过程包括萃取、洗涤、反萃等过程，萃取过程中铀被萃取到有机相，杂质元素仍留在水相，洗涤过程把有机相中夹带的少量杂质元素洗涤下来，在反萃取过程中，萃取到有机相的铀被反萃到纯净的水相，形成铀的水溶液。
3.现有技术中的铀萃取纯化系统萃取精度不够高，缺乏针对不同铀浓度料液，通过调整不同相比进行萃取纯化的装置系统。
技术实现要素：
4.本实用新型的目的是针对现有技术中铀萃取纯化存在的问题，而提供一种铀萃取纯化系统。
5.为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是：
6.一种铀萃取纯化系统，包括一个萃取纯化模块和四个料液输送模块，四个料液输送模块分别给所述萃取纯化模块输送含铀物料、有机相萃取剂、反萃液和洗涤液；
7.每一个所述料液输送模块包括依次通过管路相连接的过滤器、隔膜计量泵、脉冲阻尼器、管道过滤器、背压阀和科氏力质量流量计；
8.所述萃取纯化模块包括上层离心萃取器组和下层离心萃取器组；所述萃取纯化模块的完成液输出管与完成液罐相连通，所述萃取纯化模块的萃余有机相输出管与萃余有机相罐相连通，所述萃取纯化模块的废液输出管与废液罐相连通；
9.所述完成液罐、萃余有机相罐和废液罐上均设有一个取样模块。
10.在上述技术方案中，所述脉冲阻尼器和管道过滤器之间的管路上设有压力表。
11.在上述技术方案中，所述料液输送模块和萃取纯化模块均安置在装置台架上，所述料液输送模块位于所述萃取纯化模块后侧，所述隔膜计量泵和背压阀位于萃取纯化模块后侧的中部。
12.在上述技术方案中，所述上层离心萃取器组包括七级萃取级和四级洗涤级，所述七级萃取级包括七个离心萃取器，分别为第一级离心萃取器～第七级离心萃取器，所述四级洗涤级包括四个离心萃取器，分别为第八级离心萃取器～第十一级离心萃取器；
13.所述下层离心萃取器组包括七级反萃级，分别为第十二级离心萃取器～第十八级离心萃取器。
14.在上述技术方案中，所述第一级离心萃取器～第十一级离心萃取器依次相邻排布，所述第十二级离心萃取器位于所述第十一级离心萃取器的下方，所述第十二级离心萃
取器～第十八级离心萃取器依次相邻排布；
15.所述第一级离心萃取器上设有有机相萃取剂进料口，所述第一级离心萃取器至第十八级离心萃取器中，每一级的离心萃取器的萃余有机相出口与下一级离心萃取器的有机相进口通过管路连接，所述第十八级离心萃取器上设有萃余有机相排出口，所述萃余有机相排出口通过所述的萃余有机相输出管与萃余有机相罐相连通；
16.所述第七级离心萃取器上设有含铀料液进料口，所述第十一级离心萃取器上设有洗涤液料液进口，所述第十一级离心萃取器至第一级离心萃取器中，每一级的洗涤液出口与下一级的洗涤液进口相连接，所述第一级离心萃取器上设有萃残液相排出口，所述萃残液相排出口通过所述的废液输出管与所述废液罐相连通；
17.所述第十八级离心萃取器上设有反萃液进料口，所述第十八级离心萃取器至所述第十二级离心萃取器中，每一级的反萃液入口与下一级的反萃液出口通过管道相连接，所述第十二级离心萃取器上设有产品液排出口，所述产品液排出口通过所述的完成液输出管与完成液罐相连通；
18.四个料液输送模块的科氏力质量流量计出口分别通过管路连接至所述含铀料液进料口、反萃液进料口、洗涤液料液进口和机相萃取剂进料口。
19.在上述技术方案中，所述萃余有机相罐位于所述第十八级离心萃取器的下方，所述完成液罐位于所述第十二级离心萃取器的下方，所述废液罐位于所述第一级离心萃取器的下方。
20.在上述技术方案中，所述下层离心萃取器组的底部设置在水浴夹套内，所述铀萃取纯化系统还包括恒温水浴锅，所述恒温水浴锅设置在所述萃取纯化模块背部的顶部位置，将加热后的水经管道通入所述的水浴夹套中。
21.在上述技术方案中，所述铀萃取纯化系统还包括控制模块，所述控制模块与每一个所述料液输送模块包括依次通过管路相连接的隔膜计量泵和科氏力质量流量计通讯连接。
22.在上述技术方案中，所述上层离心萃取器组放置在第一固定托盘内，所述下层离心萃取器组放置在第二固定托盘内。
23.在上述技术方案中，所述第一固定托盘和第二固定托盘的结构相同，每一个固定托盘均设有离心萃取器放置槽，所述离心萃取器放置槽的底部设有收集孔，所述离心萃取器放置槽的一侧设有独立的线缆槽。
24.在上述技术方案中，所述萃余有机相罐的底部排料管道上设有萃余有机相泵，所述废液罐的底部排料管道上设有废液泵。
25.在上述技术方案中，所述装置台架设有三层，所述上层离心萃取器组设置在上层，所述下层离心萃取器组设置在中层，所述完成液罐、萃余有机相罐和废液罐设置在下层，所述装置台架的前方设有玻璃透明门。
26.在上述技术方案中，完成液罐的盖子为透明石英玻璃盖，通过法兰固定。
27.在上述技术方案中，所述取样模块包括设置在罐体内的搅拌管、设置在所述罐体顶部与所述罐体相连通的排气管以及两端分别与所述罐体的顶部和底部相连通的液体暂存管，所述搅拌管包括位于所述罐体底部的环形管以及与所述环形管相连通的竖管，所述竖管的顶部从罐体顶部穿出，穿出部分设有鼓气阀，所述环形管上均布有曝气孔，所述排气
管上设有排气阀，所述液体暂存管上设有取样三通阀，所述取样三通阀上还设有取样口。
28.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
29.1.本实用新型采用隔膜计量泵作为料液的输送设备，并在其后设置脉冲阻尼装置，避免了隔膜计量泵的脉冲影响料液流量的精确计量。
30.2.本实用新型在反萃段采取保温加热措施，有利于反萃的进行。
31.3.本实用新型的萃取纯化模块包括七级萃取级、四级洗涤级和七级反萃级，通过环隙式离心萃取器开展萃取-洗涤-反萃过程。萃残水相、萃残有机相、纯化后的铀溶液分别进入储罐，达到一定液位后，进行取样，料液转移至下一工段进一步处理。
32.4.本实用新型可适用于不同铀浓度料液的萃取纯化操作，且满足自动化操作等要求。
33.5.本实用新型的取样模块可有效避免取样管滞留未被搅拌液体，从而影响取样代表性的问题。
附图说明
34.图1是料液输送模块的结构示意图。
35.图2是铀萃取纯化系统的侧视图。
36.图3是萃取纯化模块运行原理图。
37.图4是铀萃取纯化系统的主视图。
38.图5是恒温水浴锅和水浴夹套的连接结构图。
39.图6是固定托盘的结构示意图。
40.图7是完成液罐的结构示意图。
41.图8是取样模块的结构示意图。
42.图9是搅拌管的结构示意图。
43.图中：1-过滤器，2-隔膜计量泵，3-脉冲阻尼器，4-压力表，5-管道过滤器，6-背压阀，7-科氏力质量流量计，8-恒温水浴锅，9-废液泵，10-废液罐，11-第一固定托盘，12-上层离心萃取器组，13-第二固定托盘，14-下层离心萃取器组，15-水浴夹套，16-收集孔，17-离心萃取器放置槽，18-线缆槽，19-萃余有机相泵，20-萃余有机相罐，21-完成液罐，22-玻璃透明门，23-透明石英玻璃盖，24-鼓气阀，25-搅拌管，26-取样三通阀，27-液体暂存管，28-排气阀，29-曝气孔，30-装置台架。
44.25-1-环形管，25-2-竖管。
45.a1-第一级离心萃取器，a7-第七级离心萃取器，a8-第八级离心萃取器，a11-第十一级离心萃取器，a12-第十二级离心萃取器，a18-第十八级离心萃取器。
具体实施方式
46.以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
47.实施例1
48.一种铀萃取纯化系统，包括四个料液输送模块和一个萃取纯化模块，四个料液输送模块分别输送含铀物料、有机相萃取剂、反萃液、洗涤液进入到所述萃取纯化模块中进行
萃取纯化；
49.控制系统根据萃取模型计算含铀物料中铀浓度，确定有机相萃取剂、反萃液、洗涤液的相比以及各相流量，系统接受流量信号后，通过4-20ma的信号pid调节隔膜计量泵2的开度，使流量稳定在被要求的流量范围内，料液输送系统根据计算的流量值和科氏力质量流量计7的实测值进行闭环反馈调节隔膜计量泵2的开度。
50.所述料液输送模块包括过滤器1、隔膜计量泵2、脉冲阻尼器3、压力表4、管道过滤器5、背压阀6和科氏力质量流量计7，所述料液输送模块位于所述萃取纯化模块的后侧，隔膜计量泵2、背压阀6等位于所述萃取纯化模块后侧中部，便于操作人员调节。料液经过过滤器1进行粗过滤进入隔膜计量泵2，由于隔膜计量泵存在脉冲，料液经过隔膜计量泵后进入脉冲阻尼器3，脉冲阻尼器3后接有管道过滤器5，对料液进一步过滤，最终经由背压阀6进入科氏力质量流量计7。脉冲阻尼器3与管道过滤器5之间增加压力表4，用于检测背压压力以及判断过滤器是否堵塞。根据科氏力质量流量计7的测量值，调节隔膜计量泵2的泵速，使流量达到需要的范围。
51.实施例2
52.在实施例1的基础上，所述萃取纯化模块包括上层离心萃取器组12和下层离心萃取器组14，所述上层离心萃取器组12包括七级萃取级(第一级离心萃取器a1～第七级离心萃取器a7)和四级洗涤级(第八级离心萃取器a8～第十一级离心萃取器a11)，所述下层离心萃取器组14包括七级反萃级(第十二级离心萃取器a12～第十八级离心萃取器a18)，所述第一级离心萃取器a1～第十一级离心萃取器a11依次相邻排布，所述第十二级离心萃取器a12位于所述第十一级离心萃取器a11的下方，所述第十二级离心萃取器a12～第十八级离心萃取器a18依次相邻排布；
53.所述第一级离心萃取器a1上设有有机相萃取剂进料口，所述第一级离心萃取器a1至第十八级离心萃取器a18中，每一级的离心萃取器的萃余有机相出口与下一级离心萃取器的有机相进口通过管路连接，所述第十八级离心萃取器a18上设有萃余有机相排出口，所述萃余有机相排出口与萃余有机相罐20相连通，所述萃余有机相罐20位于所述第十八级离心萃取器a18的下方；
54.所述第七级离心萃取器a7上设有含铀料液进料口，所述科氏力质量流量计7的出口连接至所述含铀料液进料口，所述第十一级离心萃取器a11上设有洗涤液料液进口，所述第十一级离心萃取器a11至第一级离心萃取器a1中，每一级的洗涤液出口与下一级的洗涤液进口相连接，所述第一级离心萃取器a1上设有萃残液相排出口，所述萃残液相排出口与所述废液罐10相连通，所述废液罐10位于所述第一级离心萃取器a1的下方；
55.所述第十八级离心萃取器a18上设有反萃液进料口，所述第十八级离心萃取器a18至所述第十二级离心萃取器a12中，每一级的反萃液入口与下一级的反萃液出口通过管道相连接，所述第十二级离心萃取器a12上设有产品液排出口，所述产品液排出口与完成液罐21相连通，所述完成液罐21位于所述第十二级离心萃取器a12的下方；
56.含铀料液经过所述科氏力质量流量计7输出后，由第七级离心萃取器a7的含铀料液进料口进入到所述萃取纯化模块，有机相30％tbp-正十二烷由上层的第一级离心萃取器a1的有机相萃取剂进料口泵入，洗涤相4mol/l硝酸溶液由上层的第十一级离心萃取器a11的洗涤液料液进口泵入，进行两项逆流萃取。上层离心萃取器组12萃取后得到的萃残液相
通过第一级离心萃取器a1靠重力进入装置底部的废液罐10，上层离心萃取器组12得到的有机相通过第十一级离心萃取器a11靠重力进入反萃段的第十二级离心萃取器a12的有机相入口，反萃剂0.001mol/l硝酸由第十八级离心萃取器a18的反萃液进料口泵入，下层离心萃取器组14的萃余有机相靠重力进入到萃余有机相罐20，下层离心萃取器组14的完成液靠重力进入完成液罐21。
57.所述第十二级离心萃取器a12～第十八级离心萃取器a18采用水浴加热的方式保温至60℃，所述铀萃取纯化系统装置还包括恒温水浴锅8，所述恒温水浴锅8设置在所述萃取纯化模块背部的顶部位置，将加热后的水经管道通入下层离心萃取器组14的水浴夹套15中。
58.所述上层离心萃取器组12放置在第一固定托盘11内，所述下层离心萃取器组14放置在第二固定托盘13内，所述第一固定托盘11和第二固定托盘13的结构相同，每一个固定托盘均设有离心萃取器放置槽17，所述离心萃取器放置槽17的底部设有收集孔16，以收集故障状态的离心萃取器溢出液，所述离心萃取器放置槽17的一侧设有独立的线缆槽18，防止溢出液腐蚀线缆。
59.在反萃段获得净化后料液通过第十二级离心萃取器a12进入完成液罐21中，萃余有机相通过第十八级离心萃取器a18进入萃余有机相罐20中。所述萃余有机相罐20的底部排料管道上设有萃余有机相泵19，所述废液罐10的底部排料管道上设有废液泵9，当萃余有机相罐20和废液罐10的液位测量值达到限值后，由废液泵9、萃余有机相泵19排出。
60.铀萃取纯化系统还包括装置台架30，所述料液输送模块设置在所述装置台架30的背部，所述萃取纯化模块设置在所述装置台架30的前部，所述装置台架30设有三层，所述上层离心萃取器组12设置在上层，所述下层离心萃取器组14设置在中层，所述完成液罐21、萃余有机相罐20和废液罐10设置在下层，所述装置台架30的前方设有玻璃透明门22，用于观察运行情况。完成液罐21盛放正纯化后的产品，纯化过程中，为了便于观察，完成液罐21的盖子为透明石英玻璃盖23，通过法兰固定。
61.所述完成液罐21、萃余有机相罐20和废液罐10上均设有一个所述取样模块，所述取样模块包括设置在罐体内的搅拌管25、设置在所述罐体顶部与所述罐体相连通的排气管以及两端分别与所述罐体的顶部和底部相连通的液体暂存管27，所述搅拌管25包括位于所述罐体底部的环形管25-1以及与所述环形管25-1相连通的竖管25-2，所述竖管25-2的顶部从罐体顶部穿出，穿出部分设有鼓气阀24，所述环形管25-1上均布有曝气孔29，所述排气管上设有排气阀28，所述液体暂存管27上设有取样三通阀26，所述取样三通阀26上还设有取样口。
62.曝气搅拌时，启动鼓气阀24，气体从竖管25-2进入到环形管25-1，用于曝气搅拌。气搅拌5min左右，打开取样三通阀26，先让管道滞留未被搅拌的液体由于液体压力进入液体暂存管27，然后将取样三通阀26开位调至取样口，进行取样，带取样完毕后，将取样三通阀26通至液体暂存管27，排液泵进行排液，料罐的液体连同液体暂存管的液体一并排出。这样的结构避免了取样管滞留未被搅拌液体对取样的影响。
63.实施例3
64.利用实施例2的纯化系统进行铀萃取纯化的方法，包括以下步骤：设备启动，首先启动反萃段的水浴保温，铀浓度测量装置测量铀浓度，上位机接受铀浓度信号，根据铀浓度
信号计算出各相流量。比如料液22ml/min、萃取剂8.8ml/min；洗涤剂2.2mol/min；反萃取剂8.8ml/min。上料液输送系统位机将流量信号下发至plc，plc根据给定流量信号和科氏力质量流量计7测量的实际流量，反馈调节隔膜计量泵2的频率，直至流量稳定在要求的范围，料液经料液输送系统进入萃取纯化模块。
65.萃取系统上位机开启环隙式离心萃取器，给定转速4000转/分钟，根据电机反馈实时转速信号，调节电压，使电机稳定在指定转速。萃取过程中，萃残液相进入废液罐10，萃余有机相进入萃余有机相19，得到的完成液(产品)进入完成液罐21，所得的产品液符合astm788的纯度要求。
66.当各罐液位达到报警值，当需要取样时，打开鼓气阀24，排气阀28，搅拌管25通入气体，搅拌管尾部呈圆形状，上部带有系列曝气孔29，用于曝气搅拌。气搅拌5min左右，打开取样三通阀26，先让管道滞留未被搅拌的液体由于液体压力进入液体暂存管27，然后将取样三通阀26开位调至取样口，进行取样，带取样完毕后，将三通阀调通至液体暂存管27，排液泵进行排液，料罐的液体连同液体暂存管的液体一并排出。待处理料液萃取纯化完毕后，上位机关闭各系统。
67.在萃取净化过程中，若出现离心萃取器料液溢出的情况，关闭各萃取系统，检查设备状态，由离心萃取器溢出液收集孔16收集故障状态的溢出液，返回原料液进行处理。
68.为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。
69.而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
70.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。