(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210555430.4 (22)申请日 2022.05.20 (71)申请人 南华大学 地址 421001 湖南省衡阳市蒸湘区常胜西 路28号 (72)发明人 王富林　焦江　耿新洋　 (74)专利代理 机构 北京高沃 律师事务所 1 1569 专利代理师 赵丽恒 (51)Int.Cl. G01N 33/24(2006.01) G01N 15/08(2006.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种铀尾矿充填体动态浸出实验装置及实 验方法 (57)摘要 本发明公开一种铀尾矿充填体动态浸出实 验装置及实验方法， 实验装置包括供液模块、 浸 出模块、 集液模块、 数据获取和分析模块； 浸出模 块由浸出柱和外壳体构成， 能对充填体试件进行 控压、 控温动态浸出； 集液模块由集液瓶和液封 装置构成， 能防止浸出液的挥发； 数据获取和分 析模块， 能对浸出剂的流量、 压力、 温度以及浸出 液的容积实时记录并分析计算出充填体试件的 渗透系数； 将测得的浸出液中铀及其他有毒有害 物质的浓度导入， 可得到抗浸出性与渗透系数的 关系。 本发明结构简单、 智能化程度高、 动态浸出 的过程更贴近真实矿井环境、 结果更 可靠。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 114965955 A 2022.08.30 CN 114965955 A 1.一种铀尾矿充填体动态浸出实验装置， 其特征在于： 包括与数据获取和分析模块电 联接的供液模块、 浸 出模块和集液模块， 所述供液模块包括恒压泵和供液管， 所述浸出模块 包括浸出柱、 热浴空腔和外壳体， 所述供液管的一端 连通浸出剂供液源， 另一端与所述浸出 柱内部相连； 所述浸出柱中放置有铀尾矿充填体试件， 所述铀尾矿充填体试件外周包裹有 橡胶套， 所述铀尾矿充填体试件的上下端部外侧均垫加有橡胶垫， 所述橡胶垫、 橡胶 套及浸 出柱内壁之间的空间为密闭空间A， 所述密闭空间A内注入有液压油， 液压油用于为铀尾矿 填充体试件提供围压， 所述橡胶垫与浸 出柱顶盖之 间的空间为密闭空间B； 所述浸出柱的上 部设有压力传感器， 所述浸出柱和外壳体之间为可加注热浴介质的热浴空腔， 所述外壳体 上设置有与热浴空腔的连通的注水口和出 水口； 所述集液模块包括集液瓶、 烧杯和质量传感器， 所述浸出柱的下部通过集液管与所述 集液瓶相连， 浸出液 由所述浸出柱的下部转移到所述集液瓶中， 所述集液瓶通过导管与盛 满水的烧杯连接， 且所述导管 的下端伸入烧杯液面以下； 在所述集液瓶下端的承载台上设 有对集液瓶中浸出 液的质量进行实时监测的所述质量传感器。 2.根据权利要求1所述的铀尾矿充填体动态浸出实验装置， 其特征在于： 所述供液管采 用内径2～5mm的不锈钢管； 所述供液模块还包括流量调节阀， 所述流量调节阀安装在所述 供液管上， 所述数据获取和分析模块根据所述压力 传感器的监测数据对所述流量调节阀进 行自动控制调节。 3.根据权利要求1所述的铀尾矿充填体动态浸出实验装置， 其特征在于： 所述热浴空腔 内设置有温度传感器。 4.根据权利要求1所述的铀尾矿充填体动态浸出实验装置， 其特征在于： 所述注水口通 过水管与水泵连接， 所述水泵输送来自加热容器的水； 所述出水 口的另一端也与所述加热 容器相连。 5.根据权利要求4所述的铀尾矿充填体动态浸出实验装置， 其特征在于： 所述加热容器 包括加热管和搅拌器， 所述加热管对加热容器的水进行加热， 所述搅拌器用于对加热容器 内进行搅拌使容器水温均匀。 6.根据权利要求1所述的铀尾矿充填体动态浸出实验装置， 其特征在于： 所述集液模块 还包括计时器， 计时器设置在所述承载台上， 所述计时器用于对集液瓶中的浸出时间进行 实时监测。 7.根据权利要求3或6所述的铀尾矿充填体动态浸出实验装置， 其特征在于： 所述数据 获取和分析模块中的数据 处理终端终端对压力传感器、 温度传感器、 质量传感器和计时器 的数据进 行实时监测以及根据获得的数据进行分析并根据达西公 式的变形式K＝m*l/Δh* t， 可分析计算出所述铀尾矿充填体试件的渗透系数， 其中K为渗透系数、 m为浸出液质量、 l 为充填体试件高度、 Δ h为压力差、 t为浸出时间。 8.一种铀尾矿充填体动态浸出实验方法， 应用于权利要求1 ‑7中任一项所述的铀尾矿 充填体动态浸出实验 装置， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤一： 将铀尾矿充填体试件的外周包裹上橡胶套， 并在铀尾矿充填体试件的上下端 部外侧垫加橡胶垫， 在 浸出柱内固定好铀尾矿充填体试件后， 连接好供液管和恒压泵， 同时 在浸出柱的上部安装压力传感器， 浸出柱的下部连接好集液管， 将连接好的浸出柱放在热 浴空腔内；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114965955 A 2步骤二： 打开加热容器的加热管和搅拌器， 将水通过水泵由注水口注入热浴空腔内， 使 热浴空腔内的液面高度高于铀尾矿充填体试件的高度， 待 热浴空腔内的温度升高到要求的 温度后， 打开油压泵， 将油经进油口泵入到密闭空间A内使其形成油压来模拟围压施加在铀 尾矿充填体试件上； 步骤三： 将集液瓶用导管连接盛满水的烧瓶， 并将集液瓶置于承载台上， 再将压力传感 器、 温度传感器、 质量传感器和计时器与数据处 理终端连接， 来实时监控和记录数据； 步骤四： 打开恒压泵， 将浸出剂由供液管输送到浸出柱上部， 由于浸出柱顶盖和橡胶垫 的固定和密封， 在密闭空间A中液压油提供 的围压作用下浸出剂只能从铀尾矿充填体试件 的上部渗透到下部， 从集液管进入集液瓶； 根据各传感器传入 数据处理终端的数据， 以达西 公式为依据， 推导计算出铀尾矿充填体试件的渗透系数； 步骤五： 最后关闭加热管、 搅拌器、 油压泵、 恒压泵、 水泵和各传感器并将实验结束后的 设备分别拆卸清洗装好。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114965955 A 3