一种用于海水提铀的海试试验装置

摘要

本发明公开了一种用于海水提铀的海试试验装置，该装置包括海上浮台及悬挂于海上浮台底面的提铀装置，所述海上浮台四周布设若干主绳索，各主绳索上每隔一段固定距离安装一浮球，主绳索的端部连接锚，所述提铀装置通过悬挂绳将提铀装置悬挂于海上浮台或主绳索；所述提铀装置为立式复合结构，提铀装置中可填装不同类型的海水提铀材料以完成海水提铀海试试验。该装置解决了海水提铀材料在真实海洋环境下进行提铀作业工艺匮乏的问题。本发明装置具有装配简单、操作便捷、模块化、便于移动的优点，该装置能够有效保护提铀材料进行海试试验，并可以非常方便地进行模块化放大，对于海水提铀海试技术研究和海试试验开展具有重要价值。

权利要求

1.一种用于海水提铀的海试试验装置，其特征在于，该装置包括海上浮台（1）及悬挂于海上浮台（1）底面的提铀装置（5），所述海上浮台（1）四周布设若干主绳索（2），各主绳索（2）上每隔一段固定距离安装一浮球（3），主绳索（2）的端部连接锚（4），所述提铀装置（5）通过悬挂绳（5‑1）悬挂于海上浮台（1）或主绳索（2）；所述提铀装置（5）为立式复合结构，该提铀装置（5）由多块从上至下平行放置的隔离板（5‑2）排列形成，各隔离板通过网状物将相邻隔离板外沿连接起来，从而每两块相邻隔离板、及连接于相邻隔离板之间的网状物围成投放框，所述投放框包括位于底层的配重投放框（5‑4）及位于非底层的提铀材料投放框（5‑3），所述提铀材料投放框用于盛放装有提铀材料的透水袋，所述隔离板（5‑2）开有若干小孔；所述提铀材料投放框(5‑3)为三层，各层提铀材料投放框的网状物的网格大小分别为100μm、

10μm、5μm。

2.根据权利要求1所述的用于海水提铀的海试试验装置，其特征在于，所述提铀材料投放框(5‑3)的网状物为尼龙网。

3.根据权利要求1所述的用于海水提铀的海试试验装置，其特征在于，所述的海上浮台（1）由独立的浮筒通过螺丝和插销拼接组成。

4.根据权利要求1所述的用于海水提铀的海试试验装置，其特征在于，所述隔离板（5‑

2）材料为塑料材质，隔离板上的小孔孔径约为5cm。

说明书

一种用于海水提铀的海试试验装置

技术领域

[0001] 本发明属于海水提铀技术领域，具体涉及一种用于海水提铀的海试试验装置。

背景技术

[0002] 海水提铀的研究已经获得了很多重要的突破，在实验室条件下真实海水的吸附容量已经达到了很高的水平，然而海水提铀作为一项应用技术，只有实现在真实海洋环境下
的高效铀提取并同时满足工程上放大和经济上合理的可行性才能真正为民所用。因此，现
阶段海水提铀面临的最大问题是如何将实验室里筛选出的性能优良的提铀材料发展成为
能够适应海洋环境的海水提铀材料，在海水提铀海试工程上实现放大化和连续化的技术工
艺，并降低海水提铀的成本提高其经济性的问题。

发明内容

[0003] 有鉴于此，本发明旨在提供一种用于海水提铀的海试试验装置，该装置装配简单、操作便捷，可模块化、移动化。

[0004] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

[0005] 一种用于海水提铀的海试试验装置，其特点是，该装置包括海上浮台及悬挂于海上浮台底面的提铀装置，所述海上浮台四周布设若干主绳索，各主绳索上每隔一段固定距
离安装一浮球，主绳索的端部连接锚，所述提铀装置通过悬挂绳将提铀装置悬挂于海上浮
台或主绳索；所述提铀装置为立式复合结构，该提铀装置由多块从上至下平行放置的隔离
板排列形成，各隔离板通过网状物将相邻隔离板外沿连接起来，从而每两块相邻隔离板、及
连接于所述相邻隔离板之间的网状物围成投放框，所述投放框包括位于底层的配重投放框
及位于非底层的提铀材料投放框，所述提铀材料投放框用于盛放装有提铀材料的透水袋，
所述隔离板开有若干小孔。

[0006] 进一步，所述提铀材料投放框为多层。

[0007] 进一步，各层提铀材料投放框的网状物的网孔大小与其它层提铀材料投放框的网状物的网孔大小不同。

[0008] 进一步，所述提铀材料投放框的网状物为尼龙网。

[0009] 进一步，所述提铀材料投放框为三层，各层提铀材料投放框的网状物的网格大小分别为100μm、10μm、5μm。所述提铀材料投放框并不仅限于三层，可以根据实际需求进行增
减，提铀材料投放框对应位置的网状物的网格大小可以根据提铀材料的形貌和试验需求对
进行调整选择。

[0010] 进一步，所述的海上浮台由独立的浮筒通过螺丝和插销拼接组成。

[0011] 所述隔离板为塑料材质，隔离板上的小孔孔径约为5cm。

[0012] 本发明采用了海上浮台为中心，在外部发散型的连接多根主绳索，并连接浮球，末端用锚固定，在海上浮台和主绳索上都可以连接悬挂提铀装置，提铀装置中可以填装不同
类型的海水提铀材料以完成海水提铀海试试验。

[0013] 本发明用于海水提铀的海试试验装置具有装配简单、操作便捷、模块化、便于移动的优点，该装置能够有效保护提铀材料进行海试试验，并可以非常方便地进行模块化放大，
对于海水提铀海试技术研究和海试试验开展具有重要价值，其解决了海水提铀材料在真实
海洋环境下进行提铀作业工艺匮乏的问题。

附图说明

[0014] 图1为本发明用于海水提铀的海试试验装置的结构示意图；

[0015] 图2 为实施例1提铀装置结构示意图；

[0016] 图3 为实施例1隔离板结构示意图；

[0017] 图中，1.海上浮台2.主绳索 3.浮球 4.锚 5.提铀装置5‑1.悬挂绳 5‑2.隔离板 5‑3.提铀材料投放框 5‑4.配重投放框。

具体实施方式

[0018] 下面结合附图和实施例详细说明本发明。

[0019] 本发明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/或步骤以外，均可以以任何方式组
合。

[0020] 本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子
而已。

[0021] 如图1‑2所示，一种用于海水提铀的海试试验装置，该装置包括海上浮台1及悬挂于海上浮台1底面的提铀装置5，所述海上浮台1四周布设若干主绳索2，各主绳索2上每隔一
段固定距离安装一浮球3，主绳索2的端部连接锚4，所述提铀装置5通过悬挂绳5‑1悬挂于海
上浮台1（如中央位置）或主绳索2。如图2所示，所述提铀装置5为立式复合结构，该提铀装置
5由多块从上至下平行放置的隔离板5‑2排列形成，各隔离板通过网状物将相邻隔离板外沿
连接起来，从而每两块相邻隔离板、及连接于所述相邻隔离板之间的网状物围成投放框，所
述投放框包括位于底层的配重投放框5‑4及位于非底层的提铀材料投放框5‑3，所述提铀材
料投放框用于盛放装有提铀材料的透水袋，根据海水提铀的实际场景需求可将一种或多种
提铀材料放置于提铀材料投放框，底层配重投放框用于放置配重块，确保提铀装置可以下
沉到指定深度的海水中。

[0022] 进一步，如图3所示，所述隔离板5‑2开有若干小孔，既能为提铀材料的吸附过程提供充分的保护和空间支撑，又可以保障整个提铀装置的通透性，防止局部浮力过大导致提
铀装置不能下沉到指定海水深度。

[0023] 针对海水提铀过程中铀浓度低、处理量大，提铀周期长的特点，本发明提出了一种海水提铀海试试验的装置，建立了设计合理、构思巧妙的真实海洋环境中海水提铀材料海
试试验的装置，该装置可根据不同类型提铀材料的需求，将提铀材料包装到特定的透水袋
中，再将包装好的提铀材料放入提铀材料投放框，提铀装置通过悬挂绳与海上浮台或者主
绳索连接，通过在配重投放框中加入配重并控制悬挂绳的长度将提铀装置投放到指定深度
的海水中。

[0024] 进一步，为提高海水铀的提取效率，设计所述提铀材料投放框5‑3为多层，可根据实际需要在各层提铀材料投放框内放置提铀材料。

[0025] 为进一步提升提铀效率，根据海水提铀的实际场景需求本发明装置中可拼装多层提铀材料投放框，通过将不同类型提铀材料放置于不同层提铀材料投放框，以使本发明进
行一次性对多种不同提铀材料的海试试验的同时，避免提铀材料的堆积，从而进一步确保
海试试验效率。具体地，本发明将提铀材料投放框设计为多重分组网格，即其中各层提铀材
料投放框5‑2的网状物的网孔大小与其它层提铀材料投放框的网状物的网孔大小不同。其
中，根据具体提铀场景下的海洋环境和海水质量的实际情况，各层提铀材料投放框的网状
物的网孔大小具体根据提铀材料投放框所需过滤的微生物或杂质等过滤物而设计，从而使
得本发明在提铀装置实现同时对多种不同的提铀材料的海试试验时，避免各层提铀材料因
吸附微生物、杂质而影响本发明装置提铀效率，从而保障提铀材料的吸附环境免受不利因
素的影响。

[0026] 本发明提铀装置采用了网格设计，每个网格即可以保障提铀材料在海水冲击条件下的安全，又可以为提铀材料提供一个舒展的环境保障其与海水的充分接触，提高吸附效
率。

[0027] 进一步，所述提铀材料投放框5‑3的网状物为尼龙网。

[0028] 进一步，所述提铀材料投放框5‑3为三层，各层提铀材料投放框的网状物的网格大小分别为100μm、10μm、0.5μm。当然，所述提铀材料投放框并不仅限于三层，可以根据实际需
求进行增减，提铀材料投放框对应位置的网状物的网格大小也可以根据提铀材料的形貌和
试验需求对进行调整选择。

[0029] 进一步，所述的海上浮台1由独立的浮筒通过螺丝和插销拼接组成，其具有可模块化和可移动化的特征，本装置可以根据需求和场地环境拼接成任意形状，可供作业人员在
浮排上进行作业，保障作业人员的安全。在海上气候发生变化时可以提前用船只将海上浮
台及其联接的设备拖拉至安全的地方放置，防止气候变化对试验造成的损失。

[0030] 所述隔离板为塑料材质，隔离板上的小孔孔径约为5cm。

[0031] 本发明的海水提铀海试试验的装置中的提铀装置采用网格设计，网格之间用透水的隔离板进行隔开，这种设计可以在海浪的冲击下有效的保护提铀材料，并且防止提铀材
料的堆积，增加提铀材料的有效吸附范围。

[0032] 本发明的海水提铀海试试验的装置可根据提铀量实际需求进行模块化拓展，即设置提铀装置为多组，将各组提铀装置悬挂于同一海上平台或该海上平台的各主绳索，同时
注意保持整个海水提铀海试试验装置的平衡性。此外本发明装置具有便于移动的优点，在
海试过程中如果遇到如台风等极端海洋气候，可以非常方便地用船及时将海水提铀海试试
验的装置拖拽到安全的地方存放，防止对试验造成较大损失。

[0033] 实施例1

[0034] 如图2‑3所示，本实施例中，提铀装置5包括三层提铀材料投放框5‑3及底层配重投放框5‑4，其中各层提铀材料投放框对应位置的网状物为尼龙网，各层尼龙网的网格大小分
别为100μm、10μm、0.5μm。其中100μm孔径的尼龙网用于过滤防止海水中较大的生物和污染
物，10μm孔径的尼龙网用于进一步过滤海水中的细小颗粒和部分微生物，0.5μm孔径的尼龙
网用于过滤95%以上的海洋微生物，较好的防止海洋微生物对提铀材料的生物污损。

[0035] 本实施例的实现过程具体如下：

[0036] a. 将聚胍基纤维提铀材料装入60目孔径的尼龙透水袋中；

[0037] b. 将装有聚胍基纤维提铀的尼龙透水袋放入提铀材料投放框5‑3中；

[0038] c. 在配重投放框5‑4中放入5Kg的配重，以确保提铀装置5沉入指定深度的海水中，本实施例中指定深度为10米；

[0039] d. 将装配好聚胍基纤维提铀材料和配重的提铀装置5通过悬挂绳5‑1与海上浮台1中央位置连接，并控制悬挂绳的长度将提铀装置投放到上述指定深度的海水中，让提铀材
料完全浸泡在海水中吸附35天。

[0040] 经过上述步骤测试聚胍基纤维提铀材料在100μm孔径的尼龙网中的吸附容量为2.46 mg/g，在10μm孔径的尼龙网中的吸附容量为3.56 mg/g，在0.5μm孔径的尼龙网中的吸
附容量为3.63 mg/g。并且提铀装置没有出现丢失、提铀材料结构保持完好。而在此前我们
对于相同材料、在相同海域、相同实施周期里，采用普通的提铀装置其吸附容量仅为1.14 
mg/g，并且提铀装置有丢失，而且提铀材料有一定程度的污损情况。由此可见，本发明提出
的一种海水提铀海试试验的装置不仅可以在长周期海试试验中保护提铀材料，而且多层网
格结构可以为提铀材料提供更加舒展的吸附空间，而且不同孔径的尼龙网可以有效的抑制
海洋中的微生物、泥沙等对于提铀材料的污损作用，提高提铀材料的吸附容量和海试作业
寿命。因此，本发明能够有效解决对海水提铀材料海试试验的技术问题，推进海水提铀研究
的发展和应用。上述实例仅为本发明较佳的实施例之一，并不局限于上述的具体实施方式。
本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法
或过程的步骤或任何新的组合。