申请/专利权人：南华大学

申请日：2019-03-18

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN109828100B

主分类号：G01N33/24

分类号：G01N33/24

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2019.06.25#实质审查的生效;2019.05.31#公开

摘要：本发明公开了一种针对低渗透含铀砂岩增渗浸出试验系统，包括水气供给系统、高低频激振系统、浸析出系统以及数据采集系统；该系统能够在不同振动频率、振动时间、温度、二氧化碳和氧气的充气压力作用下针对低渗透含铀砂岩增渗浸出、氡析出进行试验，也可进行振动作用下振动频率、振动时间、温度、空气的充气压力变化对散体、块体含铀物质氡析出影响试验。本发明利用超声波、声波对试样进行振动，增大砂岩孔隙率，加剧液体流动，加快含铀砂岩和液体的接触，增加铀浸出速率，检测振动浸出过程中的氡含量变化，为环境氡污染做出评估依据，同时可针对地表含铀物质堆放过程中受空气压力、温度、振动影响氡析出的污染问题进行试验研究。

主权项：1.一种针对低渗透含铀砂岩增渗浸出试验系统，其特征在于，包括反应装置，所述反应装置上分别设置有用于给试样升温的加热装置、用于给反应装置内部供给水、氧气、二氧化碳气体、空气的水气供给系统、用于向所述反应装置施加试验所需的高频振动作用及低频振动作用的高低频激振系统、用于采集实验数据的数据采集系统；所述反应装置包括用于盛装试样的反应罐44，所述反应罐44包括外壳和一设于外壳内部的内胆49，所述内胆49与外壳之间设置有便于溶浸液流出的间隙，所述内胆49包括相互扣合在一起构成圆柱体的两个空心半圆柱，所述内胆49的胆壁上均布的开设有多个用于实现溶浸液和试样均匀接触的网孔；所述加热装置包括套装在反应罐44外部的加热罐47，所述加热罐47内均匀设置有加热丝，所述加热丝电连接有温度控制器40，所述温度控制器40通过控制开关与供电电源电连接；所述水气供给系统包括水供给单元、氧气供给单元、二氧化碳气体供给单元及空气进气单元，所述水供给单元用于向内胆49内部供给试验用水，所述二氧化碳气体供给单元用于向内胆49内部供给实验所需的二氧化碳气体，所述氧气供给单元用于向内胆49内部内供给实验所需流量的氧气；所述水供给单元包括注液箱9，所述注液箱9与内胆49内部连通，所述注液箱9与内胆49之间的管路上设有截止阀二8；所述二氧化碳气体供给单元包括二氧化碳高压气瓶1，所述二氧化碳高压气瓶1的出口依次连接减压阀一3、流量计一5、增压泵一29和单向阀一32，所述单向阀一32与内胆49内部连通；所述空气进气单元包括通过三通连接在流量计一5和增压泵一29之间的截止阀一6，所述截止阀一6与空压机7连通；所述氧气供给单元包括氧气高压气瓶2，氧气高压气瓶2的出口依次连接减压阀二4、流量计二31、增压泵二30和单向阀二28，所述单向阀二28与内胆49内部连通；所述高低频激振系统包括用于向所述反应装置施加试验所需的高频振动作用的超声波振动器24以及用于向反应装置施加试验所需的低频振动作用的低频激振器39；所述超声波振动器24与超声波发生器41电连接，所述低频激振器39上连接有振动控制装置，所述振动控制装置包括与低频激振器39电连接的功率放大器37，所述功率放大器37与扫频信号发生器38电连接；所述数据采集系统包括力传感器23，所述力传感器23与电荷放大器35电连接，所述电荷放大器35与数据采集器36电连接；所述数据采集系统还包括设置在反应罐44上用于测量反应罐44内部压力的气压表二33和气压传感器34；所述数据采集系统还包括集气罐20，所述集气罐20上设置有气压表一19，所述集气罐20依次与截止阀五14、过滤器11、截止阀三10连接，所述截止阀三10与反应罐44连接，所述截止阀五14和过滤器11之间的管道上还通过五通连接有真空泵12、截止阀四13和减压阀三15，所述截止阀四13与大气连通，所述减压阀三15与集气罐20连接；所述集气罐20通过管路依次与减压阀四18、流量计三16连接后与测氡仪17连通；所述反应罐44的顶部可拆卸式连接有用于密封进气、进水管路用法兰二48；所述超声波振动器24与法兰一43固定连接，所述法兰一43可拆卸式连接在加热罐47的底部；所述低频激振器39与支架二21固定连接，所述支架二21与底座22固定连接；所述低频激振器39与支架一25固定连接；所述力传感器23设置在支架一25上。

全文数据：一种针对低渗透含铀砂岩增渗浸出试验系统技术领域本发明涉及低渗透含铀砂岩矿床的地浸开采技术领域，特别涉及一种针对低渗透含铀砂岩增渗浸出试验系统。背景技术核电是利用铀核裂变获得，铀核裂变释放能量大，且不排放温室气体和其他有害粉尘，是一种清洁型能源。在环境污染日益严重的大形势下，世界各国均全心全意的致力于核电的开发利用。为确保核电发展所需的大量天然铀，铀矿开采就显得很重要。我国已探明的铀资源储量中，砂岩型铀矿资源量约占35％，矿石渗透性小于0.5md的低渗透资源占砂岩型资源70％以上，低渗透含铀砂岩孔隙率低，能使溶浸液通过的通道少，物理渗流的渗透系数小，按照常规的渗流规律布置地浸工艺参数，抽注液量小，浸出率偏低，开采成本高，阻碍了砂岩型铀资源的利用。目前针对低渗透含铀砂岩矿床的地浸开采研究较少，在低渗透含铀砂岩矿床的地浸开采中尚未针对低渗透含铀砂岩增渗浸出展开研究，同时针对振动频率低频振动、超声振动、振动时间、浸出温度、充气压力变化下，低渗透含铀砂岩增渗铀浸出及增渗过程中氡析出展开研究也还是空白。发明内容本发明的目的是提供一种针对低渗透含铀砂岩增渗浸出试验系统，以获得振动、温度、充气压力共同作用下低渗透含铀砂岩铀浸出、氡析出的变化规律。本发明的技术方案是：一种针对低渗透含铀砂岩增渗浸出试验系统，包括反应装置，所述反应装置上分别设置有用于给试样升温的加热装置、用于给反应装置内部供给水、氧气、二氧化碳气体、空气的水气供给系统、用于向所述反应装置施加试验所需的高频振动作用及低频振动作用的高低频激振系统、用于采集实验数据的数据采集系统。优选的，所述反应装置包括用于盛装试样的反应罐，所述反应罐的顶部可拆卸式连接有用于密封进气、进水管路用法兰二，所述反应罐包括外壳和一设于外壳内部的内胆，所述内胆与外壳之间设置有便于溶浸液流出的间隙，所述内胆包括相互扣合在一起构成圆柱体的两个空心半圆柱，所述内胆的胆壁上均布的开设有多个用于实现溶浸液和试样均匀接触的网孔。优选的，所述外壳的底部设置有堵头和取液装置，所述取液装置用于在试验过程中从反应罐中取出部分浸出液进行测量。优选的，所述取液装置包括外壳的底部开设的取液孔，取液孔上螺纹连接用于控制液体通断的阀门。优选的，所述间隙内设置有多个用于支撑内胆的凸块，所述凸块背离内胆的侧面与外壳的内壁固定连接。优选的，所述加热装置包括套装在反应罐外部的加热罐，所述加热罐内均匀设置有加热丝，所述加热丝电连接有温度控制器，所述温度控制器通过控制开关与供电电源电连接。优选的，所述加热罐设置在支撑装置上，所述支撑装置包括与加热罐固定连接的支架一，所述支架一与设置在其下方的底座固定连接。优选的，所述水气供给系统包括水供给单元、氧气供给单元、二氧化碳气体供给单元及空气进气单元，所述水供给单元用于向内胆内部供给试验用水，所述二氧化碳气体供给单元用于向内胆内部供给实验所需的二氧化碳气体，所述氧气供给单元用于向内胆内部内供给实验所需流量的氧气；所述水供给单元包括注液箱，所述注液箱与内胆内部连通，所述注液箱与内胆之间的管路上设有截止阀二；所述二氧化碳气体供给单元包括二氧化碳高压气瓶，所述二氧化碳高压气瓶的出口依次连接减压阀一、流量计一、增压泵一和单向阀一，所述单向阀一与内胆内部连通；所述空气进气单元包括通过三通连接在流量计一和增压泵一之间的截止阀一，所述截止阀一与空压机连通；所述氧气供给单元包括氧气高压气瓶，氧气高压气瓶的出口依次连接减压阀二、流量计二、增压泵二和单向阀二，所述单向阀二与内胆内部连通。优选的，所述高低频激振系统包括用于向所述反应装置施加试验所需的高频振动作用的超声波振动器以及用于向反应装置施加试验所需的低频振动作用的低频激振器；所述超声波振动器与超声波发生器电连接，所述超声波振动器与法兰一固定连接，所述法兰一可拆卸式连接在加热罐的底部；所述低频激振器是固定连接在支架二上的低频激振器，所述支架二与底座固定连接；所述低频激振器上连接有振动控制装置，所述振动控制装置包括与低频激振器电连接的功率放大器，所述功率放大器与扫频信号发生器电连接，所述低频激振器与支架一固定连接。优选的，所述数据采集系统包括设置在支架一上的力传感器，所述力传感器与电荷放大器电连接，所述电荷放大器与数据采集器电连接；所述数据采集系统还包括设置在反应罐上用于测量反应罐内部压力的气压表二和气压传感器；所述数据采集系统还包括集气罐，所述集气罐上设置有气压表一，所述集气罐依次与截止阀五、过滤器、截止阀三连接，所述截止阀三与反应罐连接，所述截止阀五和过滤器之间的管道上还通过五通连接有真空泵、截止阀四和减压阀三，所述截止阀四与大气连通，所述减压阀三与集气罐连接；所述集气罐通过管路依次与减压阀四、流量计三连接后与测氡仪连通。与现有技术相比，本发明提供的一种针对低渗透含铀砂岩增渗浸出试验系统的有益效果是：本发明提供了一种在不同振动频率、振动时间、温度、充气压力作用下针对低渗透含铀砂岩增渗浸出、氡析出试验的系统，可进行振动作用下振动频率、振动时间、温度、充气压力变化对含铀砂岩铀浸出、氡析出影响试验，以及含铀物质如铀尾砂、花岗岩等受空气压力、温度、振动影响氡析出试验。整个试验系统主要由水气供给系统、数据采集系统、高低频激振系统、浸析出系统四部分组成，可实现充气压力、振动频率、振动时间、温度的精准调节，可实现振动作用下浸出液、被浸砂岩、反应罐内气体的时时取样，为实现振动应力-渗流-温度耦合作用下铀浸出率分析提供可能、以及对氡析出进行全面分析。本发明针对低渗透含铀砂岩渗透率低、铀浸出量少的问题展开，还原浸出过程，利用超声波、声波对砂岩进行振动，增大砂岩孔隙率，从而增加铀浸出率，同时振动能加剧液体流动，加速含铀砂岩和液体的接触，加快铀浸出速率，为铀矿增产提供服务，同时检测浸出过程中的氡含量变化，为环境氡污染做出评估。此外，该试验装置也可用于研究地表含铀物质如铀尾砂、花岗岩的堆放过程中，受空气压力、温度、振动影响氡析出污染的问题。附图说明图1为本发明的整体结构示意图；图2是本发明的局部放大图A；图3是本发明的水气供给系统结构示意图；图4是本发明的数据采集系统结构示意图一；图5是本发明的高低频激振系统结构示意图；图6是本发明的数据采集系统结构示意图二；图7是本发明从反应罐内顶出内胆的示意图。附图标记：1、二氧化碳高压气瓶；2、氧气高压气瓶；3、减压阀一；4、减压阀二；5、流量计一；6、截止阀一；7、空压机；8、截止阀二；9、注液箱；10、截止阀三；11、过滤器；12、真空泵；13、截止阀四；14、截止阀五；15、减压阀三；16、流量计三；17、测氡仪；18、减压阀四；19、气压表一；20、集气罐；21、支架二；22、底座；23、力传感器；24、超声波振动器；25、支架一；26、底座移动手柄；27、取液装置；28、单向阀二；29、增压泵一；30、增压泵二；31、流量计二；32、单向阀一；33、气压表二；34、气压传感器；35、电荷放大器；36、数据采集器；37、功率放大器；38、扫频信号发生器；39、低频激振器；40、温度控制器；41、超声波发生器；42、顶盖固定螺丝；43、法兰一；44、反应罐；45、堵头；46、固定螺丝；47、加热罐；48、法兰二；49、内胆；50、长杆螺纹拴。具体实施方式下面结合附图1到图7，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。如图1所示，一种针对低渗透含铀砂岩增渗浸出试验系统，包括反应装置，所述反应装置上分别设置有用于给试样升温的加热装置、用于给反应装置内部供给水、氧气、二氧化碳气体、空气的水气供给系统、用于向所述反应装置施加试验所需的高频振动作用及低频振动作用的高低频激振系统、用于采集实验数据的数据采集系统。进一步的，如图2所示，所述反应装置包括用于盛装试样的反应罐44，所述反应罐44的顶部可拆卸式连接有用于密封进气、进水管路用法兰二48，所述反应罐44包括外壳和一设于外壳内部的内胆49，所述内胆49与外壳之间设置有便于溶浸液流出的间隙，所述内胆49包括相互扣合在一起构成圆柱体的两个空心半圆柱，所述内胆49的胆壁上均布的开设有多个用于实现溶浸液和试样均匀接触的网孔。进一步的，所述外壳的底部设置有堵头45和取液装置27，所述取液装置27用于在试验过程中从反应罐44中取出部分浸出液进行测量。进一步的，所述取液装置27包括外壳的底部开设的取液孔，取液孔上螺纹连接用于控制液体通断的阀门。进一步的，所述间隙内设置有多个用于支撑内胆49的凸块，所述凸块背离内胆49的侧面与外壳的内壁固定连接。进一步的，所述加热装置包括套装在反应罐44外部的加热罐47，所述加热罐47内均匀设置有加热丝，所述加热丝电连接有温度控制器40，所述温度控制器40通过控制开关与供电电源电连接。进一步的，所述加热罐47设置在支撑装置上，所述支撑装置包括与加热罐47固定连接的支架一25，所述支架一25与设置在其下方的底座22固定连接。进一步的，如图3所示，所述水气供给系统包括水供给单元、氧气供给单元、二氧化碳气体供给单元及空气进气单元，所述水供给单元用于向内胆49内部供给试验用水，所述二氧化碳气体供给单元用于向内胆49内部供给实验所需的二氧化碳气体，所述氧气供给单元用于向内胆49内部内供给实验所需流量的氧气；所述水供给单元包括注液箱9，所述注液箱9与内胆49内部连通，所述注液箱9与内胆49之间的管路上设有截止阀二8；所述二氧化碳气体供给单元包括二氧化碳高压气瓶1，所述二氧化碳高压气瓶1的出口依次连接减压阀一3、流量计一5、增压泵一29和单向阀一32，所述单向阀一32与内胆49内部连通；所述空气进气单元包括通过三通连接在流量计一5和增压泵一29之间的截止阀一6，所述截止阀一6与空压机7连通；所述氧气供给单元包括氧气高压气瓶2，氧气高压气瓶2的出口依次连接减压阀二4、流量计二31、增压泵二30和单向阀二28，所述单向阀二28与内胆49内部连通。进一步的，如图5所示，所述高低频激振系统包括用于向所述反应装置施加试验所需的高频振动作用的超声波振动器24以及用于向反应装置施加试验所需的低频振动作用的低频激振器39；所述超声波振动器24与超声波发生器41电连接，所述超声波振动器24与法兰一43固定连接，所述法兰一43可拆卸式连接在加热罐47的底部；所述低频激振器是固定连接在支架二21上的低频激振器39，所述支架二21与底座22固定连接；所述低频激振器39上连接有振动控制装置，所述振动控制装置包括与低频激振器39电连接的功率放大器37，所述功率放大器37与扫频信号发生器38电连接，所述低频激振器39与支架一25固定连接。进一步的，如图4和图6所示，所述数据采集系统包括设置在支架一25上的力传感器23，所述力传感器23与电荷放大器35电连接，所述电荷放大器35与数据采集器36电连接；所述数据采集系统还包括设置在反应罐44上用于测量反应罐44内部压力的气压表二33和气压传感器34；所述数据采集系统还包括集气罐20，所述集气罐20上设置有气压表一19，所述集气罐20依次与截止阀五14、过滤器11、截止阀三10连接，所述截止阀三10与反应罐44连接，所述截止阀五14和过滤器11之间的管道上还通过五通连接有真空泵12、截止阀四13和减压阀三15，所述截止阀四13与大气连通，所述减压阀三15与集气罐20连接；所述集气罐20通过管路依次与减压阀四18、流量计三16连接后与测氡仪17连通。如图1、图2和图3所示，本发明实施例提供了一种针对低渗透含铀砂岩增渗浸出试验系统，本发明为一种在不同振动频率、温度、充气压力作用下针对低渗透含铀砂岩增渗浸出试验系统，可进行振动作用下振动频率、振动时间、温度、充气压力变化对铀浸出、氡析出影响试验，试验过程中系统耐压0到10兆帕。如图1所示，整个试验系统主要由水气供给系统、数据采集系统、高低频激振系统、浸析出系统四部分组成，装置可实现充气压力、振动频率、振动时间、温度的精准调节，可实现研究振动作用下浸出液的化学成分，以及试样的孔隙率、渗透率变化，可实现振动应力-渗流-温度耦合作用下铀浸出、氡析出的全面分析，也可以对地表堆积的含铀物质如铀尾砂、花岗岩等在空气压力、温度、振动作用下，氡析出的问题展开测量分析。一种针对低渗透含铀砂岩增渗浸出试验系统，包括水气供给系统、高低频激振系统、浸析出系统以及数据采集系统，主要反应装置是反应罐，反应罐上开设有进液孔、进气孔、取气孔、取液孔和排液孔，反应罐受的外力主要来源于超声波振子、低频激振器、数据采集由数据采集器、气体压力传感装置、测氡仪。试验前，给注液箱9注水，先打开截止阀二8，用量杯量取一定量的水装入注液箱9，水由注液箱经截止阀二8流入反应罐44，注液箱9至截止阀二8管路为金属硬管连接，截止阀二8至反应罐44部分采用金属软管，可有效防止振动。其中，二氧化碳气从二氧化碳高压气瓶1经减压阀一3减压至一个大气压后进入流量计一5，流量计一5计量后进入增压泵一29增压到试验压力，经单向阀一32进入反应罐44，从气瓶到单向阀一32采用高压金属硬管，单向阀一32进入反应罐44采用金属软管，可有效防止振动对管路的损害，流量计前设置减压阀可有效保护流量计免于高压损坏；增压泵可以向反应罐44内提供试验所需压力，单向阀可有效保护增压泵不受反应罐44反冲压力的影响。其中，氧气从氧气高压气瓶2经减压阀二4减压至一个大气压后进入流量计二31，流量计二31计量后进入增压泵二30，由增压泵二30增压至试验所需压力，进入单向阀二28流入反应罐44，从气瓶到单向阀二28采用高压金属硬管，单向阀二28进入反应罐44采用金属软管。在做块体铀矿石、或压制铀矿石铀浸出试验时，需要向反应罐44先注水，然后依次注入二氧化碳和氧气。试验前，如果仅向反应罐44中注入空气，主要是做散体铀矿石、铀尾砂氡析出实验，试验过程中采用空压机7提供风压，利用增压泵一29增压至试验所需压力，经单向阀一32流入反应罐44，由于高压氧气进气管路中有杂质，充气过程中极易摩擦出火星引起爆炸，因此空气进气这一路和二氧化碳进气共用一个增压泵和单向阀，具体连接方式为空压机7气体流入截止阀一6，由于和二氧化碳进气管路共用增压泵，此处需要使用截止阀一6控制空气进入及防止二氧化碳气体泄漏，气体从截止阀一6出来进入增压泵一29，再进入单向阀一32，进入反应罐44。在做地表含铀物质堆放过程中受空气压力、温度、振动影响氡析出试验时，仅需要向反应罐44注入空气。其中，主要反应容器为反应罐44，反应罐44顶部、底部均用法兰固定，反应罐44顶部用顶盖固定螺丝42固定有法兰二48，用于密封进气、进水管路，法兰一43固定超声波振动器24，反应罐内有两半拉状的多孔的内胆49，试验完毕，可将反应罐44底部的堵头45拆卸，用长杆螺纹拴50顶出反应罐内胆49，将内胆49掰开而取得试样。其中，反应罐底部设置取液装置27，可在试验过程中经取液装置27取得部分浸出液进行测量。其中，超声波振动器24焊接在法兰一43上，通过法兰一43直接对反应罐44施加高频振动力；低频激振器39与支架一25通过长柄螺杆相连接，振动过程中，激振器39通过固定在支架一25上的长柄螺杆，带动反应罐44振动。其中，反应罐44外部紧密套接加热罐47，加热罐47内均匀分布加热丝，利用法兰一43将加热罐47、反应罐44、超声波振动器24固定，加热罐47由温度控制器40控制，通过电缆线相连接。其中，反应罐44和低频激振器39共同固定在同一底座上。其中，振动控制装置包括功率放大器37和扫频信号发生器38，两者用电缆连接，连接顺序为扫频信号发生器38进入功率放大器37，再进入低频激振器39，扫频信号发生器提供信号源，功率放大器将信号放大后传输进低频激振器振动。其中，信号采集系统包括电荷放大器35和数据采集器36，两者用电缆连接，连接顺序为传感器23采集到的信号，输入电荷放大器35将信号放大后，传输入数据采集器36。其中，数据采集系统主要包括集气罐20、真空泵12、减压阀三15、减压阀四18和测氡仪17，其中反应罐44到截止阀三10之间采用金属软管，截至阀三10到装置末端均采用金属硬管，管路与反应罐44相连接的部分采用金属软管，可有效防止振动对管路的影响，具体的管路连接为：反应罐44的气体出来，从管路流入截止阀三10，再流入过滤器11，过滤掉从反应罐44进入管路中的细小的粉尘，再进入减压阀三15减压后流入集气罐20，当集气罐20内压力达到一定值时，打开测氡仪17，调定减压阀四18，集气罐20内的气体流入减压阀四18，经过流量计三16计量后，进入测氡仪17测氡。试验结束后，为排空集气罐20和反应罐44，以及防止集气罐20和反应罐44内部压力过大，在集气罐20和真空泵12之间的管路上开设旁路，由截止阀三10、截止阀四13、截止阀五14控制，起到保护集气罐20和反应罐44作用。试验系统的水气供给系统主要包括二氧化碳高压气瓶1、氧气高压气瓶2、减压阀一3、减压阀二4、流量计一5、流量计二31、截止阀一6、截止阀二8、空压机7、注液箱9、增压泵一29、增压泵二30、单向阀二28、单向阀一32。数据采集系统还包括电荷放大器35、数据采集器36、功率放大器37、扫频信号发生器38、温度控制器40、超声波发生器41、气压表二33和气压传感器34。高低频激振系统主要包括低频激振器39、支架二21、底座22、力传感器23、超声波振动器24和底座移动手柄26。其中，底座22上设置底座移动手柄26，方便移动底座22。其中，气瓶中的气体压力低于试验要求压力时，可用增压泵一29，增压泵二30实现精准增压，单向阀二28，单向阀一32可实现高压气体的单向流动，反应罐44通过8个内六角螺钉将密封盖和加热罐固定于反应罐44罐体，气液通过密封盖顶部进气孔、进液孔流入反应罐44，反应罐44内径130mm、高度210mm，承受气体压力10MPa，其内部有呈两个空心半圆柱形的多孔内胆49，并排固定两个内径50mm，高100mm的圆柱体。试验过程中为防止漏气漏液，利用堵头45堵住罐体底部退模孔，试验完毕将堵头45拆卸，如图7所示，采用长杆螺纹栓50缓慢从反应罐44内顶出多孔内胆49而取得试件，试样若采用散体时可将内胆49取出。激振器39、超声波振动器24和反应罐44罐体均采用刚性连接相连，实现振动力的精准传输。反应罐44罐体安装的气压传感器34和气压表二33可实现罐体内压力精准控制，过滤器11可有效防止反应罐44罐体里出来的杂质进入真空泵12和集气罐20，真空泵12可对反应罐44和集气罐20抽真空，气压表一19可实现每次试验从反应罐44内取相同压力的气体，集气罐20和测氡仪17之间的减压阀四18在试验过程中设定一个大气压可保护测氡仪17，流量计16可实现进入测氡仪17的气体的精准计量。试验过程包括以下步骤：A、浸出测量试验1、气密性检测：试验之前应进行装置气密性检测，确保装置不漏气。2、脱气：关闭所有阀门、打开真空泵12与集气罐20、反应罐44相连接的截止阀三10，截止阀五14，开启真空泵12，对反应罐44和集气罐20脱气，一段时间后，关闭真空泵12、截止阀三10和截止阀五14。3、调温：低频振动试验采用温度控制器40控制的加热罐47调节温度，开启温度控制器40使加热罐47内均匀分布的电热丝温度上升到设定温度，实验中，可根据实验要求设定温度到30℃、40℃、50℃、60℃，利用加热罐47与反应罐44紧密贴合传导温度，实现对反应罐44温度控制。4、注液：打开注液箱9与反应罐44相连的截止阀二8，通过量杯注入注液箱9一定质量的地下水，地下水从注液箱经管路流入反应罐44内，并确保淹没试件，当液体完全流入反应罐44后关闭截止阀二8。5、注氧气：调定与氧气高压气瓶2相连接的减压阀二4，打开增压泵二30，开启单向阀二28，向反应罐44内注入一定压力的氧气，实验中，根据实验需要可注入0.1MPa、0.2MPa、0.3MPa、0.4MPa、0.5MPa、0.6MPa、0.7MPa、0.8MPa、0.9MPa、1MPa压力的氧气后，关闭增压泵二30和减压阀二4。6、注二氧化碳：调定减压阀一3打开增压泵一29，开启单向阀一32，向反应罐44内注入一定压力的二氧化碳，实验中，根据实验需要注入0.1MPa、0.2MPa、0.3MPa、0.4MPa、0.5MPa、0.6MPa、0.7MPa、0.8MPa、0.9MPa、1MPa压力的二氧化碳，注入二氧化碳的压力必须高于注入的氧气压力，不同的压力组合可以进行不同的实验，依次关闭增压泵一29、减压阀一3。7a、低频振动：顺次打开电荷放大器35、数据采集器36、功率放大器37、扫频信号发生器38、低频激振器39，振动反应罐44一定时间后根据实验需要设定振动频率10Hz、20Hz、30Hz、40Hz、50Hz，振动时间可设定5min、10min、15min、20min、25min、30min，在不同的充气压力作用下，不同的振动时间和振动频率组合，可以做不同情况下试验，停止激振。7b、高频振动：打开超声波发生器41，利用反应罐44罐体底部的超声波振动器24对反应罐44施加振动力，振动反应罐44一定时间后停止激振根据实验需要设定振动频率28KHz，40KHz，振动时间可设定5min、10min、15min、20min、25min、30min，在不同的充气压力作用下，不同的振动时间和振动频率组合，可以做不同情况下试验。8、取气：打开与反应罐44和集气罐20相连的减压阀三15，向集气罐20中注入一定压力的气体后关闭减压阀取气压力应根据反应罐内压力确定，并且每次实验取气压力均为同一数值。9、测氡：打开测氡仪17，调节集气罐20与流量计三16之间的减压阀四18压力，使减压阀四18出口端压力达到一个大气压。10、取液：打开截止阀四13、过滤器11与反应罐44之间的截止阀三10，将反应罐44内剩余气体排进大气，直到罐体压力显示一个大气压力，关闭截止阀三10，截止阀四13，打开取液装置27，取出一定量的液体。11、重复试验：重复步骤4向反应罐44注入液体，直至补充至步骤4相同体积的液体后停止注入；重复步骤5向反应罐44注入和步骤5相同压力的氧气；重复步骤6向反应罐44注入和步骤6相同压力的二氧化碳；重复7、8、9、10的过程操作。12、离子分析：将取得的液体进行离子分析，就可得出不同条件下铀浸出率；将所取得的气体通过测氡仪测量可得出试验过程中氡析出量变化。B、含铀物质氡析出试验1、气密性检测：试验之前应进行装置气密性检测，确保装置不漏气。2、脱气：关闭所有阀门、打开真空泵12与反应罐44、集气罐20相连接的截止阀三10，截止阀五14，开启真空泵12，对反应罐44和集气罐20脱气，一段时间后，关闭真空泵12、截止阀三10、截止阀五14。3、充气：开启截止阀一6，打开单向阀一32，开启空压机7和增压泵一29，试验过程中需要一直开启空压机7和增压泵一29保持试样受到恒定的气压。根据试验需求可选择0.1Mpa、0.2Mpa、0.3Mpa、0.4Mpa、0.5Mpa、0.6Mpa4、恒温：调节温度恒定于试验设定值可根据试验需求设定30℃、40℃、50℃、60℃5、测氡：开启真空泵12和集气罐20之间的减压阀三15，集气罐20和测氡仪17之间的减压阀四18，利用测氡仪17测定流出气流中氡含量6、试验过程中必须保持反应罐44内恒定压力，必须通过调节进气口增压泵一29和出气口的减压阀三15，确保反应罐44内气压保持恒定的压力值，并且不同的试验该压力值不同。综上所述，本发明实施例提供了一种在不同振动频率、温度、充气压力作用下针对低渗透含铀砂岩增渗浸出试验系统，可进行振动作用下振动频率、振动时间、温度、充气压力变化对铀浸出、氡析出影响试验。整个试验系统主要由水气供给系统、数据采集系统、高低频激振系统、浸析出系统四部分组成，可实现充气压力、振动频率、振动时间、温度的精准调节，可实现研究振动作用下浸出液的化学成分，以及试样的孔隙率、渗透率变化，可实现振动应力-渗流-温度耦合作用下铀浸出、氡析出的全面分析。本发明针对低渗透含铀砂岩渗透率低、铀浸出量少的问题展开，还原浸出过程，利用超声波、声波对砂岩进行振动，增大砂岩孔隙率，从而增加铀浸出率，同时振动能加剧液体流动，加速含铀砂岩和液体的接触，加快铀浸出速率，为铀矿增产提供服务，检测浸出过程中的氡含量变化，为环境氡污染做出评估与计量。同时本发明也可对地表堆积的含铀物质如铀尾砂、花岗岩等，在空气压力、温度、振动作用下，氡析出量变化进行测量。以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

权利要求：1.一种针对低渗透含铀砂岩增渗浸出试验系统，其特征在于，包括反应装置，所述反应装置上分别设置有用于给试样升温的加热装置、用于给反应装置内部供给水、氧气、二氧化碳气体、空气的水气供给系统、用于向所述反应装置施加试验所需的高频振动作用及低频振动作用的高低频激振系统、用于采集实验数据的数据采集系统。2.如权利要求1所述的一种针对低渗透含铀砂岩增渗浸出试验系统，其特征在于，所述反应装置包括用于盛装试样的反应罐44，所述反应罐44的顶部可拆卸式连接有用于密封进气、进水管路用法兰二48，所述反应罐44包括外壳和一设于外壳内部的内胆49，所述内胆49与外壳之间设置有便于溶浸液流出的间隙，所述内胆49包括相互扣合在一起构成圆柱体的两个空心半圆柱，所述内胆49的胆壁上均布的开设有多个用于实现溶浸液和试样均匀接触的网孔。3.如权利要求2所述的一种针对低渗透含铀砂岩增渗浸出试验系统，其特征在于，所述外壳的底部设置有堵头45和取液装置27，所述取液装置27用于在试验过程中从反应罐44中取出部分浸出液进行测量。4.如权利要求3所述的一种针对低渗透含铀砂岩增渗浸出试验系统，其特征在于，所述取液装置27包括外壳的底部开设的取液孔，取液孔上螺纹连接用于控制液体通断的阀门。5.如权利要求2所述的一种针对低渗透含铀砂岩增渗浸出试验系统，其特征在于，所述间隙内设置有多个用于支撑内胆49的凸块，所述凸块背离内胆49的侧面与外壳的内壁固定连接。6.如权利要求2所述的一种针对低渗透含铀砂岩增渗浸出试验系统，其特征在于，所述加热装置包括套装在反应罐44外部的加热罐47，所述加热罐47内均匀设置有加热丝，所述加热丝电连接有温度控制器40，所述温度控制器40通过控制开关与供电电源电连接。7.如权利要求6所述的一种针对低渗透含铀砂岩增渗浸出试验系统，其特征在于，所述加热罐47设置在支撑装置上，所述支撑装置包括与加热罐47固定连接的支架一25，所述支架一25与设置在其下方的底座22固定连接。8.如权利要求2所述的一种针对低渗透含铀砂岩增渗浸出试验系统，其特征在于，所述水气供给系统包括水供给单元、氧气供给单元、二氧化碳气体供给单元及空气进气单元，所述水供给单元用于向内胆49内部供给试验用水，所述二氧化碳气体供给单元用于向内胆49内部供给实验所需的二氧化碳气体，所述氧气供给单元用于向内胆49内部内供给实验所需流量的氧气；所述水供给单元包括注液箱9，所述注液箱9与内胆49内部连通，所述注液箱9与内胆49之间的管路上设有截止阀二8；所述二氧化碳气体供给单元包括二氧化碳高压气瓶1，所述二氧化碳高压气瓶1的出口依次连接减压阀一3、流量计一5、增压泵一29和单向阀一32，所述单向阀一32与内胆49内部连通；所述空气进气单元包括通过三通连接在流量计一5和增压泵一29之间的截止阀一6，所述截止阀一6与空压机7连通；所述氧气供给单元包括氧气高压气瓶2，氧气高压气瓶2的出口依次连接减压阀二4、流量计二31、增压泵二30和单向阀二28，所述单向阀二28与内胆49内部连通。9.如权利要求7所述的一种针对低渗透含铀砂岩增渗浸出试验系统，其特征在于，所述高低频激振系统包括用于向所述反应装置施加试验所需的高频振动作用的超声波振动器24以及用于向反应装置施加试验所需的低频振动作用的低频激振器39；所述超声波振动器24与超声波发生器41电连接，所述超声波振动器24与法兰一43固定连接，所述法兰一43可拆卸式连接在加热罐47的底部；所述低频激振器是固定连接在支架二21上的低频激振器39，所述支架二21与底座22固定连接；所述低频激振器39上连接有振动控制装置，所述振动控制装置包括与低频激振器39电连接的功率放大器37，所述功率放大器37与扫频信号发生器38电连接，所述低频激振器39与支架一25固定连接。10.如权利要求7所述的一种针对低渗透含铀砂岩增渗浸出试验系统，其特征在于，所述数据采集系统包括设置在支架一25上的力传感器23，所述力传感器23与电荷放大器35电连接，所述电荷放大器35与数据采集器36电连接；所述数据采集系统还包括设置在反应罐44上用于测量反应罐44内部压力的气压表二33和气压传感器34；所述数据采集系统还包括集气罐20，所述集气罐20上设置有气压表一19，所述集气罐20依次与截止阀五14、过滤器11、截止阀三10连接，所述截止阀三10与反应罐44连接，所述截止阀五14和过滤器11之间的管道上还通过五通连接有真空泵12、截止阀四13和减压阀三15，所述截止阀四13与大气连通，所述减压阀三15与集气罐20连接；所述集气罐20通过管路依次与减压阀四18、流量计三16连接后与测氡仪17连通。

百度查询： 南华大学 一种针对低渗透含铀砂岩增渗浸出试验系统

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