СНК типтес сорбциялық тегеурінді колонналар құрылысы және жұмыс істеу принципі

СНК сорбциялық тегеурінді колоннасы цилиндрлі корпустан – обечайкадан, жоғарғы сусіңгіш құрылғысынан – кассеталар, сорбция ерітіндіреілінің жинағышынан – ерітіндіреді құятын патрубоктары бар «қалтадан», құрал бойынша ерітінді ағынын бөлетін конусты бөлгіші бар өнімді ерітіндіні енгізетін құрылғыдан – «грибок», қаныққан ион алмастырғыш шайырды түсіру қрылғысынан, қайта қалпына келтірілген шайырды енгізуге арналған тегеурінді бункерден тұрады (сурет 6).

Жұмыс қалпында колоннаның барлық көлемі ионитпен толтырылып, ерітінді иониттің тығыз қабаты арқылы төменнен жоғары қарай сүзіледі. Иониттің жұмыс қабатын тығыздау және қысу колоннаның жоғарығы жағында орналасқан дренажды құрылғысы және осы дренажды құрылғыларынан жоғары орналасқан иониттің сусыздандырылған қабаттың бар болуы арқылы жүзеге асырылады.

Сурет 202. СНК типтес сорбциялық тегеурінді колонналар құрылысы.

Уранды ионитпен сорбциялық тегеурінді колоннада бөлу динамикалық режимде өткізіледі, осы режимде иониттің қозғалмайтын қабаты арқылы ерітіндінің жұмыс ағыны сүзіледі. Бұл талдау үшін және маса алмасуды реттеу үшін ең қиын процесс, өйткені бөлінетін уранныі екі фазадағы концентрациясы қабат биіктігі және уақыт бойынша үздіксіз өзгереді.

Осылайша, өнімді ерітіндіні иониттің тығыз қабаты арқылы сорбциялық тегеурінді колоннада сүзу процесі кезінде уранның сұйық фазадағы концентрациясы ерітіндіні сүзу бағытында төмендеуі байқалады. Осы кезде, ерітінді өтетін кездегі уранның концентрациясы бастапқы мәнінен түсіру құрамына дейін төмендейтін ионит қабатының биіктігі иониттің жұмыс қабатының биіктігі деп аталады.

Уранды тегеурінді колонналарда ионитпен сорбциялаудың практикалық міндеті болып сорбциядан кейінгі ерітіндіде оның берілген қалдықты концентрациясына уранмен қаныққан иониттің алмастырғыш жұмыс көлемінің максималды мәні арқылы қол жеткізу табылады. Әдетте, алмастырғыш жұмыс көлемінің мәні ретінде оның тепе-теңдік мәнінен 70-80% тең деп алады.

Осыны ескере отырып, қалыпты жұмысты қамтамасыз ету үшін сорбциялық колоннадағы ионит қабатының нақты биіктігін (Н) иониттің жұмыс қабатының биіктігінен (Н₀) жоғары болып алады. DН = Н - Н₀ сорбциялық колоннадағы иониттің қорғау қабаты деп аталады.

Сорбциялық тегеурінді колоннадағы ионит қабатының биіктігі өнімді ерітінділердің химиялық құрамына және қолданылатын иониттің сорбциялық қасиеттеріне тәуелді болып, жобалау сатысында анықталады.

Сорбентті қорғау қабаты болғанда тегеурінді колоннаның жұмысы сорбеттің қорғау әсерінің белгілі бір уақытымен сипатталады. Бұл уақыт бойында ионит ерітінділерінің ағынындағы уран бойынша баланстан артық жүктелу байқалғанда аналық сорбциясындағы уранның талап етілген түсіру мөлшерлері қамтамасыз етіледі.

Сондықтан, сорбциялық тегеурінді колонналар жұмысын реттеу және басқару ионит ерітінділерінің ағынындағы уран бойынша материалдық балансты сақтауға негізделуі тиіс.