希姆斯利连续逆流离子交换设备

加拿大希姆斯利工程公司设计的第一组离子交换装置首先在阿格纽湖铀水冶厂投入运行，以后在南非瓦尔里夫南铀厂和美国西南的主要铜生产厂得到应用。希姆斯利连续逆流离子交换系统如图1所示。

图1  希姆斯利离子交换系统的典型排列

设备结构及操作特点：

一、每个交换室内均安装有倒装堰、帽盖，有独立的进液系统。

二、树脂转移方式独特（见图2），饱和树脂经树脂计量仓从淋洗塔底部压进去，淋洗塔内树脂呈活塞状上升，不乱床。淋洗富液从淋洗塔底部排出，避免了因从塔顶排富液出现的顶部铀浓度高，溶液重度大而逐渐向下扩散所造成的淋洗效果不好的缺点。

图2  希姆斯利交换系统的树脂转移

三、希姆斯利连续逆流离子交换设备真正解决了连续进液的问题。即使转移树脂，溶液仍可以绕过转移树脂的隔室照常吸附(见图3)。

图3  树脂从C室转移到B室示意图

四、避免了细小树脂在塔上部积累，从而改善了塔顶部的离子交换条件。

五、停车、起动方便。

六、树脂年损失＜5%。

这种装置每一周期操作步骤多，管线复杂，阀门数量多，且开关频繁，能否正常运转，在很大程度上取决于可编程序控制器是否工作正常可靠。另外由于每个交换室的斜锥和倒装堰、帽盖结构占有一定的高度，从而使整个吸附塔的高度增加。

加拿大阿格纽湖铀水冶厂用这种装置处理地下和地表堆浸混合溶液，溶液铀浓度为数百毫克每升。美国西南主要铜生产厂处理含铀数毫克每升的铜浸出液。塔直径为Φ3.96m，塔高19.85m。南非用于从金－铀矿浸出液中回收铀，铀浓度为80～120mg／L。塔直径Φ3．66m，塔高16.15m。吸附塔外排尾液铀控制在1mg／L左右。

希姆斯利连续离子交换设备的隔室数量，设计前用8～10个柱子串联进行试验确定。