[發(fā)明專利]采用振動(dòng)環(huán)形折流板萃取塔提取與純化天然鈾的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210230138.1
• 申請(qǐng)日: 2012-07-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102698467A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王學(xué)軍;徐盛明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): B01D11/04
• 分類號(hào): B01D11/04;C22B60/02;C22B3/26
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 黃家俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于萃取領(lǐng)域，具體涉及一種振動(dòng)環(huán)形折流板萃取塔，及使用所述的萃取塔提取與純化天然鈾的方法。

背景技術(shù)

脈沖篩板塔（PL）由Van?Dijk于1935年發(fā)明，具有如下特點(diǎn)：①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；②兩相在塔內(nèi)停留時(shí)間短，流動(dòng)和傳質(zhì)性能好；③體積小，易于操作；④無(wú)傳動(dòng)部件、易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制以保證臨界安全；⑤與其塔有能量輸入的萃取塔相比軸向返混程度低且隨塔徑變化不大。主編：汪家鼎，陳家鏞，溶劑萃取手冊(cè)，化學(xué)工業(yè)出版社，237。

振動(dòng)篩板塔（RPC），由Van?Dijk于1935年提出，后由Karr?A.E和Lo?T.C

加以開(kāi)發(fā)研究，應(yīng)用于工業(yè)萃取操作；具有如下特點(diǎn)：①通量大且效率較高；②由于篩孔大且處于振動(dòng)狀態(tài)，因而易于處理含固態(tài)的原料；③由于振動(dòng)頻率和振幅可以調(diào)節(jié)，且在塔橫截面上外加能量分布較均勻，因而適合處理易乳化物系；④結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易放大；⑤維修及操作費(fèi)用較低的特點(diǎn)。主編：汪家鼎，陳家鏞，溶劑萃取手冊(cè)，化學(xué)工業(yè)出版社，266，184。

天然鈾的提取與純化一直以來(lái)基本以脈沖篩板塔作為重點(diǎn)萃取設(shè)備，國(guó)外也有以轉(zhuǎn)盤塔作為萃取設(shè)備進(jìn)行研究。國(guó)內(nèi)使用脈沖篩板萃取塔主要是為了避免高放條件下機(jī)械設(shè)備檢修的困難。2008年王學(xué)軍、徐盛明、李昆明等申請(qǐng)了《用振動(dòng)篩板塔提取與純化天然鈾的方法》的發(fā)明專利（授權(quán)公告號(hào)：CN101269838?B），使振動(dòng)篩板塔在核工業(yè)提取與純化天然鈾過(guò)程中得到應(yīng)用。脈沖環(huán)形折流板萃取塔雖然具有很多優(yōu)點(diǎn)，但是能量輸入是其致命的問(wèn)題，特別是在工業(yè)規(guī)模大型環(huán)形折流板萃取塔的情況下，脈沖能量輸入問(wèn)題將制約環(huán)形折流板萃取塔的使用與發(fā)展。將振動(dòng)環(huán)形折流板萃取塔應(yīng)用到工業(yè)規(guī)模以及核工業(yè)領(lǐng)域，也為塔式萃取設(shè)備的應(yīng)用與研究領(lǐng)域填補(bǔ)一項(xiàng)空白。

對(duì)于天然鈾的提取與純化的萃取化工工藝過(guò)程來(lái)說(shuō)，所處理物料的放射性低、毒性小，對(duì)機(jī)械設(shè)備及其檢修不構(gòu)成影響，因而不需要遠(yuǎn)距離操作。因此，當(dāng)采用規(guī)格（塔徑）較大脈沖塔進(jìn)行天然鈾的提取與純化生產(chǎn)時(shí)，其耗能大，對(duì)料液的脈沖作用不易均勻，因而能量輸入和操作都比較困難。對(duì)于其它工業(yè)萃取過(guò)程也是同樣道理。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種新型振動(dòng)環(huán)形折流板萃取塔。

本發(fā)明的另一目的是提供一種利用上述振動(dòng)環(huán)形折流板萃取塔提取與純化天然鈾的方法。

所述的振動(dòng)環(huán)形折流板萃取塔的結(jié)構(gòu)如下：

塔體9上部是上擴(kuò)大端6，上擴(kuò)大端6的直徑與高度（體積）由所處理的輕相的處理量及所要求的澄清時(shí)間確定；所述的上擴(kuò)大端6的下部有一個(gè)水相（重相）進(jìn)口4，上部有一個(gè)有機(jī)相（輕相）出口1；

塔體9下部是下擴(kuò)大端7，下擴(kuò)大端7的直徑與高度（體積）由所處理的重相的處理量及所要求的澄清時(shí)間確定；所述的下擴(kuò)大端7的下部有一個(gè)水相（重相）出口3，上部有一個(gè)有機(jī)相（輕相）進(jìn)口2；

塔體9內(nèi)部中心位置安裝有中心軸10；所述的中心軸10上端和固定安裝在上擴(kuò)大端6上部的電機(jī)8連接；中心軸10上一一相間套接有內(nèi)環(huán)板51、定距管、外環(huán)板52、定距管，從而形成折流板板串；所述的電機(jī)8通過(guò)凸輪帶動(dòng)折流板板串上下運(yùn)動(dòng)。

所述的內(nèi)環(huán)板51的外徑大于外環(huán)板52的內(nèi)徑，且其中心有一個(gè)和定距管內(nèi)徑相同的孔；

所述的外環(huán)板52的外徑與塔壁之間的間距盡量小，以不影響其上下振動(dòng)且不與塔壁之間剮蹭為準(zhǔn)；外環(huán)板52的中心有一個(gè)和定距管內(nèi)徑相同的孔，該孔通過(guò)輻條31和外環(huán)板52的本體（內(nèi)徑的圓環(huán)部位）相連，沒(méi)有輻條31的部位形成允許液體流過(guò)的通道。

一種利用上述振動(dòng)環(huán)形折流板萃取塔提取與純化天然鈾的方法，包括以下步驟：

當(dāng)做上界面操作，且采用水相連續(xù)時(shí)：

（1）由水相進(jìn)口4向塔內(nèi)充物料，待含有折流板板串的塔體充滿物料后，水相停止進(jìn)料；

（2）開(kāi)啟電機(jī)8，頻率調(diào)至40～300/min，按照有機(jī)相：水相的流量比（即體積比）為0.5～10，由有機(jī)相進(jìn)口2向塔內(nèi)進(jìn)萃取劑，待界面建立，開(kāi)始經(jīng)過(guò)下擴(kuò)大端由水相出口排出萃余水相；

（3）待有機(jī)相萃取劑開(kāi)始經(jīng)由上擴(kuò)大端從有機(jī)相出口1溢流以后，有機(jī)相和水相的進(jìn)出料口按上述流比分別有萃取劑和物料進(jìn)出，在折流板板串的振動(dòng)作用下，水相和有機(jī)相得到充分的混合；在重力的作用下，水相朝下、有機(jī)相朝上沿著液體流動(dòng)路徑21運(yùn)動(dòng)，形成逆流萃??；其中有機(jī)相萃取劑是由磷酸三丁酯（TBP）與磺化煤油按體積比2:8~4:6的比例配制。

本發(fā)明的有益效果為：