[发明专利]采用振动环形折流板萃取塔提取与纯化天然铀的方法

说明书

技术领域

本发明属于萃取领域，具体涉及一种振动环形折流板萃取塔，及使用所述的萃取塔提取与纯化天然铀的方法。

背景技术

脉冲筛板塔（PL）由Van Dijk于1935年发明，具有如下特点：①结构简单；②两相在塔内停留时间短，流动和传质性能好；③体积小，易于操作；④无传动部件、易于实现远距离控制以保证临界安全；⑤与其塔有能量输入的萃取塔相比轴向返混程度低且随塔径变化不大。主编：汪家鼎，陈家镛，溶剂萃取手册，化学工业出版社，237。

振动筛板塔（RPC），由Van Dijk于1935年提出，后由Karr A.E和Lo T.C

加以开发研究，应用于工业萃取操作；具有如下特点：①通量大且效率较高；②由于筛孔大且处于振动状态，因而易于处理含固态的原料；③由于振动频率和振幅可以调节，且在塔横截面上外加能量分布较均匀，因而适合处理易乳化物系；④结构简单，容易放大；⑤维修及操作费用较低的特点。主编：汪家鼎，陈家镛，溶剂萃取手册，化学工业出版社，266，184。

天然铀的提取与纯化一直以来基本以脉冲筛板塔作为重点萃取设备，国外也有以转盘塔作为萃取设备进行研究。国内使用脉冲筛板萃取塔主要是为了避免高放条件下机械设备检修的困难。2008年王学军、徐盛明、李昆明等申请了《用振动筛板塔提取与纯化天然铀的方法》的发明专利（授权公告号：CN101269838 B），使振动筛板塔在核工业提取与纯化天然铀过程中得到应用。脉冲环形折流板萃取塔虽然具有很多优点，但是能量输入是其致命的问题，特别是在工业规模大型环形折流板萃取塔的情况下，脉冲能量输入问题将制约环形折流板萃取塔的使用与发展。将振动环形折流板萃取塔应用到工业规模以及核工业领域，也为塔式萃取设备的应用与研究领域填补一项空白。

对于天然铀的提取与纯化的萃取化工工艺过程来说，所处理物料的放射性低、毒性小，对机械设备及其检修不构成影响，因而不需要远距离操作。因此，当采用规格（塔径）较大脉冲塔进行天然铀的提取与纯化生产时，其耗能大，对料液的脉冲作用不易均匀，因而能量输入和操作都比较困难。对于其它工业萃取过程也是同样道理。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型振动环形折流板萃取塔。

本发明的另一目的是提供一种利用上述振动环形折流板萃取塔提取与纯化天然铀的方法。

所述的振动环形折流板萃取塔的结构如下：

塔体9上部是上扩大端6，上扩大端6的直径与高度（体积）由所处理的轻相的处理量及所要求的澄清时间确定；所述的上扩大端6的下部有一个水相（重相）进口4，上部有一个有机相（轻相）出口1；

塔体9下部是下扩大端7，下扩大端7的直径与高度（体积）由所处理的重相的处理量及所要求的澄清时间确定；所述的下扩大端7的下部有一个水相（重相）出口3，上部有一个有机相（轻相）进口2；

塔体9内部中心位置安装有中心轴10；所述的中心轴10上端和固定安装在上扩大端6上部的电机8连接；中心轴10上一一相间套接有内环板51、定距管、外环板52、定距管，从而形成折流板板串；所述的电机8通过凸轮带动折流板板串上下运动。

所述的内环板51的外径大于外环板52的内径，且其中心有一个和定距管内径相同的孔；

所述的外环板52的外径与塔壁之间的间距尽量小，以不影响其上下振动且不与塔壁之间剐蹭为准；外环板52的中心有一个和定距管内径相同的孔，该孔通过辐条31和外环板52的本体（内径的圆环部位）相连，没有辐条31的部位形成允许液体流过的通道。

一种利用上述振动环形折流板萃取塔提取与纯化天然铀的方法，包括以下步骤：

当做上界面操作，且采用水相连续时：

（1）由水相进口4向塔内充物料，待含有折流板板串的塔体充满物料后，水相停止进料；

（2）开启电机8，频率调至40～300/min，按照有机相：水相的流量比（即体积比）为0.5～10，由有机相进口2向塔内进萃取剂，待界面建立，开始经过下扩大端由水相出口排出萃余水相；

（3）待有机相萃取剂开始经由上扩大端从有机相出口1溢流以后，有机相和水相的进出料口按上述流比分别有萃取剂和物料进出，在折流板板串的振动作用下，水相和有机相得到充分的混合；在重力的作用下，水相朝下、有机相朝上沿着液体流动路径21运动，形成逆流萃取；其中有机相萃取剂是由磷酸三丁酯（TBP）与磺化煤油按体积比2:8~4:6的比例配制。

本发明的有益效果为：