CN108085492A - 一种锆铪萃取分离体系乳化物回收tbp的方法 - Google Patents

一种锆铪萃取分离体系乳化物回收tbp的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种从TBP‑HNO3锆铪萃取分离体系乳化物回收TBP的工艺方法。本发明的工艺方法流程简单，易于实现规模生产；化工材料常见且消耗低；能有效回收核级海绵锆生产过程锆铪萃取分离产生的乳化物中的萃取剂，总回收率可达到85％以上，消减废物量80％以上，实现环境友好，具有明显的社会效益与经济效益。

Description

一种锆铪萃取分离体系乳化物回收TBP的方法
技术领域
本发明属于萃取分离领域，具体涉及一种锆铪萃取分离体系乳化物回收TBP的方法。
背景技术
在核级海绵锆生产过程中，锆铪分离是关键环节。在单硝酸体系下，用TBP(磷酸三丁酯)作为萃取剂可有效分离锆与铪，进而制得核级海绵锆、核级海绵铪。锆铪萃取分离生产过程中，萃原液中含有固体颗粒、萃取工艺控制不稳定、有机相中含有TBP降解产物等会造成有机相乳化，形成乳化物并在萃取设备聚集，积累到一定程度将严重影响锆铪分离萃取效率和效果。为确保萃取正常进行，需定期从萃取设备中清理出乳化物，乳化物中TBP含量约为25～40％。
目前，在TBP-HNO3体系下，锆铪萃取分离工业生产中产生的乳化物作为废物储存，由于不能直接排放，一般与废有机相混合后再进行处理。未能回收乳化物中的可利用的TBP，也增大了废物环境保护处理成本。
本方法采用磺化煤油对乳化物进行稀释和溶解，通过高速离心分离，再进行碱洗和水洗，乳化物中的TBP回收率达到85％以上，废物量减少80％以上，具有明显的社会效益与经济效益。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种从TBP-HNO3锆铪萃取分离体系乳化物回收TBP的工艺方法。本发明的工艺方法流程简单，易于实现规模生产；化工材料常见且消耗低；能有效回收核级海绵锆生产过程锆铪萃取分离产生的乳化物中的萃取剂，总回收率可达到85％以上，消减废物量80％以上，实现环境友好，具有明显的社会效益与经济效益。
本发明的技术方案如下：一种从锆铪萃取分离体系的乳化物中回收TBP的方法，包括以下步骤：
(1)将锆铪萃取分离体系产生的乳化物与磺化煤油在一定温度下按照一定固液比搅拌混合均匀，使乳化物中的TBP溶解于磺化煤油中；
(2)由步骤(1)得到的溶解液和不溶物通过高速离心机过滤，得到的滤渣作为废物处理，滤液静置澄清进行油水分离，下层水相返回萃取系统用于配制锆铪分离萃原液；
(3)由步骤(2)分离出的上层有机相与一定浓度的碳酸钠溶液按照一定体积比进行碱洗，除去其中的TBP降解产物DBP，再与稀硝酸溶液按照一定体积比进行水洗，除去其中的水溶性杂质；
(4)分析步骤(3)洗涤后的有机相中TBP的浓度，补加TBP至符合锆铪分离工艺要求的浓度后返回萃取系统使用。
步骤(1)中所述的乳化物用磺化煤油溶解的温度为35℃～55℃。
步骤(1)中所述的乳化物与磺化煤油固液比为1:1～2。
步骤(1)中所述的使乳化物中的TBP溶解于磺化煤油中的溶解时间为20～45min。
步骤(2)中所述的高速离心机转速为9000～10000r/min。
步骤(2)中所述的离心过滤的时间为10～20min。
步骤(3)中所述的碳酸钠浓度1.0～1.5mol/L，碳酸钠溶液与有机相体积比1:1～3。
步骤(3)中所述的稀硝酸溶液硝酸浓度0.1～0.3mol/L，稀硝酸溶液与有机相体积比1:1～3。
步骤(3)中所述的碱洗、水洗的温度为25～45℃。
本发明的显著效果在于：该工艺方法流程简单，易于规模生产；化工材料常见且消耗低；能有效回收核级海绵锆生产过程锆铪萃取分离产生的乳化物中的萃取剂，总回收率可达到85％以上，消减废物量80％以上，实现环境友好，具有明显的社会效益与经济效益。
附图说明
图1为本发明的从TBP-HNO3锆铪萃取分离体系乳化物回收TBP工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明所述的一种从TBP-HNO3锆铪萃取分离体系乳化物回收TBP的工艺方法作进一步详细说明。
如图1所示，一种从锆铪萃取分离体系的乳化物中回收TBP的方法，包括以下步骤：
(1)将锆铪萃取分离体系产生的乳化物与磺化煤油在一定温度下按照一定固液比搅拌混合均匀，使乳化物中的TBP溶解于磺化煤油中；
(2)由步骤(1)得到的溶解液和不溶物通过高速离心机过滤，得到的滤渣作为废物处理，滤液静置澄清进行油水分离，下层水相返回萃取系统用于配制锆铪分离萃原液；
(3)由步骤(2)分离出的上层有机相与一定浓度的碳酸钠溶液按照一定体积比进行碱洗，除去其中的TBP降解产物DBP，再与稀硝酸溶液按照一定体积比进行水洗，除去其中的水溶性杂质；
(4)分析步骤(3)洗涤后的有机相中TBP的浓度，补加TBP至符合锆铪分离工艺要求的浓度后返回萃取系统使用。
步骤(1)中所述的乳化物用磺化煤油溶解的温度为35℃～55℃。
步骤(1)中所述的乳化物与磺化煤油固液比为1:1～2。
步骤(1)中所述的使乳化物中的TBP溶解于磺化煤油中的溶解时间为20～45min。
步骤(2)中所述的高速离心机转速为9000～10000r/min。
步骤(2)中所述的离心过滤的时间为10～20min。
步骤(3)中所述的碳酸钠浓度1.0～1.5mol/L，碳酸钠溶液与有机相体积比1:1～3。
步骤(3)中所述的稀硝酸溶液硝酸浓度0.1～0.3mol/L，稀硝酸溶液与有机相体积比1:1～3。
步骤(3)中所述的碱洗、水洗的温度为25～45℃。
实施例1
(1)将锆铪萃取分离体系产生的乳化物1000g(其中TBP：32％)与1000mL磺化煤油在35℃下搅拌混合20min，使乳化物中的TBP大部分溶解于磺化煤油中；
(2)将溶解液和不溶物加入高速离心机过滤，控制离心机转速9000r/min，离心过滤10min，得滤渣178g；滤液放入5L烧杯静置澄清45min，用分液漏斗进行油水分离，下层水相360mL，为稀硝酸溶液，可返回萃取系统配制锆铪分离萃原液；上层有机相1500mL，分析测得TBP含量为22.8％，DBP含量为4g/L；
(3)向1500mL有机相中加入1.0mol/L碳酸钠溶液500mL进行搅拌洗涤，洗涤时间10min，洗涤温度为25℃，洗完后倒入分液漏斗进行油水分离，得到碱洗后有机相1450mL，分析测得TBP含量22.8％，DBP含量0.01g/L，表明有机相中DBP绝大部分洗涤去除；向碱洗后的1450mL有机相中加入0.1mol/L硝酸溶液1450mL进行进行搅拌洗涤，洗涤时间10min，洗涤温度为25℃，洗完后倒入分液漏斗进行油水分离，得到水洗后有机相1445mL；
(4)分析测得TBP含量22.9％，经计算，乳化物中TBP回收率为85.1％，洗涤后的有机相补加TBP至浓度55％即可返回萃取系统使用。
实施例2
(1)将锆铪萃取分离体系产生的乳化物1000g(其中TBP：35％)与1500mL磺化煤油在45℃下搅拌混合30min，使乳化物中的TBP大部分溶解于磺化煤油中；
(2)将溶解液和不溶物加入高速离心机过滤，控制离心机转速9500r/min，离心过滤15min，得滤渣136g；滤液放入5L烧杯静置澄清45min，用分液漏斗进行油水分离，下层水相350mL，为稀硝酸溶液，可返回萃取系统配制锆铪分离萃原液；上层有机相2000mL，分析测得TBP含量为19.2％,DBP含量为6.5g/L；
(3)向2000mL有机相中加入1.2mol/L碳酸钠溶液1000mL进行进行搅拌洗涤，洗涤时间10min，洗涤温度为30℃，洗完后倒入分液漏斗进行油水分离，得到碱洗后有机相1946mL，分析测得TBP含量19.3％，DBP含量0.03g/L，表明有机相中DBP绝大部分洗涤去除；向碱洗后的1946mL有机相中加入0.2mol/L硝酸溶液970mL进行进行搅拌洗涤，洗涤时间10min，洗涤温度为30℃，洗完后倒入分液漏斗进行油水分离，得到水洗后有机相1940mL，分析测得TBP含量19.3％，经计算，乳化物中TBP回收率为90.8％。
(4)洗涤后的有机相补加TBP至浓度60％即可返回萃取系统使用。
实施例3
(1)将锆铪萃取分离体系产生的乳化物1000g(其中TBP：40％)与2000mL磺化煤油在55℃下搅拌混合45min，使乳化物中的TBP大部分溶解于磺化煤油中；
(2)将溶解液和不溶物加入高速离心机过滤，控制离心机转速1000r/min，离心过滤20min，得滤渣125g；滤液放入5L烧杯静置澄清45min，用分液漏斗进行油水分离，下层水相330mL，为稀硝酸溶液，可返回萃取系统配制锆铪分离萃原液；上层有机相2540mL，分析测得TBP含量为18.2％,DBP含量为5.8g/L；
(3)向2540mL有机相中加入1.5mol/L碳酸钠溶液847mL进行进行搅拌洗涤，洗涤时间10min，洗涤温度为45℃，洗完后倒入分液漏斗进行油水分离，得到碱洗后有机相2500mL，分析测得TBP含量18.3％，DBP含量0.02g/L，表明有机相中DBP绝大部分洗涤去除；向碱洗后的2500mL有机相中加入0.3mol/L硝酸溶液833mL进行进行搅拌洗涤，洗涤时间10min，洗涤温度为45℃，洗完后倒入分液漏斗进行油水分离，得到水洗后有机相2486mL，分析测得TBP含量18.2％，经计算，乳化物中TBP回收率为93.4％。
(4)洗涤后的有机相补加TBP至浓度58％即可返回萃取系统使用。
实施例4
(1)将锆铪萃取分离体系产生的乳化物1000g(其中TBP：25％)与1000mL磺化煤油在50℃下搅拌混合25min，使乳化物中的TBP大部分溶解于磺化煤油中；
(2)将溶解液和不溶物加入高速离心机过滤，控制离心机转速10000r/min，离心过滤15min，得滤渣215g；滤液放入5L烧杯静置澄清45min，用分液漏斗进行油水分离，下层水相380mL，为稀硝酸溶液，可返回萃取系统配制锆铪分离萃原液；上层有机相1200mL，分析测得TBP含量为22.2％,DBP含量为7.6g/L；
(3)向1200mL有机相中加入1.3mol/L碳酸钠溶液1000mL进行进行搅拌洗涤，洗涤时间10min，洗涤温度为40℃，洗完后倒入分液漏斗进行油水分离，得到碱洗后有机相1190mL，分析测得TBP含量22.2％，DBP含量0.01g/L，表明有机相中DBP绝大部分洗涤去除；向碱洗后的1190mL有机相中加入0.1mol/L硝酸溶液790mL进行进行搅拌洗涤，洗涤时间10min，洗涤温度为40℃，洗完后倒入分液漏斗进行油水分离，得到水洗后有机相1185mL，分析测得TBP含量22.1％，经计算，乳化物中TBP回收率为88.6％。
(4)洗涤后的有机相补加TBP至浓度59％即可返回萃取系统使用。

Claims (10)

1.一种从锆铪萃取分离体系的乳化物中回收TBP的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将锆铪萃取分离体系产生的乳化物与磺化煤油在一定温度下按照一定固液比搅拌混合均匀，使乳化物中的TBP溶解于磺化煤油中；
(2)由步骤(1)得到的溶解液和不溶物通过高速离心机过滤，得到的滤渣作为废物处理，滤液静置澄清进行油水分离，下层水相返回萃取系统用于配制锆铪分离萃原液；
(3)由步骤(2)分离出的上层有机相与一定浓度的碳酸钠溶液按照一定体积比进行碱洗，除去其中的TBP降解产物DBP，再与稀硝酸溶液按照一定体积比进行水洗，除去其中的水溶性杂质；
(4)分析步骤(3)洗涤后的有机相中TBP的浓度，补加TBP至符合锆铪分离工艺要求的浓度后返回萃取系统使用。
2.如权利要求1一种从锆铪萃取分离体系的乳化物中回收TBP的方法，其特征在于：步骤(1)中所述的乳化物用磺化煤油溶解的温度为35℃～55℃。
3.如权利要求1一种从锆铪萃取分离体系的乳化物中回收TBP的方法，其特征在于：步骤(1)中所述的乳化物与磺化煤油固液比为1:1～2。
4.如权利要求1一种从锆铪萃取分离体系的乳化物中回收TBP的方法，其特征在于：步骤(1)中所述的使乳化物中的TBP溶解于磺化煤油中的溶解时间为20～45min。
5.如权利要求1一种从锆铪萃取分离体系的乳化物中回收TBP的方法，其特征在于：步骤(2)中所述的高速离心机转速为9000～10000r/min。
6.如权利要求1一种从锆铪萃取分离体系的乳化物中回收TBP的方法，其特征在于：步骤(2)中所述的离心过滤的时间为10～20min。
7.如权利要求1一种从锆铪萃取分离体系的乳化物中回收TBP的方法，其特征在于：步骤(3)中所述的碳酸钠浓度1.0～1.5mol/L，碳酸钠溶液与有机相体积比1:1～3。
8.如权利要求1一种从锆铪萃取分离体系的乳化物中回收TBP的方法，其特征在于：步骤(3)中所述的稀硝酸溶液硝酸浓度0.1～0.3mol/L，稀硝酸溶液与有机相体积比1:1～3。
9.如权利要求1一种从锆铪萃取分离体系的乳化物中回收TBP的方法，其特征在于：步骤(3)中所述的碱洗、水洗的温度为25～45℃。
10.如权利要求1一种从锆铪萃取分离体系的乳化物中回收TBP的方法，其特征在于：步骤(4)中所述的锆铪分离工艺要求TBP的浓度为55～60％。
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