一种基于梯度洗脱的离子交换色谱连续分离富集硼同位素的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于梯度洗脱的离子交换色谱连续分离富集硼同位素的方法，包括如下步骤：(1)进料：将硼酸水溶液泵入到离子交换色谱的色谱柱内，所述色谱柱装载在模拟移动床上，对所述色谱柱进行进料吸附；(2)梯度洗脱：将洗脱液泵入到所述色谱柱内，对所述色谱柱进行梯度洗脱；(3)收集：从所述色谱柱下端出口收集

A method for continuous separation and enrichment of boron isotopes by ion exchange chromatography based on gradient elution

The invention discloses a method of ion exchange chromatography gradient elution based on continuous separation and enrichment of boron isotopes, which comprises the following steps: (1) feed: the chromatographic column of boric acid aqueous solution is pumped into the ion exchange chromatography, the chromatographic column is loaded in the simulated moving bed, the column. Adsorption material; (2) gradient elution: the eluate was pumped into the chromatographic column, the gradient elution of the column; (3) collected from the column bottom outlet collection

【技术实现步骤摘要】
一种基于梯度洗脱的离子交换色谱连续分离富集硼同位素的方法
本专利技术属于化学化工分离领域，涉及一种同位素分离方法，尤其涉及一种基于梯度洗脱的离子交换色谱连续分离富集硼同位素的方法。
技术介绍
硼(B)在自然界中存在两种稳定的同位素：10B和11B。其中，10B具有优良的热中子吸收特性，高丰度的10B作为核反应堆的控制材料、核辐射防护材料等，广泛应用于现代核能核电行业，同时，含10B化合物作为放疗药物也应用于肿瘤治疗领域。然而，在自然界中，10B含量较低，仅为19.78％左右。在核能核电领域，10B的丰度要求达到80％-85％，在癌症治疗领域，10B的丰度要求为90％-95％或更高。如何分离10B和11B，富集得到丰度为85％以上的10B同位素产品，是当今国际上关于硼同位素分离研究的主题。目前，10B同位素的工业化生产主要采用化学交换精馏法，借助BF3与乙醚、甲醚、苯甲醚等络合物反应进行。该方法发展成熟，分离系数可达1.01以上，但其缺点是能耗高、生产周期长，原料BF3易与空气中的水蒸气反应形成剧毒氟化物，污染巨大，生产过程中需要较高的防护成本；另外，该方法需要消耗大量有机溶剂，经济效本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于梯度洗脱的离子交换色谱连续分离富集硼同位素的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)进料：将硼酸水溶液泵入到离子交换色谱的色谱柱内，所述色谱柱装载在模拟移动床上，对所述色谱柱进行进料吸附；(2)梯度洗脱：将洗脱液泵入到所述色谱柱内，对所述色谱柱进行梯度洗脱；(3)收集：从所述色谱柱下端出口收集

【技术特征摘要】
1.一种基于梯度洗脱的离子交换色谱连续分离富集硼同位素的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)进料：将硼酸水溶液泵入到离子交换色谱的色谱柱内，所述色谱柱装载在模拟移动床上，对所述色谱柱进行进料吸附；(2)梯度洗脱：将洗脱液泵入到所述色谱柱内，对所述色谱柱进行梯度洗脱；(3)收集：从所述色谱柱下端出口收集10B酸溶液，蒸发浓缩得到10B酸固体产品；其中，步骤(2)所述的梯度洗脱的洗脱液采用浓度为0-1mol/L连续变化的强酸水溶液。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述的硼酸水溶液的质量浓度为6-10g/L；优选地，所述硼酸水溶液中含有甘露醇；优选地，所述甘露醇的质量浓度为0.1-1.0g/L；优选地，所述硼酸水溶液的进料流量为0.5-1.0BV/h。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述色谱柱的数量为30根；优选地，所述色谱柱高径比为20:1-50:1；优选地，所述色谱柱温度为30-40℃；优选地，所述色谱柱内填充的固体相为强碱性阴离子交换树脂、弱碱性阴离子交换树脂或硼特效树脂中的任意一种或至少两种的组合，优选为硼特效树脂；优选地，所述硼特效树脂为IRA743°树脂和/或CBR02°树脂。4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述模拟移动床包括进料区、洗脱区、缓冲区和再生区；优选地，所述进料区包括1-3根色谱柱；优选地，所述洗脱区包括22-25根色谱柱；优选地，所述缓冲区包括2-3根色谱柱；优选地，所述再生区包括2-3根色谱柱；优选地，所述色谱柱在进料区、洗脱区、缓冲区和再生区之间旋转切换；优选地，所述旋转切换时间为3-30h。5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述的强酸水溶液包括盐酸水溶液、硝酸水溶液或硫酸水溶液中的任意一种或至少两种的组合，优选为盐酸水溶液；优选地，所述强酸水溶液的浓度变化率为每小时浓度增加0.03-0.3mol/L，优选为0.1mol/L；优选地，所述强酸水溶液的洗脱流量为0.5-10.0BV/h。6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(1)之前还包括预处理的步骤；优选地，所述预处理具体包括：将强碱水溶液泵入到每一根色谱柱内对所述色谱柱进行淋洗，检测所述色谱柱下端出口流出液的pH，直到pH＝13，且稳定至少8小时；优选地，所述强碱水溶液为浓度为0.1mol/L的氢氧化钠水溶液。7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(2)之后还包括淋洗再生的步骤；优选地，所述淋洗再生的步骤具体包括：(1’)冲洗：将去...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄焜，刘会洲，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11