JPH0460701B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、ホウ素同位体濃縮用陰イオン交換樹
脂に関するものである。さらに詳しくは、特定の
物性を有するホウ素同位体濃縮用アミノポリオー
ル型陰イオン交換樹脂に関するものである。 ホウ素は天然にホウ素10（10B）が約20％、ホ
ウ素11（11B）が約80％の割合で存在し、このう
ち10Bは原子核反応等により生成する中性子の吸
収材として秀れた特性を有し、各種の原子炉にお
いて制御棒等の中性子吸収材として使用され、原
子力産業において必要不可欠の物質である。 然るに10Bは上記の如く、天然存在比が20％で
残りは中性子吸収能力の殆んどない11Bであるた
め原子炉等において効率的に中性子吸収を行なつ
てこれを制御するためには10Bと11Bの同位体混
合物である天然ホウ素から10Bを分離濃縮して用
いることが必要である。 ホウ素同位体の分離方法の一つにイオン交換樹
脂を充填した複数のイオン交換塔を使用し、ホウ
酸をイオン交換クロマトグラフイーにより展開し
てホウ素同位体の濃縮を行なう方法が知られてい
る。中でもホウ酸に対し高い選択性を示すアミノ
ポリオール類を官能基として有するスチレン系の
キレート性陰イオン交換樹脂は、ホウ素同位体の
分離に対し、〔〕式 a¹⁰ ₁₁＝（イオン交換樹脂中の10Bのモル濃度）／（イオ
ン交換樹脂中の11Bのモル濃度）／（溶液中の10Bのモル
濃度）／（溶液中の11Bのモル濃度）……〔〕 で表わされる同位体の分離係数（a¹⁰ ₁₁）が他の通
常の強塩基性陰イオン交換樹脂や弱塩基性陰イオ
ン交換樹脂のそれと比較して高いため、興味ある
樹脂である（フランス特許第1520521号）。これ等
の樹脂は、ダイヤイオンCRB02（三菱化成工業
株式会社製造販売）、アンバーライトIRA743（米
国ローム・アンド・ハース社製造販売、商品名、
旧名XE243）として市販されている。 然しながらこれ等の樹脂は、一般にホウ酸の吸
脱着反応速度が遅く、更に、ホウ素同位体濃度に
おいて、10Bと11Bの同位体交換反応速度が遅
く、下記〔〕式で表わされるHETP（Height
Equivalent of ａ Theoretical Plate、同位体
交換反応速度を表わす尺度として使用）の値が大
きく、これがために該陰イオン交換樹脂を用いる
ホウ素同位体の濃縮は、特に秀れた方法とは云え
なかつた。 HETP＝（L₂−L₁）log a¹⁰／₁₁／logR₂／R₁……〔〕 （但し、R₁，R₂はホウ素同位体濃縮帯の位置
L₁とL₂の同位体比） 本発明者は、特定の陰イオン交換樹脂を使用し
てホウ素同位体を濃縮する際に、上記HETPと
該陰イオン交換樹脂の体積変化率に相関々係が存
在し、特定の膨潤度の範囲にある該陰イオン交換
樹脂が、ホウ素同位体の濃縮に効率良く使用でき
ることを発見し、本発明を完成した。 すなわち、本発明は、アミノポリオール型陰イ
オン交換樹脂で作製したイオン交換樹脂層にホウ
酸を流通してホウ酸吸着帯を形成させ、次いで酸
溶液を流通してホウ素同位体を濃縮する際に使用
する陰イオン交換樹脂であつて、下記〔〕式で
表わされる体積変化率が８〜30であることを特徴
とするホウ素同位体濃縮用陰イオン交換樹脂 体積変化率＝V₂−V₁／V₁×100 ……〔〕 但し、V₁：遊離アミン形樹脂の水中での体積 V₂：塩酸吸着形樹脂の水中での体積 をその要旨とするものである。 本発明に使用する、陰イオン交換樹脂は、ま
ず、ハロメチル基を有する架橋重合体を製造し、
ついでこれを特定のアミンと反応させることによ
り製造される。 ハロメチル基を有する架橋共重合体は、公知の
方法により、たとえば、スチレンのようなモノビ
ニル芳香族モノマーとジビニルベンゼンのような
ポリビニル芳香族モノマーとを、モノマーを溶解
し、かつ、生成した架橋重合体を膨潤させる溶
媒。たとえばベンゼン、トルエン、キシレン、ク
ロルベンゼン、四塩化炭素、テトラクロルエタ
ン、トリクロルエチレン等を、モノマーに対して
０〜200重量％程度加えて共重合を行ない、得ら
れるゲル状若しくは多孔性の共重合体をクロロメ
チルメチルエーテルと反応させる方法、あるいは
上記モノマーを共重合させる際にポリスチレンの
ような芳香族線状ポリマーを、モノマー全量に対
して０〜50重量％程度加えて共重合を行つた後、
該線状ポリマーを溶媒により抽出除去して得られ
るゲル状若しくは多孔性の共重合体をクロロメチ
ルメチルエーテルと反応させる方法、あるいは、
上述のモノマーは溶解するが、生成した架橋共重
合体は溶解しない溶媒（沈殿溶媒）たとえばｎ−
ペンタン、ｉ−オクタン、ｎ−ヘプタン等をモノ
マー全量に対し０〜120重量％程度加えて重合を
行い、生成したゲル状若しくは多孔性の共重合体
を前述の方法によりハロメチル化する方法等によ
つて製造される。 上記方法で用いられるモノビニル芳香族モノマ
ーとしては、スチレンの外にビニルトルエン、エ
チルスチレン、ビニルアニソート、ビニルナフタ
リンのような芳香族ビニル化合物が有用である。
またポリビニル芳香族モノマーとしては、ジビニ
ルベンゼンの外にジビニルエチルベンゼン、ジビ
ニルトルエン、ジビニルナフタレン、ジビニルキ
シレン、ジビニルエーテル、エチレングリコール
ジメタクリレート、エチレングリコールジアクリ
レート、ジビニルケトンポリアリルエーテル等が
有用であり、その使用量としては、全モノマーに
対し２〜12重量％の範囲を挙げることができる。 共重合は過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイ
ル、アゾビスイソブチロニトリルのような重合触
媒をモノマーに対し0.1〜10重量％加え、60〜90
℃に於いて６〜20時間反応させることによつて行
われる。該重合方法としては、懸濁重合法、塊重
合法等の公知の方法を採用することができる。 芳香族架橋共重合体のハロメチル化は公知の方
法、たとえば、クロルメチルメチルエーテルを用
いて塩化亜鉛のようなフリーデルクラフト触媒の
存在下で、20〜60℃に加温して行なわれる。クロ
ルメチルメチルエーテルの量は芳香族架橋共重合
体100ｇに対し広い範囲で変え得るが好ましくは
80ｇ〜500ｇの範囲を挙げることができる。 上述の方法の外、ハロメチル基を有する芳香族
架橋重合体はクロルメチルスチレンのようなハロ
メチル化された芳香族モノビニル化合物と、ジビ
ニルベンゼンのようなポリビニル化合物とを前述
の方法に従つて架橋共重合する方法によつても製
造することができる。 上記ハロメチル基を有する架橋共重合体とを反
応させる特定のアミンとしては、下記一般式
〔〕 〔但し、式中、ｎは１ないし６の整数を示し、
Ｒは水素原子、炭素数１ないし５のアルキル基ま
たは−CH₂〔−CH（OH）〕−_nCH₂OH（式中ｍは０，
１ないし６の整数を示す）を示す〕 で表わされるものである。 上記特定のアミンとしては、具体的には、Ｎ−
グルカミン、Ｎ−ガラクタミン、Ｎ−マンノサミ
ン、Ｎ−アラビチルアミン、Ｎ−メチル−グルカ
ミン、Ｎ−エチル−グルカミン、Ｎ−メチル−ガ
ラクタミン、Ｎ−エチル−ガラクタミン、Ｎ−メ
チル−マンノサミン、Ｎ−エチル−マンノサミ
ン、ジ−アラビチルアミン等を挙げることができ
る。 前述の方法で得られたハロメチル基を有する架
橋重合体と上記特定のアミンとの反応は適当な溶
媒の存在下において20〜100℃の温度で２〜20時
間加温下で行なわれる。溶媒としては水、の他に
ジオキサンのようなエーテル系溶媒、アセトン、
メチルエチルケトンのようなケトン系溶媒、クロ
ロホルム、ジクロルエタン、クロルベンゼンのよ
うなハロゲン化炭化水素系溶媒、ベンゼン、トル
エンのような芳香族炭化水素系溶媒、メタノー
ル、エタノールのようなアルコール系溶媒が挙げ
られる。また、この際反応を促進させる為にヨウ
化カリ、水酸化ナトリウム等を添加することがで
きる。 さらに本発明に使用する陰イオン交換樹脂とし
ては、フエノール類に上記一般式〔〕のアミン
類を反応させた後、アルデヒド類と縮合して得ら
れるアミノポリオール型陰イオン交換樹脂を挙げ
ることができる。 このようにして前述の式〔〕で表わされる体
積膨潤度が８〜30である本発明のアミノポリオー
ル型陰イオン交換樹脂を製造することができる。 本発明のアミノポリオール型陰イオン交換樹脂
は、アミノポリオール基により所謂キレート性陰
イオン交換樹脂としての性質を示すものである。 上述の方法で得られた本発明の陰イオン交換樹
脂を使用するホウ素同位体の濃縮方法としては、
一般に、該陰イオン交換樹脂を充填した塔に、ホ
ウ酸溶液を流通させ、該樹脂層にホウ酸を吸着さ
せ、次いで酸溶液によつて該ホウ酸吸着帯を展開
させる所謂カラムクロマトグラフイーによつて行
なわれる。 本発明の上記陰イオン交換樹脂を用いてホウ酸
吸着帯を形成させる際のホウ酸濃度としては0.2
〜2.0モル（Ｍ）／の範囲を挙げることができ
る。 展開に使用する酸としては、塩酸、硫酸等を挙
げることができる。また該展開に使用する酸の濃
度としては0.2〜2.0M／の範囲を挙げることが
できる。ホウ素同位体分離の操作温度は、高い程
同位体交換反応速度が上昇し、分離操作時のイオ
ン交換塔の圧力損失が溶液粘度の低下により低下
する。そのため、高い温度が好ましいが使用する
樹脂の長時間使用における耐熱性等から40〜100
℃の範囲が好ましい。展開中のホウ酸溶液の濃
度、即ち、鉱酸溶液中の鉱酸によつて置換された
結果形成されるホウ酸溶液の濃度は、これが低い
程ホウ素同位体の分離係数が大となつて有利であ
る。このホウ酸溶液の濃度は、展開濃度が高い
程、低くなる傾向にある。また、展開に用いる鉱
酸の濃度を低下することによつても低くすること
ができるが、鉱酸濃度の余分な低下は、展開に必
要な鉱酸溶液量の増大となるので必ずしも有利で
はない。 従つて、鉱酸の濃度と展開温度とは、前述の範
囲内から、展開中のホウ酸溶液の濃度が0.2〜
2M／の範囲となるように選択するのが経済的
である。 本発明の陰イオン交換樹脂の粒径としては、ホ
ウ素同位体分離における同位体交換反応速度や酸
展開時のホウ酸と展開に用いる酸との吸脱着速度
および該樹脂を充填したイオン交換塔の圧力損失
等を考慮して決められるが、上記ホウ酸濃度およ
び操作温度範囲においては、該樹脂の平均粒子直
径として50〜300μmの範囲を挙げることができ
る。 さらに上記条件下で該樹脂を充填したイオン交
換塔を用いたホウ酸吸着帯の酸による展開の速度
は該樹脂の同位体交換反応速度やイオン交換塔の
圧力損失を考慮して決められるが、展開速度が遅
いとホウ素同位体の分離濃縮の生産性が低下し、
速いと展開液の線速も速いため、イオン交換塔の
圧力損失が大きくなりすぎたり、酸による展開が
終了したイオン交換塔の樹脂の再生に支障をきた
すこと等から上記ホウ酸濃度および操作温度範囲
においては、流速（LV）として0.5〜20m／hrの
範囲が好ましい。 次に、本発明の陰イオン交換樹脂を充填したイ
オン交換塔を用いたホウ素同位体の分離濃縮方法
について説明すると、本発明に使用する分離濃縮
方法としては、以下に説明するように、逆ブレ
ークスルー法、置換展開法および逆ブレーク
スルー法と置換展開法を併用した方法を挙げるこ
とができる。 逆ブレークスルー法（Bull.Chem.Soc.
JPN53巻７号1860頁） 第１図により逆ブレークスルー法を使用した本
発明方法の１例を説明する。第１図のC₁からC₆
は前述の本発明の陰イオン交換樹脂を充填したイ
オン交換塔である。この塔内温度は、供給液を加
熱し、かつ塔にジヤケツトを設け温水等を循環す
るか、断熱材を設けることにより一定に保たれ
る。V₁₁からV₁₆は塔に液を供給するための溶液
切替バルブでさり、V₂₁からV₂₆は塔から排出さ
れる液の仕分けを行なうための溶液切替バルブ
で、M₁からM₆はホウ酸吸着帯監視用検出器を示
す。 先ずC₁からC₆の各イオン交換塔を水酸化ナト
リウム、水酸化アンモニウム等のアルカリ溶液で
再生し、次いで脱塩水で水洗後、C₁からC₆をシ
リーズに接続し、V₂₆から排液しつつ、V₁₁から
ホウ酸溶液を供給して該樹脂に平衡になる迄ホウ
酸溶液を供給する。然る後にV₁₁から酸溶液で該
樹脂に吸着しているホウ酸を展開しながらV₂₆か
ら排液する。酸による展開を続けホウ酸吸着帯後
端海面がC₂塔へ移つた所で酸の供給をV₁₂に切り
替え酸吸着形となつたC₁塔はV₁₁からアルカリ溶
液を供給してV₂₁から排液することにより再生
し、次いでV₁₁から脱塩水を供給し、V₂₁から排
液して洗浄し、次いで、V₁₁からホウ酸溶液を供
給し、V₂₁から排液してC₁塔内樹脂に平衡となる
量のホウ酸を通液する。このC₁塔の再生、水洗、
ホウ酸吸着の工程は、酸で展開しているホウ酸吸
着帯の後端界面がC₂塔からC₃塔に移るまでに終
了するように行ない、ホウ酸吸着帯後端界面が
C₃塔に移つた時点で酸の供給をV₁₃に切り替え、
V₂₆をV₁₁に連結し、ホウ酸吸着帯の展開の排液
をV₂₁から行なつてホウ酸吸着帯の酸による展開
を続ける。ここでC₂塔は先のC₁と同様に再生、
水洗、ホウ酸吸着を行なう。この方法を繰り返す
ことにより、ホウ酸吸着帯の後端界面に10Bが濃
縮される。10B濃縮度が所望の濃度に到達した時
点で例えば10B濃縮界面がイオン交換塔下部の排
液バルブから抜出すことにより10B濃縮物の生産
が行なわれる。 置換展開法（J.Am.Chem.Soc.，77巻6125
頁） 上述の逆ブレークスルー法と同様の陰イオン
交換樹脂及び装置を使用し、離濃縮した例を同じ
く第１図により説明する。例えばC₁からC₆のイ
オン交換塔を水酸化ナトリウム等のアルカリ溶液
で再生後脱塩水で水洗しC₁塔からC₃塔までシリ
ーズに連結してV₁₁からホウ酸溶液を供給し、
V₂₃から排液して完全に平衡状態となるまでホウ
酸溶液を通液する。次いで、C₁塔からC₅塔まで
連結してV₁₁から酸溶液を供給してホウ酸吸着帯
の置換展開を行なう。ホウ酸吸着帯の後端界面が
C₂塔に移つた時点で酸の供給をV₁₁からV₁₂に切
り替え同時にC₆塔を連結して排液をV₂₅からV₂₆
へ切り替えて置換展開を続行する。一方酸による
展開が終了したC₁塔はV₁₁からアルカリ溶液を供
給しV₂₁から排液して再生し、同様に次いで水洗
し、次の展開に備える。このC₁塔の再生、水洗
の操作はホウ酸吸着帯の後端界面がC₃塔に移る
迄に終了するように行なう。ホウ酸吸着帯の後端
界面がC₃塔に移つた時点で酸の供給をV₁₂から
V₁₃に切り替えC₆塔の次にC₁塔を連結して排液を
V₂₁から行なつて置換展開を続行する。この間に
C₂塔は再生、水洗を行なう。この方法を繰り返
すことによりホウ酸吸着帯の前端界面に11Bが後
端界面に10Bが濃縮され、各々が所望の濃縮度に
到達した時に、例えば各々の界面がイオン交換塔
下部の排液バルブを通過する際に抜出し、その抜
出量に見合うモル数のホウ酸をイオン交換塔上部
のホウ酸給液バルブからホウ酸吸着帯中の原料ホ
ウ酸と同位体組成比的に同一の所がそのバルブを
通過する際にホウ酸給液を供給する方法により
10Bおよび11B濃縮物の生産と原料ホウ酸の供給
が行なわれる。 逆ブレークスルー法と置換展開法を併用した
方法。 この方法の１例について同じく第１図を用いて
説明する。例えばC₁からC₆のイオン交換塔を水
酸化ナトリウム等のアルカリ溶液で再生し、次い
で脱塩水で洗浄後、C₁からC₄塔までシリーズに
連結して、V₁₁からホウ酸溶液を供給してV₂₄か
ら排液して完全に平衡状態となるまでホウ酸溶液
を通液する。次にの逆ブレークスルー法と同様
にV₁₁から酸溶液で該樹脂に吸着しているホウ酸
を展開しながら、V₂₄から排液する。この時C₅塔
にはV₁₅からホウ酸溶液を供給してV₂₅から排液
してC₅塔に完全に平衡になるまでホウ酸溶液を
通液する。V₁₁から酸を供給して展開を続け、ホ
ウ酸吸着帯後端界面がC₂塔へ移つた所で酸の供
給をV₁₁からV₁₂へ切り替え、同時にC₄塔の後に
C₅塔を接続してV₂₅から排液することで展開を行
なう。ここでホウ酸吸着帯後端界面がC₂塔を進
行する間に、C₆塔にV₁₆からホウ酸溶液を供給し
V₂₆から排液してC₆塔へのホウ酸吸着を行ない、
展開が終了して酸吸着形となつたC₁塔はV₁₁から
アルカリ溶液を供給してV₂₁から排液して再生
し、次いで脱塩水で洗浄する。次いで酸によるホ
ウ酸吸着帯展開の後端展開の後端界面がC₃塔に
移つた所で酸の供給をV₁₃に切り替え、C₅塔の後
にC₆塔を接続しV₂₆から排液して展開を続け、こ
の時C₁塔はホウ酸の吸着そしてC₂塔は再生、水
洗を行なう。このように操作を繰り返すことでホ
ウ酸吸着帯の後端界面に10Bが濃縮されてくる。
10Bが目的濃度ないしはその近傍まで濃縮された
時点でホウ酸吸着帯を酸により、シリーズに展開
しているイオン交換塔の前のイオン交換塔へのホ
ウ酸吸着を停止し、イオン交換塔を４塔シリーズ
から５塔シリーズに切り替えての置換展開を行
なう。ホウ酸吸着帯の置換展開と展開済の塔の再
生、水洗を繰り返し、ホウ酸吸着帯の後端には更
に10B濃縮が進行し、前端界面に置換展開に切り
替えてから後端界面に蓄積した10Bの濃縮量に見
合う11Bが濃縮してくる。この後適当な間隔で例
えばホウ酸吸着帯の前端および後端界面が各々塔
下部の排液バルブを通過する際に11B濃縮物およ
び10B濃縮物を抜出しその抜出モル数に見合うモ
ル数の原料ホウ酸をイオン交換上部のホウ酸溶液
給液バルブからホウ酸吸着帯中の原料ホウ酸と同
位体組成比的に同一の所が、そのバルブを通過す
る際にホウ酸溶液を供給する方法により、10Bお
よび11B濃縮物の生産と原料ホウ酸の供給を行な
う。この方法は10B濃縮物特に高濃縮物の生産に
適した方法である。 本発明の陰イオン交換樹脂がホウ素同位体の分
離濃縮に有効である理由については、今のところ
明確に解明されていないが、次のように考えられ
る。 すなわち、アミノポリオール型陰イオン交換樹
脂を使用するホウ素同位体濃縮においては、前述
の式〔〕で表わされる体積変化率が大きくなる
につれHETP値が小さくなり、ホウ酸交換反応
速度が向上し、ホウ素同位体濃縮におけるホウ酸
吸着帯を短かくしても濃縮に必要な段数を充分確
保することができ、さらにホウ酸吸着帯の移動速
度を向上させるため、極めて効率的にホウ素同位
体分離を行うことができる。しかし乍ら、一方で
体積変化率の余り大きな樹脂を使用した場合は、
使用樹脂の遊離アミン形ないしホウ酸吸着形と、
酸吸着形との体積変化が大きくなるため、ホウ酸
吸着帯の後端界面において特に著しい体積変化が
起こり、該樹脂充填塔内の圧力損失が大きくなり
過ぎたり、充填塔内の樹脂上部界面上の空隙部を
この体積変化の値に合わせてあらかじめ確保して
おく場合には、この体積変化率が大きすぎると塔
内の樹脂上部界面上の空隙部も大きく取る必要が
生じ、この部分が大きくなるとこの部分における
溶液混合が大きくなり、ホウ素同位体分離の如く
一塔当りの分離効果は小さい場合には、極めて効
率を低下させるという問題を生ずる。 従つて、アミノポリオール型陰イオン交換樹脂
を用いたホウ素同位体分離においては、上記の点
を考慮して該樹脂の体積変化率が８〜30のものを
用いることにより、ホウ素同位体交換反応速度が
速く、効率的かつ安定してホウ素同位体の分離が
行なえることと考えられる。 このような樹脂はこれまでに市販されているも
のの中には存在せず仏国特許No.1520521記載のア
ンバーライトIRA−743（旧名XE243）では体積変
化率が６と小さく、さらにダイヤイオンCRB02
では６，１であり、そのため同位体交換反応速度
が遅く、ホウ素同位体分離には必ずしも良い樹脂
とは云えない。 次に、本発明の詳細な実施の態様について実施
例により、説明するが、本発明は以下の実施例に
より限定されるものではない。 実施例 １ スチレン90ｇ、55％ジビニルベンゼン８ｇに沈
殿溶媒剤としてｉ−オクタン95ｇを添加して重合
した架橋共重合物をクロロメチルエーテルでクロ
ロメチル化し、これにＮ−メチル−Ｄ−グルカミ
ンを官能基として導入した陰イオン交換樹脂（酸
吸着容量2.95meq／ｇ樹脂、水分64％平均粒径
200ミクロン、均一係数1.25、体積変化率9.5）を
遊離アミン形として内径10mm、長さ1000mmのジヤ
ケツト付ガラスカラム６塔に各々75ml充填し、こ
れをシリーズに接続した（第１図）。ジヤケツト
に60℃の恒温水を通し、カラム内を60℃に保ち、
逆ブレークスルー法によりホウ素同位体の分離を
行なつた。すなわち先ず第１塔目が60℃に予熱し
た0.6Mホウ酸水溶液の2000mlを流速LV1m／hr
で流通し、第６塔目から排液して、６塔目の樹脂
にホウ酸を吸着させた。 次いで第１塔目から60℃に余熱した0.6N塩酸
水溶液を流速LV1m／hrで流通して樹脂に吸着し
ているホウ酸の展開を行ない、第６塔目から流出
するホウ酸水溶液を５mlずつ分取して、ホウ酸濃
度を分析した所0.83M／であつた。このホウ酸
水溶液中の10B／11Bのホウ素同位体比の測定
は、バリアンマツト社製CH−５型固体質量分析
計で行なつた。この時0.6N塩酸水溶液による展
開開始から終了までに要した時間は10.2時間で、
ホウ酸吸着帯後端界面の移動速度は55.7cm／hrで
あつた。 以上のことから、ホウ酸吸着帯を６塔逆ブレー
クスルー法により展開した時のホウ酸吸着帯最後
端の10B濃度は、最初に樹脂に吸着させた天然組
成の原料ホウ酸中の10B濃度の19.85％に対し、
24.8％であり、約45cmの長さにわたつて10Bがホ
ウ酸吸着帯後端界面に濃縮されていたことが判明
した。 これから計算される分離係数は1.015で、
HETPは14.4mmであつた。なお、参考のために、
原料及び物性の一部を比較のため第１表及び第２
表に示した。 比較例 １ 官能基としてＮ−メチル−Ｄ−グルカミンを導
入したダイヤイオンCRB02（平均粒径100ミクロ
ン、均一係数1.3、体積変化率6.1）の遊離アミン
形を実施例１のカラムに６塔充填し、シリーズに
結続し、逆ブレークスルー法によりホウ素同位体
の分離を行なつた。すなわち、先ず第１塔目から
60℃に予熱した0.6N塩酸水溶液を2000ml流速
LV1m／hrで流通し、第６塔目から排液し、６塔
の樹脂にホウ酸を吸着させた。次いで第１塔目か
ら60℃に予熱した0.6N塩酸水溶液を流速
LV1m／hrで通液して樹脂に吸着しているホウ酸
の展開を行ない第６塔目から流出するホウ酸水溶
液を５mlずつ分取しホウ酸濃度を分析した所
0.48M／であつた。 この時６塔のカラムの展開に要した時間は、
10.9時間で、ホウ酸吸着帯後端の界面移動速度は
52.5cm／hrであつた。 次に分取したホウ酸水溶液のホウ素同位体比を
測定した所、ホウ酸吸着帯最後端の10B濃度は、
24.1％であり、約65cmの長さにわたつて10Bがホ
ウ酸吸着帯の後端界面に濃縮されていた。 これから計算される分離係数は1.016であり、
HETPは42mmであつた。なお結果を比較のため
第２表にあわせて記載した。 実施例２及び比較例２ スチレンとジビニルベンゼン、沈殿溶媒剤とし
てのｉ−オクタン、膨潤溶媒としてのトルエンを
第１表の如く組み合わせて重合した。次いでこの
架橋共重合物をクロロメチルメチルエーテルでク
ロロメチル化し、これに官能基としてＮ−メチル
−Ｄ−グルカミンを導入して陰イオン交換樹脂
（平均粒径100ミクロン、均一係数1.4）を合成し
た。

【表】 これらの樹脂の遊離アミン形のものを、実施例
１で用いたジヤケツト付ガラスカラム２塔に各75
mlずつ充填し、シリーズに接続し、実施例１と同
様に60℃で先ず0.6Mホウ酸溶液を樹脂に吸着さ
せ、次いで60℃で0.6N塩酸水溶液を流速
LV1m／hrで通液して樹脂に吸着しているホウ酸
の展開を行なつて、流出してくるホウ酸水溶液を
分取し、その同位体の分析からHETPを求めた。
その結果を第２表に用いた樹脂の体積変化率と共
に示す。 比較例として体積変化率6.3のアンバーライト
IRA−743の20〜50mesh品を粉砕して100〜
200meshとしたものを実施例２と同様にホウ素同
位体の分離を行なつてHETPを求めた。これを
第２表に示す。

【表】 第２表から明らかなように、体積変化率８〜30
のアミノポリオール型陰イオン交換樹脂の
HETPが格段の相違で小さいことを示している。 第２表の体積変化率とHETPとの関係を第２
図に示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するためのイオン交換樹
脂塔、その配管及びバルブを示す概念図である。 第２図は実施例２に於て得られた体積変化率と
HETPとの関係を示す図であり、縦軸はHETP
を、そして横軸は体積変化率を示す。 C₁〜C₆……陰イオン交換塔、V₁₁〜V₁₆……バ
ルブ、V₂₁〜V₂₆……バルブ、M₁〜M₆……検出
器、１……体積変化率−HETP曲線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アミノポリオール型陰イオン交換樹脂で作製
   したイオン交換樹脂層にホウ酸を流通してホウ酸
   吸着帯を形成させ、次いで酸溶液を流通してホウ
   素同位体を濃縮する際に使用する陰イオン交換樹
   脂であつて、下記〔〕式で表わされる体積変化
   率が８〜30であることを特徴とするホウ素同位体
   濃縮用陰イオン交換樹脂。 体積変化率＝V₂−V₁／V₁×100 ……〔１〕 但し、V₁：遊離アミン形樹脂の水中での体積 V₂：塩酸吸着形樹脂の水中での体積 ２ 特許請求の範囲第１項記載のホウ素同位体濃
   縮用陰イオン交換樹脂において、アミノポリオー
   ル型陰イオン交換樹脂が、 一般式〔〕 〔但し、式中、ｎは１ないし６の整数を示し、
   Ｒは水素原子、炭素数１ないし５のアルキル基ま
   たは−CH₂〔−CH（OH）〕−_nCH₂OH（式中ｍは０、
   １ないし６の整数を示す）を示す〕 で表わされるアミノポリオール基を官能基として
   有する樹脂であることを特徴とするホウ素同位体
   濃縮用陰イオン交換樹脂。