JPH0468980B2 - - Google Patents
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- JPH0468980B2 JPH0468980B2 JP58212246A JP21224683A JPH0468980B2 JP H0468980 B2 JPH0468980 B2 JP H0468980B2 JP 58212246 A JP58212246 A JP 58212246A JP 21224683 A JP21224683 A JP 21224683A JP H0468980 B2 JPH0468980 B2 JP H0468980B2
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- JP
- Japan
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- boric acid
- resin
- adsorption zone
- tower
- column
- Prior art date
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D59/00—Separation of different isotopes of the same chemical element
- B01D59/28—Separation by chemical exchange
- B01D59/30—Separation by chemical exchange by ion exchange
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J41/00—Anion exchange; Use of material as anion exchangers; Treatment of material for improving the anion exchange properties
- B01J41/08—Use of material as anion exchangers; Treatment of material for improving the anion exchange properties
- B01J41/12—Macromolecular compounds
- B01J41/14—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J41/00—Anion exchange; Use of material as anion exchangers; Treatment of material for improving the anion exchange properties
- B01J41/20—Anion exchangers for chromatographic processes
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ホウ素同位体の分離方法に関するも
のである。さらに詳しくは、アミノポリオール基
を官能基として有し、特定のアルカリ溶液で処理
された陰イオン交換樹脂を使用したホウ素同位体
の分離方法に関するものである。
のである。さらに詳しくは、アミノポリオール基
を官能基として有し、特定のアルカリ溶液で処理
された陰イオン交換樹脂を使用したホウ素同位体
の分離方法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は原子核反応で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
制御棒等中性子吸収材料として使用され、原子力
産業において必要不可欠の物質である。
ホウ素11（11B）が約80％の割合で存在し、この
うち10Bは原子核反応で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
制御棒等中性子吸収材料として使用され、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約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
縮して用いる必要がある。
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
縮して用いる必要がある。
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用いて、イオ
ン交換クロマトグラフイーにより分離を行なう方
法が知られているが、中でもホウ素に対し高い選
択性を示す下記一般式〔〕 〔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、ホウ素同位体分離に対し、下記〔〕式で表
わされる同位体の分離係数（α10 11）が他の通常の
強塩基性 α10 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）〔〕 陰イオン交換樹脂や弱塩基性陰イオン交換樹脂
の値と比較して高いため、興味ある方法であり、
これまでにこの種の樹脂としてダイヤイオン
CRB02（三菱化成工業(株)製、商品名）、アンバー
ライトIRA−743（米ロームアンドハース社製）が
市販されている。このうちアンバーライトIRA−
743（旧名XE−243）を用いたホウ素同位体の分離
がフランス特許第1510521号に記載されている。
脂を充填した複数のイオン交換塔を用いて、イオ
ン交換クロマトグラフイーにより分離を行なう方
法が知られているが、中でもホウ素に対し高い選
択性を示す下記一般式〔〕 〔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、ホウ素同位体分離に対し、下記〔〕式で表
わされる同位体の分離係数（α10 11）が他の通常の
強塩基性 α10 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）〔〕 陰イオン交換樹脂や弱塩基性陰イオン交換樹脂
の値と比較して高いため、興味ある方法であり、
これまでにこの種の樹脂としてダイヤイオン
CRB02（三菱化成工業(株)製、商品名）、アンバー
ライトIRA−743（米ロームアンドハース社製）が
市販されている。このうちアンバーライトIRA−
743（旧名XE−243）を用いたホウ素同位体の分離
がフランス特許第1510521号に記載されている。
然しながらこの種の樹脂は一般にホウ酸の吸着
および脱着反応速度が遅く、更にホウ素同位体分
離においては10Bと11Bの同位体交換反応速度が
遅く、下記（）式で表わされる同位体交換反応
速度を表わす尺度であるHETP（Height
Equivalent of ａ Theoretical Plate）の値が
大きく、これがために該キレート性陰イオン交換
樹脂。
および脱着反応速度が遅く、更にホウ素同位体分
離においては10Bと11Bの同位体交換反応速度が
遅く、下記（）式で表わされる同位体交換反応
速度を表わす尺度であるHETP（Height
Equivalent of ａ Theoretical Plate）の値が
大きく、これがために該キレート性陰イオン交換
樹脂。
HETP＝（L2−L1）logα10／11／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） によるホウ素同位体の分離方法は、特に秀れた分
離方法とは云えなかつた。
L1とL2の同位体比） によるホウ素同位体の分離方法は、特に秀れた分
離方法とは云えなかつた。
本発明者は、アミノポリオール基を官能基とし
て有する陰イオン交換樹脂を使用して、ホウ素同
位体を分離濃縮する方法について検討したところ
操作温度を高くすることにより、ホウ酸のイオン
交換速度が向上し、HETPが小さくなり、ホウ
酸の溶解度が増大することを発見した。しかし乍
ら該イオン交換樹脂を高温下に長時間保持する
と、官能基に熱劣化を生じ、ホウ酸吸着量の変動
や樹脂体積の変動を生ずるため安定したクロマト
グラフ展開に障害を生ずことが判明した。
て有する陰イオン交換樹脂を使用して、ホウ素同
位体を分離濃縮する方法について検討したところ
操作温度を高くすることにより、ホウ酸のイオン
交換速度が向上し、HETPが小さくなり、ホウ
酸の溶解度が増大することを発見した。しかし乍
ら該イオン交換樹脂を高温下に長時間保持する
と、官能基に熱劣化を生じ、ホウ酸吸着量の変動
や樹脂体積の変動を生ずるため安定したクロマト
グラフ展開に障害を生ずことが判明した。
本発明は、高温操作下においても熱劣化を生ぜ
ず、効率よくホウ素同位体の分離濃縮を行う方法
を提供することを目的とするものである。
ず、効率よくホウ素同位体の分離濃縮を行う方法
を提供することを目的とするものである。
すなわち本発明は、イオン交換樹脂を充填した
塔にホウ素同位体含有するホウ酸溶液を流通させ
てホウ酸吸着帯を形成させ、次いで該吸着帯を酸
溶液により展開してホウ素同位体を分離する方法
において、該イオン交換樹脂としてアミノポリオ
ール基を官能基として有し、下記ＡとＢとを含有
するアルカリ溶液で処理された樹脂を使用するこ
とを特徴とするホウ素同位体の分離方法。
塔にホウ素同位体含有するホウ酸溶液を流通させ
てホウ酸吸着帯を形成させ、次いで該吸着帯を酸
溶液により展開してホウ素同位体を分離する方法
において、該イオン交換樹脂としてアミノポリオ
ール基を官能基として有し、下記ＡとＢとを含有
するアルカリ溶液で処理された樹脂を使用するこ
とを特徴とするホウ素同位体の分離方法。
Ａ：アルカリ金属水酸化物または水酸化アンモニ
ウム Ｂ：アルカリ金属塩またはアンモニウム塩をその
要旨とするものである。
ウム Ｂ：アルカリ金属塩またはアンモニウム塩をその
要旨とするものである。
本発明に使用するアミノポリオール基を官能基
と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。
と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共重合させて得られ
るゲル状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
リマーの共存下に共重合させ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多孔性共重合
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
成した架橋重合体は溶解しない溶媒たとえば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５〜200重量％程度加えて重合を
行い、生成した架橋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。
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共重合させて得られ
るゲル状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
リマーの共存下に共重合させ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多孔性共重合
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
成した架橋重合体は溶解しない溶媒たとえば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５〜200重量％程度加えて重合を
行い、生成した架橋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、ビニルアニソール、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、その使用量は広い範囲で変え得るが
好ましくは全モノマーに対し２〜50重量％であ
る。
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、ビニルアニソール、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、その使用量は広い範囲で変え得るが
好ましくは全モノマーに対し２〜50重量％であ
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時間水を媒体として懸濁下で行
なわれる。
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時間水を媒体として懸濁下で行
なわれる。
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、40℃〜60℃に加温して行なわれる。ク
ロロ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の範囲である。
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、40℃〜60℃に加温して行なわれる。ク
ロロ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の範囲である。
上述の方法の外、ハロメチル基を有する芳香族
架橋共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。
架橋共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。
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。
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、水酸ナトリウム等を添加することができ
る。
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、水酸ナトリウム等を添加することができ
る。
上記のようにして得られた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および酸の吸脱
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ミクロン以上300ミクロン以下
の範囲を挙げることができる。
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および酸の吸脱
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ミクロン以上300ミクロン以下
の範囲を挙げることができる。
本発明に使用する陰イオン交換樹脂は上記のよ
うにして得られた樹脂を特定のアルカリ溶液で処
理されたものであるが、かかるアルカリ溶液とし
ては、次に示すＡとＢとを含有するものである。
うにして得られた樹脂を特定のアルカリ溶液で処
理されたものであるが、かかるアルカリ溶液とし
ては、次に示すＡとＢとを含有するものである。
Ａ：アルカリ金属水酸化物または水酸化アンモニ
ウム Ｂ：アルカリ金属塩またはアンモニウム塩 アルカリ金属水酸化物としては、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等を挙げ
ることができ、アルカリ金属塩としては、塩化ナ
トリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム等を挙
げることができ、アンモニウム塩としては、塩化
アンンモニウム、硫酸アンモニウム等を挙げるこ
とができる。
ウム Ｂ：アルカリ金属塩またはアンモニウム塩 アルカリ金属水酸化物としては、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等を挙げ
ることができ、アルカリ金属塩としては、塩化ナ
トリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム等を挙
げることができ、アンモニウム塩としては、塩化
アンンモニウム、硫酸アンモニウム等を挙げるこ
とができる。
また、ＡとＢとを含有するアルカリ溶液として
は、水酸化ナトリウムと塩化ナトリウム、水酸化
カリウムと硫酸ナトリウム、水酸化ナトリウムと
硫酸ナトリウム、水酸化アンモニウムと硫酸ナト
リウム、水酸化アンモニウムと塩化アンモニウ
ム、水酸化アンモニウムと硫酸アンモニウム等の
水溶液を挙げるとができるが、望ましくは水酸化
アンモニウムと塩化アンモニウムもしくは硫酸ア
ンモニウムとの水溶液が良い。また、ＡとＢとの
混合液の濃度としては、Ａが0.5ないし10重量％
の範囲が好ましく、この混合液中のＡとＢとの混
合の比率は１対10ないし５対１の当量比の範囲で
あれば良い。
は、水酸化ナトリウムと塩化ナトリウム、水酸化
カリウムと硫酸ナトリウム、水酸化ナトリウムと
硫酸ナトリウム、水酸化アンモニウムと硫酸ナト
リウム、水酸化アンモニウムと塩化アンモニウ
ム、水酸化アンモニウムと硫酸アンモニウム等の
水溶液を挙げるとができるが、望ましくは水酸化
アンモニウムと塩化アンモニウムもしくは硫酸ア
ンモニウムとの水溶液が良い。また、ＡとＢとの
混合液の濃度としては、Ａが0.5ないし10重量％
の範囲が好ましく、この混合液中のＡとＢとの混
合の比率は１対10ないし５対１の当量比の範囲で
あれば良い。
本発明の陰イオン交換樹脂を使用してホウ素同
位体を分離する方法としては、まず上記のように
してアルカリ溶液にて処理された陰イオン交換樹
脂を塔（カラム）に充填するか、あるいは塔の中
に充填した後上記のようにＡとＢとを含有するア
ルカリ溶液を流通させる方法により充填塔を作成
してもよい。
位体を分離する方法としては、まず上記のように
してアルカリ溶液にて処理された陰イオン交換樹
脂を塔（カラム）に充填するか、あるいは塔の中
に充填した後上記のようにＡとＢとを含有するア
ルカリ溶液を流通させる方法により充填塔を作成
してもよい。
このようにして作成された塔にホウ酸溶液を流
通してホウ酸吸着帯を形成させる。ホウ酸吸着帯
を形成させる際のホウ酸溶液の濃度としては、
0.2〜２モル(M)／の範囲を挙げることができる。
通してホウ酸吸着帯を形成させる。ホウ酸吸着帯
を形成させる際のホウ酸溶液の濃度としては、
0.2〜２モル(M)／の範囲を挙げることができる。
ホウ酸溶液を流通させる際の温度としては、40
〜100℃の範囲を挙げることができる。
〜100℃の範囲を挙げることができる。
上記のようにしてホウ酸吸着帯を形成させた陰
イオン交換塔は、次いで酸により展開させること
によりホウ酸としてホウ素同位体が分離濃縮され
ることとなるが、使用される酸としては塩酸、硫
酸等の鉱酸を使用すればよい。
イオン交換塔は、次いで酸により展開させること
によりホウ酸としてホウ素同位体が分離濃縮され
ることとなるが、使用される酸としては塩酸、硫
酸等の鉱酸を使用すればよい。
これらの酸の濃度としては0.2〜2M／の範囲
を挙げるとができる。また酸を流通させる速度
（LV）としては0.5〜20.0m／hrの範囲を挙げるこ
とができる。
を挙げるとができる。また酸を流通させる速度
（LV）としては0.5〜20.0m／hrの範囲を挙げるこ
とができる。
ホウ酸吸着帯を酸により展開させる際の温度と
しては、40〜100℃の範囲を挙げることができる。
しては、40〜100℃の範囲を挙げることができる。
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、展開温度が高い程、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。
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、展開温度が高い程、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。
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。
次に、本発明の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。
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.，
JPN，53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は前述の本発明に使用する陰イオン交換
樹脂を充填したイオン交換塔である。この塔内
温度は、供給液を加温し、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あり、
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。
JPN，53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は前述の本発明に使用する陰イオン交換
樹脂を充填したイオン交換塔である。この塔内
温度は、供給液を加温し、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あり、
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。酸よる展開を続け
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C2
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塔と同様
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。
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。酸よる展開を続け
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C2
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塔と同様
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、第１図により説
明する。すなわち、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。
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、第１図により説
明する。すなわち、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。
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塔から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
V26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。このような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
へのホウ酸吸着帯を停止し、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。
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塔から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
V26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。このような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
へのホウ酸吸着帯を停止し、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。
本発明に使用する前記ＡとＢとを含有するアル
カリ溶液が、アミノポリオール基を官能基とする
陰イオン交換樹脂の高温安定性に有効である理由
については未だ明確に判明していないが、今のと
ころ次のように考えられる。
カリ溶液が、アミノポリオール基を官能基とする
陰イオン交換樹脂の高温安定性に有効である理由
については未だ明確に判明していないが、今のと
ころ次のように考えられる。
すなわち、前述のとおり本発明に使用する陰イ
オン交換樹脂は、クロロメチル化架橋重合体と前
記一般式〔〕の特定アミンとを反応させてアミ
ノポリオール基を官能基として有する陰イオン交
換樹脂を製造するのであるが、この反応に際し
て、塩基度が高く中性塩分解能を示す基が生成
し、この中性塩分解能を示す基が40℃以上と言う
温度、すなわち本発明のホウ酸吸着帯の展開温度
では熱分解を生じ、熱安定性に影響をもたらすも
のと考えられる。そしてこの中性塩分解能を示す
部分に対して、新品樹脂においては処理剤とし
て、そして一度使用した樹脂に対しては再生剤と
して、本発のアルカリ溶液を使用することによ
り、この基が塩形となり、熱安定化が行えるもの
と考えられる。
オン交換樹脂は、クロロメチル化架橋重合体と前
記一般式〔〕の特定アミンとを反応させてアミ
ノポリオール基を官能基として有する陰イオン交
換樹脂を製造するのであるが、この反応に際し
て、塩基度が高く中性塩分解能を示す基が生成
し、この中性塩分解能を示す基が40℃以上と言う
温度、すなわち本発明のホウ酸吸着帯の展開温度
では熱分解を生じ、熱安定性に影響をもたらすも
のと考えられる。そしてこの中性塩分解能を示す
部分に対して、新品樹脂においては処理剤とし
て、そして一度使用した樹脂に対しては再生剤と
して、本発のアルカリ溶液を使用することによ
り、この基が塩形となり、熱安定化が行えるもの
と考えられる。
次に本発明を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。
は、以下の実施例により限定されるものではな
い。
実施例
スチレン95g及び55％ジビニルベンゼン10gに
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2.81meq／ｇ−樹脂、中性塩分解容量
0.69meq／ｇ−樹脂、水分63％、平均粒径200ミ
クロン、均一係数1.3）の遊離アミン形を内径10
mm、長さ1000mmのジヤケツト付ガラスカラム６塔
に各75−ml樹脂だけ充填し、これをシリーズに接
続して、第１塔目から、本発明のアルカリ溶液と
して0.5N−水酸化アンモニウムと0.5M−硫酸ア
ンモニウムとの混合水溶液1500mlを流速LV5m／
hrで通液し、次いで脱塩水で洗浄後、ジヤケツト
に80℃の恒温水を通してカラム内を80℃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。
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2.81meq／ｇ−樹脂、中性塩分解容量
0.69meq／ｇ−樹脂、水分63％、平均粒径200ミ
クロン、均一係数1.3）の遊離アミン形を内径10
mm、長さ1000mmのジヤケツト付ガラスカラム６塔
に各75−ml樹脂だけ充填し、これをシリーズに接
続して、第１塔目から、本発明のアルカリ溶液と
して0.5N−水酸化アンモニウムと0.5M−硫酸ア
ンモニウムとの混合水溶液1500mlを流速LV5m／
hrで通液し、次いで脱塩水で洗浄後、ジヤケツト
に80℃の恒温水を通してカラム内を80℃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塔目から80℃に予熱した
0.6M−ホウ酸水溶液の2000mlを流速LV5m／hr
で通し６塔の樹脂にホウ酸を吸着した。次いで80
℃に予熱した0.47M−硫酸水溶液を流速LV3m／
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５
mlずつ分取してホウ酸濃度を分析した所、該ホウ
酸濃度は0.63M／であり、ホウ酸の吸着量は、
0.67M／−樹脂であつた。この時0.47M−硫酸
水溶液による展開開始から終了までに要した時間
は3.2時間でホウ酸吸着帯の後端界面の移動速度
は180cm／hrであつた。
0.6M−ホウ酸水溶液の2000mlを流速LV5m／hr
で通し６塔の樹脂にホウ酸を吸着した。次いで80
℃に予熱した0.47M−硫酸水溶液を流速LV3m／
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５
mlずつ分取してホウ酸濃度を分析した所、該ホウ
酸濃度は0.63M／であり、ホウ酸の吸着量は、
0.67M／−樹脂であつた。この時0.47M−硫酸
水溶液による展開開始から終了までに要した時間
は3.2時間でホウ酸吸着帯の後端界面の移動速度
は180cm／hrであつた。
一方分取したホウ酸水溶液中の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結果ホウ酸吸着
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19.85％に対し
26.4％であり、約40cmの長さにわたつてホウ素が
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1.015でHETPは７mm
であつた。
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結果ホウ酸吸着
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19.85％に対し
26.4％であり、約40cmの長さにわたつてホウ素が
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1.015でHETPは７mm
であつた。
次に硫酸水溶液よるホウ酸吸着帯の展開が終了
したカラムを80℃に保つたまま0.5N−水酸化
アンモニウムと0.5M−硫酸アンモニウムの混合
水溶液2000mlをLV5m／hrで再生し、同一流速
で脱塩水1000mlで水洗し、0.6M−ホウ酸水溶
液2000mlをLV5m／hrで通し、0.47M−硫酸溶
液100mlをLV3m／hrで通す、〜の工程を１
サイクルとし、これを50サイクル繰り返した後に
上記と同一の方法でホウ素同位体の分離試験を行
ない、樹脂のホウ酸に対する吸着性能と同位体分
離性能を測定した所、初回の性能と何ら変化して
いなかつた。
したカラムを80℃に保つたまま0.5N−水酸化
アンモニウムと0.5M−硫酸アンモニウムの混合
水溶液2000mlをLV5m／hrで再生し、同一流速
で脱塩水1000mlで水洗し、0.6M−ホウ酸水溶
液2000mlをLV5m／hrで通し、0.47M−硫酸溶
液100mlをLV3m／hrで通す、〜の工程を１
サイクルとし、これを50サイクル繰り返した後に
上記と同一の方法でホウ素同位体の分離試験を行
ない、樹脂のホウ酸に対する吸着性能と同位体分
離性能を測定した所、初回の性能と何ら変化して
いなかつた。
更に一連の試験が終了後、カラムから樹脂を取
り出して常法により性能試験を行なつた所、酸吸
着容量は、2.81meq／ｇ、中性塩分容量は、
0.69meq／ｇ、水分は63％であり、樹脂の性能は
全く変化していなかつた。また、取り出した樹脂
（硫酸付加形）の単重量当たりの体積を測定し、
再生樹脂（遊離アミン形）のそれに対する体積増
加率を求めたところ９％であつた。
り出して常法により性能試験を行なつた所、酸吸
着容量は、2.81meq／ｇ、中性塩分容量は、
0.69meq／ｇ、水分は63％であり、樹脂の性能は
全く変化していなかつた。また、取り出した樹脂
（硫酸付加形）の単重量当たりの体積を測定し、
再生樹脂（遊離アミン形）のそれに対する体積増
加率を求めたところ９％であつた。
比較例
実施例１で用いた樹脂と同じ樹脂と同じ装置を
用いて、処理液及び再生剤をＮ−水酸化ナトリウ
ム水溶液として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、６塔シリー
ズに接続したカラムに0.5N−水酸化ナトリウム
2000mlを流速LV5m／hrで通し、次いで脱塩水で
洗浄後ジヤケツトに80℃の恒温水を通し、カラム
内を80℃に保つて第１塔目から80℃に予熱した
0.6M−ホウ酸水溶液2000mlを流速LV5m／hrで
通し、６塔の樹脂にホウ酸を吸着させた。次いで
80℃に予熱した0.47M−硫酸水溶液を速LV3m／
hrで通液し樹脂に吸着しているホウ酸の展開を行
なつて第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、0.70M／
であり、ホウ酸の吸着量は、0.71M／−樹脂
であつた。この時0.47M−硫酸水溶液による展開
開始から終了までに要した時間は3.3時間で、ホ
ウ酸吸着帯の後端界面の移動速度は175cm／hrで
あつた。
用いて、処理液及び再生剤をＮ−水酸化ナトリウ
ム水溶液として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、６塔シリー
ズに接続したカラムに0.5N−水酸化ナトリウム
2000mlを流速LV5m／hrで通し、次いで脱塩水で
洗浄後ジヤケツトに80℃の恒温水を通し、カラム
内を80℃に保つて第１塔目から80℃に予熱した
0.6M−ホウ酸水溶液2000mlを流速LV5m／hrで
通し、６塔の樹脂にホウ酸を吸着させた。次いで
80℃に予熱した0.47M−硫酸水溶液を速LV3m／
hrで通液し樹脂に吸着しているホウ酸の展開を行
なつて第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、0.70M／
であり、ホウ酸の吸着量は、0.71M／−樹脂
であつた。この時0.47M−硫酸水溶液による展開
開始から終了までに要した時間は3.3時間で、ホ
ウ酸吸着帯の後端界面の移動速度は175cm／hrで
あつた。
一方分取したホウ酸水溶液中の10B／11Bのホ
ウ素同位体比の測定を行なつた所ホウ酸吸着帯最
後端の10B濃度は、25.6％であり、約40cm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
1.015でHETPは11mmであつた。
ウ素同位体比の測定を行なつた所ホウ酸吸着帯最
後端の10B濃度は、25.6％であり、約40cm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
1.015でHETPは11mmであつた。
次に硫酸溶液によるホウ酸吸着帯の展開が終了
したカラムを80℃につた0.5N−水酸化ナトリ
ウム水溶液2000mlをLV5m／hrで通し、同一流
速で脱塩水1000mlで水洗し、0.6N−ホウ酸水
溶液2000mlをLV5m／hrで通し、0.47M−硫酸
水溶液1000mlをLV3m／hrで通す〜の工程を
１サイクルとして28サイクル行なつた後に、上記
と同一の方法でホウ素同位体の分離試験を行な
い、樹脂のホウ酸に対する吸着性能と同位体分離
性能を測定した。先ず樹脂に吸着させたホウ酸を
0.47M−硫酸で展開した時のホウ酸水溶液の濃度
は0.54M／で、ホウ酸吸着量は0.57M／−樹
脂と両者共にかなり低下していた。この展開開始
から終了までに要した時間は、3.1時間でホウ酸
吸着帯の後端界面の移動速度は184cm／hrであつ
た。
したカラムを80℃につた0.5N−水酸化ナトリ
ウム水溶液2000mlをLV5m／hrで通し、同一流
速で脱塩水1000mlで水洗し、0.6N−ホウ酸水
溶液2000mlをLV5m／hrで通し、0.47M−硫酸
水溶液1000mlをLV3m／hrで通す〜の工程を
１サイクルとして28サイクル行なつた後に、上記
と同一の方法でホウ素同位体の分離試験を行な
い、樹脂のホウ酸に対する吸着性能と同位体分離
性能を測定した。先ず樹脂に吸着させたホウ酸を
0.47M−硫酸で展開した時のホウ酸水溶液の濃度
は0.54M／で、ホウ酸吸着量は0.57M／−樹
脂と両者共にかなり低下していた。この展開開始
から終了までに要した時間は、3.1時間でホウ酸
吸着帯の後端界面の移動速度は184cm／hrであつ
た。
更にカラムから流出するホウ酸水溶液中のホウ
素同位体比の測定を行なつた所、ホウ酸吸着帯の
最後端の10B濃度は28.5％であり、約28cm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HETPは６mmと同位体分離性能も初回に
比較し、大きく変化していた。
素同位体比の測定を行なつた所、ホウ酸吸着帯の
最後端の10B濃度は28.5％であり、約28cm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HETPは６mmと同位体分離性能も初回に
比較し、大きく変化していた。
この測定が終了した後カラムから樹脂を取り出
して、常法により性能試験を行なつた所、酸吸着
能は2.79meq／ｇ−樹脂、水分は63.4％と試験前
と殆ど変化なかつたが、中性塩分解容量は
0.21meq／ｇ−樹脂と試験前に比較して約1/3に
低下していた。また、取り出した樹脂（硫酸付加
形）の単位重量当たりの体積を測定し、再生樹脂
（遊離アミン形）のそれに対する体積増加率を求
めたところ22％であつた。
して、常法により性能試験を行なつた所、酸吸着
能は2.79meq／ｇ−樹脂、水分は63.4％と試験前
と殆ど変化なかつたが、中性塩分解容量は
0.21meq／ｇ−樹脂と試験前に比較して約1/3に
低下していた。また、取り出した樹脂（硫酸付加
形）の単位重量当たりの体積を測定し、再生樹脂
（遊離アミン形）のそれに対する体積増加率を求
めたところ22％であつた。
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。 C1〜C6：陰イオン交換塔、V11〜V16：バルブ、
V21〜V26：バルブ、M1〜M6：検出器。
脂塔、その配管及びバルブを示す概念図である。 C1〜C6：陰イオン交換塔、V11〜V16：バルブ、
V21〜V26：バルブ、M1〜M6：検出器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ イオン交換樹脂を充填した塔にホウ素同位体
を含有するホウ酸溶液を流通させてホウ酸吸着帯
を形成させ、次いで該吸着帯を酸溶液より展開し
てホウ素同位体を分離する方法において、 該イオン交換樹脂としてアミノポリオール基を
官能基として有し、下記ＡとＢとを含有するアル
カリ溶液で処理された樹脂を使用することを特徴
とするホウ素同位体の分離方法。 Ａ：アルカリ金属水酸化物または水酸化アンモ
ニウム Ｂ：アルカリ金属塩またはアンモニウム塩 ２ 特許請求の範囲第１項記載のホウ素同位体の
分離方法において、イオン交換樹脂のポリオール
基が、 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〕 で表わされることを特徴とする方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58212246A JPS60102946A (ja) | 1983-11-11 | 1983-11-11 | ホウ素同位体の分離方法 |
| US06/645,489 US4621103A (en) | 1983-11-11 | 1984-08-29 | Aminopolyol anion exchange resins for separation isotopes |
| DE8484113418T DE3482449D1 (de) | 1983-11-11 | 1984-11-07 | Verfahren zur trennung von borisotopen. |
| EP84113418A EP0142126B1 (en) | 1983-11-11 | 1984-11-07 | A method for separating boron isotopes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58212246A JPS60102946A (ja) | 1983-11-11 | 1983-11-11 | ホウ素同位体の分離方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60102946A JPS60102946A (ja) | 1985-06-07 |
| JPH0468980B2 true JPH0468980B2 (ja) | 1992-11-04 |
Family
ID=16619392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58212246A Granted JPS60102946A (ja) | 1983-11-11 | 1983-11-11 | ホウ素同位体の分離方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0142126B1 (ja) |
| JP (1) | JPS60102946A (ja) |
| DE (1) | DE3482449D1 (ja) |
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| US20080169240A1 (en) * | 2004-09-07 | 2008-07-17 | The Research Foundation Of The City University Of New York | Arsenic Removal |
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| TW202600235A (zh) * | 2024-02-22 | 2026-01-01 | 今堀良夫 | 硼同位素於水溶系統中之濃縮方法及組成物 |
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|---|---|---|---|---|
| US2689833A (en) * | 1951-09-21 | 1954-09-21 | Rohm & Haas | Resinous quaternary ammonium alkoxides |
| US2723245A (en) * | 1952-12-30 | 1955-11-08 | Dow Chemical Co | Method of regenerating quaternary ammonium anion exchange resins |
| US3310530A (en) * | 1964-04-03 | 1967-03-21 | Le Roy A White | Sequestering ion exchange resins |
| US3567369A (en) * | 1968-01-12 | 1971-03-02 | Stauffer Chemical Co | Ion exchange process for recovering borates from brine |
| GB1430578A (en) * | 1972-06-08 | 1976-03-31 | United States Borax Chem | Selective ion-exchangers moulding plastic articles |
-
1983
- 1983-11-11 JP JP58212246A patent/JPS60102946A/ja active Granted
-
1984
- 1984-08-29 US US06/645,489 patent/US4621103A/en not_active Expired - Fee Related
- 1984-11-07 EP EP84113418A patent/EP0142126B1/en not_active Expired
- 1984-11-07 DE DE8484113418T patent/DE3482449D1/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3482449D1 (de) | 1990-07-19 |
| EP0142126A3 (en) | 1986-02-19 |
| EP0142126B1 (en) | 1990-06-13 |
| JPS60102946A (ja) | 1985-06-07 |
| EP0142126A2 (en) | 1985-05-22 |
| US4621103A (en) | 1986-11-04 |
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