本發(fā)明屬于化學(xué)化工分離領(lǐng)域，涉及一種同位素分離方法，尤其涉及一種基于梯度洗脫的離子交換色譜連續(xù)分離富集硼同位素的方法。

背景技術(shù)：

硼(b)在自然界中存在兩種穩(wěn)定的同位素：¹⁰b和¹¹b。其中，¹⁰b具有優(yōu)良的熱中子吸收特性，高豐度的¹⁰b作為核反應(yīng)堆的控制材料、核輻射防護(hù)材料等，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代核能核電行業(yè)，同時，含¹⁰b化合物作為放療藥物也應(yīng)用于腫瘤治療領(lǐng)域。然而，在自然界中，¹⁰b含量較低，僅為19.78％左右。在核能核電領(lǐng)域，¹⁰b的豐度要求達(dá)到80％-85％，在癌癥治療領(lǐng)域，¹⁰b的豐度要求為90％-95％或更高。如何分離¹⁰b和¹¹b，富集得到豐度為85％以上的¹⁰b同位素產(chǎn)品，是當(dāng)今國際上關(guān)于硼同位素分離研究的主題。

目前，¹⁰b同位素的工業(yè)化生產(chǎn)主要采用化學(xué)交換精餾法，借助bf3與乙醚、甲醚、苯甲醚等絡(luò)合物反應(yīng)進(jìn)行。該方法發(fā)展成熟，分離系數(shù)可達(dá)1.01以上，但其缺點(diǎn)是能耗高、生產(chǎn)周期長，原料bf3易與空氣中的水蒸氣反應(yīng)形成劇毒氟化物，污染巨大，生產(chǎn)過程中需要較高的防護(hù)成本；另外，該方法需要消耗大量有機(jī)溶劑，經(jīng)濟(jì)效益并不理想。

離子交換色譜法是近年來國際上新興的一種分離富集硼同位素的方法，該方法使用硼酸水溶液為原料，具有高效節(jié)能、成本低廉、安全性高等特點(diǎn)，是一種極具潛力的硼同位素分離方法。中國專利200710050981.0公開了一種“用硼特效樹脂離子交換色譜法分離硼同位素的工藝”，該工藝采用螯合型離子交換樹脂—硼特效樹脂作為離子交換色譜的固定相，從硼酸溶液中分離¹⁰b，¹⁰b的富集度可提高到91％，分離因子達(dá)1.02，但該發(fā)明無法實現(xiàn)硼同位素的連續(xù)化分離。國際專利wo2009/138992a1公開了一種間歇式離子交換色譜分離硼同位素的方法(aninnovativecut-and-feedoperationforenhancingtheperformanceofion-exchangechromatographicseparation)，該方法能有效克服富集帶的平臺區(qū)(42.9％)，富集帶的流速范圍為5-15cm/h，但由于是非連續(xù)操作，分離周期長。

中國專利201010108543.7公開了一種“利用模擬移動床色譜分離硼同位素的方法”，該方法以弱堿性陰離子交換樹脂為固定相，去離子水為流動相，用模擬移動床柱色譜從硼酸水溶液中連續(xù)分離富集¹⁰b，但該方法中弱堿性陰離子交換樹脂的分離因子較小，獲得的¹⁰b產(chǎn)品產(chǎn)率低，難以形成規(guī)?；a(chǎn)。美國專利us5443732公開了一種離子交換環(huán)狀色譜連續(xù)分離硼同位素的方法(boronisotopeseparationusingcontinuousionexchangechromatography)，該方法以硼酸水溶液為原料，弱堿性陰離子交換樹脂為交換劑，去離子水為洗脫液，用環(huán)狀色譜分離富集¹⁰b，但該方法需要離子交換柱具有足夠的長度和寬度，在工業(yè)生產(chǎn)中實施困難。中國專利201310531015.6公開了一種“以硼特效樹脂為模擬移動床固定相分離硼同位素的方法”，該方法以硼特效樹脂為固定相，采用模擬移動床裝置從硼酸水溶液中分離¹⁰b，實現(xiàn)了硼同位素的連續(xù)化分離，但該方法采用濃度恒定的鹽酸溶液為洗脫液，仍然存在¹⁰b產(chǎn)品產(chǎn)率低、分離流量小、譜帶遷移距離長、分離周期長等問題。

梯度洗脫是指在色譜分離過程中，通過不斷改變洗脫液的濃度和/或流速，改變洗脫液的極性，從而使樣品中的目標(biāo)組分在最短時間內(nèi)實現(xiàn)最快分離的操作方式。梯度洗脫尤其適用于難分離組分的強(qiáng)化分離，具有分離能力高，分離周期短等優(yōu)點(diǎn)。中國專利201210258960.9公開了“一種依替米星的連續(xù)分離純化方法”，該方法將模擬移動床和梯度洗脫方式相結(jié)合，進(jìn)行硫酸依替米星水解液的分離純化，洗脫液為0.1-1.5m的氨水或25-40wt％的乙醇溶液。然而，該工藝是將模擬移動床的解析區(qū)中的12-22個分離柱作為一個整體進(jìn)行梯度淋洗，不能對解析區(qū)的每根色譜柱分別進(jìn)行連續(xù)的、周期性重復(fù)的梯度洗脫，分離周期仍然較長。

因此，找到一種能夠連續(xù)分離富集高豐度¹⁰b同位素的方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中洗脫流量小、豐度低、產(chǎn)率低、譜帶遷移距離長等問題，對于¹⁰b的后期利用非常重要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種基于梯度洗脫的離子交換色譜的連續(xù)分離富集硼同位素的方法，以實現(xiàn)提高¹⁰b產(chǎn)品的豐度和產(chǎn)率，增加離子交換色譜洗脫分離流量，縮短譜帶遷移距離及分離周期的目的。

本發(fā)明提供了一種基于梯度洗脫的離子交換色譜連續(xù)分離富集硼同位素的方法，包括如下步驟：

(1)進(jìn)料：將硼酸水溶液泵入到離子交換色譜的色譜柱內(nèi)，所述色譜柱裝載在模擬移動床上，對所述色譜柱進(jìn)行進(jìn)料吸附；

(2)梯度洗脫：將洗脫液泵入到所述色譜柱內(nèi)，對所述色譜柱進(jìn)行梯度洗脫；

(3)收集：從所述色譜柱下端出口收集¹⁰b酸溶液，蒸發(fā)濃縮得到¹⁰b酸固體產(chǎn)品；

其中，步驟(2)所述的梯度洗脫的洗脫液采用濃度為0-1mol/l連續(xù)變化的強(qiáng)酸水溶液。

本發(fā)明在模擬移動床上采用濃度連續(xù)變化的強(qiáng)酸水溶液為梯度洗脫的洗脫液，實現(xiàn)了硼同位素在最短時間內(nèi)的強(qiáng)化分離，增強(qiáng)了離子交換色譜法的分離能力，增大了洗脫流量，縮短了譜帶遷移距離，提高了¹⁰b酸固體產(chǎn)品的豐度和產(chǎn)率，提高了分離因子。

優(yōu)選地，步驟(1)所述的硼酸水溶液的質(zhì)量濃度為6-10g/l，例如可以是6g/l、6.2g/l、6.5g/l、6.8g/l、7g/l、7.2g/l、7.5g/l、7.8g/l、8g/l、8.2g/l、8.5g/l、8.8g/l、9g/l、9.2g/l、9.5g/l、9.8g/l或10g/l。

優(yōu)選地，所述硼酸水溶液中含有甘露醇。

優(yōu)選地，所述甘露醇的質(zhì)量濃度為0.1-1.0g/l，例如可以是0.1g/l、0.2g/l、0.3g/l、0.4g/l、0.5g/l、0.6g/l、0.7g/l、0.8g/l、0.9g/l或1.0g/l。

優(yōu)選地，所述硼酸水溶液的進(jìn)料流量為0.5-1.0bv/h，例如可以是0.5bv/h、0.6bv/h、0.7bv/h、0.8bv/h、0.9bv/h或1.0bv/h。

優(yōu)選地，步驟(1)所述色譜柱的數(shù)量為30根。

優(yōu)選地，所述色譜柱高徑比為20:1-50:1，例如可以是20:1、25:1、30:1、35:1、40:1、45:1或50:1。

優(yōu)選地，所述色譜柱溫度為30-40℃，例如可以是30℃、31℃、32℃、33℃、34℃、35℃、36℃、37℃、38℃、39℃或40℃。

優(yōu)選地，所述色譜柱內(nèi)填充的固體相為強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂、弱堿性陰離子交換樹脂或硼特效樹脂中的任意一種或至少兩種的組合，優(yōu)選為硼特效樹脂。

優(yōu)選地，所述硼特效樹脂為ira743°樹脂和/或cbr02°樹脂。

優(yōu)選地，所述硼特效樹脂的活化方法為：所述硼特效樹脂首先用0.1mol/l的鹽酸水溶液浸泡，然后淘洗，至水溶液ph＝1，且至少24小時不再變化；然后，用去離子水淘洗至ph＝4，且至少穩(wěn)定8小時不再變化。

優(yōu)選地，所述硼特效樹脂的填充方法為：所述硼特效樹脂用濕法裝柱的方式裝填于模擬移動床的每根色譜柱內(nèi)，樹脂裝填量為色譜柱容積的98％，采用正壓反沖的方式排出色譜柱內(nèi)的氣泡。

優(yōu)選地，步驟(1)所述的模擬移動床包括進(jìn)料區(qū)、洗脫區(qū)、緩沖區(qū)和再生區(qū)。

優(yōu)選地，所述進(jìn)料區(qū)包括1-3根色譜柱。

優(yōu)選地，所述洗脫區(qū)包括22-24根色譜柱。

優(yōu)選地，所述緩沖區(qū)包括2-3根色譜柱。

優(yōu)選地，所述再生區(qū)包括2-3根色譜柱。

優(yōu)選地，所述色譜柱在進(jìn)料區(qū)、洗脫區(qū)、緩沖區(qū)和再生區(qū)之間旋轉(zhuǎn)切換。

優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)切換時間為3-30h，例如可以是3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h、10h、15h、20h、25h、26h、27h、28h、29h或30h。

優(yōu)選地，步驟(2)所述的強(qiáng)酸水溶液包括鹽酸水溶液、硝酸水溶液或硫酸水溶液中的任意一種或至少兩種的組合，優(yōu)選為鹽酸水溶液。

根據(jù)本發(fā)明，在模擬移動床上采用的洗脫液為濃度連續(xù)變化的強(qiáng)酸水溶液，通過采用濃度連續(xù)變化的強(qiáng)酸水溶液使得¹⁰b酸的分離效果更好，所述強(qiáng)酸水溶液的濃度變化率為每小時濃度增加0.03-0.3mol/l，例如可以是0.03mol/l、0.04mol/l、0.05mol/l、0.06mol/l、0.07mol/l、0.08mol/l、0.09mol/l、0.1mol/l、0.15mol/l、0.2mol/l、0.25mol/l、0.26mol/l、0.27mol/l、0.28mol/l、0.29mol/l或0.3mol/l，優(yōu)選為0.1mol/l。

優(yōu)選地，所述強(qiáng)酸水溶液的洗脫流量為0.5-10.0bv/h，例如可以是0.5bv/h、0.6bv/h、0.7bv/h、0.8bv/h、0.9bv/h、1.0bv/h、2.0bv/h、3.0bv/h、4.0bv/h、5.0bv/h、6.0bv/h、7.0bv/h、8.0bv/h、9.0bv/h、9.5bv/h、9.6bv/h、9.7bv/h、9.8bv/h、9.9bv/h或10.0bv/h。

優(yōu)選地，在步驟(1)之前還包括預(yù)處理的步驟。

優(yōu)選地，所述預(yù)處理具體包括：將強(qiáng)堿水溶液泵入到每一根色譜柱內(nèi)對所述色譜柱進(jìn)行淋洗，檢測所述色譜柱下端出口流出液的ph，直到ph＝13，且穩(wěn)定至少8小時。

優(yōu)選地，所述強(qiáng)堿水溶液為濃度為0.1mol/l的氫氧化鈉水溶液。

優(yōu)選地，在步驟(2)之后還包括淋洗再生的步驟。

優(yōu)選地，所述淋洗再生的步驟具體包括：

(1’)沖洗：將去離子水泵入到所述色譜柱內(nèi)對所述色譜柱進(jìn)行沖洗；

(2’)淋洗：將強(qiáng)堿水溶液泵入到所述色譜柱內(nèi)對所述色譜柱進(jìn)行淋洗；

(3’)循環(huán)：重復(fù)步驟(1)、(2)、(1’)、(2’)，直至洗脫區(qū)的萃取口柱位連續(xù)流出豐度大于85％的¹⁰b酸溶液。

優(yōu)選地，步驟(1’)所述的去離子水的沖洗流量為0.5-5.0bv/h，例如可以是0.5bv/h、1.0bv/h、1.5bv/h、2.0bv/h、2.5bv/h、3.0bv/h、3.5bv/h、4.0bv/h、4.5bv/h或5.0bv/h。

優(yōu)選地，步驟(2’)所述的強(qiáng)堿水溶液為氫氧化鈉水溶液。

優(yōu)選地，所述強(qiáng)堿水溶液的濃度為0.1mol/l。

優(yōu)選地，步驟(2’)所述強(qiáng)堿水溶液的淋洗流量為0.5-5.0bv/h，例如可以是0.5bv/h、1.0bv/h、1.5bv/h、2.0bv/h、2.5bv/h、3.0bv/h、3.5bv/h、4.0bv/h、4.5bv/h或5.0bv/h。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，一種基于梯度洗脫的離子交換色譜連續(xù)分離富集硼同位素的方法，包括如下步驟：

(1)向模擬移動床裝置的每一根色譜柱泵入0.1mol/l的氫氧化鈉水溶液，對所述色譜柱進(jìn)行淋洗，檢測每根色譜柱下端出口流出液的ph，直到ph＝13，且穩(wěn)定至少8小時；

(2)向模擬移動床裝置進(jìn)料區(qū)的首柱連續(xù)泵入質(zhì)量濃度為6-10g/l的硼酸水溶液，所述硼酸水溶液中含有質(zhì)量濃度為0.1-1.0g/l的甘露醇，對進(jìn)入模擬移動床裝置進(jìn)料區(qū)的色譜柱進(jìn)行進(jìn)料吸附，進(jìn)料流量為0.5-1.0bv/h，至模擬移動床裝置進(jìn)料區(qū)首柱下端出口流出液的硼酸濃度為2-8g/l時止，然后將進(jìn)料后的色譜柱旋轉(zhuǎn)進(jìn)入模擬移動床裝置的洗脫區(qū)；

(3)向模擬移動床裝置洗脫區(qū)的首柱連續(xù)泵入濃度為0-1mol/l連續(xù)變化的鹽酸水溶液，鹽酸水溶液的濃度變化率為每小時濃度增加0.03-0.3mol/l，對進(jìn)入模擬移動床裝置洗脫區(qū)的色譜柱進(jìn)行梯度洗脫，洗脫流量為0.5-10.0bv/h，至模擬移動床裝置洗脫區(qū)首柱下端出口流出液的硼酸濃度小于10mg/l時止，然后將洗脫后的色譜柱旋轉(zhuǎn)進(jìn)入模擬移動床裝置的緩沖區(qū)；

(4)向模擬移動床裝置緩沖區(qū)的首柱連續(xù)泵入去離子水，對進(jìn)入模擬移動床裝置緩沖區(qū)的色譜柱進(jìn)行沖洗，沖洗流量為0.5-5.0bv/h，至模擬移動床裝置緩沖區(qū)首柱下端出口流出液的ph＝4時止，然后將沖洗后的色譜柱旋轉(zhuǎn)進(jìn)入模擬移動床裝置的再生區(qū)；

(5)向模擬移動床裝置再生區(qū)的首柱連續(xù)泵入濃度為0.1mol/l的氫氧化鈉水溶液，對進(jìn)入模擬移動床裝置再生區(qū)的色譜柱進(jìn)行淋洗，淋洗流量為0.5-5.0bv/h，至模擬移動床裝置再生區(qū)首柱下端出口流出液的ph＝13時止，然后將再生后的色譜柱旋轉(zhuǎn)進(jìn)入模擬移動床裝置的進(jìn)料區(qū)；

(6)重復(fù)步驟(2)-(5)，直至模擬移動床裝置運(yùn)行達(dá)到平衡，洗脫區(qū)的萃余口柱位連續(xù)流出豐度大于85％的¹⁰b酸溶液；

(7)收集步驟(6)流出的¹⁰b酸溶液，80℃下蒸發(fā)濃縮得到¹⁰b酸固體產(chǎn)品。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

(1)本發(fā)明采用離子交換色譜法，以硼酸水溶液為原料，進(jìn)行硼同位素的分離富集，有效減少了污染物的形成，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)¹⁰b酸固體產(chǎn)品的安全性；

(2)本發(fā)明以模擬移動床為離子交換色譜分離系統(tǒng)，以硼特效樹脂為固定相，進(jìn)行硼同位素的分離富集，實現(xiàn)了硼同位素的連續(xù)化分離，有效縮短了分離周期，同時縮小了色譜柱的長度和寬度，有利于形成¹⁰b酸固體的規(guī)?；a(chǎn)；

(3)本發(fā)明采用濃度連續(xù)變化的鹽酸水溶液為梯度洗脫的洗脫液，實現(xiàn)了硼同位素在最短時間內(nèi)的強(qiáng)化分離，增強(qiáng)了離子交換色譜法的分離能力，洗脫流量增大到8.0bv/h，譜帶遷移距離縮短到64m，¹⁰b酸固體產(chǎn)品的豐度提高到96.44％，產(chǎn)率最高達(dá)89.73％，分離因子最高達(dá)1.12。

具體實施方式

為進(jìn)一步闡述本發(fā)明所采取的技術(shù)手段及其效果，以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步地說明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實施方式僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。

實施例中未注明具體技術(shù)或條件者，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻(xiàn)所描述的技術(shù)或條件，或者按照產(chǎn)品說明書進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可通過正規(guī)渠道商購獲得的常規(guī)產(chǎn)品。

實施例1

ira743°硼特效樹脂首先用0.1mol/l的鹽酸水溶液浸泡，然后淘洗，至水溶液ph＝1，且至少24小時不再變化；然后，用去離子水淘洗至ph＝4，且至少穩(wěn)定8小時不再變化，以此達(dá)到活化效果。

將活化好的ira743°硼特效樹脂用濕法裝柱的方式分別裝填于模擬移動床四個區(qū)的30根色譜柱內(nèi)，色譜柱高徑比為20:1，樹脂裝填量為色譜柱容積的98％，采用正壓反沖的方式排出色譜柱內(nèi)的氣泡。其中，進(jìn)料區(qū)由1根色譜柱組成，洗脫區(qū)由24根色譜柱組成，緩沖區(qū)由2根色譜柱組成，再生區(qū)由3根色譜柱組成。

啟動模擬移動床裝置，從模擬移動床裝置的1號柱位開始順時針旋轉(zhuǎn)，依次用0.1mol/l的氫氧化鈉水溶液淋洗每一根色譜柱，檢測每根色譜柱下端出口流出液的ph，直到ph＝13，且穩(wěn)定至少8小時。

向模擬移動床裝置進(jìn)料區(qū)的首柱連續(xù)泵入濃度為6g/l的硼酸水溶液，硼酸水溶液中加入質(zhì)量濃度為0.1g/l的甘露醇；對模擬移動床裝置進(jìn)料區(qū)的色譜柱進(jìn)行進(jìn)料吸附，進(jìn)料流量為0.5bv/h，至模擬移動床裝置進(jìn)料區(qū)首柱下端出口流出液中的硼酸濃度為2g/l時止，然后將進(jìn)料后的色譜柱旋轉(zhuǎn)進(jìn)入模擬移動床裝置的洗脫區(qū)。

向模擬移動床裝置洗脫區(qū)的首柱連續(xù)泵入濃度為0-1mol/l連續(xù)變化的鹽酸水溶液，鹽酸水溶液的濃度變化速率為每小時濃度增加0.03mol/l；對進(jìn)入模擬移動床裝置洗脫區(qū)的色譜柱進(jìn)行梯度洗脫，洗脫流量為0.5bv/h，至模擬移動床裝置洗脫區(qū)首柱下端出口流出液中的硼酸濃度小于10mg/l時止，然后將洗脫后的色譜柱旋轉(zhuǎn)進(jìn)入模擬移動床裝置的緩沖區(qū)。

向模擬移動床裝置緩沖區(qū)的首柱連續(xù)泵入去離子水，對進(jìn)入模擬移動床裝置緩沖區(qū)的色譜柱進(jìn)行沖洗，沖洗流量為0.5bv/h，至模擬移動床裝置緩沖區(qū)首柱下端出口流出液的ph＝4時止，然后將沖洗后的色譜柱旋轉(zhuǎn)進(jìn)入模擬移動床裝置的再生區(qū)。

向模擬移動床裝置再生區(qū)的首柱連續(xù)泵入濃度為0.1mol/l的氫氧化鈉水溶液，對進(jìn)入模擬移動床裝置再生區(qū)的色譜柱進(jìn)行淋洗，淋洗流量為0.5bv/h，至模擬移動床裝置再生區(qū)首柱下端出口流出液的ph＝13時止，然后將再生后的色譜柱旋轉(zhuǎn)進(jìn)入模擬移動床裝置的進(jìn)料區(qū)。

重復(fù)上述步驟，色譜柱旋轉(zhuǎn)切換時間為30h，色譜柱運(yùn)行溫度為30℃。

當(dāng)譜帶遷移距離為128m時，在模擬移動床裝置洗脫區(qū)的萃余口柱位連續(xù)流出豐度大于85％的¹⁰b酸溶液。收集流出的¹⁰b酸溶液，在80℃下蒸發(fā)濃縮，得到富集豐度為92.33％的¹⁰b酸固體產(chǎn)品，收率為87.32％，¹⁰b和¹¹b的分離因子為1.11。

實施例2

cbr02°硼特效樹脂首先用0.1mol/l的鹽酸水溶液浸泡，然后淘洗，至水溶液ph＝1，且至少24小時不再變化；然后，用去離子水淘洗至ph＝4，且至少穩(wěn)定8小時不再變化，以此達(dá)到活化效果。

將活化好的cbr02°硼特效樹脂用濕法裝柱的方式分別裝填于模擬移動床四個區(qū)的30根色譜柱內(nèi)，色譜柱高徑比為50:1，樹脂裝填量為色譜柱容積的98％，采用正壓反沖的方式排出色譜柱內(nèi)的氣泡。其中，進(jìn)料區(qū)由3根色譜柱組成，洗脫區(qū)由22根色譜柱組成，緩沖區(qū)由3根色譜柱組成，再生區(qū)由2根色譜柱組成。

啟動模擬移動床裝置，從模擬移動床裝置的1號柱位開始順時針旋轉(zhuǎn)，依次用0.1mol/l的氫氧化鈉水溶液淋洗每一根色譜柱，檢測每根色譜柱下端出口流出液的ph，直到ph＝13，且穩(wěn)定至少8小時。

向模擬移動床裝置進(jìn)料區(qū)的首柱連續(xù)泵入濃度為10g/l的硼酸水溶液，硼酸水溶液中加入質(zhì)量濃度為1.0g/l的甘露醇；對模擬移動床裝置進(jìn)料區(qū)的色譜柱進(jìn)行進(jìn)料吸附，進(jìn)料流量為0.8bv/h，至模擬移動床裝置進(jìn)料區(qū)首柱下端出口流出液中的硼酸濃度為8g/l時止，然后將進(jìn)料后的色譜柱旋轉(zhuǎn)進(jìn)入模擬移動床裝置的洗脫區(qū)。

向模擬移動床裝置洗脫區(qū)的首柱連續(xù)泵入濃度為0-1mol/l連續(xù)變化的鹽酸水溶液，鹽酸水溶液的濃度變化速率為每小時濃度增加0.3mol/l；對進(jìn)入模擬移動床裝置洗脫區(qū)的色譜柱進(jìn)行梯度洗脫，洗脫流量為10.0bv/h，至模擬移動床裝置洗脫區(qū)首柱下端出口流出液中的硼酸濃度小于10mg/l時止，然后將洗脫后的色譜柱旋轉(zhuǎn)進(jìn)入模擬移動床裝置的緩沖區(qū)。

向模擬移動床裝置緩沖區(qū)的首柱連續(xù)泵入去離子水，對進(jìn)入模擬移動床裝置緩沖區(qū)的色譜柱進(jìn)行沖洗，沖洗流量為5.0bv/h，至模擬移動床裝置緩沖區(qū)首柱下端出口流出液的ph＝4時止，然后將沖洗后的色譜柱旋轉(zhuǎn)進(jìn)入模擬移動床裝置的再生區(qū)。

向模擬移動床裝置再生區(qū)的首柱連續(xù)泵入濃度為0.1mol/l的氫氧化鈉水溶液，對進(jìn)入模擬移動床裝置再生區(qū)的色譜柱進(jìn)行淋洗，淋洗流量為5.0bv/h，至模擬移動床裝置再生區(qū)首柱下端出口流出液的ph＝13時止，然后將再生后的色譜柱旋轉(zhuǎn)進(jìn)入模擬移動床裝置的進(jìn)料區(qū)。

重復(fù)上述步驟，色譜柱旋轉(zhuǎn)切換時間為3h，色譜柱運(yùn)行溫度為40℃。

當(dāng)譜帶遷移距離為128m時，在模擬移動床裝置洗脫區(qū)的萃余口柱位連續(xù)流出豐度大于85％的¹⁰b酸溶液。收集流出的¹⁰b酸溶液，在80℃下蒸發(fā)濃縮，得到富集豐度為94.18％的¹⁰b酸固體產(chǎn)品，收率為85.51％，¹⁰b和¹¹b的分離因子為1.07。

實施例3

ira743°硼特效樹脂首先用0.1mol/l的鹽酸水溶液浸泡，然后淘洗，至水溶液ph＝1，且至少24小時不再變化；然后，用去離子水淘洗至ph＝4，且至少穩(wěn)定8小時不再變化，以此達(dá)到活化效果。

將活化好的ira743°硼特效樹脂用濕法裝柱的方式分別裝填于模擬移動床四個區(qū)的30根色譜柱內(nèi)，色譜柱高徑比為30:1，樹脂裝填量為色譜柱容積的98％，采用正壓反沖的方式排出色譜柱內(nèi)的氣泡。其中，進(jìn)料區(qū)由2根色譜柱組成，洗脫區(qū)由23根色譜柱組成，緩沖區(qū)由3根色譜柱組成，再生區(qū)由2根色譜柱組成。

啟動模擬移動床裝置，從模擬移動床裝置的1號柱位開始順時針旋轉(zhuǎn)，依次用0.1mol/l的氫氧化鈉水溶液淋洗每一根色譜柱，檢測每根色譜柱下端出口流出液的ph，直到ph＝13，且穩(wěn)定至少8小時。

向模擬移動床裝置進(jìn)料區(qū)的首柱連續(xù)泵入濃度為8g/l的硼酸水溶液，硼酸水溶液中加入質(zhì)量濃度為0.8g/l的甘露醇；對模擬移動床裝置進(jìn)料區(qū)的色譜柱進(jìn)行進(jìn)料吸附，進(jìn)料流量為1.0bv/h，至模擬移動床裝置進(jìn)料區(qū)首柱下端出口流出液中的硼酸濃度為6g/l時止，然后將進(jìn)料后的色譜柱旋轉(zhuǎn)進(jìn)入模擬移動床裝置的洗脫區(qū)。

向模擬移動床裝置洗脫區(qū)的首柱連續(xù)泵入濃度為0-1mol/l連續(xù)變化的鹽酸水溶液，鹽酸水溶液的濃度變化速率為每小時濃度增加0.1mol/l；對進(jìn)入模擬移動床裝置洗脫區(qū)的色譜柱進(jìn)行梯度洗脫，洗脫流量為8.0bv/h，至模擬移動床裝置洗脫區(qū)首柱下端出口流出液中的硼酸濃度小于10mg/l時止，然后將洗脫后的色譜柱旋轉(zhuǎn)進(jìn)入模擬移動床裝置的緩沖區(qū)。

向模擬移動床裝置緩沖區(qū)的首柱連續(xù)泵入去離子水，對進(jìn)入模擬移動床裝置緩沖區(qū)的色譜柱進(jìn)行沖洗，沖洗流量為5.0bv/h，至模擬移動床裝置緩沖區(qū)首柱下端出口流出液的ph＝4時止，然后將沖洗后的色譜柱旋轉(zhuǎn)進(jìn)入模擬移動床裝置的再生區(qū)。

向模擬移動床裝置再生區(qū)的首柱連續(xù)泵入濃度為0.1mol/l的氫氧化鈉水溶液，對進(jìn)入模擬移動床裝置再生區(qū)的色譜柱進(jìn)行淋洗，淋洗流量為2.0bv/h，至模擬移動床裝置再生區(qū)首柱下端出口流出液的ph＝13時止，然后將再生后的色譜柱旋轉(zhuǎn)進(jìn)入模擬移動床裝置的進(jìn)料區(qū)。

重復(fù)上述步驟，色譜柱旋轉(zhuǎn)切換時間為10h，色譜柱運(yùn)行溫度為40℃。

當(dāng)譜帶遷移距離為64m時，在模擬移動床裝置洗脫區(qū)的萃余口柱位連續(xù)流出豐度大于85％的¹⁰b酸溶液。收集流出的¹⁰b酸溶液，在80℃下蒸發(fā)濃縮，得到富集豐度為96.44％的¹⁰b酸固體產(chǎn)品，收率為89.73％，¹⁰b和¹¹b的分離因子為1.12。

實施例4

與實施例3相比，色譜柱填充樹脂使用強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂，洗脫液使用濃度為0-1mol/l連續(xù)變化的硝酸水溶液，其他條件與實施例3相同。

當(dāng)譜帶遷移距離為128m時，在模擬移動床裝置洗脫區(qū)的萃余口柱位連續(xù)流出豐度大于85％的¹⁰b酸溶液。收集流出的¹⁰b酸溶液，在80℃下蒸發(fā)濃縮，得到富集豐度為85.47％的¹⁰b酸固體產(chǎn)品，收率為83.26％，¹⁰b和¹¹b的分離因子為1.05。

與實施例3相比，實施例4采用強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂作為色譜柱填充樹脂，濃度為0-1mol/l連續(xù)變化的硝酸水溶液作為洗脫液，其中強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂對硼同位素的分離能力較弱，分離因子為1.02，獲得的¹⁰b產(chǎn)品產(chǎn)率較低。

實施例5

與實施例3相比，色譜柱填充樹脂使用弱堿性陰離子交換樹脂，洗脫液使用濃度為0-1mol/l連續(xù)變化的硫酸水溶液，其他條件與實施例3相同。

當(dāng)譜帶遷移距離為128m時，在模擬移動床裝置洗脫區(qū)的萃余口柱位連續(xù)流出豐度大于85％的¹⁰b酸溶液。收集流出的¹⁰b酸溶液，在80℃下蒸發(fā)濃縮，得到富集豐度為85.65％的¹⁰b酸固體產(chǎn)品，收率為83.52％，¹⁰b和¹¹b的分離因子為1.02。

與實施例3相比，實施例5采用弱堿性陰離子交換樹脂作為色譜柱填充樹脂，濃度為0-1mol/l連續(xù)變化的硫酸水溶液作為洗脫液，其中弱堿性陰離子交換樹脂對硼同位素的分離能力較弱，分離因子為1.06，獲得的¹⁰b產(chǎn)品產(chǎn)率較低。

綜合實施例3、4和5可知，硼特效樹脂對¹⁰b和¹¹b的分離能力最強(qiáng)。

對比例1

ira743°硼特效樹脂首先用0.1mol/l的鹽酸水溶液浸泡，然后淘洗，至水溶液ph＝1，且至少24小時不再變化；然后，用去離子水淘洗至ph＝4，且至少穩(wěn)定8小時不再變化，以此達(dá)到活化效果。

將活化好的ira743°硼特效樹脂用濕法裝柱的方式分別裝填于模擬移動床四個區(qū)的30根色譜柱內(nèi)，色譜柱高徑比為30:1，樹脂裝填量為色譜柱容積的98％，采用正壓反沖的方式排出色譜柱內(nèi)的氣泡。其中，進(jìn)料區(qū)由2根色譜柱組成，洗脫區(qū)由23根色譜柱組成，緩沖區(qū)由3根色譜柱組成，再生區(qū)由3根色譜柱組成。

啟動模擬移動床裝置，從模擬移動床裝置的1號柱位開始順時針旋轉(zhuǎn)，依次用0.1mol/l的氫氧化鈉水溶液淋洗每一根色譜柱，檢測每根色譜柱下端出口流出液的ph，直到ph＝13，且穩(wěn)定至少8小時。

向模擬移動床裝置的進(jìn)料區(qū)首柱連續(xù)泵入濃度為8g/l的硼酸水溶液，硼酸水溶液中加入質(zhì)量濃度為0.8g/l的甘露醇；對模擬移動床裝置進(jìn)料區(qū)的色譜柱進(jìn)行進(jìn)料吸附，進(jìn)料流量為0.6bv/h，至模擬移動床裝置進(jìn)料區(qū)首柱下端出口流出液中的硼酸濃度為8g/l時止，然后將進(jìn)料后的色譜柱旋轉(zhuǎn)進(jìn)入模擬移動床裝置的洗脫區(qū)。

向模擬移動床裝置洗脫區(qū)的首柱連續(xù)泵入濃度恒定為0.1mol/l的鹽酸水溶液，對進(jìn)入模擬移動床裝置洗脫區(qū)的色譜柱進(jìn)行等度洗脫，洗脫流量為0.5bv/h，至模擬移動床裝置洗脫區(qū)首柱下端出口流出液中的硼酸濃度小于10mg/l時止，然后將洗脫后的色譜柱旋轉(zhuǎn)進(jìn)入模擬移動床裝置的緩沖區(qū)。

向模擬移動床裝置緩沖區(qū)的首柱連續(xù)泵入去離子水，對進(jìn)入模擬移動床裝置緩沖區(qū)的色譜柱進(jìn)行沖洗，沖洗流量為5.0bv/h，至模擬移動床裝置緩沖區(qū)首柱下端出口流出液的ph＝4時止，然后將沖洗后的色譜柱旋轉(zhuǎn)進(jìn)入模擬移動床裝置的再生區(qū)。

向模擬移動床裝置再生區(qū)的首柱連續(xù)泵入濃度為0.1mol/l的氫氧化鈉水溶液，對進(jìn)入模擬移動床裝置再生區(qū)的色譜柱進(jìn)行淋洗，淋洗流量為1.0bv/h，至模擬移動床裝置再生區(qū)首柱下端出口流出液的ph＝13時止，然后將再生后的色譜柱旋轉(zhuǎn)進(jìn)入模擬移動床裝置的進(jìn)料區(qū)。

重復(fù)上述步驟，色譜柱旋轉(zhuǎn)切換時間為33h，色譜柱運(yùn)行溫度為40℃。

當(dāng)譜帶遷移距離為512m時，在模擬移動床裝置洗脫區(qū)的萃余口柱位連續(xù)流出豐度65％的¹⁰b酸溶液。收集流出的¹⁰b酸溶液，在80℃下蒸發(fā)濃縮，得到富集豐度為65.12％的¹⁰b酸固體產(chǎn)品，收率為47.81％，¹⁰b和¹¹b的分離因子為1.02。

與實施例1-5相比，對比例1采用濃度恒定為0.1mol/l的鹽酸水溶液對色譜柱進(jìn)行等度洗脫。該洗脫液對¹⁰b/¹¹b的分離能力較差，在收集b同位素的過程中，洗脫流量只有0.2bv/h。譜帶遷移距離需達(dá)到512m，才能收集到豐度大于65％的¹⁰b酸固體產(chǎn)品，收率僅為47.81％，而實施例1-5中¹⁰b酸固體產(chǎn)品的收率均在80％以上。

對比例2

與實施例3相比，除了鹽酸水溶液的濃度變化速率為每小時濃度增加1.0mol/l以外，其他條件與實施例3相同。

當(dāng)譜帶遷移距離為600m時，在模擬移動床裝置洗脫區(qū)的萃余口柱位連續(xù)流出豐度大于85％的¹⁰b酸溶液。收集流出的¹⁰b酸溶液，在80℃下蒸發(fā)濃縮，得到富集豐度為85.22％的¹⁰b酸固體產(chǎn)品，收率為39.35％，¹⁰b和¹¹b的分離因子為1.01。

與實施例1-5相比，對比例2盡管采用濃度變化的鹽酸水溶液對色譜柱進(jìn)行梯度洗脫，但鹽酸水溶液濃度的每小時增加值較大，無法達(dá)到濃度連續(xù)變化的效果。因此譜帶遷移距離需達(dá)到600m，才能收集到豐度大于85％的¹⁰b酸固體產(chǎn)品，當(dāng)收集豐度大于85％的¹⁰b酸溶液，但收率較低，僅為39.35％，¹⁰b和¹¹b的分離因子為1.01。

對比例3

與實施例3相比，除了鹽酸水溶液的濃度為5-8mol/l以外，其他條件與實施例3相同。

當(dāng)譜帶遷移距離為33m時，在模擬移動床裝置洗脫區(qū)的萃余口柱位連續(xù)流出豐度大于85％的¹⁰b酸溶液。收集流出的¹⁰b酸溶液，在80℃下蒸發(fā)濃縮，得到富集豐度為85.12％的¹⁰b酸固體產(chǎn)品，收率為64.23％，¹⁰b和¹¹b的分離效果差，分離因子為0.65。

與實施例3相比，對比例3采用濃度為5-8mol/l的鹽酸水溶液，其譜帶遷移距離為33m時就可以收集豐度大于85％的¹⁰b酸溶液，但¹⁰b和¹¹b的分離效果差，收集的¹⁰b酸溶液中混合了較多的¹¹b酸溶液，¹⁰b酸溶液的收率低。

申請人聲明，本發(fā)明通過上述實施例來說明本發(fā)明的詳細(xì)方法。但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)方法，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)方法才能實施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對本發(fā)明的任何改進(jìn)，對本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。