CN109157981B - 一种放射性氯化锶溶液中铝的去除方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种放射性氯化锶溶液中铝的去除方法和装置，包括原料加入装置、反应容器、抽吸过滤组件、屏蔽工作箱，原料加入装置设置在屏蔽工作箱外，反应容器和抽吸过滤组件均设置在屏蔽工作箱内：原料加入装置，用于将反应原料按照去除方法中的加入顺序加入到反应容器中；反应容器，用于在放射性屏蔽工作环境中将氯化锶溶液转换成含锶沉淀的混合溶液；抽吸过滤组件包括过滤装置和分离组件。本发明将原料加入装置设置在屏蔽工作箱外，减少了人员放射性操作的时间；装置简单实用，能够提升氯化锶溶液中的铝去除率，适用于屏蔽工作箱中对居里级的氯化锶[锶‑89]溶液进行安全操作；方法简单，操作时间短，有效减少了工作人员的照射剂量。

Description

一种放射性氯化锶溶液中铝的去除方法和装置
技术领域
本发明涉及放射性同位素除杂领域，具体涉及一种放射性氯化锶溶液中铝的去除方法和装置。
背景技术
2015版中国药典规定氯化锶[89Sr]注射液，毎1mL含铝量不得超过2μg。目前国内生产锶-89主要方式是，在核反应堆中利用热中子辐照88SrCO3原料，通过88Sr(n,γ)89Sr反应产生89Sr，再对辐照后的靶料进行化学处理制备氯化锶[89Sr]溶液。化学处理过程需要在屏蔽箱内进行操作，该操作涉及到一系列的工艺环节和装置仪器。原料中及化学试剂中含有一定量的铝杂质，制备场所会带入一定量的铝杂质，制备过程也会引入铝杂质，受这些因素的影响，氯化锶[89Sr]溶液中铝含量有可能超过限值。为了满足药典指标以及人体使用的要求，需要对铝超标的情况进行处理。由于靶料和靶件具有很高的放射性活度，除铝操作又不能造成89Sr损失，这些因素对除铝方法和装置有很高的要求，因此需要一种在氯化锶[89Sr]溶液中铝含量超标的情况下，在安全条件下将铝进行分离去除的方法和工艺装置。目前还没有现有技术对氯化锶[89Sr]溶液进行除铝的操作。
发明内容
本发明目的在于提供一种放射性氯化锶溶液中铝的去除方法，该方法能够降低氯化锶[89Sr]溶液中铝元素的含量，提高氯化锶[89Sr]溶液的产品质量使之满足药典要求，解决现有氯化锶[89Sr]溶液铝超标的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种放射性氯化锶溶液中铝的去除装置，包括原料加入装置、反应容器、抽吸过滤组件、屏蔽工作箱，原料加入装置设置在屏蔽工作箱外，反应容器和抽吸过滤组件均设置在屏蔽工作箱内：
原料加入装置，用于将反应原料按照去除方法中的加入顺序加入到反应容器中；
反应容器，用于在放射性屏蔽工作环境中将氯化锶溶液转换成含锶沉淀的混合溶液；
抽吸过滤组件包括过滤装置和分离组件；
过滤装置，承接从反应容器出来的含锶沉淀的混合溶液，用于含锶沉淀的混合溶液中的残留铝的锶沉淀和溶液分离，用于将碱溶液溶去残留铝的锶沉淀上的残留铝、对得到的锶沉淀进行洗涤过滤，并且用于酸溶液对锶沉淀进行溶解；
分离组件，用于控制从过滤装置过滤出的滤液进入有效分离回收。
进一步的，原料加入装置包括多个原料放置瓶，多个原料放置瓶通过输液管和定量泵相连，定量泵下方连接有加液管，加液管设置在反应容器的上方。
进一步的，过滤装置包括过滤器和真空泵，过滤器的一端和反应容器相连，过滤器的另一端和真空泵相连，过滤器为砂芯过滤器，其过滤膜的孔径为0.1μm-10μm。
进一步的，分离组件包括三通阀和多个液体回收瓶，多个液体回收瓶通过三通阀和过滤装置相连。
一种放射性氯化锶溶液中铝的去除方法，在屏蔽工作箱内的反应容器中将氯化锶溶液转换成含锶沉淀的混合溶液，再洗涤用过滤装置过滤后得残留铝的锶沉淀，再通过原料加入装置放入碱溶液至过滤装置洗去残留铝的锶沉淀上的残留铝得到锶沉淀，再通过原料加入装置放入盐酸溶液至过滤装置中溶解锶沉淀过滤得到符合药典要求的放射性氯化锶溶液。
将氯化锶溶液转换成含锶沉淀的混合溶液具体为在氯化锶溶液中加入可溶性碳酸盐溶液。
可溶性碳酸盐溶液为0.1mol/L-10mol/L。
碱溶液浓度为0.1mol/L-10mol/L。
盐酸溶液浓度为0.5mol/L-5mol/L。
本发明的方法具体实现过程是这样的：将铝含量超过限值的氯化锶[锶-89]溶液放置于反应容器中，加入可溶性碳酸盐如Na2CO3溶液进行沉淀，将沉淀转移到过滤器中，用水对沉淀进行洗涤，将碳酸锶与部分Al(OH)3胶体杂质分离，(Al(OH)3的由来：铝离子于碳酸根反应3CO3 2-+2Al3++6H2O＝2Al(OH)3+3CO2↑+3H2O)，然后加碱溶液(如NaOH溶液)对沉淀进行浸泡，NaOH与沉淀中残余的Al反应，生成可溶的偏铝酸钠，过滤后与碳酸锶沉淀分离，从而达到去除绝大部分杂质铝的目的。实施过程中可以用NaOH和水继续对沉淀进行洗涤和过滤，然后加入盐酸溶液对沉淀进行溶解，过滤后得到符合指标要求的氯化锶[锶-89]溶液。
可溶性碳酸盐为碱金属的碳酸盐，碱溶液可以为氢氧化钠、氢氧化钾等碱性溶液。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明将原料加入装置设置在屏蔽工作箱外，减少了人员放射性操作的时间；装置简单实用，能够提升氯化锶溶液中的铝去除率，适用于屏蔽工作箱中对居里级的氯化锶[锶-89]溶液进行安全操作；方法简单，操作时间短，有效减少了工作人员的照射剂量。
本发明中锶的回收率达到95％以上，铝的去除率达到了99.87％。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明结构示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-原料放置瓶，2-输液管，3-定量泵，4-加液管，5-反应容器，6-过滤装置，7-真空泵，8-液体回收瓶，9-屏蔽工作箱，10-三通阀。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1所示，一种放射性氯化锶溶液中铝的去除装置，包括原料加入装置、反应容器5、抽吸过滤组件、屏蔽工作箱9，原料加入装置设置在屏蔽工作箱9外，反应容器5和抽吸过滤组件均设置在屏蔽工作箱9内：
原料加入装置，用于将反应原料按照去除方法中的加入顺序加入到反应容器5中；
反应容器5，用于在放射性屏蔽工作环境中将氯化锶溶液转换成含锶沉淀的混合溶液；
抽吸过滤组件包括过滤装置6和分离组件；
过滤装置6，承接从反应容器5出来的含锶沉淀的混合溶液，用于含锶沉淀的混合溶液中的残留铝的锶沉淀和溶液分离，并且用于将碱溶液溶去残留铝的锶沉淀上的残留铝、对最终得到的锶沉淀进行洗涤过滤；
分离组件，用于控制从过滤装置6过滤出的滤液进入有效分离回收。
原料加入装置包括多个原料放置瓶1，多个原料放置瓶1通过输液管2和定量泵3相连，定量泵3下方连接有加液管4，加液管4设置在反应容器5的上方。多个原料放置瓶1分别装有可溶性碳酸盐溶液、高纯水、碱溶液。附图中原料放置瓶1，输液管2均为多个，分别对应酸、碱、高纯水等液体，每个溶液都有单独的溶液瓶和输液管，且能单独开启和关闭，可按实际需要按顺序加入溶液。
过滤装置6包括过滤器和真空泵7，过滤器的一端和反应容器5相连，过滤器的另一端和真空泵7相连，过滤器为砂芯过滤器，其过滤膜的孔径为0.1μm-10μm。
分离组件包括三通阀10和多个液体回收瓶8，多个液体回收瓶8通过三通阀10和过滤装置6相连。
具体实施的时候：移取30mL氯化锶[锶-89]溶液到反应容器5中，该溶液铝含量为438mg/L。用从装有碳酸钠溶液的原料放置瓶1中用定量泵3加入100mL 1mol/L的Na2CO3溶液对溶液进行沉淀，反应30min后将沉淀和溶液一起转移到过滤装置6中，过滤装置6采用过滤器，过滤器采用G4砂芯，从装有高纯水的原料放置瓶1中用定量泵3加入150mL高纯水对沉淀进行浸泡洗涤，洗涤液通过三通阀10转入液体回收瓶8。用60mL 1mol/L NaOH对沉淀进行浸泡洗涤，洗涤液通过三通阀10转入液体回收瓶8。再用250mL高纯水分数次对沉淀进行浸泡洗涤，洗涤液转入液体回收瓶8。关闭三通阀10，加入30mL 1mol/L盐酸溶液对沉淀进行溶解，40min后打开三通阀10，将溶液转入溶液瓶中，完成除铝操作。经过分析，溶液中铝含量为0.55mg/L即0.55微克/毫升，远低于2015药典的规定。
实施时，砂芯规格可以为G2、G3、G4、G5。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种放射性氯化锶溶液中铝的去除装置，其特征在于，包括原料加入装置、反应容器（5）、抽吸过滤组件、屏蔽工作箱（9），原料加入装置设置在屏蔽工作箱（9）外，反应容器（5）和抽吸过滤组件均设置在屏蔽工作箱（9）内：
原料加入装置，用于将反应原料按照去除方法中的加入顺序加入到反应容器（5）中；
反应容器（5），用于在放射性屏蔽工作环境中将氯化锶溶液中的锶转换成碳酸锶沉淀；
抽吸过滤组件包括过滤装置（6）和分离组件；
过滤装置（6），承接从反应容器（5）出来的含锶沉淀的混合溶液，用于含锶沉淀的混合溶液中的残留铝的锶沉淀和溶液分离，用于将碱溶液溶去残留铝的锶沉淀上的残留铝、对得到的锶沉淀进行洗涤过滤，并且用于酸溶液对锶沉淀进行溶解；
分离组件，用于控制从过滤装置（6）过滤出的滤液进入有效分离回收。
2.根据权利要求1所述的去除装置，其特征在于，原料加入装置包括多个原料放置瓶（1），多个原料放置瓶（1）通过输液管（2）和定量泵（3）相连，定量泵（3）下方连接有加液管（4），加液管（4）设置在反应容器（5）的上方。
3.根据权利要求1所述的去除装置，其特征在于，过滤装置（6）包括过滤器和真空泵（7），过滤器的一端和反应容器（5）相连，过滤器的另一端和真空泵（7）相连，过滤器为砂芯过滤器，其过滤膜的孔径为0.1μm-10μm。
4.根据权利要求1所述的去除装置，其特征在于，分离组件包括三通阀（10）和多个液体回收瓶（8），多个液体回收瓶（8）通过三通阀（10）和过滤装置（6）相连。
5.一种放射性氯化锶溶液中铝的去除方法，其特征在于，在屏蔽工作箱（9）内的反应容器（5）中将氯化锶溶液转换成含锶沉淀的混合溶液，再洗涤用过滤装置（6）过滤后得残留铝的锶沉淀，再通过原料加入装置放入碱溶液至过滤装置（6）洗去残留铝的锶沉淀上的残留铝得到锶沉淀，再通过原料加入装置放入盐酸溶液至过滤装置（6）中溶解锶沉淀过滤得到符合药典要求的放射性氯化锶溶液；将氯化锶溶液转换成含锶沉淀的混合溶液具体为在氯化锶溶液中加入可溶性碳酸盐溶液，所述可溶性碳酸盐为碱金属的碳酸盐，所述碱溶液为氢氧化钠或氢氧化钾。
6.根据权利要求5所述的去除方法，其特征在于，可溶性碳酸盐溶液为0.1mol/L-10mol/L。
7.根据权利要求5所述的去除方法，其特征在于，碱溶液浓度为0.1mol/L-10mol/L。
8.根据权利要求5所述的去除方法，其特征在于，盐酸溶液浓度为0.5mol/L-5mol/L。
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