JP7567705B2 - Method for refining zirconium - Google Patents

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Description

本発明は、ジルコニウムの精製方法に関する。 The present invention relates to a method for purifying zirconium.

従来、放射性ジルコニウムは、医用イメージングに有効な放射性同位元素であることが知られている。そのため、放射性ジルコニウムの製造方法および精製方法の確立が求められている。製造方法としては、イットリウム(Y)ターゲットに対して陽子線を照射する方法が知られている。陽子線を用いた製造方法においては、数百ミリグラム単位のイットリウム中に、数十~数百ナノグラム単位の微量の放射性ジルコニウムが生成される。微量の放射性ジルコニウムが生成されたイットリウムから、放射性ジルコニウムを精製する精製方法としては、キレート樹脂を用いる方法が知られている。例えば、非特許文献1には、機能基としてヒドロキサム酸基を有するキレート樹脂(以下、ヒドロキサム酸樹脂)を使用して、イットリウムから放射性ジルコニウムを精製する方法が記載されている。 Conventionally, radioactive zirconium is known to be an effective radioisotope for medical imaging. Therefore, there is a demand for the establishment of a method for producing and purifying radioactive zirconium. A known production method is a method in which a proton beam is irradiated onto an yttrium (Y) target. In a production method using a proton beam, a minute amount of radioactive zirconium of tens to hundreds of nanograms is produced in hundreds of milligrams of yttrium. A method using a chelating resin is known as a purification method for purifying radioactive zirconium from yttrium from which a minute amount of radioactive zirconium has been produced. For example, Non-Patent Document 1 describes a method for purifying radioactive zirconium from yttrium using a chelating resin having a hydroxamic acid group as a functional group (hereinafter, hydroxamic acid resin).

非特許文献1に記載されたヒドロキサム酸樹脂を用いた放射性ジルコニウムの精製方法においては、ヒドロキサム酸樹脂が有する多価金属イオン、特に4価以上の金属イオンと強いキレート結合を形成する性質を利用している。すなわち、ヒドロキサム酸樹脂は、4価であるジルコニウムイオンと、3価のイットリウムイオンとにおける、吸着力の相違による選択性を利用して、ジルコニウムイオンの精製に利用される。そこで、放射性ジルコニウムが生成されたイットリウムターゲットを塩酸によって溶解した後、得られた溶解液をヒドロキサム酸樹脂に通液すると、溶解液中のジルコニウムイオンがヒドロキサム酸樹脂に選択的に吸着される。ジルコニウムイオンを吸着して捕集したヒドロキサム酸樹脂に対して、洗浄用の水や酸性溶液を通液した後にシュウ酸水溶液((COOH)2)などの酸性溶液を通液すると、シュウ酸水溶液中に放射性ジルコニウムが溶出しジルコニウム(89Zr)を回収できる。非特許文献1などで使用されるヒドロキサム酸樹脂は、カルボキシル基を有する陽イオン交換樹脂を、カルボジイミドの存在下でテトラフルオロフェノール等と反応させて活性エステル化し、この活性エステルをろ別により分離した後、ヒドロキシルアミンなどと反応させて製造することができる。 In the method for purifying radioactive zirconium using hydroxamic acid resin described in Non-Patent Document 1, the property of hydroxamic acid resin to form a strong chelate bond with polyvalent metal ions, particularly metal ions with a valence of 4 or more, is utilized. That is, hydroxamic acid resin is used for purifying zirconium ions by utilizing selectivity due to the difference in adsorption power between tetravalent zirconium ions and trivalent yttrium ions. Then, after dissolving the yttrium target in which radioactive zirconium is generated with hydrochloric acid, the obtained solution is passed through the hydroxamic acid resin, whereby the zirconium ions in the solution are selectively adsorbed by the hydroxamic acid resin. When washing water or an acidic solution is passed through the hydroxamic acid resin that has adsorbed and collected zirconium ions, and then an acidic solution such as an aqueous oxalic acid solution ((COOH) 2 ) is passed through the hydroxamic acid resin, radioactive zirconium is eluted in the aqueous oxalic acid solution, and zirconium ( 89 Zr) can be recovered. The hydroxamic acid resin used in Non-Patent Document 1 and the like can be produced by reacting a cation exchange resin having a carboxyl group with tetrafluorophenol or the like in the presence of a carbodiimide to form an active ester, separating the active ester by filtration, and then reacting it with hydroxylamine or the like.

特表2017-521645号公報Special table 2017-521645 publication

Jason P.Holland et al. “Standardized methods for the production of high specific-activity zirconium-89”, Nucl. Med. Biol., 2009, 36, 729-739.Jason P.Holland et al. “Standardized methods for the production of high specific-activity zirconium-89”, Nucl. Med. Biol., 2009, 36, 729-739. Lars R. Perk et al. “p-Isothiocyanatobenzyl-desferrioxamine: a new bifunctional chelate for facile radiolabeling of monoclonal antibodies with zirconium-89 for immuno-PET imaging”, European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging, 2010, 37, 250-259.Lars R. Perk et al. “p-Isothiocyanatobenzyl-desferrioxamine: a new bifunctional chelate for facile radiolabeling of monoclonal antibodies with zirconium-89 for immuno-PET imaging”, European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging, 2010, 37, 250- 259.

しかしながら、従来技術による、ヒドロキサム酸樹脂を用いたジルコニウムの精製方法においては、放射性ジルコニウム(89Zr)を溶出させる場合に用いるシュウ酸水溶液などの酸性溶液の使用量が多いという問題があった。そのため、放射性ジルコニウムを溶出させる際の酸性溶液の使用量を低減できるジルコニウムの精製方法の開発が求められていた。 However, the conventional method for purifying zirconium using a hydroxamic acid resin has a problem in that a large amount of an acid solution such as an aqueous oxalic acid solution is used when eluting radioactive zirconium ( 89 Zr). Therefore, there has been a demand for the development of a method for purifying zirconium that can reduce the amount of the acid solution used when eluting radioactive zirconium.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、放射性ジルコニウムを溶出させる際の酸性溶液の使用量を低減できるジルコニウムの精製方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above, and its purpose is to provide a method for purifying zirconium that can reduce the amount of acidic solution used when eluting radioactive zirconium.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係るジルコニウムの精製方法は、ジルコニウムを含むイットリウムを溶解用酸性溶液に溶解して得られた溶解液を、陽イオン交換樹脂を母材とした樹脂に接触させて、ジルコニウムを前記樹脂に選択的に吸着させる吸着工程と、前記吸着工程の後、前記樹脂に酸性溶液を通液して、ジルコニウムイオンの錯体を含む回収通過液を得る回収工程と、を含み、前記樹脂の細孔径が30nm未満である。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, a method for purifying zirconium according to one embodiment of the present invention includes an adsorption step in which a solution obtained by dissolving yttrium containing zirconium in an acidic dissolution solution is brought into contact with a resin having a cation exchange resin as a base material to selectively adsorb zirconium onto the resin, and a recovery step in which an acidic solution is passed through the resin after the adsorption step to obtain a recovery effluent containing a complex of zirconium ions, and the pore size of the resin is less than 30 nm.

本発明の一態様に係るジルコニウムの精製方法は、上記の発明において、前記陽イオン交換樹脂の細孔径が10nm以下である。 In one aspect of the present invention, in the method for purifying zirconium, the cation exchange resin has a pore size of 10 nm or less.

本発明の一態様に係るジルコニウムの精製方法は、上記の発明において、前記吸着工程の後かつ前記回収工程の前に、前記陽イオン交換樹脂を洗浄する洗浄工程を含む。 The method for purifying zirconium according to one embodiment of the present invention includes, in the above invention, a washing step of washing the cation exchange resin after the adsorption step and before the recovery step.

本発明の一態様に係るジルコニウムの精製方法は、上記の発明において、前記酸性溶液が通液される前記樹脂の量が10mg以下である。 In one embodiment of the method for purifying zirconium according to the present invention, the amount of the resin through which the acidic solution is passed is 10 mg or less.

本発明の一態様に係るジルコニウムの精製方法は、上記の発明において、前記陽イオン交換樹脂がヒドロキサム酸樹脂である。本発明の一態様に係るジルコニウムの精製方法は、この構成において、前記ヒドロキサム酸樹脂は、カルボジイミドの存在下、陽イオン交換樹脂の交換基であるカルボキシル基と、ヒドロキシルアミンまたは塩酸ヒドロキシルアミンとを反応させてヒドロキサム酸基とする反応工程と、前記ヒドロキサム酸基を有する前記陽イオン交換樹脂、およびカルボジイミド由来の副生成物を含む反応液をろ過および洗浄してヒドロキサム酸基を有する前記陽イオン交換樹脂を分離および精製する分離工程と、を含んで製造され、前記反応工程で使用する溶媒を、カルボジイミド、およびヒドロキシルアミンまたは塩酸ヒドロキシルアミンを溶解し、かつカルボキシル基と反応しない有機溶媒とする。 In the method for purifying zirconium according to one embodiment of the present invention, in the above invention, the cation exchange resin is a hydroxamic acid resin. In this configuration, the method for purifying zirconium according to one embodiment of the present invention includes a reaction step in which a carboxyl group, which is an exchange group of the cation exchange resin, is reacted with hydroxylamine or hydroxylamine hydrochloride in the presence of a carbodiimide to form a hydroxamic acid group, and a separation step in which the cation exchange resin having the hydroxamic acid group and the reaction liquid containing a by-product derived from the carbodiimide are filtered and washed to separate and purify the cation exchange resin having the hydroxamic acid group, and the solvent used in the reaction step is an organic solvent that dissolves the carbodiimide and hydroxylamine or hydroxylamine hydrochloride and does not react with the carboxyl group.

本発明の係るジルコニウムの精製方法によれば、放射性ジルコニウムを溶出させる際の酸性溶液の使用量を低減することが可能となる。 The zirconium purification method of the present invention makes it possible to reduce the amount of acidic solution used when eluting radioactive zirconium.

図1は、本発明の一実施形態によるジルコニウムの精製方法を説明するための模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a method for purifying zirconium according to one embodiment of the present invention. 図2は、本発明の一実施形態によるヒドロキサム酸樹脂を用いたジルコニウムの精製方法に沿った放射性ジルコニウムの溶出率を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the elution rate of radioactive zirconium along a method for purifying zirconium using a hydroxamic acid resin according to one embodiment of the present invention. 図3は、本発明の一実施形態によるヒドロキサム酸樹脂を用いたジルコニウムの精製方法に沿った放射性ジルコニウムの溶出率を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the elution rate of radioactive zirconium along a method for purifying zirconium using a hydroxamic acid resin according to one embodiment of the present invention. 図4は、従来のヒドロキサム酸樹脂を用いたジルコニウムの精製方法に沿った放射性ジルコニウムの溶出率を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the elution rate of radioactive zirconium in accordance with a conventional method for purifying zirconium using a hydroxamic acid resin. 図5は、従来のヒドロキサム酸樹脂を用いたジルコニウムの精製方法に沿った放射性ジルコニウムの溶出率を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the elution rate of radioactive zirconium in accordance with a conventional method for purifying zirconium using a hydroxamic acid resin.

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。また、本発明は以下に説明する一実施形態によって限定されるものではない。 One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that in all drawings of the following embodiment, the same or corresponding parts are given the same reference numerals. Furthermore, the present invention is not limited to the embodiment described below.

(第1ヒドロキサム酸樹脂の製造方法)
まず、上述した非特許文献1などに記載されているヒドロキサム酸樹脂(R-C(=O)NHOH、R:樹脂の母材)について説明する。ヒドロキサム酸樹脂は、市販の弱酸性イオン交換樹脂(R-C(=O)OH、R:樹脂の母材)のカルボキシル基と、ヒドロキシルアミン(H2N-OH)とを反応させて合成している。具体的には、ヒドロキサム酸樹脂は、以下の反応式(1),(2)の2段階の反応によって合成することができる。

Figure 0007567705000001
(Method for Producing First Hydroxamic Acid Resin)
First, the hydroxamic acid resin (R-C(=O)NHOH, R: resin base material) described in the above-mentioned Non-Patent Document 1 and other publications will be described. The hydroxamic acid resin is synthesized by reacting the carboxyl group of a commercially available weakly acidic ion exchange resin (R-C(=O)OH, R: resin base material) with hydroxylamine (H 2 N-OH). Specifically, the hydroxamic acid resin can be synthesized by a two-step reaction according to the following reaction formulas (1) and (2).
Figure 0007567705000001

反応式(1)に示す第1の反応は、水溶液中、カルボジイミド(R1-N=C=N-R2)存在下で、弱酸性陽イオン交換樹脂とテトラフルオロフェノールを反応させ、弱酸性陽イオン交換樹脂のカルボキシル基を活性エステル化する。カルボジイミドはカルボキシル基の活性エステル化を促進させる。 In the first reaction shown in reaction formula (1), a weakly acidic cation exchange resin is reacted with tetrafluorophenol in an aqueous solution in the presence of a carbodiimide (R1-N=C=N-R2) to convert the carboxyl group of the weakly acidic cation exchange resin into an active ester. The carbodiimide promotes the conversion of the carboxyl group into an active ester.

第1の反応後、カルボジイミド由来の副生成物を分離するために、活性エステル化された弱酸性陽イオン交換樹脂をろ別、洗浄した後、反応式(2)に示す第2の反応を行う。第2の反応は、活性エステル化された弱酸性陽イオン交換樹脂をヒドロキシルアミンと反応させてヒドロキサム酸基とする反応である。第2の反応後、ヒドロキサム酸樹脂をろ別して洗浄する。 After the first reaction, the weakly acidic cation exchange resin that has been converted into an active ester is filtered and washed in order to separate the by-product derived from the carbodiimide, and then the second reaction shown in reaction formula (2) is carried out. The second reaction is a reaction in which the weakly acidic cation exchange resin that has been converted into an active ester is reacted with hydroxylamine to form a hydroxamic acid group. After the second reaction, the hydroxamic acid resin is filtered and washed.

上述した第1ヒドロキサム酸樹脂の合成方法においては、水溶液中において第1の反応および第2の反応を行う。この場合、以下の反応式(3)および反応式(4)に示すように、反応中間体が水と反応して失活する場合がある。

Figure 0007567705000002
In the above-mentioned method for synthesizing the first hydroxamic acid resin, the first and second reactions are carried out in an aqueous solution, in which case the reaction intermediate may react with water and be deactivated, as shown in the following reaction formulas (3) and (4).
Figure 0007567705000002

(第2ヒドロキサム酸樹脂の製造方法)
そこで、本発明者は、反応に要する材料の使用量を低減するために鋭意検討を行い、さらにヒドロキサム酸樹脂の製造方法を案出した。すなわち、本発明者が案出したヒドロキサム酸樹脂の製造方法においては、反応工程と、分離工程とを含む。反応工程は、カルボジイミドの存在下、陽イオン交換樹脂の交換基であるカルボキシル基と、ヒドロキシルアミンまたは塩酸ヒドロキシルアミンとを反応させてヒドロキサム酸基とする。反応工程で用いる溶媒は、カルボジイミド、およびヒドロキシルアミンまたは塩酸ヒドロキシルアミンを溶解し、かつそれらの物質と反応しない有機溶媒とする。分離工程は、ヒドロキサム酸基を有する陽イオン交換樹脂、およびカルボジイミド由来の副生成物を含む反応液をろ過、洗浄してヒドロキサム酸基を有する陽イオン交換樹脂を分離、精製する。ここで、陽イオン交換樹脂は、交換基としてカルボキシル基を有するものであればよく、アクリル酸系およびメタクリル酸系のいずれも使用できる。陽イオン交換樹脂としては、具体的に例えば、Accell plus CM(Waters社製)やCBA樹脂(ジーエルサイエンス社製)を用いることができる。
(Method for Producing Second Hydroxamic Acid Resin)
Therefore, the present inventors have conducted extensive research to reduce the amount of materials required for the reaction, and have further devised a method for producing hydroxamic acid resins. That is, the method for producing hydroxamic acid resins devised by the present inventors includes a reaction step and a separation step. In the reaction step, a carboxyl group, which is an exchange group of a cation exchange resin, is reacted with hydroxylamine or hydroxylamine hydrochloride in the presence of a carbodiimide to form a hydroxamic acid group. The solvent used in the reaction step is an organic solvent that dissolves carbodiimide and hydroxylamine or hydroxylamine hydrochloride, but does not react with these substances. In the separation step, the reaction solution containing the cation exchange resin having a hydroxamic acid group and a by-product derived from the carbodiimide is filtered and washed to separate and purify the cation exchange resin having a hydroxamic acid group. Here, the cation exchange resin may be any one having a carboxyl group as an exchange group, and either an acrylic acid type or a methacrylic acid type can be used. Specific examples of cation exchange resins that can be used include Accell plus CM (Waters) and CBA resin (GL Sciences).

カルボジイミド(R1-N=C=N-R2)は、後述する有機溶媒に溶解するものであれば、種類を問わない。R1およびR2は、同一であっても異なっていてもよく、置換基を有していてもよい炭素数1~5のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数3~8のシクロアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基であり、例えば、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド、ジシクロヘキシルカルボジイミド、ジイソプロピルカルボジイミド、N-[3-(ジメチルアミノ)プロピル]-N-エチルカルボジイミド、N-tert-ブチル-N-エチルカルボジイミド、N-シクロヘキシル-N-(2-モルホリノエチル)カルボジイミド・メト-p-トルエンスルホネート、N,N-ジ-tert-ブチルカルボジイミド、N,N-ジ-p-トリルカルボジイミドなどを例示できる。 Any type of carbodiimide (R1-N=C=N-R2) may be used as long as it dissolves in the organic solvent described below. R1 and R2 may be the same or different and are an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, which may have a substituent, a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms, which may have a substituent, or an aryl group, which may have a substituent. Examples of such carbodiimides include 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide, dicyclohexylcarbodiimide, diisopropylcarbodiimide, N-[3-(dimethylamino)propyl]-N-ethylcarbodiimide, N-tert-butyl-N-ethylcarbodiimide, N-cyclohexyl-N-(2-morpholinoethyl)carbodiimide metho-p-toluenesulfonate, N,N-di-tert-butylcarbodiimide, and N,N-di-p-tolylcarbodiimide.

溶媒は、カルボジイミドおよびヒドロキシルアミンまたは塩酸ヒドロキシルアミンを溶解し、かつカルボキシル基と反応しない有機溶媒であればよい。溶媒は、極性、かつ非プロトン性の溶媒であり、カルボキシル基と反応するヒドロキシル基、第1級アミノ基、第2級アミノ基を有しないものを用いる。例えば、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラン、アセトン、アセトニトリルなどを例示できる。 The solvent may be any organic solvent that dissolves carbodiimide and hydroxylamine or hydroxylamine hydrochloride and does not react with carboxyl groups. The solvent used is a polar, aprotic solvent that does not have a hydroxyl group, primary amino group, or secondary amino group that reacts with carboxyl groups. Examples of the solvent include N,N-dimethylformamide (DMF), dimethyl sulfoxide, tetrahydrofuran, acetone, and acetonitrile.

本発明者が案出したヒドロキサム酸樹脂の製造工程においては、反応式(5)に示す工程で行われる。

Figure 0007567705000003
The process for producing the hydroxamic acid resin proposed by the present inventors is carried out according to the steps shown in reaction formula (5).
Figure 0007567705000003

交換基としてカルボキシル基を有する陽イオン交換樹脂(弱酸性陽イオン交換樹脂)を有機溶媒中に加えて懸濁させる。陽イオン交換樹脂が懸濁した溶媒中に、カルボジイミドを添加し、さらにヒドロキシルアミンまたは塩酸ヒドロキシルアミンを添加して、1時間程度撹拌してカルボキシル基をヒドロキシルアミド化する。塩酸ヒドロキシルアミンを用いる場合でも、塩基を加える必要はない。 A cation exchange resin having carboxyl groups as exchange groups (weakly acidic cation exchange resin) is added to an organic solvent and suspended. A carbodiimide is added to the solvent in which the cation exchange resin is suspended, and then hydroxylamine or hydroxylamine hydrochloride is added. The mixture is stirred for about an hour to convert the carboxyl groups to hydroxylamids. Even when hydroxylamine hydrochloride is used, it is not necessary to add a base.

上述した反応式(5)の反応において、陽イオン交換樹脂が有するカルボキシル基1等量に対し、カルボジイミドを1.1当量以上3等量以下の範囲、ヒドロキシルアミンまたは塩酸ヒドロキシルアミンを1.1当量以上3等量以下の範囲で加えることが好ましい。本実施形態においては、溶媒として水を使用しないため、カルボジイミドおよびヒドロキシルアミンなどを過剰に添加する必要がなく、ヒドロキサム酸樹脂を低コストで得ることができる。また、上述した反応式(5)においては、カルボキシル基を有する陽イオン交換樹脂を、一段階でヒドロキシルアミンと反応させることができる。これにより、反応に要する手間を低減でき、生成物が樹脂であることから、ろ過によって、例えばカルボジイミドに由来する副生成物などの副生成物との分離を行うことができる。 In the reaction of the above-mentioned reaction formula (5), it is preferable to add 1.1 to 3 equivalents of carbodiimide and 1.1 to 3 equivalents of hydroxylamine or hydroxylamine hydrochloride per equivalent of carboxyl group of the cation exchange resin. In this embodiment, since water is not used as a solvent, it is not necessary to add excess amounts of carbodiimide and hydroxylamine, and hydroxamic acid resin can be obtained at low cost. In addition, in the above-mentioned reaction formula (5), the cation exchange resin having a carboxyl group can be reacted with hydroxylamine in one step. This reduces the effort required for the reaction, and since the product is a resin, it can be separated from by-products such as by-products derived from carbodiimide by filtration.

本発明者が案出したヒドロキサム酸樹脂の製造方法においては、pH調整を行う必要がない。本発明者が、塩酸ヒドロキシルアミンに対して1当量のN,N-ジイソプロピルエチルアミンを加える系と加えない系とにおいて生成物を比較したところ、両者に差は見られなかった。この製造方法によって製造されたヒドロキサム酸樹脂は、製造工程において金属イオンを使用していないため、再生処理などを行うことなく、ジルコニウムイオンを吸着することができ、ジルコニウムイオンおよびイットリウムイオンを含む溶液から、ジルコニウムイオンを分離できる。 The method for producing hydroxamic acid resin devised by the present inventor does not require pH adjustment. The present inventor compared the products produced in a system in which 1 equivalent of N,N-diisopropylethylamine was added to hydroxylamine hydrochloride with those in which it was not added, and found no difference between the two. The hydroxamic acid resin produced by this method does not use metal ions in the production process, so it can adsorb zirconium ions without regeneration treatment, and can separate zirconium ions from a solution containing zirconium ions and yttrium ions.

(ジルコニウムの精製方法)
次に、本発明の一実施形態によるジルコニウムの精製方法について説明する。まず、本発明の理解を容易にするために、本発明者が行った鋭意検討について説明する。
(Method of refining zirconium)
Next, a method for purifying zirconium according to an embodiment of the present invention will be described. First, in order to facilitate understanding of the present invention, the intensive studies conducted by the present inventors will be described.

本発明者の知見によると、従来技術によるジルコニウムの精製方法においては、放射性ジルコニウムを溶出する溶出工程において、溶出用の酸性溶液であるシュウ酸((COOH)2)の使用量が多いという問題があった。具体的に、非特許文献1においては、ジルコニウム89(以下、89Zr)を溶出させるために用いるシュウ酸の使用量は、3mL程度であった。 According to the findings of the present inventors, the conventional zirconium purification method has a problem in that a large amount of oxalic acid ((COOH) 2 ) is used as an acidic solution for elution in the elution step of eluting radioactive zirconium. Specifically, in Non-Patent Document 1, the amount of oxalic acid used to elute zirconium-89 (hereinafter, 89Zr ) was about 3 mL.

一方、89Zrを抗体などの分子に標識する場合、89Zrを含有したシュウ酸溶液の使用量の上限は、1バッチあたり200μL程度であった。この場合、非特許文献1に記載されているように、精製した89Zrのうちで使用できる89Zrは、全量に対して(200/3000=)1/15(約6%)程度であった。すなわち、非特許文献1に記載された従来のジルコニウムの精製方法においては、89Zrを抗体などの分子に標識する場合において、標識抗体の製造量が少ない場合には、製造した89Zrのうちの一部の1/15(約6%)程度しか用いることができず、製造した89Zrのうちの残部の14/15(約94%)程度は廃棄せざるを得なかった。 On the other hand, when labeling a molecule such as an antibody with 89 Zr, the upper limit of the amount of oxalic acid solution containing 89 Zr used was about 200 μL per batch. In this case, as described in Non-Patent Document 1, the amount of usable 89 Zr in the purified 89 Zr was about 1/15 (about 6%) of the total amount (200/3000=). That is, in the conventional zirconium purification method described in Non-Patent Document 1, when labeling a molecule such as an antibody with 89 Zr, if the amount of labeled antibody produced is small, only a part of the produced 89 Zr, about 1/15 (about 6%), could be used, and the remaining 14/15 (about 94%) of the produced 89 Zr had to be discarded.

そこで、本発明者は、上述した従来技術の問題点を解決するために、ジルコニウムの精製に用いられる精製カラムに充填するヒドロキサム酸樹脂の使用量を低減する方法を案出した。これにより、従来に比して少量のシュウ酸を用いて89Zrを溶出することができるようになり、精製条件の最適化を図ることができる。本発明者は、実験および鋭意検討を重ね、ヒドロキサム酸樹脂の使用量を10mg程度にしても、89Zrを十分に吸着可能であることを見出した。なお、精製カラムの製造メーカによると、ヒドロキサム酸樹脂の使用量を10mg未満にすると、ヒドロキサム酸樹脂を精製カラム内に略均一に充填することが困難になる。そのため、ヒドロキサム酸樹脂の充填量や使用量が10mg程度であるとは、充填カラムに略均一にヒドロキサム酸樹脂を充填可能な下限値であるとも言える。 In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, the present inventor has devised a method for reducing the amount of hydroxamic acid resin used in the purification column for purifying zirconium. This makes it possible to elute 89 Zr using a smaller amount of oxalic acid than before, and optimizes the purification conditions. The present inventor has conducted experiments and conducted extensive research and found that 89 Zr can be sufficiently adsorbed even when the amount of hydroxamic acid resin used is about 10 mg. According to the manufacturer of the purification column, if the amount of hydroxamic acid resin used is less than 10 mg, it becomes difficult to pack the hydroxamic acid resin approximately uniformly in the purification column. Therefore, the amount of hydroxamic acid resin packed or used is about 10 mg, which can be said to be the lower limit at which the hydroxamic acid resin can be approximately uniformly packed in the packed column.

しかしながら、本発明者が実験を行ったところ、精製カラムに、質量が10mg程度のヒドロキサム酸樹脂を充填した場合であっても、89Zrの回収率を90%以上にするためには、シュウ酸溶液の使用量が400μL程度必要であることが判明した。これらの本発明者の検討によれば、上述したようなジルコニウムの精製条件の最適化だけでは、89Zrを溶出させる溶出溶液の使用量の低減が困難であると考えられる。 However, the inventors' experiments revealed that even when the purification column is packed with a hydroxamic acid resin having a mass of about 10 mg, the amount of oxalic acid solution used must be about 400 μL in order to achieve a recovery rate of 89 Zr of 90% or more. Based on the inventors' studies, it is considered difficult to reduce the amount of elution solution used to elute 89 Zr by only optimizing the purification conditions of zirconium as described above.

そこで、本発明者はさらに鋭意検討を行った。本発明者は、塩酸溶液中において89Zrは、周囲に水酸化物イオン(OH-)や水分子(H2O)などの比較的小さい大きさの分子によって配位された構造を有していると想定した。この想定に基づいて本発明者は、塩酸溶液中の89Zrに関しては、ヒドロキサム酸樹脂に対して、樹脂の細孔径に関わらず吸着されると考えた。なお、樹脂の細孔径は平均の細孔径である。一方、精製カラムにシュウ酸溶液を通液すると、89Zrは、シュウ酸と配位することによってヒドロキサム酸樹脂から脱離して精製カラムから溶出される。これとともに、89Zrがヒドロキサム酸樹脂に再度吸着する反応も考えられる。このように、89Zrが精製カラムに対して吸着と脱着とを、繰り返したり並行したりすることによって、89Zrの溶出工程においては、塩酸溶液に比して多量のシュウ酸溶液が必要になると考えられる。 Therefore, the present inventor further conducted intensive research. The present inventor assumed that in a hydrochloric acid solution, 89 Zr has a structure in which it is coordinated with relatively small molecules such as hydroxide ions (OH - ) and water molecules (H 2 O). Based on this assumption, the present inventor considered that 89 Zr in a hydrochloric acid solution is adsorbed to a hydroxamic acid resin regardless of the pore size of the resin. The pore size of the resin is the average pore size. On the other hand, when an oxalic acid solution is passed through a purification column, 89 Zr is desorbed from the hydroxamic acid resin by coordination with oxalic acid and eluted from the purification column. At the same time, a reaction in which 89 Zr is adsorbed again to the hydroxamic acid resin is also considered. In this way, it is considered that a larger amount of oxalic acid solution is required in the elution process of 89 Zr compared to the hydrochloric acid solution, as 89 Zr is adsorbed and desorbed from the purification column repeatedly or in parallel with respect to the purification column.

さて、シュウ酸((COOH)2)は、水酸化物イオン(OH-)や水分子(H2O)に比して嵩高い分子であるため、ジルコニウムイオンに対して4配位して、[Zr(C2444-となる。さらに、電荷を中和するために、周囲に水素イオン(H+)や水分子(H2O)がさらに配位することも想定されることから、シュウ酸ジルコニウム錯体の分子サイズは比較的大きくなるものと考えられる。そのため、ヒドロキサム酸樹脂などの精製に用いる樹脂(以下、精製樹脂)の細孔径が小さい場合、シュウ酸と配位した状態の89Zrは樹脂の細孔の内部にふたたび入り込むことができず、精製樹脂に再吸着しない。これにより、89Zrは、少量のシュウ酸溶液であっても溶出可能となると考えられる。すなわち、本発明者は、細孔径が小さい精製樹脂を用いた場合、89Zrが分子サイズの比較的大きい錯体を形成することによって、サイズ排除クロマトグラフィのような効果を生じ、89Zrのシュウ酸錯体が精製樹脂から速やかに排除されると考えた。 Now, since oxalic acid ((COOH) 2 ) is a bulky molecule compared to hydroxide ions (OH - ) and water molecules (H 2 O), it coordinates with zirconium ions by four ions to form [Zr(C 2 O 4 ) 4 ] 4- . Furthermore, since it is assumed that hydrogen ions (H + ) and water molecules (H 2 O) are further coordinated around it to neutralize the charge, it is considered that the molecular size of the zirconium oxalate complex is relatively large. Therefore, when the pore size of the resin used for purification such as hydroxamic acid resin (hereinafter referred to as purification resin) is small, 89 Zr in the state of being coordinated with oxalic acid cannot enter the inside of the pores of the resin again and is not re-adsorbed to the purification resin. It is considered that 89 Zr can be eluted even with a small amount of oxalic acid solution. In other words, the inventors hypothesized that when a purification resin with a small pore size is used, 89 Zr forms a complex with a relatively large molecular size, resulting in an effect similar to size exclusion chromatography, and the 89 Zr-oxalate complex is rapidly excluded from the purification resin.

本発明者は、以上の鋭意検討に基づいて、ジルコニウムの精製において、ヒドロキサム酸樹脂などの精製樹脂として、細孔径が比較的小さいイオン交換樹脂を母材として用いる方法を案出した。イオン交換樹脂は、見かけの表面においてイオン交換が行われるのみならず、樹脂の細孔の内部においてもイオン交換が行われる。従来技術においては、精製樹脂として、細孔径が30nm程度の細孔を有するイオン交換樹脂を母材としたヒドロキサム酸樹脂が用いられている。これに対し、本発明者が案出した細孔径が従来に比して小さい精製樹脂を用いることで、より少ない量のシュウ酸溶液であっても、89Zrを高い回収率で回収可能であることが確認された。本発明は、本発明者による以上の鋭意検討により案出されたものである。 Based on the above-mentioned intensive studies, the present inventor has devised a method for purifying zirconium by using an ion exchange resin having a relatively small pore size as a base material for a purification resin such as a hydroxamic acid resin. In the ion exchange resin, ion exchange is not only performed on the apparent surface, but also inside the pores of the resin. In the prior art, a hydroxamic acid resin is used as a purification resin, which is made of an ion exchange resin having pores with a pore size of about 30 nm as a base material. In contrast, it has been confirmed that by using the purification resin devised by the present inventor, which has a smaller pore size than the conventional one, 89 Zr can be recovered at a high recovery rate even with a smaller amount of oxalic acid solution. The present invention has been devised by the present inventor through the above-mentioned intensive studies.

上述した本発明者が案出したジルコニウムの精製方法について説明する。なお、本実施形態においては、精製樹脂として用いるヒドロキサム酸樹脂として、上述した第2ヒドロキサム酸樹脂を用いる。図1は、本実施形態によるジルコニウムの精製方法を説明するための模式図である。 The method for purifying zirconium devised by the inventor described above will now be described. In this embodiment, the second hydroxamic acid resin described above is used as the hydroxamic acid resin used as the purification resin. Figure 1 is a schematic diagram for explaining the method for purifying zirconium according to this embodiment.

図1に示すように、まず、陽子線照射により内部に放射性ジルコニウム(89Zr:以下、ジルコニウムまたはZr)(図示せず)が生成された89Yのイットリウムターゲット1を準備する。溶解工程においては、溶解槽2内の溶解用酸性溶液3によってZrが生成されたイットリウムターゲット1を溶解させて溶解液を調製する。ここで、溶解用酸性溶液3としては、水素イオン濃度が例えば0.5mol/L以上2.0mol/L以下の塩酸(HCl)が用いられる。また、イットリウムターゲット1を、例えば0.33g(330mg)用いる場合、2mL程度の溶解用酸性溶液3に溶解すればよい。また、塩酸以外に、硝酸(HNO3)や硫酸(H2SO4)の水溶液を用いることもできる。 As shown in FIG. 1, first, a yttrium target 1 of 89 Y in which radioactive zirconium ( 89 Zr: hereinafter, zirconium or Zr) (not shown) is generated inside by proton irradiation is prepared. In the dissolution process, the yttrium target 1 in which Zr is generated is dissolved by an acidic dissolution solution 3 in a dissolution tank 2 to prepare a solution. Here, hydrochloric acid (HCl) having a hydrogen ion concentration of, for example, 0.5 mol/L or more and 2.0 mol/L or less is used as the acidic dissolution solution 3. In addition, when using, for example, 0.33 g (330 mg), the yttrium target 1 may be dissolved in about 2 mL of the acidic dissolution solution 3. In addition, in addition to hydrochloric acid, an aqueous solution of nitric acid (HNO 3 ) or sulfuric acid (H 2 SO 4 ) may be used.

吸着工程においては、溶解工程で得られた溶解液を、精製カラムとして用いられる上述したヒドロキサム酸樹脂4が充填されたキレート樹脂容器としての樹脂カラム5内に通液する。なお、ヒドロキサム酸樹脂4としては、上述した第2ヒドロキサム酸樹脂が用いられ、陽イオン交換樹脂として、細孔径が30nm未満の樹脂、好適には、細孔径が10nm以下の樹脂、具体的には細孔径が6nmの例えばCBA樹脂(ジーエルサイエンス社製)が用いられる。 In the adsorption process, the solution obtained in the dissolution process is passed through a resin column 5 serving as a chelating resin container filled with the hydroxamic acid resin 4 described above, which is used as a purification column. The hydroxamic acid resin 4 is the second hydroxamic acid resin described above, and the cation exchange resin is a resin having a pore size of less than 30 nm, preferably a resin having a pore size of 10 nm or less, specifically, a CBA resin (manufactured by GL Sciences) having a pore size of 6 nm, for example.

樹脂カラム5は、各種溶液を通液後に排液口5aから排出可能に構成される。溶解液は、ヒドロキサム酸樹脂4に接触して、ジルコニウムイオン(Zr4+)がヒドロキサム酸樹脂4に吸着した後に、排液口5aから排出される。ここで、ジルコニウムイオン(Zr4+)のヒドロキサム酸樹脂4に対する平衡分配係数は、イットリウム(Y)に比して大きく、具体的に例えば、1mol/Lの塩酸において、ジルコニウム(Zr)は104.6に対して、イットリウム(Y)は10-0.2である。そのため、ヒドロキサム酸樹脂4には、ジルコニウムイオン(Zr4+)が選択的に吸着される。 The resin column 5 is configured so that various solutions can be passed through it and then discharged from the drain port 5a. The solution comes into contact with the hydroxamic acid resin 4, and the zirconium ions (Zr 4+ ) are adsorbed by the hydroxamic acid resin 4, and then discharged from the drain port 5a. The equilibrium distribution coefficient of the zirconium ions (Zr 4+ ) to the hydroxamic acid resin 4 is larger than that of yttrium (Y), specifically, for example, in 1 mol/L hydrochloric acid, the equilibrium distribution coefficient of zirconium (Zr) is 10 4.6 , while that of yttrium (Y) is 10 −0.2 . Therefore, the zirconium ions (Zr 4+ ) are selectively adsorbed to the hydroxamic acid resin 4.

洗浄工程においては、樹脂カラム5内に、例えば洗浄用酸性溶液を通液する。これにより、樹脂カラム5内の内壁やヒドロキサム酸樹脂4に付着した、イットリウムや溶解用酸性溶液などの不純物が洗浄されて、排液口5aから通過液として排出される。ここで、洗浄用酸性溶液としては、例えば水素イオン濃度が0.5mol/L以上2.0mol/L以下の塩酸、および水が用いられる。洗浄工程は、用いられる溶解用酸性溶液や洗浄用酸性溶液の濃度などによって適宜変更することが可能である。ここで、洗浄工程においては、溶解液の1倍量以上10倍量以下の範囲の洗浄用酸性溶液を用いて洗浄することが好ましい。 In the washing step, for example, an acidic washing solution is passed through the resin column 5. This washes away impurities such as yttrium and the acidic dissolution solution adhering to the inner walls of the resin column 5 and the hydroxamic acid resin 4, and the solution is discharged as a passing liquid from the drain port 5a. Here, for example, hydrochloric acid with a hydrogen ion concentration of 0.5 mol/L to 2.0 mol/L and water are used as the acidic washing solution. The washing step can be appropriately changed depending on the concentration of the acidic dissolution solution and the acidic washing solution used. Here, in the washing step, it is preferable to wash using an acidic washing solution in a range of 1 to 10 times the amount of the dissolution solution.

回収工程においては、樹脂カラム5内に、酸性溶液として回収酸性液を通液する。これにより、ヒドロキサム酸樹脂4に吸着したジルコニウムイオンが回収酸性液に溶出される。ジルコニウムを含む回収酸性液は、排液口5aから排出される。ここで、回収酸性液としては、カルボキシル基を2つ以上有する有機酸水溶液、具体的に例えば、シュウ酸やクエン酸などを用いることができる。回収酸性液は例えば、濃度が0.1mol/L以上1mol/L以下のシュウ酸水溶液を用いることができる。また、回収酸性液のpHは1以上7以下とすることが好ましい。 In the recovery process, the recovered acidic liquid is passed through the resin column 5 as an acidic solution. As a result, the zirconium ions adsorbed on the hydroxamic acid resin 4 are eluted into the recovered acidic liquid. The recovered acidic liquid containing zirconium is discharged from the drain port 5a. Here, the recovered acidic liquid may be an organic acid aqueous solution having two or more carboxyl groups, specifically, for example, oxalic acid or citric acid. For example, the recovered acidic liquid may be an oxalic acid aqueous solution having a concentration of 0.1 mol/L or more and 1 mol/L or less. In addition, the pH of the recovered acidic liquid is preferably 1 or more and 7 or less.

(実施例)
次に、上述した一実施形態に基づいた実施例、および実施例の効果を説明するための比較例について説明する。本実施例において用いられるヒドロキサム酸樹脂としては次のように製造される。すなわち、交換基としてカルボキシル基を有する細孔径が6nmのCBA樹脂(ジーエルサイエンス社製)からなる陽イオン交換樹脂を1g、10mLのジメチルホルムアミドに加えて、撹拌により懸濁させる。陽イオン交換樹脂が懸濁した溶媒中に、85mgの1-エチル-3-(3-ジメチルアミドプロピル)カルボジイミド塩酸塩(1.2当量)を添加し、さらに31mgの塩酸ヒドロキシルアミン(1.2当量)を添加して、室温で2時間撹拌する。その後、陽イオン交換樹脂を含む反応溶液をろ紙によりろ別し、30mLの純水によって洗浄し、デシケータ中で一晩乾燥させてヒドロキサム酸樹脂を製造した。
(Example)
Next, an example based on the above-mentioned embodiment and a comparative example for explaining the effect of the example will be described. The hydroxamic acid resin used in this example is manufactured as follows. That is, 1 g of a cation exchange resin made of a CBA resin (manufactured by GL Sciences) having a pore size of 6 nm and having a carboxyl group as an exchange group is added to 10 mL of dimethylformamide and suspended by stirring. 85 mg of 1-ethyl-3-(3-dimethylamidopropyl)carbodiimide hydrochloride (1.2 equivalents) is added to the solvent in which the cation exchange resin is suspended, and further 31 mg of hydroxylamine hydrochloride (1.2 equivalents) is added, and the mixture is stirred at room temperature for 2 hours. Thereafter, the reaction solution containing the cation exchange resin is filtered with filter paper, washed with 30 mL of pure water, and dried overnight in a desiccator to manufacture a hydroxamic acid resin.

一方、質量が例えば約0.33gのイットリウムターゲット1(イットリウム箔)に陽子線を照射して89Zrを生成させ、用量が2mLで濃度が2mol/Lの塩酸に溶解させた(溶解工程)。89Zrを塩酸に溶解させた溶解溶液を、第2ヒドロキサム酸樹脂が10mg充填された樹脂カラム5に通液した(吸着工程)。ここで、99%以上の89Zrの吸着が確認された。なお、ヒドロキサム酸樹脂への89Zrの吸着は、液相と樹脂相で吸着平衡に達した段階で、液相中に溶解している89Zrと樹脂相に吸着した89Zrのそれぞれの放射能を測定し、放射能の比率から算出した。 On the other hand, a proton beam was irradiated onto an yttrium target 1 (yttrium foil) having a mass of, for example, about 0.33 g to generate 89 Zr, which was then dissolved in hydrochloric acid having a volume of 2 mL and a concentration of 2 mol/L (dissolution step). The solution in which 89 Zr was dissolved in hydrochloric acid was passed through a resin column 5 packed with 10 mg of a second hydroxamic acid resin (adsorption step). Here, adsorption of 99% or more of 89 Zr was confirmed. The adsorption of 89 Zr to the hydroxamic acid resin was calculated from the ratio of radioactivity by measuring the radioactivity of 89 Zr dissolved in the liquid phase and 89 Zr adsorbed in the resin phase at the stage where the liquid phase and the resin phase reached adsorption equilibrium.

(第1実施例)
以上のようにして、樹脂カラム5に充填された第2ヒドロキサム酸樹脂に89Zrが吸着した状態で、用量が10mLで濃度が2.0mol/Lの塩酸、および用量が10mLの水を順次通液して樹脂カラム5の洗浄を行った(洗浄工程)。その後、回収酸性液として、用量が100μL(0.1mL)で濃度が1mol/Lのシュウ酸を、少なくとも1回、本実施例では10回通液して、89Zrを溶出させた回収通過液をそれぞれ回収した(回収工程)。第1実施例による、溶解工程において得られたターゲット溶解溶液、洗浄工程において得られた塩酸ならびに水、およびそれぞれの回収通過液に含まれる89Zrの放射能の比率を図2に示す。
(First embodiment)
In the above manner, with 89 Zr adsorbed on the second hydroxamic acid resin packed in the resin column 5, hydrochloric acid with a volume of 10 mL and a concentration of 2.0 mol/L and water with a volume of 10 mL were passed through the resin column 5 in sequence to wash the resin column 5 (washing step). Then, oxalic acid with a volume of 100 μL (0.1 mL) and a concentration of 1 mol/L was passed through at least once, in this embodiment, 10 times, as a recovery acidic liquid, to recover the recovery effluents from which 89 Zr had been eluted (recovery step). The ratios of radioactivity of 89 Zr contained in the target dissolution solution obtained in the dissolution step, the hydrochloric acid and water obtained in the washing step, and the respective recovery effluents according to the first embodiment are shown in FIG. 2.

図2から、実施例においては、回収酸性液を樹脂カラム5に1回通液させた段階で、約90%の89Zrを回収できることが分かる。すなわち、回収酸性液を100μLだけ用いるだけで、約90%の89Zrを回収できることが分かる。 2, it can be seen that in the present embodiment, about 90% of the 89 Zr can be recovered at the stage where the recovered acidic solution is passed once through the resin column 5. In other words, it can be seen that about 90% of the 89 Zr can be recovered by using only 100 μL of the recovered acidic solution.

(第2実施例)
第2実施例においては、樹脂カラム5に充填するヒドロキサム酸樹脂の量を100mgとしたこと以外は第1実施例と同様である。第2実施例による、溶解工程において得られたターゲット溶解溶液、洗浄工程において得られた塩酸ならびに水、およびそれぞれの回収通過液に含まれる89Zrの放射能の比率を図3に示す。
Second Example
The second embodiment is similar to the first embodiment except that the amount of hydroxamic acid resin packed in the resin column 5 was 100 mg. The ratios of the radioactivity of 89Zr contained in the target dissolution solution obtained in the dissolution step, the hydrochloric acid and water obtained in the washing step, and the respective recovered effluents in the second embodiment are shown in Figure 3.

図3から、第2実施例においては、回収酸性液を7回通液させた段階で、約90%の89Zrを回収できることが分かる。すなわち、回収酸性液を700μL用いることによって、約90%の89Zrを回収できることが分かる。 3, it can be seen that in Example 2, about 90% of the 89 Zr can be recovered at the stage where the recovery acidic solution was passed through seven times. In other words, it can be seen that about 90% of the 89 Zr can be recovered by using 700 μL of the recovery acidic solution.

(比較例)
次に、上述した実施例の効果を説明するための比較例について説明する。比較例においてヒドロキサム酸樹脂としては、非特許文献1に記載された方法で製造された第1ヒドロキサム酸樹脂を用いる。また、母材となる陽イオン交換樹脂としては、細孔径が30nmのAccell plus CM(Waters社製)を用いる。
Comparative Example
Next, a comparative example will be described to explain the effects of the above-mentioned examples. In the comparative example, the first hydroxamic acid resin produced by the method described in Non-Patent Document 1 is used as the hydroxamic acid resin. In addition, Accell plus CM (manufactured by Waters) with a pore size of 30 nm is used as the cation exchange resin serving as the base material.

(第1比較例)
第1比較例においては、樹脂カラム5に充填する樹脂を第1ヒドロキサム酸樹脂、および充填量を第1実施例と同様の10mgとし、溶解工程、吸着工程、洗浄工程、および回収工程についても、第1実施例と同様とする。ターゲット溶解溶液、塩酸ならびに水、およびそれぞれの回収通過液に含まれる89Zrの放射能の比率を図4に示す。
(First Comparative Example)
In the first comparative example, the resin packed in the resin column 5 was the first hydroxamic acid resin, the amount packed was 10 mg, the same as in Example 1, and the dissolution step, adsorption step, washing step, and recovery step were also the same as in Example 1. The ratio of the radioactivity of 89Zr contained in the target dissolution solution, hydrochloric acid, and water, and the respective recovered effluents, is shown in Figure 4.

図4から、第1比較例においては、回収酸性液を4回通液させた段階で、約90%の89Zrを回収できることが分かる。すなわち、回収酸性液を400μL用いることによって、約90%の89Zrを回収できることが分かる。 4, it can be seen that in the first comparative example, about 90% of the 89 Zr can be recovered at the stage where the recovered acidic solution was passed through four times. In other words, it can be seen that about 90% of the 89 Zr can be recovered by using 400 μL of the recovered acidic solution.

(第2比較例)
第2比較例においては、樹脂カラム5に充填する樹脂を第1ヒドロキサム酸樹脂、および充填量を第2実施例と同様の100mgとし、溶解工程、吸着工程、洗浄工程、および回収工程については、第1,第2実施例と同様とする。ターゲット溶解溶液、塩酸ならびに水、およびそれぞれの回収通過液に含まれる89Zrの放射能の比率を図5に示す。
(Second Comparative Example)
In the second comparative example, the resin packed in the resin column 5 was the first hydroxamic acid resin, the amount packed was 100 mg, the same as in the second embodiment, and the dissolution step, adsorption step, washing step, and recovery step were the same as in the first and second embodiments. The ratios of the radioactivity of 89Zr contained in the target dissolution solution, hydrochloric acid, and water, and the respective recovered effluents are shown in Figure 5.

図5から、第2比較例においては、回収酸性液を9回通液させた段階で、約90%の89Zrが回収できることが分かる。すなわち、回収酸性液を900μL用いることによって、約90%の89Zrを回収できることが分かる。 5, it can be seen that in the second comparative example, about 90% of the 89 Zr can be recovered at the stage where the recovered acidic solution was passed nine times. In other words, it can be seen that about 90% of the 89 Zr can be recovered by using 900 μL of the recovered acidic solution.

第1実施例と第1比較例とを比較すると、細孔径が30nmのヒドロキサム酸樹脂を用いた第1比較例に比して、細孔径が6nmのヒドロキサム酸樹脂を用いた第1実施例の場合に、約90%の回収率を実現するための回収酸性液の量が、400μLから100μLと1/4に低減できることが分かる。すなわち、ヒドロキサム酸樹脂の細孔径を30nm未満の6nm以下にすることによって、使用する回収酸性液の使用量を低減できることが分かる。 Comparing the first embodiment and the first comparative example, it can be seen that the amount of recovered acidic liquid required to achieve a recovery rate of approximately 90% can be reduced by a factor of four, from 400 μL to 100 μL, in the first embodiment using a hydroxamic acid resin with a pore diameter of 6 nm, compared to the first comparative example using a hydroxamic acid resin with a pore diameter of 30 nm. In other words, it can be seen that the amount of recovered acidic liquid used can be reduced by reducing the pore diameter of the hydroxamic acid resin to 6 nm or less, which is less than 30 nm.

また、第2実施例と第2比較例とを比較すると、細孔径が30nmのヒドロキサム酸樹脂を用いた第2比較例に比して、細孔径が6nmのヒドロキサム酸樹脂を用いた第2実施例の場合に、約90%の回収率を実現するための回収酸性液の量が、900μLから700μLと7/9に低減できることが分かる。すなわち、ヒドロキサム酸樹脂の細孔径を30nm未満の6nm以下にすることによって、使用する回収酸性液の使用量を低減できることが分かる。 In addition, when comparing the second embodiment with the second comparative example, it can be seen that the amount of recovered acidic liquid required to achieve a recovery rate of approximately 90% can be reduced from 900 μL to 700 μL, or 7/9, in the case of the second embodiment using a hydroxamic acid resin with a pore diameter of 6 nm, compared to the second comparative example using a hydroxamic acid resin with a pore diameter of 30 nm. In other words, it can be seen that the amount of recovered acidic liquid used can be reduced by setting the pore diameter of the hydroxamic acid resin to 6 nm or less, which is less than 30 nm.

さらに、第1実施例と第2実施例とを比較すると、樹脂カラム5に充填するヒドロキサム酸樹脂などの樹脂の充填量を100mgとした第2実施例に比して、充填量を10mgとした第1実施例の場合に、約90%の回収率を実現するための回収酸性液の量が、700μLから100μLと1/7に低減できることが分かる。すなわち、樹脂カラム5へのヒドロキサム酸樹脂の充填量を100mg以下の10mgとすることによって、使用する回収酸性液の使用量をさらに低減できることが分かる。 Furthermore, comparing the first and second embodiments, it can be seen that in the first embodiment, in which the amount of resin, such as hydroxamic acid resin, packed into the resin column 5 is 100 mg, the amount of recovery acidic liquid required to achieve a recovery rate of approximately 90% can be reduced to 1/7, from 700 μL to 100 μL, in comparison with the second embodiment, in which the amount of resin, such as hydroxamic acid resin, packed into the resin column 5 is 100 mg. In other words, it can be seen that the amount of recovery acidic liquid used can be further reduced by setting the amount of hydroxamic acid resin packed into the resin column 5 to 10 mg, which is less than 100 mg.

以上説明した一実施形態によれば、ジルコニウムイオンを吸着する樹脂の細孔径を30nm未満の10nm以下、例えば6nm以下にすることによって、ジルコニウムを回収するために通液させる回収酸性液としてのシュウ酸溶液などの酸性溶液の使用量を低減できるので、放射性ジルコニウムが吸着された樹脂から放射性ジルコニウムを溶出させる際の酸性溶液の使用量を低減できる。さらに、樹脂の使用量を10mg以下にすることによっても、回収酸性液として使用する酸性溶液の使用量を低減できる。 According to the embodiment described above, by setting the pore size of the resin that adsorbs zirconium ions to less than 30 nm, 10 nm or less, for example 6 nm or less, the amount of acidic solution such as oxalic acid solution used as the recovery acidic liquid passed through to recover zirconium can be reduced, and the amount of acidic solution used when eluting radioactive zirconium from the resin to which radioactive zirconium has been adsorbed can be reduced. Furthermore, by setting the amount of resin used to 10 mg or less, the amount of acidic solution used as the recovery acidic liquid can also be reduced.

以上、本発明の一実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の一実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよく、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述および図面により本発明は限定されることはない。 Although one embodiment of the present invention has been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications based on the technical concept of the present invention are possible. For example, the numerical values given in the above-described embodiment are merely examples, and numerical values different from these may be used as necessary, and the present invention is not limited by the description and drawings that form part of the disclosure of the present invention according to this embodiment.

例えば、上述した一実施形態においては、回収工程における回収酸性液としてシュウ酸水溶液を用いているが、必ずしもシュウ酸水溶液に限定されるものではなく、例えば、ジカルボン酸(HOOC-R-COOH、Rは2価の置換基)、またはエチレンジアミン四酢酸(EDTA)などの、カルボキシル基を2つ以上有する有機酸水溶液を用いることも可能である。 For example, in the embodiment described above, an aqueous solution of oxalic acid is used as the recovery acidic liquid in the recovery process, but this is not necessarily limited to an aqueous solution of oxalic acid. For example, an aqueous solution of an organic acid having two or more carboxyl groups, such as dicarboxylic acid (HOOC-R-COOH, where R is a divalent substituent) or ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), can also be used.

1 イットリウムターゲット
2 溶解槽
3 溶解用酸性溶液
4 ヒドロキサム酸樹脂
5 樹脂カラム
5a 排液口
1 Yttrium target 2 Dissolution tank 3 Acid solution for dissolution 4 Hydroxamic acid resin 5 Resin column 5a Drain

Claims (5)

ジルコニウムを含むイットリウムを溶解用酸性溶液に溶解して得られた溶解液を、陽イオン交換樹脂を母材とした樹脂に接触させて、ジルコニウムを前記樹脂に選択的に吸着させる吸着工程と、
前記吸着工程の後、前記樹脂に酸性溶液を通液して、ジルコニウムイオンの錯体を含む回収通過液を得る回収工程と、を含み、
前記陽イオン交換樹脂の細孔径が10nm以下である
ジルコニウムの精製方法。
an adsorption step of contacting a solution obtained by dissolving yttrium containing zirconium in an acidic solution with a resin having a cation exchange resin as a base material to selectively adsorb zirconium onto the resin;
and a recovery step of passing an acidic solution through the resin after the adsorption step to obtain a recovery filtrate containing a zirconium ion complex,
The method for purifying zirconium, wherein the cation exchange resin has a pore size of 10 nm or less .
前記吸着工程の後かつ前記回収工程の前に、前記陽イオン交換樹脂を洗浄する洗浄工程を含む
請求項1記載のジルコニウムの精製方法。
The method for purifying zirconium according to claim 1 , further comprising a washing step of washing the cation exchange resin after the adsorption step and before the recovery step.
前記酸性溶液が通液される前記樹脂の量が10mg以下である
請求項1または2に記載のジルコニウムの精製方法。
The method for purifying zirconium according to claim 1 or 2 , wherein the amount of the resin through which the acidic solution is passed is 10 mg or less.
前記陽イオン交換樹脂がヒドロキサム酸樹脂である
請求項1~のいずれか1項に記載のジルコニウムの精製方法。
The method for purifying zirconium according to any one of claims 1 to 3 , wherein the cation exchange resin is a hydroxamic acid resin.
前記ヒドロキサム酸樹脂は、
溶媒中に含まれるカルボジイミドの存在下、陽イオン交換樹脂の交換基であるカルボキシル基と、ヒドロキシルアミンまたは塩酸ヒドロキシルアミンとを前記溶媒中で反応させてヒドロキサム酸基とする反応工程と、前記ヒドロキサム酸基を有する前記陽イオン交換樹脂、およびカルボジイミド由来の副生成物を含む反応液をろ過および洗浄してヒドロキサム酸基を有する前記陽イオン交換樹脂を分離および精製する分離工程と、を含んで製造され、前記反応工程で使用する前記溶媒を、カルボジイミド、およびヒドロキシルアミンまたは塩酸ヒドロキシルアミンを溶解し、かつカルボキシル基と反応しない有機溶媒とする
請求項に記載のジルコニウムの精製方法。
The hydroxamic acid resin is
5. The method for purifying zirconium according to claim 4, comprising: a reaction step of reacting a carboxyl group, which is an exchange group of a cation exchange resin, with hydroxylamine or hydroxylamine hydrochloride in a solvent in the presence of a carbodiimide contained in the solvent to form a hydroxamic acid group; and a separation step of filtering and washing the reaction liquid containing the cation exchange resin having the hydroxamic acid group and a by-product derived from the carbodiimide to separate and purify the cation exchange resin having the hydroxamic acid group, wherein the solvent used in the reaction step is an organic solvent that dissolves the carbodiimide and hydroxylamine or hydroxylamine hydrochloride and does not react with the carboxyl group.
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