JPS60102925A - ホウ素同位体濃縮方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ホウ素同位体の濃縮方法に関するものである
。さらに詳しくハ、アミノポリオール型陰イオン交換樹
脂層に１％矩条件下でホウ酸吸看帝を形成させ、かつ特
定条件下に該吸着蛍火移動させることにより、ホウ酸の
形ちでホウ素同位体′？Ｉｌ−＃輻する方法に関するも
のである。

ホウ素は天然に広く分布し、ホウ素／　０　（”Ｂ）と
ホウ素／　／　（”Ｂ）の二つの安定同位体Ｉノ）ら成
り。

天然にＩＯＢが約−〇−１ＩＩＢが約ざθ蒼の割付で存
在し′Ｃいる。このうちＩＱＢは原子核反応により生成
する中性子の吸収制としてガれた特性火肩し一加圧水屋
原子炉のケミカル・シムや洲騰水型軽水炉、高速増殖炉
の制御悴用材料告。

中性子吸収材料として原子力産梁において必要不可欠な
物質である。

１０Ｂは上記の如く、天然存在比か約２０％と低く、残
りは中性子吸収能力の殆んとないＩＩＢ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ってこ扛を制
御するためには、ＩＯＢとＩＩＢの同位体混合物である
天然ホウａｎ・らＩＯＢを一縮して用いる必要がある。

ホウ素同位体の濃縮方法の一つに、イオン交換クロマト
グラフィーによる方法がある・この方法は用いるイオン
父換値脂の種類により大別さｎ、■強塩基性隘イオン交
換樹脂による方法。

■弱塩基性陰イオン交換樹力ｄによる方法、■ホウ素と
強い錯体につくるアミノポリオール類を官能基として有
する陰イオン父換輌脂による方法がある。このうち■と
Ｑの樹脂による方法は。

Ｂｕｌｌ、　Ｃｈｅｗ、　Ｓｏｅ、　Ｊａｐａｎ　、　
！ｆ　０巻、／！ｔｌ１頁に示されている。そして、イ
オン交換樹脂に接する外部溶液中でのホウ酸の解離平衡
において下記（１）式に示すように、解離種物にＩＯＢ
かより多く分配し。

”Ｂ（ＯＨ）ｓ　＋”ｎ（ｏｎ）；　：　”Ｂ（０’）
；　十”Ｂ（０１１）ｓ　（１）Ｋセｌ　Ｏコ　（コ０
Ｃ） （ＩＩ）式で一般的に表わされるホウ素同位体の分離係
数（α１？）がこの平衡定数に支配される・この除用い
るイオン交換樹脂Ｖよ、単にホウばの吸着媒体としての
役割しか持たないため、 分離係数が小さく、加えてこの糸における分離係数は外
部溶液中のホウ酸餉度依存性が大きく。

ホウ酸濃度の増加と共に急激に小さくなるため。

この系においてホウ素同位体を分離してＩＯＢを所望の
績度に６組するためには多大の時間と決大な薬剤を必要
とし、効率の艮い分離法とは言えない。一方■のアミノ
ポリオール帖を′１能基として有するキレート性能イオ
ン交換樹脂加にホウ素と強い錯体を形成して、ホウ酸欠
選択的に吸着するため、各種の浴液中力）らのホウｌｆ
の吸着除去欠目的として開発されたもので、既にこの楠
のものとしてダイヤイオン■ＣＲＢ０２（三菱化成工業
株式会社４１１１！遣販光、商品名）。

アンバーライトＩ　ＲＡ−？　ｔａ　、７　（米１［、
ローム・アンド・ハース社製造、藺品名）か市販されて
おり、このうちアンバーライトＩＲＡ−７４１’ｊ（ア
ンバーライトＸＥ−コ１Ｉ３）１に用いたホウ素同位体
の分離法がフランス特許Ａｌ３１０３コｌに記載さｎて
いる。

この種の相加はホウ素と強い錯体χつくるのみならず、
ＩＯＢとＩＩＢの同位体の分離９に叔も前記■と■の通
常の隙イオン交倶佃脂を用いる方法に比べ、高い値を有
しているが、一般に反応速度が遅く、特にＩＯＢとＩＩ
Ｂの同位体交換反応速度遅いため通常の隙イオン父換樹
脂を用いる方法に比べ、下記（１）式で表わされる同位
体変換反応運度火表わす尺度であるＨ　Ｅ　Ｔ　Ｐ　（
Ｉｎｓｉｇｈｔ　Ｅｑｕ−１ｖａｌ＠ｎｔ　ｏｆ　Ｔｈ
ｅｏｒ＊ｔｌｃａｌ　Ｐｌａｔｅ　）（但し−Ｒ，−Ｒ
，＆、１ホウ、糸同位体−紬帝の位置Ｌ１とり、の同位
体比） が大きいという欠点な肩しているため、ボウ糸同位体の
分離鏝縮において決して効率的なものと°ｈえない。

本発明は、アミノポリオール類を′自能端として有する
キレート性イ陰オン父換１４脂（以下アミノポリオール
ｉｉ＋＝イオン又侯衝１ｍと記す）を用いたホウ素同位
体画縮における上記問題点火解決し、該佃脂の持つ商い
ホウ素同位体分離係数を生かし効率的にホウ素同位体の
分１９１行なう方法な提供することな目的とするもので
ある。

すなわち、・本発明は、アミノポリオール型陰イオン交
換樹Ｈぼで作製さ７’Ｌる樹脂層に、ホウ酸を流通させ
てホウは吸看蛍を形成させ１次いで敵で展開することに
よりホウ素同位体火−組するに当り、流通させるホウ酸
浴赦の一反欠θコ〜コＭ　／　、ｔの範囲で何ない、　
７Ｊ”り藏で展開する除の温良な弘θ〜１ｏｏｒ）、の
範囲で１１うこと欠特徴とするホウ素同位体濃縮方法火
その賛旨とするものである。

本発明Ｖｃｉ１２用する、アミノポリオールｍ、隙イオ
ン交換樹脂は、まず、ノ・ロメテル＆乞肩する架憎重合
体火製遺し、ついでこれを脅定のアミンと反応′させる
ことＫより製造さ′ｎゐＯハロメチル基を有する架４ｉ
１１ｉ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り、モノマーとジビニルベン
ゼンの工うなポリビニル芳香族モノマーと欠、モノマー
を溶解し、かつ、生成した架橋嵐会Ｉ４を膨潤させる溶
１−７Ｃとえはベンゼン、トルエン、キシレン、クロル
ベンゼン、四塩化炭素、テトラクロルエタン、トリクロ
ルエチレン等ン、モノマーに対して０〜２００重お％程
６度加えて共重合を？Ｔない、得られるゲル状若しくは
多孔性の共惠合体火クロロメチルメチルエーテルと反応
させる方法、あるいは上口「」モノマーを共重合さぜ゛
る際にボリスナレンのような芳香族４が伏ポリマーを、
モノマー全甜に対してＯ−Ｓ　Ｏ凧繰％程腿加えて共電
＠ｒ化行なったイ々、該ＬＨ状ポリマーを溶媒にエリ抽
出除去して得られるゲル状若しくは多孔性の共本合体を
クロロメチルメチルエーテルと反応させる方法、あるい
Ｖよ、上述りモノマーは溶解するが、生成した架槁共車
合体は溶解しない溶媒（沈＃溶媒）たとえはれ−ペンタ
ン、１−オクタン、ｎ−へブタン’４９　Ｙモノマー金
貨に対し０−　／コＯ点量％程度〃■えて乗合な行い、
生成したゲル状若しくＱよ多孔性の共嵐合体欠＠ｉｌ述
の方法にＬリノ・ロメチル化−ｒる方法等によって製造
される。

上記方法で用いられるモノビニル芳香成上ツマ−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ｔよ、ジビニルベンゼンの’
Ａ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、エチレンクリ
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、その使用度をま広い範囲で変え得
るか好事しくに至上ツマ−に対しλ〜ＳＯ電祉チである
。

共重合は過酸化ベンゾイル、過：１２化ラウロイル、ア
ソビスイソブテロニトリルの工つｆＺ　爪会触媒火モノ
マーに対しθ／−１０Ｍ４．童襲加え、６０〜デ０℃に
於いて６〜２０時間反応させることに工って何われる該
東曾方法としては、？ωミ濁重＠−法、塊重合法等の公
知の方法欠採用することができる◎ 芳香族架橋共貞せ体の／％ロメテル化Ｖよ公知の方法、
たとんは、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仕下で、コθ〜
６０℃に加温して＜ｒなわれる。クロルメチルメチルエ
ーテルの破ハ芳香族架橋共重合体１００ｆｊｌｃ対し広
い靴囲で変え得るが好ましくｔ／よｇ　ｏ　ｙ□〜Ｓθ
Ｏｆ！−の屈曲７挙けることができる。

上述の方法の外−ハロメチル基ン・角する男香族架槁重
合体はクロルメチルスチレンの↓うなハａ）１チル化さ
牡た芳香族モノビニル化８ｑ＝ト。

ジビニルベンゼンのようなポリビニル仕付′吻とを前述
の方法Ｖｃｉｔ（Ｅって架橋共亀会−する方法によって
も製造することができる。

上記ハロメチル基に有する架橋共片（合１杢と付反応さ
せる特定のアミンとしては、下記一般式（） 〔但し、式中、ｎ　＆、ｔ／ないし乙の整４ｋをボし。

Ｒは水素原子、炭素以ｌないしょのアルキル基または−
ｃｏ、（−ｃｏ（ｏｎ）−３ｍＧＨｚＯＨ（式中ｒｎｆ
、ＬＤ−／ないし乙の整数を示す）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ｔｒｉ−Ｎ−グル
カミン、Ｎ−〃ラクタミン、Ｎ−マンノサミン、Ｎ−ア
ラビテルアミン、Ｎ−メテルークルカミン、だ−エチル
ーグルカミン、Ｎ−メテルーガラクタミン、Ｎ−エテル
ーガラクタミン、Ｎ−７１チル−マンノサミン、Ｎ−エ
チル−マンノサミン、ジーアラピチルアミン等馨李ける
こと〃）できる。

さらに１本発明１＃ｃ使用′″ｌ−る１狼イオン父侠側
加としてフェノールに上記一般式（ＩＶ）のアミン％４
　’に反応させた後、アルデヒド知と組付して計られる
アミノホリオール型陰イオン父換輌脂をゲけることがで
きる。

本発明に使用する上記−イオン父侯側１ｍは、アミノポ
リオール基乞反応基として市するため。

一般に１わｉｔているキレート性を示イものであ４）。

以上のようにし″Ｃ製造された陰イオ／父換何脂は、該
樹脂の官能基アミン火アルカリ溶液で処理して遊離アミ
ン形とさオＬる。

遊離アミン形とする隙に使用する薬削として。

は、一般に使用するアルカリｒｌ　Ｗｔ、　１．７こと
えは、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等のアルカリ
金属水酸化物、あるいは、水酸化アンモニウム等の水浴
液を挙けることかできる。

本発明に使用する陰イオン父挨佃胎ｔよ、上記のように
遊離アミン型とものを使用する〃≦、峨遊離アミン型と
した佃ｙＪ盲を、以ＦＶＣ示すような特定の条件下に加
熱処理したものをもまたに用することができる。

すなわち、この加熱処理は、水、水酸化ナトリウム等の
アルカリ性溶液、エチレングリコール、プロピレングリ
コール、ポリエチレンクリコール寺の（ポリ）アルキレ
ンクリコール類、エタノールアミン、ジェタノールアミ
ン、グロパノールアミン等のアルコールアミン類又はグ
リセリンの媒体中でおこなわれる。これらの縁体は単独
で使用しても混合状態で使用してもよい。

加熱処理方法としては、上述によりイ１られた遊離アミ
ンｔＵ樹１財を上記媒体中で６ｏｃ以上２００℃以下の
温度、好ましくは一１ｏｏ℃以上１ｓｏｃ以下の温度で
処理する方法か採用さ２’Ｌる。加熱処理に要する時間
Ｑよ、加熱温度により異なり、１ことえば１０ＯＣ以上
／３０℃以下の温度範囲では、０５ないしＳＯ待時間過
当である。

加熱処理に要する時１ｔｌ　ｋよ、加熱処理の方法によ
り異なり、たとえば、該桝ｊ」）Ｔを上記媒体中に浸漬
する所謂バッチ処理の方法では、１ｏＯｃ以上／３０’
Ｑ以下の温度でａ５時ＩＶＪ　７Ｊ）ら２θ時間が適当
で加熱温度が商い程時曲は知Ｄ・〈゛て良い。

一方該但ｆ脂火イオン父換塔に尤填し、こ１Ｌに上記謀
体乞流しながら加熱処理−する所６１′１兆辿方法にお
いては装ばの１ｌｌＩ」熱献度の問題等Ｉノ・ら６θ℃
以上ｉｏθ℃以下の温度で２０時間以上ＩＯθ時間が適
当であり、この場会もｔＩＡ度か市い程熱処理に要する
時間は疋１Ｊ）＜て良い。

本発明に使用する１強イオン父換佃ＪＪｉｆ　ｆｔよ、
上述のようにアミノポリオール型１殊イオン交侯徊廁の
遊離アミン形、あるいは、さらに該遊離アミン形の仙脂
を特定条件下に加熱処理したものであることヲ貌明した
か、さらに該遊１ＩｌｌＬアミン形の病脂を、Ｉ＋：ｆ
定のアルカリ浴液で処理したものンも使用することがで
きる。

すなわち、上記により得られた遊離アミン形樹脂欠１次
に示ずＡとＢとをぼＭｌ−′るアルカリ溶液で処Ｊ！Ｊ
Ａする４す（ハばである。

Ａ：アルカリ金鵜水酸仕−勿′！ｌ−１こは水１１４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
水赦化物としては、水層化ナトリウム、水酸化カリウム
、水１ｖ化リナウム晋欠挙り゛ることができ、アルカリ
金属塩としてＶよ。

塩化ナトリウム、塩化カリウム、懺畝ナトリウム等を挙
げることができ、アンモニア塩としては、塩１しアンモ
ニウム植１゛反アンモニム等をクシけることができる。

また、ＡどＢとを室上するアルカリ浴液としては、水酸
化ナトリウムと塩什ナトリウム、水欧化カリウムと懺敵
ナトリウム、水は化ナトリウムと硫酸ナトリウム、水酸
化アンモニウムと６ｆ　Ｅ＆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ｔｌ
ｉｌ改アンモニウム等の水浴液を挙けることができるか
、望瞥しぐは水酸化アンモニウムと塩化アンモニウムも
しく　ｆｌ　ｉｉｊ　ｉ５アンモニウムとの水浴敵が艮
い０１に、ＡとＢとの混合１１にの（、車間としては、
ＡがＯ，Ｓないし１０２江［ｉｊ　’；ｆｌのｊｆ＋ｇ
山」か好ましく、この混合液中のＡとＢの混せの比重は
ｉ　メ：４　ｔ　ｏないしＳ対ｌυ当ボ：比の範囲であ
扛は艮い・本発明のホウ累同位体−動は、上述の方法で
得られた陰イオン父挨梢脂欠冗横したｊｊに、ホウ酸溶
液を通過させて、該樹脂に・」；つ淑を吸着させ１次い
で赦苗液にＬりで該ホウ酸吸層帯χ展開させる所謂カラ
ムクロマトグラフィーに工ってイアなわｎる。

本発明の上記陰イオン交換樹脂を用いてホウ酸吸着蕾を
形成させる際のホウＶ旋１隻として祉θコ〜２０モルに
）／ｌの範囲火堵けることかでさ、−ｋが低い場合には
分配係叡が大となる利点がある一方、披開に用いるば俗
液、―が多’Ｂ４になる欠点があり、閾反が面い場合に
は、分１’ｊｌｌ：係叙が低下するが該樹脂に対するホ
ウ酸吸着ｉｄが上がる利点がある。鏝面に使用する１鏡
としてｒよ、塩酸、硫酸等を挙り゛ることができる。ま
た該展開に使用する酸の製置としてｔＸθコ〜ノＯＮ／
ｌの軸め゛１ン挙りることができる。

ホウ素同位体分離の操作温度は、向い程同位体父換反応
通展が上昇し、分離縁トド簡のイオン交換塔の圧力損失
が溶＆粘反の低下により低下するために好ましｈ０又使
用する４υ：ｌ　ノｊＪの長時間使用における１熱性等
力・ら’Ｉ　Ｏ−／θθＬの範囲が好ましい。

こｎらのはイオン父換伺脂の粒径とし′〔は。

ホウ素同位体分離における同位体父侠反応速度や酸液ｔ
Ｓ時のホウ酸と、展開に用いる愼との吸脱着速度および
該樹脂を充填したイオン交換塔の圧力損失％：χ考欣し
て決められるが、上記ホウ酸濃度およびｊ東１乍＠度軛
１１１ｊにおいては、該１ｄ４１ｉ■の平均粒子直径と
して５０〜３００１１ｍ　の範囲を挙りることかできる
。

さらに上記榮Ｙト丁で該樹脂を光遺したイオン交換塔を
用いたホウば吸′Ａ″ｉ蛍の「波ｔこよる展開の込反は
、該清面の同位体父恨反応速度やイオン交換塔の圧力損
失ン考ルｄ、して犬めらＪＬる力・、展開遂凹が遅いと
ホウ系同位体もＱ分ｉ’ｊｌＥ載’＆ｆｉｊ物の生産性
が低下し、運いとび開数の紛運も運いため。

イオン父ｍ倍の圧力損失か大きくなり１−ぎたり。

ばによる展開が終了したイオン父侠袷の側）」ぽの例生
に叉陣欠きたすこと等かり、上記ホウば碌反および操作
温度範囲においてＱま、流速（ＬＶ）としてυＳ−コθ
ｍ／ｈｒの範囲がＭｉ黛しい。

次ｑこ、不発明の一イオツ父換１則Ｊｊｕ　’＜冗す・
亀したイオン父侠塔ン用いたホウ累同位体の分νｆｉｌ
ｌ副紬方法につい′ｃ睨明すると、不３を明に使用する
分離ｍ編方法としてｉ、以下に睨ψ」するよりに。

■逆ブレークスルー法、■＠俟展開法′Ｊ？よび■逆フ
レークスルー法と置換展開法を併用した方法を挙けるこ
とかできる。

■　逆ブレークスルー法（Ｂｕｌｌ、　Ｃｈｅｍ、　８
ｏｃ、　、ＪＰＮ。

！ｆ３巷７号、１８ｔｏ頁） 第１図により逆フレークスルー法ン使用した本発明方法
の／ｎン貌明する。弔／図のＣ。

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ａ
χ加温し、かつ格にジャケットを設は温水舎ヶ循環する
７Ｊ’、断熱伺火設けることにより一定に保たｉする・
ｖｌｌからＶＩ６　は塔に故を供給するための溶液切替
バルブであり、ｖ２１７Ｊ％らＶｔＳは塔から排出さＪ
’Ｌる液の仕分けを竹なうためのＰａ　Ｍ切替パルプで
、Ｍｌから鵬　はホウ酸１１「篇゛視用快出器欠示す。

先ずＣ１から０６　の各イオン交換塔を水目グ化ナトリ
ウム、水酸化アンモニウム等のアルカリ浴数で合生じ１
次いで脱塩水で水洗毅、Ｃ。

からＣ６火シリーズに接続し、ｖ２８から排液しつつ、
Ｖｌｌ　からホウ酸溶液を供給して該樹脂に平衡になる
迄ホウ酸靜液を供給する。然る後にＶｌｌ　から酸溶欧
で該樹脂に吸温しているホウ酸を展開しなからＶｔＳ　
から排液１−る。ばによる展開を続はホウ酸吸着帯後堝
界面かＣ２塔へ移った所で酸の供給ｆ？：Ｖｕ　に切り
替え酸吸着形となったＣ、塔はＶｌｌからアルカリ溶液
を供給してＶｌｌから脱塩水ン供給し、ｖ２１　から排
液して洗浄し１次いで、Ｖ３．からホウ酸溶液を供帽し
、　Ｖ２１　から排液してＣ１塔内情脂に平衡となる量
のホウ酸欠通液する。このＣ０塔の再生、水洗、ホウ酸
吸着の工程は、ばで展開しているホウ酸吸着帯の後端昇
面がＣ２塔からＣ３塔に移るまでに終了するようにイ１
ない、ホウ眩吸着＠ｆ後端界面かＣ３塔に移った時点で
酸の供給なＶｌＭに切り替え、ｖ２６火Ｖｕに連結し、
ホウ酸吸着帯の展開の排液をＶｌｌから１′Ｔなってホ
ウ酸鉄Ｍ帝の酸による展開を続ける。ここでＣ６塔は先
のＣ，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、ホウば吸着帯の後端界面
に１０Ｂが濃縮さ扛る。ＩＯＢ鹸縮度が所望の濃度に到
達した時点で例えはＩＯＢ濃縮界而が面オン交換塔下部
の排液パルプ７Ｊ）ら抜出すことによりＩＯＢ饋鰯１勿
の生産がイ丁なゎ扛る。

■　置換展開法（Ｊ、Ａｍ、Ｃｈｅｍ、Ｓｏｃ、　、　
７７巻。

ｂｉ、２ｓ頁） 上述の■逆ブレークスルー法と同４Ｍ　ノｌ’Ａイオン
父換細胞及び装置Ｉ！Ｌ欠使用し、ｉ：４ＩＪ１図によ
り説明する。すなわら、Ｃ１７Ｊ’らＣ６のイオン交換
塔を水酸化ナトリウム笠のアルカリ浴敵で再生後脱塩水
で水洗しＣ１塔から０３塔までシリーズに連結してＶｌ
ｌからボウｔ＊　ｙＢ液化供給し、ＶＺＳ　から排液し
て完全に平衡状態となるまでホウ酸浴液を進敵する。次
いでＣ，塔からＣ５塔まで連結してＶｌｌから酸溶液を
供給してホウ酸吸着帯の置換展開をイＩなう０ホウＬ貸
吸着帝の後端界面がＣ２塔に杉りた時点でばの供給火Ｖ
１１　からｖｌ！に切り替え同時ＶｃＣ，塔を連結して
排液’４　ｖ、、からＶ２Ｏ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Ｃ１ｌか
らアルカリ溶液を供給しＶｌｌ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Ｃ，袷の再
生、水洗の操作はホウ改吸着帝の後端界面／ノ・Ｃ３袷
に移る迄に終了するように行なう。ホウ酸吸層帝の後端
界面がＣ８塔に移った時点で改の供給乞ｖ！２から”１
３に切り替えＣ６％の次にＣ，塔を連結して排液をＶａ
　からイＩなりて置換展開を続何する。この間にＣ７塔
は再生、水洗火付なう。

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ＩＩＢが後端界面Ｋ　１０Ｂが濃縮され。

各々が所望の濃縮度に到達した時に１例えば各々の界面
かイオン交換塔下部の排液パルプを通過する除に抜出し
、その抜出倉に見付うモル数のホウ酸ヲイオン交換塔上
部のホウ１−ＪＲ給液バルブからホウば吸着帯中の原料
ホウｒ−・＆と同位体組成比的処同−の所がそのパルプ
を通過する顔にホウ酸給液を供給する方法によりＩＯＢ
および”ＢＩＭＩ縮物の生産と原料ホウ酸の供給がイテ
なわれる。

■　逆ブレークスルー法と置換展開法を併用した方法 この方法の７例について同じく弗１図を用いて説明する
。例えはＣ，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１次いで脱塩水で洗浄後、
Ｃ，塔からＣ４塔までシリーズに連結してｓ　Ｖｌｌ　
７）’らホウ酸溶液を供給してＶｔ４から排液して完全
に平衡状態となるまでホウ酸浴液な通液する。次に■の
逆ブレークスルー法と同様にＶｌｌから酸溶液で該細胞
に吸着しているホウ酸を展開しながら、　Ｖ、、　７Ｊ
％ら排液する。この時ＣＢ塔にはｖ１３からホウ酸溶液
を供給してＹｅｌｌから排液してＣＬＩ塔に完全に平衡
になるまでホウ酸ｍａを通液する。Ｖｌｌから１設な供
給して展１ｉ４を続け、ホウＩ獄吸Ｎ帯後端界面がＣ２
塔へ移ったＵ「で酸の供給をＶｌｌからＶ□へ切り替え
、同時にＣ４’ｂの後にＣｓ塔を接続してＶｔから排液
する仁とで展開を行なう。ここでホウ酸吸着帯後端昇面
がＣ！塔を進行する間に、Ｃ，Ｊ＋にＶｔ６からホウ酸
溶液を供給しＶｔ８から排液してＣ６塔へのホウ酸吸着
を行ない、展し：１が終−了してｈｅ吸着形となったＣ
１塔はＶｌｌからアルカリ溶液に供液を供給してＶｔ１
　から排液してＰ）生じ１次いで脱塩水で洸紗する。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
った所で酸の供給を”ＩＭに切り替え、Ｃ６塔の後にＣ
６塔を接続しＶｔ６から排液して展開を続け、この時Ｃ
８塔はホウ酸の吸着上してＣ９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ＩＯＢか濃縮されてくる０１０Ｂが目的濃度ない
しはその近傍まで濃縮さ扛だ時点でホウ酸吸着帯を酸に
エリ。

シリーズに展開しているイオン交換塔の萌のイオン交換
塔へのホウ酸吸着を停止し、イオｙ交侯塔火ダ塔シリー
ズからＳ塔シリーズに切り替えて■の置換展開を行なう
。ホウＭ杖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ｉ！！吸着帝の後端にｔＪ、更にＩＯＢ
濃縮が進行し、前端界面に直換展開に切り替えて１ｊ・
ら後端界面に蓄積したｌＯＢ　の昌“（縮ｊｉに見合う
ＩＩＢが濃縮してくる。この後適当な間隔で例えばホウ
ｆ波吸着帝の前端５ｂ−よび後端界面が各々塔下部の排
液バルブを通過する除に１１Ｂ績縮物お工びＩ０ａｍ縮
物な抜出しその抜出モル数に見合うモル数の原料ホウ岐
乞イオン交瑛上部のホウ酸溶液給液バルブｉＪ−らホウ
畝吸愈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味にホウ「疲溶液火供給する方
法により、１０ＢおよびＩＩＢ　俵縮・１勿の生産と原
料ホウ酸の供給を行なう。この方法は１０Ｂ＃縮物特に
高翻生産の生殖に増した方法である。

次に本発明を実施し１ｌｖｃより故ψ」するが、本発明
は以下の実施例により限足さｉするものではンｉい。

実施例１ ダイヤイオンＣＲＢＯコ（官能示：Ｎ−メチルであり、
均−係数ＩＪである陰イオン父侯イ４脂ｌθ００ｍ１’
ｉｅ遊離アミン形とし、こｔｌ、を内径ｌθ關、長さ１
０００１１ｍ＋のジャケット付ガラスカラム６塔に各々
７ｓ−を充填し、こｎ火シリーズに縁続して、ジャケッ
トｉｌ′ｉ：６０ｃの恒温水を通してカラム内ｙｇｔｏ
ｃに保ち、逆ブレークスルー法によりホウ素同位体分離
をイテなりた（第１図）。すなわら、まず、第１壱目力
）ら６０℃に予熱した０６Ｍ／ｌホウ１賃水溶ｌ灰ユθ
ｔを流速（ＬＶ）／ｍ／ｈｒ　で通液し、第６塔目から
排液して６塔の樹脂にホウ（疲を成層した・仄いで第／
塔目から４０℃に予熱した。７Ｎ塩酸水溶液を流速（Ｌ
Ｖ）／ｍ／ｈｒ　で通液して樹脂に吸着しているホウ酸
の展開を行なって。

化６Ｊ−ｆ！ｉ目から流出する０６Ｍホウ１状水１谷故
馨Ｓｍ１ｆクフラクションーコレクターで分取し、ホウ
酸ｄｉを分析した所０．４Ｍ／ｌであった。

０７Ｎ塩酸水溶液による展開囲始から、第６袷目が破過
（ｂｒｅａｋ　ｔｈｒｏｕｇｈ　）　して展開が終了す
るまでに要した時間は９６時間で、ホウ酸吸着帝後端界
面の移動速度はｊ　ｇ、　３　ＣＴＩ＋　／’　ｈｒで
あった。

次に分取したホウ酸水溶液のホウ素同位体比をパリアン
マツ）ＣＨ−！ｆ型固体’Ｊｌ　ｎ＋：分析ｉ１で測定
した所、ホウ酸吸着＋ｆ最後端のｊＯＢ藏度は。

蝦初に吸着させた天然組成の原ｌホウ１俊中の１０Ｂ濃
度１９ｇ５優に対し、２’ＡＯ係であり。

約６θａｎの長さにわたってｔＯＢがホウ酸吸治帝後端
界面に濃縮されていた。

こノＬから計算さｎる分ｌＩＩ＆係数（α７ｊｌＢよｌ
θｉｓであり、１１ｇＴＰはｑＯ団であった。

比較例１ 実施例１と同一の装置及び同一の１ゑイオン父ｍ＆４Ｊ
］＆を用いてジャケットにコ５℃の１旦温水な通し、カ
ラム内を２に℃に保ち、逆ブレークスルー法にエリホウ
素同位体の分離を行なった。

すなわち第１塔からコ５℃に調整したＱ、　／　Ｍホウ
酸水溶液ｇｔ流速Ｌ　Ｖ　ｌ　Ｏ＠　／　ｂｒ　で通し
て第６塔から排液してホウ酸の吸Ｍを１丁なった。

次いで第Ｉ塔目′ＩＪ）ら２ｊＣに制振したθ／４’Ｎ
塩陵水溶液を流速Ｌ　Ｖ　Ｏ，ユＳ　ｍ　／　ｈｒ　で
通液して樹脂にＶ、看しているホウばの展開なイＪなっ
て第６塔目から流出するθ／Ｍホウ酸水＃ｊ敵欠２０−
ずつフラクションコレクターで分ＷＬで実施例１と同様
にホウ素同位体比の測定を（Ｔなりた。この時０．　／
　＋　Ｎ塩酸水浴欣にょる６塔の展開に費した時間は９
ふＳ時間でホウ酸吸層帯後端界面の移動速度はよ？副／
ｈｒ　でに１った。

ホウぽ畝庸帝を６塔辿ブレークスルー法ニより展開した
時の最後端のＩＯＢ鹸度は、最初に吸）所させた天然組
成の原料ホウ酸中の１Ｏｎ−腿ｔｑｔｒｓ％に対し２ダ
３％で約／　／　ｊ　ＣＴｎの長さにわたってＩＯＢ　
がホウＶ紋着帯後端界面に咲輔さｎていた。

こＪ’Ｌから計算される分離係敷ｔよ１０コ０であり、
ＨＥＴＰは７−酬であった。

実施例コ スチレンｑＯｍ、ｓｓ％ジビニルベンゼンｌ１部に、多
孔質化剤としてｌ−オクタン９０部を添加して重合した
架橋共電合物をクロロメチルメチルエーテルでクロロメ
チル化を行ない、こ几に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父換柄１１ｒｒ　（酸吸
着容量２．９ｍｅｑ／１−ｔｉＧ−４脂、水分Ａｊ１％
）の平均粒径１００μｍ均−係敢１３のもの化遊＋ｊ＋
ｉ６アミン形としてこ′ｆＬを実施し１１　／と同一の
カラムに同一量充填して、カラー・ジャケットにｔｏＣ
の恒温水を通して、逆ブレークスルー法によりホウ素同
位体の分離を行なった。すなわちまず第ｌ塔目７Ｊ’ら
６０Ｃに余熱し７ヒθ６Ｍホウを搬水溶液の、２．　Ｏ
ｔ’ｒ　？ｊｌＣ速Ｌ　Ｖ　／　ｍ／　ｈｒ　で】田し
、第６塔目から排液して６塔の樹脂にホウｆλを吸着し
た。

仄いで第ｌ塔目Ｄ）ら６ｏｃに予熱しプこ０４　Ｎ塩酸
水溶液父流速Ｌ　Ｖ　１７　ｍ／　ｈｒ　で通して樹脂
に吸着しているホウ酸の展開を行ない、ル６塔目１Ｊ）
ら流出する不つ酸水溶液をＳ−１一つ分取し、ホウ酸礫
匣を側ボした所ｏ、５ｑｙｒ７ｔであった。

この時０６Ｎ塩酸水浴漱による展開開始から、６塔目カ
・ら破過して展開が終了するまでに要した時間はムダ時
間で、ホウ錬成ｌｈＪ帯後端界面の移動速度は９０　Ｃ
ｍ／　ｈｒ　でありた・次に分取したホウ葭水溶液のホ
ウ素同位坏比を測定した所、ホウ錬成層帯の最後端のＩ
ＯＢ濃度は、２ηＳ襲であり、約３３　ｔｙｎの長さに
わたってＩＯＢがホウは吸着帯後端界面にｖｋ縮さｎて
いたに れから計算される分離係数は１０／ｇであり、ＨＥＴ　
Ｐは２λ閣であった。

ナトリウム３００　ｒｒｌｆｇ　Ｌ　Ｖ　／　ｍ／　ｈ
ｒ　で通し。

次いで脱塩水で洗浄後、カラムジャケットにｔｒｏｃの
恒温水を通し、カラム内欠６０℃に保って逆ブレークス
ルー法によりホウ素同位体の分ｋｊｌンｒｘなった。す
なわち、まず第ｌ塔目にざＯＣに予熱したＯＡＭボウ醒
水浴ｌｒ！ｉ、λθｔを流速Ｌ　Ｖ　／　ｍ　／　ｈｒ
　で通して第６塔目から排液して、６塔の細胞にホウ酸
を吸着したり仄いで第ｌ梧目からｔｏＣに予熱した０、
　６Ｍ塩ば水溶液を流速ＬＶ／ｍ／ｈｒ　で通液して、
樹脂に吸着しているホウ酸の展開を１丁なって第６．Ｌ
８目から流出するホウ叡水溶液ｙｓ−ずつ分取し、ホウ
酸濃度を測定した所０．１Ｉ９Ｈ／ｌであった。

この時０．６　Ｎ−塩ｌ搬水溶液による展開開始から、
こｎが６壱目７Ｊ）ら破過して展開か終了するまでに要
した時間はｔｉｉ時間でポウ敵吸冶蛍後端界面の＄動速
匿は５１ダＣ＃Ｉ　／　ｈ　ｒでおった。

次に分取したホウ酸水溶液中のホウ峡同位体比を８１１
１定した所、ホウば吸着７ｉ）の最後９１Ｍのｌ０Ｂ一
度は２９Ｓ％であり、約’Ｉ　ＯＱＦＩの長さにわたっ
てＩＯＢがホウ錬成４帝後端界聞に蒙Ａ１ｉ＋されてい
１こ〇 こオ゛シ１Ｊ）ら計算される分［１山係赦ｔよ１０１６
であり、ＩＩ　Ｅ　Ｔ　Ｐ　＆よみＳ脳であった・弘　
図面の１！ｊ牟な＾光切 第１図ｔｉ本発り」火笑施するためのイオン変挨細胞塔
、その配管及びパルプを示ず檄念図であるＯ Ｃ１〜Ｃ６：　陰イオン父換塔 Ｖｌｌ　〜Ｖ１６：　パルプ Ｖ２１〜ｖ、６：　パルプ Ｍ、％Ｍ６：　検出器 出願人　三菱化成工業株式会社 代理人　弁理士　長谷用　− ほか１名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　アミノポリオール型陰イオン交換栢脂で作製さ
   れる樹脂層に、ホウ酸を流通させてホウ酸吸着ＷＹ形成
   させ１次いで酸で展開することによりホウ素同位体欠績
   縮するに当り、（Ａｔ通させるホウ酸浴液の績［火θコ
   〜−Ｍ／ｌの範囲で行ない、かつ酸で展開する際の温１
   斐をダ０−１０ＯＣの範囲でイアうことを特徴とするホ
   ウ素同位体−縮方法。