RU2311949C1 - Boron isotopes separation method - Google Patents

Boron isotopes separation method Download PDF

Info

Publication number
RU2311949C1
RU2311949C1 RU2006105185/15A RU2006105185A RU2311949C1 RU 2311949 C1 RU2311949 C1 RU 2311949C1 RU 2006105185/15 A RU2006105185/15 A RU 2006105185/15A RU 2006105185 A RU2006105185 A RU 2006105185A RU 2311949 C1 RU2311949 C1 RU 2311949C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
boron
separation
isotopes
boric acid
extraction
Prior art date
Application number
RU2006105185/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006105185A (en
Inventor
Владимир Иванович Волк (RU)
Владимир Иванович Волк
Александр Александрович Семенов (RU)
Александр Александрович Семенов
Наталь Владимировна Шугрина (RU)
Наталья Владимировна Шугрина
Петр Михайлович Гаврилов (RU)
Петр Михайлович Гаврилов
Алексей Алексеевич Евстафьев (RU)
Алексей Алексеевич Евстафьев
Владимир Михайлович Короткевич (RU)
Владимир Михайлович Короткевич
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Сибирский химический комбинат"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Сибирский химический комбинат" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Сибирский химический комбинат"
Priority to RU2006105185/15A priority Critical patent/RU2311949C1/en
Publication of RU2006105185A publication Critical patent/RU2006105185A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2311949C1 publication Critical patent/RU2311949C1/en

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: isotopes separation methods.
SUBSTANCE: invention relates to chemical engineering and to isotopes separation methods, in particular to a method of separating boron isotopes. Separation is accomplished through flow-inversion chemical exchange in biphasic system, the latter consisting of aqueous phase in the form of boric acid solution and organic phase in the form of complex of boron with nitrogen-containing phenol-formaldehyde resol oligomer having average molecular mass 450-500 is a diluent. Flows are reversed by re-extraction of boric acid with water followed by evaporation of re-extract. Above-mentioned oligomer is prepared via tert-butylphenol/formaldehyde polycondensation in presence of ammonia. In the cascade with required number of separation steps, more than 90% separation can be achieved to produce 10B.
EFFECT: enhanced separation efficiency.
3 cl, 2 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к химической технологии, к способам разделения изотопов, а именно к способам разделения изотопов бора.The invention relates to chemical technology, to methods for the separation of isotopes, and in particular to methods for the separation of isotopes of boron.

Известны способы разделения изотопов бора дистилляцией борсодержащих соединений. В качестве рабочих веществ для дистилляции исследовали возможность использования таких веществ, как BF3, BCl3, H3BO3, B(CH3O)3, В(С2Н5O)3, В(С4Н9O)3, (С2Н5O)3B·2BF3 и элементарный бор (Итоги науки и техники. Серия «Радиохимия. Ядерная технология». Том 2. Разделение и использование стабильных изотопов бора. М.: ВИНИТИ, 1990, с.22-45). Исследования показали, что дистилляция элементарного бора и борной кислоты не представляет какого-либо практического интереса для производства изотопов бора из-за чрезвычайно малых значений коэффициента разделения α (там же, с.22). Исследования изотопного равновесия бора между жидкостью и паром в дистилляционных процессах соединений типа триалкоксибор и комплекса BF3 с триэтилбором выявили неперспективность их использования для промышленного производства изотопов бора (там же, с.27). Одним из основных способов производства легкого изотопа бора - 10В, а также производства высококонцентрированного 11В является дистилляция BF3 (там же, с.29).Known methods for the separation of boron isotopes by distillation of boron-containing compounds. The possibility of using such substances as BF 3 , BCl 3 , H 3 BO 3 , B (CH 3 O) 3 , B (C 2 H 5 O) 3 , B (C 4 H 9 O) was investigated as working substances for distillation 3 , (C 2 H 5 O) 3 B · 2BF 3 and elementary boron (Results of science and technology. Series "Radiochemistry. Nuclear Technology". Volume 2. Separation and use of stable boron isotopes. M .: VINITI, 1990, p. 22-45). Studies have shown that the distillation of elemental boron and boric acid is not of any practical interest for the production of boron isotopes due to the extremely small values of the separation coefficient α (ibid., P.22). Studies of the isotopic equilibrium of boron between liquid and vapor in the distillation processes of compounds of the trialkoxibore type and the BF 3 complex with triethylboron revealed the unpromising use of them for the industrial production of boron isotopes (ibid., P. 27). One of the main ways of producing a light boron isotope - 10 V, as well as the production of highly concentrated 11 V is the distillation of BF 3 (ibid., P.29).

Аппаратурное оформление процесса ректификации BF3 для получения высококонцентрированных изотопов бора описано в (Итоги науки и техники. Серия «Радиохимия. Ядерная технология». Том 2. Разделение и использование стабильных изотопов бора. М.: ВИНИТИ, 1990, с.41-45). В процессе используют относительно короткие колонны (длиной 12-16 м), отличающиеся при высоком уровне производительности малым объемом. Последнее является следствием не только относительно большой величины α, но и низкой величины ВЭТС (высота эквивалентной теоретической ступени, характеризующая скорость межфазного изотопного обмена), слабо зависящей от нагрузки колонн L, их диаметра. Отсутствие резкой зависимости ВЭТС от диаметра колонн особенно важно для масштабирования производственных установок. Массообменные колонны заполнены высокоэффективными насадками, которые позволяют обеспечить не только большую поверхность контакта между участвующими в массообмене потоками жидкости и пара, но и добиться малого перепада давления вдоль колонн, а также равномерного распределения по их сечению потоков жидкости и пара.The hardware design of the BF 3 rectification process for producing highly concentrated boron isotopes is described in (Results of science and technology. Series “Radiochemistry. Nuclear Technology.” Volume 2. Separation and use of stable boron isotopes. M .: VINITI, 1990, pp. 41-45) . The process uses relatively short columns (12–16 m long), which are characterized by a small volume at a high level of productivity. The latter is a consequence not only of a relatively large value of α, but also of a low value of VETS (the height of the equivalent theoretical stage characterizing the rate of interfacial isotope exchange), which weakly depends on the load of columns L and their diameter. The absence of a sharp dependence of VETS on the diameter of the columns is especially important for scaling production plants. Mass transfer columns are filled with highly efficient nozzles, which make it possible not only to provide a large contact surface between the liquid and vapor flows involved in the mass transfer, but also to achieve a small pressure drop along the columns, as well as uniform distribution of liquid and vapor flows over their cross section.

Основным недостатком процесса ректификации BF3 является необходимость его проведения при низких температурах, существенно, однако, превышающих нормальную температуру кипения хладагента, - жидкого азота. Это обстоятельство приводит к необходимости разработки специальных мер по обеспечению тепловой изоляции колонн, а также требуемого температурного режима в них. Еще одна проблема, связанная с реализацией процесса ректификации в промышленности, обусловлена необходимостью утилизации отвальных (обедненных целевым изотопом) потоков трифторида бора (там же, с.44-45).The main disadvantage of the BF 3 rectification process is the necessity of carrying it out at low temperatures, which, however, substantially exceed the normal boiling point of the refrigerant, is liquid nitrogen. This circumstance leads to the need to develop special measures to ensure thermal insulation of the columns, as well as the required temperature regime in them. Another problem associated with the implementation of the rectification process in industry is due to the need to utilize waste (depleted in the target isotope) boron trifluoride streams (ibid., Pp. 44-45).

Известны способы разделения изотопов бора методом химического изотопного обмена и химобменной ректификации. Они характеризуются значительно большим коэффициентом разделения по сравнению, например, с ректификационными процессами и реализуются при существенно более высоких, часто близких к комнатной, температурах.Known methods for the separation of boron isotopes by chemical isotope exchange and chemical exchange rectification. They are characterized by a significantly higher separation coefficient compared, for example, with distillation processes and are realized at significantly higher temperatures, often close to room temperature.

Способы основаны на использовании термически неустойчивых комплексов борсодержащего газа - трифторида бора - с органическими комплексообразователями и реализуются в системах газ - жидкость или газ (пар) - жидкость в колоннах с термическим обращением фаз.The methods are based on the use of thermally unstable complexes of boron-containing gas - boron trifluoride - with organic complexing agents and are implemented in gas - liquid or gas (steam) - liquid systems in columns with thermal phase reversal.

Примером процесса, для которого характерна практически полная диссоциация комплекса в парогазовой фазе на борсодержащий газ и комплексообразователь, является анизольный процесс разделения изотопов бора. В массообменной противоточной колонне протекает межфазный изотопный обмен бора между трифторидом бора в газе и его комплексом с анизолом в жидкости. Верхнее обращение потоков достигается при отводе тепла в противоточном адсорбере путем поглощения в нем выходящего из колонны потока трифторида бора анизолом с последующим возвратом в колонну противотоком образовавшегося комплекса к газу. Нижнее обращение потоков осуществляют при нагреве комплекса до температуры кипения комплексообразователя, при этом комплекс полностью диссоциирует. Образующийся при этом трифторид бора в виде газа возвращается в колонну противотоком к вытекающему из нее комплексу, а освобожденный от трифторида бора анизол после охлаждения и очистки от продуктов термического разложения вновь подается в адсорбер для осуществления верхнего обращения потоков (Итоги науки и техники. Серия «Радиохимия. Ядерная технология». Том 2. Разделение и использование стабильных изотопов бора. М.: ВИНИТИ, 1990, с.45-47).An example of a process that is characterized by the almost complete dissociation of the complex in the vapor-gas phase into a boron-containing gas and a complexing agent is the anisole process of the separation of boron isotopes. An interphase isotopic exchange of boron between boron trifluoride in a gas and its complex with anisole in a liquid proceeds in a mass transfer countercurrent column. The upper circulation reversal is achieved by removing heat in the countercurrent adsorber by absorbing the anisole stream of boron trifluoride leaving the column in it and then returning the complex to the gas in a countercurrent flow to the gas. The bottom circulation of the flows is carried out when the complex is heated to the boiling point of the complexing agent, and the complex completely dissociates. The resulting boron trifluoride in the form of gas is returned to the column countercurrently to the complex resulting from it, and the anisole freed from boron trifluoride after cooling and purification from the thermal decomposition products is again fed to the adsorber to carry out the overflow (Results of science and technology. Series “Radiochemistry “Nuclear technology.” Volume 2. Separation and use of stable boron isotopes. M.: VINITI, 1990, p. 45-47).

Анизольный процесс разделения изотопов бора выбран в качестве прототипа (Итоги науки и техники. Серия «Радиохимия. Ядерная технология». Том 2. Разделение и использование стабильных изотопов бора. М.: ВИНИТИ, 1990, с.45-47).The anisole process of the separation of boron isotopes is selected as the prototype (Results of science and technology. Series "Radiochemistry. Nuclear technology". Volume 2. Separation and use of stable boron isotopes. M .: VINITI, 1990, p. 45-47).

Задачей изобретения является расширение арсенала способов разделения изотопов бора.The objective of the invention is to expand the arsenal of methods for the separation of boron isotopes.

Задачу изобретения решают тем, что в способе разделения изотопов бора химическим обменом в двухфазной системе с обращением потоков в качестве обменивающейся системы используют водную фазу в виде раствора борной кислоты и органическую фазу в виде комплекса бора с азотсодержащим фенолформальдегидным резольным олигомером, имеющим среднюю молекулярную массу 450-500 атомных единиц, в разбавителе, а обращение потоков осуществляют реэкстракцией борной кислоты водой с последующим упариванием реэкстракта.The objective of the invention is solved by the fact that in the method for the separation of boron isotopes by chemical exchange in a two-phase system with flow reversal, the aqueous phase in the form of a solution of boric acid and the organic phase in the form of a complex of boron with a nitrogen-containing phenol-formaldehyde resol oligomer having an average molecular weight of 450 500 atomic units in a diluent, and the circulation of the streams is carried out by re-extraction of boric acid with water, followed by evaporation of the stripping.

В способе используют олигомер, полученный поликонденсацией п-третбутилфенола с формальдегидом в присутствии аммиака.The method uses an oligomer obtained by polycondensation of p-tert-butylphenol with formaldehyde in the presence of ammonia.

В качестве разбавителя используют смесь октанола и тридекана в соотношении 1:1 по объему.A mixture of octanol and tridecane in a ratio of 1: 1 by volume is used as a diluent.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Разделение изотопов бора осуществляют в экстракционной системе «водный раствор борной кислоты - раствор в органическом разбавителе азотсодержащего фенолформальдегидного резольного олигомера, имеющего среднюю молекулярную массу 450-500 атомных единиц». В способе использовали фенолформальдегидный резольный олигомер, полученный поликонденсацией п-третбутилфенола с формальдегидом в присутствии аммиака, марка «Яррезин Б» (далее по тексту - ЯРБ). В качестве разбавителя преимущественно используют смесь октанола и тридекана, в объемном соотношении 1:1.The separation of boron isotopes is carried out in the extraction system "an aqueous solution of boric acid - a solution in an organic diluent of a nitrogen-containing phenol-formaldehyde resole oligomer having an average molecular weight of 450-500 atomic units." The method used phenol-formaldehyde resole oligomer obtained by polycondensation of p-tert-butylphenol with formaldehyde in the presence of ammonia, brand "Yarresin B" (hereinafter - NRS). A mixture of octanol and tridecane, in a volume ratio of 1: 1, is mainly used as a diluent.

Разбавителем олигомера помимо смеси тридекана с октанолом могут быть ароматические разбавители (толуол, ксилол, триалкилбензол), хлорированные углеводороды (хлороформ, тетрахлорид углерода, гексахлорбутадиен), кислородсодержащие соединения (спирты, кетоны). В этих разбавителях растворимость азотсодержащего олигомера более 200 г/л. Предельные углеводороды (гексан, тридекан, керосин и др.) тоже могут быть разбавителями олигомера, хотя без добавления спиртов растворяют олигомер несколько хуже. Экстракционные свойства олигомера при смене разбавителя меняются слабо.In addition to the tridecane-octanol mixture, the oligomer diluent can be aromatic diluents (toluene, xylene, trialkylbenzene), chlorinated hydrocarbons (chloroform, carbon tetrachloride, hexachlorobutadiene), oxygen-containing compounds (alcohols, ketones). In these diluents, the solubility of the nitrogen-containing oligomer is more than 200 g / l. Limit hydrocarbons (hexane, tridecane, kerosene, etc.) can also be oligomer diluents, although the oligomer dissolves somewhat worse without the addition of alcohols. The extraction properties of the oligomer when changing the diluent change little.

Содержание азота в разных партиях ЯРБ было различным и составляло от 1 до 2,2 мас.%, преимущественно около 1,3 мас.%.The nitrogen content in different batches of NRS was different and ranged from 1 to 2.2 wt.%, Mainly about 1.3 wt.%.

Концентрация борной кислоты в водной фазе варьировалась от 0,1 моль/л до 0,8 моль/л, концентрация олигомера в органической фазе - от 0,2 моль/л до 0,5 моль/л.The concentration of boric acid in the aqueous phase ranged from 0.1 mol / L to 0.8 mol / L, the concentration of oligomer in the organic phase ranged from 0.2 mol / L to 0.5 mol / L.

Соотношение объемов фаз органической и водной на стадии экстракции О:В составляло от 5:1 до 1:1. Температура экстракции - в интервале от 20°С до 70°С.The ratio of the volumes of the organic and aqueous phases at the O: B extraction stage was from 5: 1 to 1: 1. The extraction temperature is in the range from 20 ° C to 70 ° C.

Реэкстракцию борной кислоты осуществляли водой при использовании большого количества воды (соотношение О:В составляло примерно 1:10), реэкстракт упаривали до заданного объема.Re-extraction of boric acid was carried out with water using a large amount of water (O: B ratio was approximately 1:10), the re-extract was evaporated to a predetermined volume.

Примеры.Examples.

Экстракцию борной кислоты проводили раствором 0,5 моль/л ЯРБ в смеси октанол - тридекан, 1:1 по объему. Изменение концентрации бора-10 в рафинатах после нескольких последовательных контактов водных растворов борной кислоты с порциями раствора ЯРБ приведено в таблице 1.Boric acid was extracted with a solution of 0.5 mol / L NRS in a mixture of octanol - tridecane, 1: 1 by volume. The change in the concentration of boron-10 in the raffinates after several consecutive contacts of aqueous solutions of boric acid with portions of the NRS solution is shown in Table 1.

Таблица 1.Table 1. Номер примераExample Number Число контактов, О:ВNumber of contacts, O: B Концентрации бора исходная, промежуточные, конечная, моль/лBoron concentration initial, intermediate, final, mol / l Концентрации бора-10 исходная, конечная, % ат.The concentration of boron-10 initial, final,% at. Обеднение водной фазы по бору-10, %Depletion of the aqueous phase in boron-10,% 1one 3 контакта
по 30 мин
O:В=1:1
3 pins
30 min each
O: B = 1: 1
0,8189
0,6395, 0,4715
0,3182
0.8189
0.6395, 0.4715
0.3182
19,87
19,74
19.87
19.74
0,660.66
22 4 контакта
по 30 мин
O:В=1:1
4 pins
30 min each
O: B = 1: 1
0,7495
0,5593, 0,4268, 0,295
0,1982
0.7495
0.5593, 0.4268, 0.295
0.1982
19,80
19,60
19.80
19.60
1,01,0
33 2 контакта
по 60 мин
O:В=2:1
2 pins
60 min each
O: B = 2: 1
0,8189
0,464
0,1477
0.8189
0.464
0.1477
19,87
19,60
19.87
19.60
1,41.4

В первом примере осуществили три экстракционных контакта при соотношении объемов органической и водной фаз 1:1 с продолжительностью каждого контакта 30 мин. Исходная концентрация борной кислоты в водной фазе 0,8189 моль/л, после экстракционных контактов соответственно 0,6395, 0,4715, 0,3182 моль/л. Содержание бора-10 в водной фазе изменилось на 0,66% (с 19,87 ат.% до 19,74 ат.%).In the first example, three extraction contacts were made with a volume ratio of organic and aqueous phases of 1: 1 with a duration of each contact of 30 minutes. The initial concentration of boric acid in the aqueous phase is 0.8189 mol / L, after extraction contacts 0.6395, 0.4715, and 0.3182 mol / L, respectively. The content of boron-10 in the aqueous phase changed by 0.66% (from 19.87 at.% To 19.74 at.%).

Во втором примере осуществили четыре экстракционных контакта при соотношении объемов органической и водной фаз 1:1 с продолжительностью каждого контакта 30 мин. Исходная концентрация борной кислоты в водной фазе 0,7495 моль/л, после экстракционных контактов соответственно 0,5593, 0,4268, 0,295 и 0,1982. Содержание бора-10 в водной фазе изменилось на 1,00% (с 19,80 ат.% до 19,60 ат.%).In the second example, four extraction contacts were made with a volume ratio of the organic and aqueous phases of 1: 1 with a duration of each contact of 30 minutes. The initial concentration of boric acid in the aqueous phase is 0.7495 mol / L, after extraction contacts 0.5593, 0.4268, 0.295 and 0.1982, respectively. The content of boron-10 in the aqueous phase changed by 1.00% (from 19.80 at.% To 19.60 at.%).

В третьем примере осуществили два экстракционных контакта при соотношении объемов органической и водной фаз 2:1 с продолжительностью каждого контакта 60 мин. Исходная концентрация борной кислоты в водной фазе 0,8189 моль/л, после экстракционных контактов соответственно 0,464 и 0,1477 моль/л. Содержание бора-10 в водной фазе изменилось на 1,40% (с 19,87 ат.% до 19,60 ат.%).In the third example, two extraction contacts were made with a volume ratio of organic and aqueous phases of 2: 1 with a duration of each contact of 60 minutes. The initial concentration of boric acid in the aqueous phase is 0.8189 mol / L, after extraction contacts 0.464 and 0.1477 mol / L, respectively. The content of boron-10 in the aqueous phase changed by 1.40% (from 19.87 at.% To 19.60 at.%).

Как видно из таблицы 1, в экстракционных системах с ЯРБ наблюдается ярко выраженный изотопный эффект, который достигает максимальной величины в последнем примере.As can be seen from table 1, in extraction systems with NRS, a pronounced isotope effect is observed, which reaches its maximum value in the last example.

Исходя из полученных данных была произведена оценка числа ступеней, требуемых для получения бора-10 обогащения 90% и 95%.Based on the data obtained, the number of steps required to obtain boron-10 enrichment of 90% and 95% was estimated.

При оценке средней степени разделения, приходящейся на одну экстракционную ступень, вычисляли корень n-й степени из экспериментально полученных значений степени разделения при n экстракционных ступенях. Если в природной смеси отношение концентраций Rисх=бор-11/бор-10=4,05, то в продуктах 90% и 95% обогащения по бору-10 соотношение концентраций изотопов соответственно равно R90=9 и R95=19, значит требуется произвести обогащение природной изотопной смеси соответственно в 9/4,05=2,22 и в 19/4,05=4,69 раза. Чтобы оценить число требуемых ступеней разделения находили отношение логарифмов требуемого обогащения и изменения Ri, приходящегося на одну ступень:When assessing the average degree of separation per extraction step, the root of the nth degree was calculated from experimentally obtained values of the degree of separation at n extraction steps. If in the natural mixture the ratio of concentrations R ref = boron-11 / boron-10 = 4.05, then in products of 90% and 95% enrichment along boron-10 the ratio of isotope concentrations is respectively R 90 = 9 and R 95 = 19, which means it is required to enrich the natural isotope mixture 9 / 4.05 = 2.22 and 19 / 4.05 = 4.69 times, respectively. In order to estimate the number of required separation steps, we found the ratio of the logarithms of the required enrichment and the change in R i per one step:

N90=lg(9/4,05)/lg(Ri) для получения 90% бора-10,N 90 = log (9 / 4.05) / log (R i ) to obtain 90% boron-10,

N95=lg(19/4,05)/lg(Ri) для получения 95% бора-10,N 95 = log (19 / 4.05) / log (R i ) to obtain 95% boron-10,

где N90 и N95 - соответствующие требуемые количества элементарных ступеней для получения требуемого продукта.where N 90 and N 95 - the corresponding required number of elementary steps to obtain the desired product.

Изменение отношения концентраций R=бор-11/бор-10 при экстракции и требуемое число ступеней в экстракционном каскаде приведено в таблице 2.The change in the concentration ratio R = boron-11 / boron-10 during extraction and the required number of steps in the extraction cascade are shown in table 2.

Таблица 2.Table 2. Экспериментальное определениеExperimental definition МоделированиеModeling Номера примеровSample Numbers Величины R0, R (исходное, конечное)Values R0, R (initial, final) Общее изменение R/R0Total change R / R0 Изменение R на одну ступень,

Figure 00000001
Change R one step,
Figure 00000001
Требуемое число ступеней для получения 90% бора-10The required number of steps to obtain 90% boron-10 Требуемое число ступеней для получения 95% бора-10The required number of steps to obtain 95% boron-10 1one 22 33 4four 55 66 1one 4,033
4,066
4,033
4,066
1,00821,0082 1,002741.00274 292292 565565
22 4,0505
4,102
4,0505
4,102
1,01271,0127 1,003161,00316 253253 490490
33 4,033
4,102
4,033
4,102
1,01721,0172 1,008561,00856 9494 181181

Как видно из таблицы 2, в первом примере, в котором изменение концентрации бора-10 в водной фазе составило 0,66% (см. пример 1 в таблице 1), для получения из природной смеси изотопов продукта с концентрацией бора-10 90 ат.% потребуется проведение 292 экстракционных контактов, а для получения продукта с концентрацией бора-10 95 ат.% потребуется 565 ступеней.As can be seen from table 2, in the first example, in which the change in the concentration of boron-10 in the aqueous phase was 0.66% (see example 1 in table 1), to obtain from a natural mixture of isotopes of a product with a concentration of boron-10 of 90 at. %, 292 extraction contacts will be required, and 565 steps will be required to obtain a product with a boron concentration of 10 95 at.%.

Во втором примере, в котором изменение концентрации бора-10 в водной фазе составило 1,00% (см. пример 2 в таблице 1), для получения из природной смеси изотопов продукта с концентрацией бора-10 90 ат.% потребуется проведение 253 экстракционных контактов, а для получения продукта с концентрацией бора-10 95 ат.% потребуется 490 ступеней.In the second example, in which the change in the concentration of boron-10 in the aqueous phase was 1.00% (see example 2 in table 1), 253 extraction contacts would be required to obtain from a natural mixture of isotopes of a product with a concentration of boron-10 90 at.% and to obtain a product with a boron concentration of 10 95 at.% 490 steps are required.

В третьем примере, в котором изменение концентрации бора-10 в водной фазе составило 1,40% (см. пример 3 в таблице 1), для получения из природной смеси изотопов продукта с концентрацией бора-10 90 ат.% потребуется проведение 94 экстракционных контактов, а для получения продукта с концентрацией бора-10 95 ат.% потребуется 181 ступень.In the third example, in which the change in the concentration of boron-10 in the aqueous phase was 1.40% (see example 3 in table 1), 94 extraction contacts would be required to obtain a product with a natural mixture of isotopes of boron-10 90 at.% and to obtain a product with a boron concentration of 10 95 at.%, 181 steps will be required.

Таким образом, при использовании заявляемого способа на каскаде с требуемым числом ступеней разделения может быть достигнуто более чем 90% обогащение при получении бора-10.Thus, when using the proposed method in a cascade with the required number of stages of separation can be achieved more than 90% enrichment upon receipt of boron-10.

Claims (3)

1. Способ разделения изотопов бора химическим обменом в двухфазной системе с обращением потоков, отличающийся тем, что в качестве обменивающейся системы используют водную фазу в виде раствора борной кислоты и органическую фазу в виде комплекса бора с азотсодержащим фенолформальдегидным резольным олигомером, имеющим среднюю молекулярную массу 450-500 атомных единиц, в разбавителе, а обращение потоков осуществляют реэкстракцией борной кислоты водой с последующим упариванием реэкстракта.1. The method of separation of boron isotopes by chemical exchange in a two-phase reverse-flow system, characterized in that the aqueous phase in the form of a solution of boric acid and the organic phase in the form of a complex of boron with a nitrogen-containing phenol-formaldehyde resol oligomer having an average molecular weight of 450- 500 atomic units, in a diluent, and the circulation of the streams is carried out by re-extraction of boric acid with water, followed by evaporation of the re-extract. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют олигомер, полученный поликонденсацией п-третбутилфенола с формальдегидом в присутствии аммиака.2. The method according to claim 1, characterized in that the oligomer obtained by polycondensation of p-tert-butylphenol with formaldehyde in the presence of ammonia is used. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве разбавителя используют смесь октанола и тридекана в соотношении 1:1 по объему.3. The method according to claim 1, characterized in that as a diluent use a mixture of octanol and tridecane in a ratio of 1: 1 by volume.
RU2006105185/15A 2006-02-20 2006-02-20 Boron isotopes separation method RU2311949C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006105185/15A RU2311949C1 (en) 2006-02-20 2006-02-20 Boron isotopes separation method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006105185/15A RU2311949C1 (en) 2006-02-20 2006-02-20 Boron isotopes separation method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006105185A RU2006105185A (en) 2007-09-20
RU2311949C1 true RU2311949C1 (en) 2007-12-10

Family

ID=38903761

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006105185/15A RU2311949C1 (en) 2006-02-20 2006-02-20 Boron isotopes separation method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2311949C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107376646A (en) * 2017-08-21 2017-11-24 天津大学 Method using metal-organic framework materials as Simulation moving bed stationary phase Separation of boron isotopes
CN107413195A (en) * 2017-08-21 2017-12-01 天津大学 In the method that MOF 74 (Zn) is Simulation moving bed stationary phase Separation of boron isotopes
RU2697447C1 (en) * 2018-12-28 2019-08-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) Boron isotope separation method
RU2815423C1 (en) * 2023-09-12 2024-03-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) Method of concentrating stable isotope of boron 10b

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117244402B (en) * 2023-11-17 2024-02-09 西安稀有金属材料研究院有限公司 Method for extracting and separating boron isotopes

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Итоги науки и техники. Серия «Радиохимия. Ядерная технология», т.2. Разделение и использование стабильных изотопов бора. - М.: ВИНИТИ, 1990, с.45-47. Итоги науки и техники. Серия «Радиохимия. Ядерная технология», т.2. Разделение и использование стабильных изотопов бора. - М.: ВИНИТИ, 1990, с.22-45. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107376646A (en) * 2017-08-21 2017-11-24 天津大学 Method using metal-organic framework materials as Simulation moving bed stationary phase Separation of boron isotopes
CN107413195A (en) * 2017-08-21 2017-12-01 天津大学 In the method that MOF 74 (Zn) is Simulation moving bed stationary phase Separation of boron isotopes
RU2697447C1 (en) * 2018-12-28 2019-08-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) Boron isotope separation method
RU2815423C1 (en) * 2023-09-12 2024-03-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) Method of concentrating stable isotope of boron 10b

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006105185A (en) 2007-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2311949C1 (en) Boron isotopes separation method
CN103801194B (en) A kind of extractant and its application for being used to separate lithium isotope
US7585415B2 (en) Fluid storage and purification method and system
Milevskii et al. Separation of Li (I), Co (II), Ni (II), Mn (II), and Fe (III) from hydrochloric acid solution using a menthol-based hydrophobic deep eutectic solvent
CN101541673B (en) Process for purifying perfluorinated products
US8075777B2 (en) Process for the separation of diastereomers
Palko et al. Lithium isotope separation factors of some two‐phase equilibrium systems
RU2598094C1 (en) Oxygen isotope enrichment method
Chen et al. Selective extraction of nitric and acetic acids from etching waste acid using N235 and MIBK mixtures
Yang et al. One step effective separation of platinum and palladium in an acidic chloride solution by using undiluted ionic liquids
Kubota et al. Extraction and separation of Pt and Pd by an imidazolium-based ionic liquid combined with phosphonium chloride
Gromov et al. Regeneration of sulfuric acid from electrolyte waste of the copper-smelting plant using solvent extraction
US9399908B2 (en) Systems and method for separating dimethyl ether from oil and water
CN101242888B (en) Oxygen isotope concentration method
Hu et al. Recovery of zinc and iron from hot-dip galvanizing spent pickle liquor using solvent extraction
JP2020500104A (en) How to remove moisture from hydrazine
Cerpa et al. Separation of cobalt and nickel from acidic sulfate solutions using mixtures of di (2‐ethylhexyl) phosphoric acid (DP‐8R) and hydroxyoxime (ACORGA M5640)
EP3178537B1 (en) Co2 recovery device and co2 recovery method
Maslan et al. Acetonitrile–water liquid–vapor equilibrium
Pinto et al. Modeling of oxidative MEA degradation
KR20060021920A (en) The method for separating and collecting several acids from two more mixed waste acids among acetic acid, nitric acid and hydrofluoric acid
EA030751B1 (en) Apparatus and method for recovering dimethyl ether from gas and liquid mixtures
Ismail et al. Comparison of optimal solvent extraction stages between P204 and [A336][P204] for the separation of europium and gadolinium
Lohithakshan et al. Solvent extraction studies of plutonium (IV) by crown ether dicyclohexyl-18-crown-6 (DC18C6) in 1-butyl-3-methyl imidazolium hexafluorophosphate (C4mimPF6) and 1-hexyl-3-methyl imidazolium hexafluorophosphate (C6mimPF6) room temperature ionic liquids (RTIL)
EP2244997B1 (en) Process of separation of glyoxylic acid from an aqueous reaction medium containing glyoxylic acid and hydrochloric acid

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110221