[发明专利]硼-10及硼-11同位素的异径塔分离方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硼-10及硼-11同位素的分离方法，尤其是一种所用设备结构简单、操作容易、达到平衡的速度快、分离效率高、能源耗量少、可同时获得高丰度的硼-10及硼-11两种同位素产品的硼-10及硼-11同位素的异径塔分离方法。

背景技术

由于硼-10同位素产品有独特的中子防护性能，因此在核电、核医药及核军工等领域有广泛的应用；而硼-11同位素在特殊电子仪表领域、催化剂和医药方面也有应用。目前，硼-10同位素主要是对三氟化硼的醚类络合物采用化学交换精馏分离方法制得，如用三段异径塔进行精馏分离，其所得硼-10产品丰度可达到90%，但是硼-11产品却因为丰度低而作为废液排出。

发明内容

本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种所用设备结构简单、操作容易、达到平衡的速度快、分离效率高、能源耗量少、可同时获得高丰度的硼-10及硼-11两种同位素产品的硼-10及硼-11同位素的异径塔分离方法。

本发明的技术解决方案是：一种硼-10及硼-11同位素的异径塔分离方法，是用精馏塔对三氟化硼醚类络合物精馏分离，其特征在于：所述精馏塔的容积由下至上分四段递减，第一段高度为12米、直径为600~800mm，第二段至第四段高度均为10米，四段容积比为10~8 : 8~5 : 5~3 : 2~1；每段之间串接有保温异径静态混合器，每个保温异径静态混合器的直径由下至上渐减且上、下端直径分别与所连接的上、下塔直径相等；精馏塔系统真空度为20~220毫米汞柱；塔顶温度为50~90℃；蒸馏釜温度为60~120℃；回流比为350~150 : 1。

本发明是用四段容积递减的异径精馏塔将三氟化硼醚类络合物中的硼-10及硼-11加以分离，在精馏塔间增设的保温异径静态混合器，使得异径精馏塔除了保持了设备结构简单、操作容易、能源耗量少等特点外，还可避免由于塔径骤变所引起的纵向混流浓度变化，从而保持横向平面浓度均匀，进一步提高了异径塔精馏分离效率及达到平衡的速度，精馏系统只需50~60小时就可达到平衡，所得最终产品硼-10的丰度达到95%以上，同时制得了丰度高达97%的硼-11同位素产品。

具体实施方式

本发明实施例是与现有技术一样用精馏塔对三氟化硼醚类络合物精馏分离，与现有技术所不同的是所述精馏塔的容积由下至上分四段递减，第一段高度为12米、直径为400mm，第二段至第四段高度均为10米，四段容积比为8 : 6 : 3 : 1；每段之间串接有保温异径静态混合器，每个保温异径静态混合器的直径由下至上渐减且上、下端直径分别与所连接的上、下塔直径相等；精馏塔系统真空度为40毫米汞柱；塔顶温度为60℃；蒸馏釜温度为70℃；回流比为200 : 1，50小时达到平衡。从塔顶产出浓缩的硼-10产物，使用现有的技术检测方法，测得其硼-10丰度达到96%；从塔底产出硼-11同位素产品，丰度达到98%。