一种基于固相萃淋树脂的钡锶高效分离方法

本发明属于金属分离，具体涉及一种基于固相萃淋树脂的钡锶高效分离方法。

背景技术：

1、铀-235在反应堆中裂变会产生质量数分别为89~97的九种锶（sr）的裂片同位素；在这些sr的同位素中，大部分的半衰期都低于10h，只有90sr的半衰期最长（28.8a）；因此，从冷却时间较长的高放废液中能够得到90sr。

2、90sr不仅能用于制备β辐照源、核电池、静电消除器、透射仪表、反散射仪表等，还能制成的用于治疗浅表性疾病（如疤痕、皮肤癌、眼科恶性肿瘤等）的医用敷贴器。90sr衰变后可获得其子体90y，由于90y的半衰期较短（64.1h）且能量高（eavg=934kev），在人体组织中的最大射程为11 mm，因此90y可标记在单抗、多肽及大分子上，用于肿瘤的治疗。例如，90y-替伊莫单抗治疗非霍奇金淋巴瘤，90y树脂微球治疗肝癌。

3、在高放废液中，由于90sr与其他金属离子（稀土、锝、铯、超钚等）的化学性质不同，容易实现相互分离。但是，sr与ba在化学结构上相似，且在元素周期表中同属第二主族，表现出相同的氧化态（+2价）、相似的化学性质以及十分相近的离子半径，大幅增加了sr2+和ba2+的分离难度。并且在高放废液中ba2+的浓度高于sr2+，这势必会对sr2+的分离及纯化造成严重影响。

4、目前，用于sr2+和ba2+分离的固相吸附剂较少，商用sr树脂是一种分离sr2+的冠醚树脂，在0.01~3.0mol/l的hno3溶液中，sr树脂对sr2+的选择性略高于ba2+，但是无法实现二者的高效分离。吴艳等人于2023年在《toxics》发表了关于硅基冠醚树脂分离90sr的动态柱分离行为及络合机理研究，其公开了硅基冠醚树脂能用于从模拟高放废液中分离提取sr2+，除了ba2+之外，该树脂能够有效实现sr2+与其他杂质离子的相互分离。尽管采用na-dtpa洗脱剂淋洗吸附在树脂上的sr2+和ba2+，亦无法实现二者的完全分离，sr2+洗脱液仍然含有杂质ba2+。因此sr2+与ba2+间的分离问题尚未得到有效解决，亟需开发一种对sr2+和ba2+有更高分离能力的新型萃淋树脂固相吸附剂。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于固相萃淋树脂的钡锶高效分离方法，该方法是先在固相载体材料上负载酰胺荚醚萃取剂，然后采用分离层析法高效分离sr2+和ba2+。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种基于固相萃淋树脂的钡锶高效分离方法，包括如下步骤：

4、步骤1：固相载体材料的处理；

5、将固相载体材料在室温下以转速为10~100rpm旋转振荡1~2h，并通过减压除去固相载体材料孔隙中的空气；

6、其中，所述固相载体材料为硅基材料或聚丙烯酸酯树脂；

7、步骤2：固相萃淋树脂的制备；

8、首先将酰胺荚醚萃取剂溶解于有机溶剂得到浓度为38~60mmol/l的萃取剂溶液，将稀释剂溶解于有机溶剂得到浓度为52~220mmol/l的稀释剂溶液；

9、然后按照酰胺荚醚萃取剂和稀释剂质量比为1~2:1将萃取剂溶液和稀释剂溶液混合后在负压条件下被吸入固相载体材料的孔隙中；其中，所述固相载体材料与酰胺荚醚萃取剂的质量比为2~10:1；

10、最后在室温下以转速为10~100rpm旋转振荡4~8h，去除有机溶剂；

11、步骤3：萃淋树脂柱的制备；

12、将步骤2制备的固相萃淋树脂装填于层析柱中得到萃淋树脂柱，并用硝酸溶液预处理萃淋树脂柱；

13、步骤4：钡锶的高效分离；

14、将含有sr2+和ba2+料液以流速为0.1~1.0ml/min流入经预处理后的萃淋树脂柱中，sr2+和ba2+被固相萃淋树脂吸附；再用硝酸溶液洗脱吸附在固相萃淋树脂的ba2+，最后用洗脱剂淋洗吸附在固相萃淋树脂上的sr2+；

15、其中，所述洗脱剂为α-羟基异丁酸或甲酸。

16、进一步地，步骤1中所述硅基材料为sio2或sio2-p。

17、进一步地，步骤1中所述聚丙烯酸酯树脂为amberchrom cg-71m树脂或amberlitexad-7树脂。

18、进一步地，步骤2中所述有机溶剂为甲醇、氯仿或二氯甲烷。

19、进一步地，步骤2中所述酰胺荚醚萃取剂为式li~lvii化合物中任一一种，

20、。

21、进一步地，步骤2中的所述稀释剂为正辛醇、硝基苯、间硝基三氟甲苯、甲苯、二甲苯、或1,1,2,2-四氯乙烷。

22、进一步地，步骤3中所述硝酸溶液的浓度为0.1~6.0mol/l。

23、本发明具有以下有益效果：

24、（1）与商业sr树脂比较，所述固相萃淋树脂具有合成成本低、合成难度小、纯化容易等优点，制备成本低于sr树脂；且制备方法简单、成熟，易于工业化生产与实现。

25、（2）所述固相萃淋树脂应用酸度范围较广、普适性高，非常适合低酸及高酸度条件下sr2+/ba2+的分离；因此不需要对料液进行酸度调节处理，仅需用硝酸溶液预处理萃淋树脂柱，即可快速将sr2+/ba2+吸附在固相萃淋树脂上，使用方便。

26、（3）由于所述固相萃淋树脂对sr2+的亲和性远高于ba2+，使用hno3溶液即可将吸附在树脂上的ba2+洗脱下来，同时将sr2+保留在树脂上，从而能够实现sr2+/ba2+的高效分离。

27、（4）采用常见的洗脱剂便能将sr2+从树脂上淋洗下来，能够实现sr2+的完全回收；而且固相萃淋树脂还能再生循环使用，经验证至少能循环10次，具有较高的经济性。

28、（5）所述固相萃淋树脂主要含c、h、o、n四种元素，产生的固体废物容易处理，绿色环保。

技术特征：

1.一种基于固相萃淋树脂的钡锶高效分离方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于固相萃淋树脂的钡锶高效分离方法，其特征在于，步骤1中所述硅基材料为sio2或sio2-p。

3.根据权利要求1所述的一种基于固相萃淋树脂的钡锶高效分离方法，其特征在于，步骤1中所述聚丙烯酸酯树脂为amberchrom cg-71m树脂或amberlite xad-7树脂。

4.根据权利要求1所述的一种基于固相萃淋树脂的钡锶高效分离方法，其特征在于，步骤2中所述有机溶剂为甲醇、氯仿或二氯甲烷。

5.根据权利要求1所述的一种基于固相萃淋树脂的钡锶高效分离方法，其特征在于，步骤2中所述酰胺荚醚萃取剂为式li~lvii化合物中任一一种，

6.根据权利要求1所述的一种基于固相萃淋树脂的钡锶高效分离方法，其特征在于，步骤2中的所述稀释剂为正辛醇、硝基苯、间硝基三氟甲苯、甲苯、二甲苯、或1,1,2,2-四氯乙烷。

7.根据权利要求1所述的一种基于固相萃淋树脂的钡锶高效分离方法，其特征在于，步骤3中所述硝酸溶液的浓度为0.1~6.0mol/l。

技术总结
本发明属于金属分离技术领域，具体涉及一种基于固相萃淋树脂的钡锶高效分离方法；所述固相萃淋树脂在固相载体材料上负载酰胺荚醚萃取剂L<subgt;I</subgt;~L<subgt;VII</subgt;，并采用分离层析法实现料液的Sr<supgt;2+</supgt;和Ba<supgt;2+</supgt;分离，不仅可以高效分离Sr<supgt;2+</supgt;和Ba<supgt;2+</supgt;，而且还能有效回收Sr<supgt;2+</supgt;；此外固相萃淋树脂还能再生循环使用，经验证至少能循环10次，具有较高的经济性。

技术研发人员：丁颂东,李龙,王壮,喻巧,黄楦皓,刘兴悦
受保护的技术使用者：四川大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23