一种从含的制作方法

一种从含
176
yb
3
淋洗液中回收富集
176
yb2o3的方法
技术领域
1.本发明涉及一种从含
176
yb
3
淋洗液中回收富集
176
yb2o3的方法。


背景技术：

2.177
lu(t
1/2
＝6.64d)，是一种被用于治疗前列腺癌、内分泌肿瘤等疾病的重要医用同位素，优异的治疗效果使得其近年来得到国内外核医学界的广泛关注，已成为治疗类医用同位素中最闪亮的“明星”。
3.177
lu分为比活度低的有载体
177
lu和比活度高的无载体
177
lu，无载体
177
lu比活度一般为80～110ci/mg，并且几乎不含半衰期较长的
177m
lu杂质，是目前临床应用中更受青睐的类型。无载体
177
lu制备的方法为利用反应堆辐照富集
176
yb2o3靶，产生核反应
176
yb(n,γ)
177
yb，
177
yb(t
1/2
＝1.9h)进一步通过衰变生成目标产物
177
lu。因为yb、lu为相邻的稀土元素，具有极其相似的化学性质，为获得满足使用要求的
177
lu产品，必须从大量
176
yb中分离出微量的
177
lu。目前，基于磷酸酯类萃淋树脂分离，规模化制备无载体
177
lu的方法在分离过程中会产生大量高酸度含
176
yb
3
淋洗酸液，一般为1.5-2mol/l hno3，淋洗液体积为数升甚至几十升(与生产规模及反应堆辐照能力有关)。富集
176
yb价格十分昂贵，常用富集度》99％的
176
yb市场价格达15～20万元/克。以中通量研究堆辐照能力计算，年产5000ci 177
lu约需要辐照富集200克
176
yb，价值3000～4000万元。然而该条件下单次辐照损耗的
176
yb质量仅占
176
yb2o3靶料质量的约0.05％，具备多次重复使用的理论可能，每年重复利用一次即可降低数千万元的生产成本。
4.目前，国外
177
lu制造商对生产过程中回收富集
176
yb2o3靶料的技术方法公开报道极少。因此，从含
176
yb
3
淋洗液中回收富集
176
yb2o3成为降低生产成本的关键。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供一种从含
176
yb
3
淋洗液中回收富集
176
yb2o3的方法，以回收淋洗液中的
176
yb，降低生产成本。
6.本发明实施例提供一种从含
176
yb
3
淋洗液中回收富集
176
yb2o3的方法，包括：
7.将含
176
yb
3
淋洗液衰变放置以降低含
176
yb淋洗液的放射性活度，得到第一含
176
yb
3
淋洗液；
8.采用第一含
176
yb
3
淋洗液在固相萃取柱上柱并淋洗,以降低第一含
176
yb
3
淋洗液的酸度和体积，得到第二含
176
yb
3
淋洗液；
9.将第二含
176
yb
3
淋洗液与沉淀剂混匀反应，静置得到沉淀溶液；
10.对沉淀溶液过滤、洗涤、烘干、灼烧后得到富集
176
yb2o3靶料。
11.进一步的，所述含
176
yb
3
淋洗液衰变放置的时间为2个月以上至放射性剂量率至达本底水平。
12.进一步的，采用第一含
176
yb
3
淋洗液在固相萃取柱上柱并淋洗以降低第一含
176
yb
3
淋洗液的酸度和体积，得到第二含
176
yb
3
淋洗液，包括：
13.将含
176
yb
3
淋洗液在todga树脂柱上柱；
14.上柱完成后，先用0.05-0.15mol/l hno3溶液进行淋洗，再用0.05-0.15mol/l hcl溶液解吸
176
yb，得到第二含
176
yb
3
淋洗液。
15.进一步的，上柱完成后，先用0.05-0.15mol/l hno3溶液进行淋洗，再用0.05-0.15mol/l hcl溶液解吸
176
yb，得到第二含
176
yb
3
淋洗液，包括：
16.上柱完成后，先用1-3倍柱体积的0.1mol/l hno3溶液进行淋洗，再用8-12倍柱体积的0.1mol/l hcl溶液解吸
176
yb，得到第二含
176
yb
3
淋洗液。
17.进一步的，上柱完成后，先用1-3倍柱体积的0.1mol/l hno3溶液进行淋洗，再用8-12倍柱体积的0.1mol/l hcl溶液解吸
176
yb，得到第二含
176
yb
3
淋洗液，包括：
18.上柱完成后，先用1倍柱体积的0.1mol/l hno3溶液进行淋洗，再用10倍柱体积的0.1mol/l hcl溶液解吸
176
yb，得到第二含
176
yb
3
淋洗液。
19.进一步的，所述沉淀剂为草酸溶液或碳酸铵溶液；当所述沉淀剂为草酸溶液时，草酸溶液的温度与第二含
176
yb
3
淋洗液的温度均为70-80℃，草酸与第二含
176
yb
3
淋洗液中的
176
yb的摩尔比为1.5-2.5:1。
20.进一步的，草酸溶液的浓度为1mol/l，静置时间为2h。
21.进一步的，对沉淀溶液过滤、洗涤、烘干、灼烧后得到富集
176
yb2o3靶料，包括：
22.对沉淀溶液过滤得到沉淀物；
23.对沉淀物用去离子水或相同浓度的草酸溶液洗涤沉淀至少3次，得到洗涤后沉淀物；
24.将洗涤后沉淀物在100-120℃烘1.5-2.5h，得到烘干沉淀物；
25.将烘干沉淀物在750-850℃灼烧1.5-3h,得到富集
176
yb2o3靶料。
26.进一步的，将洗涤后沉淀物在100-120℃烘1.5-2.5h，得到烘干沉淀物；包括：
27.将洗涤后沉淀物在110℃烘2h，得到烘干沉淀物。
28.进一步的，将烘干沉淀物在750-850℃灼烧1.5-3h,得到富集
176
yb2o3靶料；包括：
29.将烘干沉淀物在800℃灼烧2h，得到富集
176
yb2o3靶料。
30.本发明实施例与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
31.本发明实施例的一种从含
176
yb
3
淋洗液中回收富集
176
yb2o3的方法，通过含
176
yb
3
淋洗液衰变放置、固相萃取柱上柱并淋洗、沉淀反应以及后续处理，最终得到了富集
176
yb2o3靶料，实现了含
176
yb
3
淋洗液中
176
yb的回收，降低了无载体
177
lu的生产成本。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
33.图1为从含
176
yb
3
淋洗液中回收富集
176
yb2o3的方法的流程示意图。
34.图2为实施例1的富集
176
yb回收工艺流程示意图。
35.图3为实施例1回收后产物的xrd谱图。
具体实施方式
36.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
37.在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实施例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
38.在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
39.在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
40.实施例
41.为回收淋洗液中的
176
yb，降低生产成本，本发明实施例提供一种从含
176
yb
3
淋洗液中回收富集
176
yb2o3的方法，参考图1所示，包括：
42.s1.将含
176
yb淋洗液衰变放置以降低含
176
yb淋洗液的放射性活度，得到第一含
176
yb淋洗液。
43.通过一定时间的放置衰变降低淋洗液的放射性活度，以减少对操作人员的照射剂量；通过衰变，使溶液中含有的少量
177
lu转变为化学性质差异较大的
177
hf，有利于分离纯化得到纯度更高的富集
176
yb2o3靶料。
44.s2.采用第一含
176
yb
3
淋洗液在固相萃取柱上柱并淋洗,以降低第一含
176
yb
3
淋洗液的酸度和体积，得到第二含
176
yb
3
淋洗液。
45.发明人发现，第一含
176
yb
3
淋洗液直接作为待分离溶液存在以下2个问题：1)溶液酸度较高，若直接进行沉淀，yb损失量远高于低酸度条件；2)废液中大量的酸难以回收，极大地增加了废液处理的难度。
46.针对第一个问题，一般可采用碱液中和调节酸度(如氨水)，或者通过加热将溶液蒸干后再溶解。大量氨水的添加增加了化学试剂的投入，同时增加了需处理溶液的体积，硝酸无法回收利用；将大量的酸液蒸干不仅能耗高而且耗时长。本发明方法通过使用固相萃取柱，如todga树脂柱，利用其在高酸度条件下对稀土离子亲和性强，而在低酸度hcl溶液中对稀土离子保留能力弱的特点，在上柱完成后
176
yb
3
保留于柱上，通过少量0.1mol/l hcl解吸生成待回收溶液，显著降低了待回收溶液的体积和酸度，而且上柱后流出的大量酸液可回收循环利用。
47.s3.将第二含
176
yb
3
淋洗液与沉淀剂混匀反应，静置得到沉淀溶液。
48.s4.对沉淀溶液过滤、洗涤、烘干、灼烧后得到富集
176
yb2o3靶料。
49.从而，本发明实施例通过含
176
yb
3
淋洗液衰变放置、固相萃取柱上柱并淋洗、沉淀反应以及后续处理，最终得到了富集
176
yb2o3靶料，实现了含
176
yb淋洗液中
176
yb的回收，降低了生产成本。
50.进一步的，所述
176
yb淋洗液衰变放置的时间为2个月以上。
51.衰变放置的时间为2个月以上至放射性剂量率达本底水平，减少了操作人员所受的辐照剂量，保证了生产过程的人身安全，对设备要求极低。此外，该过程将使溶液中的放射性核素
177
lu衰变为稳定子体
177
hf，而hf可通过todga柱分离去除，可得到化学纯度更高的
176
yb2o3靶料。
52.进一步的，采用第一含
176
yb
3
淋洗液在固相萃取柱上柱并淋洗以降低第一含
176
yb
3
淋洗液的酸度和体积，得到第二含
176
yb
3
淋洗液，包括：
53.将含
176
yb
3
淋洗液在todga树脂柱上柱；
54.上柱完成后，先用0.05-0.15mol/l hno3溶液进行淋洗，再用0.05-0.15mol/l hcl溶液解吸
176
yb，得到第二含
176
yb
3
淋洗液。
55.使用todga树脂柱对淋洗液进行预处理，降低溶液酸度的同时还减少了溶液体积，有利于后续沉淀回收，还避免了不必要的化学试剂使用，如氨水、氢氧化钠等。使用todga树脂柱对淋洗液进行预处理，大量的酸液被收集用于循环生产使用，极大地降低了
177
lu生产的废液处理成本。
56.进一步的，上柱完成后，先用0.05-0.15mol/l hno3溶液进行淋洗，再用0.05-0.15mol/lhcl溶液解吸
176
yb，得到第二含
176
yb
3
淋洗液，包括：
57.上柱完成后，先用0.8-1.5倍柱体积的0.1mol/l hno3溶液进行淋洗，再用8-12倍柱体积的0.1mol/l hcl溶液解吸
176
yb，得到第二含
176
yb
3
淋洗液。
58.进一步的，上柱完成后，先用0.8-1.5倍柱体积的0.1mol/l hno3溶液进行淋洗，再用8-12倍柱体积的0.1mol/l hcl溶液解吸
176
yb，得到第二含
176
yb
3
淋洗液，包括：
59.上柱完成后，先用1倍柱体积的0.1mol/l hno3溶液进行淋洗，再用10倍柱体积的0.1mol/l hcl溶液解吸
176
yb，得到第二含
176
yb
3
淋洗液。
60.进一步的，所述沉淀剂为草酸溶液或碳酸铵溶液；当所述沉淀剂为草酸溶液时，草酸溶液的温度与第二含
176
yb
3
淋洗液的温度均为70-80℃，草酸与第二含
176
yb
3
淋洗液中的
176
yb的摩尔比为1.5-2.5:1。
61.进一步的，草酸溶液的浓度为1mol/l，静置时间为2h。
62.进一步的，对沉淀溶液过滤、洗涤、烘干、灼烧后得到富集
176
yb2o3靶料，包括：
63.对沉淀溶液过滤得到沉淀物；
64.对沉淀物用去离子水或相同浓度的草酸溶液洗涤沉淀至少3次，得到洗涤后沉淀物；
65.将洗涤后沉淀物在100-120℃烘1.5-2.5h，得到烘干沉淀物；
66.将烘干沉淀物在750-850℃灼烧1.5-3h,得到富集
176
yb2o3靶料。
67.进一步的，将洗涤后沉淀物在100-120℃烘1.5-2.5h，得到烘干沉淀物；包括：
68.将洗涤后沉淀物在110℃烘2h，得到烘干沉淀物。
69.进一步的，将烘干沉淀物在750-850℃灼烧1.5-3h,得到富集
176
yb2o3靶料；包括：
70.将烘干沉淀物在800℃灼烧2h,得到富集
176
yb2o3靶料。
71.实施例1
72.由于富集
176
yb价格昂贵，实施成本高，本实例采用天然yb对
176
yb进行模拟。从含yb淋洗液中回收yb2o3的方法，参考图2所示，包括以下步骤：
73.步骤1：称量570mg yb2o3粉末，用10ml 1.5mol/l hno3加热溶解并蒸至近干，随后用5l 1.5mol/l hno3溶液再溶解，即得到体积为5l、含yb 0.5g的1.5mol/l hno3模拟淋洗液。
74.步骤2：称量todga萃淋树脂50g进行湿法装柱，树脂柱体积约为100ml。用300ml 1.5mol/l hno3对树脂柱进行预平衡，淋出液收集储存循环使用。
75.步骤3：将模拟溶液上柱，然后用100ml 0.1mol/l hno3洗涤树脂柱，接着用1000ml 0.1mol/l hcl淋洗，解吸淋出液作为待回收溶液。
76.步骤4：利用电热平台对步骤3得到的待回收溶液和1mol/l草酸溶液加热，加热过程中用温度计对溶液温度进行监测，温度达到75℃后停止加热，用10ml吸管吸取约10ml草酸溶液缓慢滴加至待回收溶液中，同时用玻璃棒快速搅拌，随后在室温下静置4h。
77.步骤5：利用50ml g4砂芯漏斗将上述沉淀溶液抽滤至2l烧瓶中，对抽滤完成后的滤液进行icp-aes元素分析。
78.步骤6：将砂芯漏斗置于烘箱中在110℃条件下烘烤4h，然后将漏斗中的沉淀转移至小瓷杯中，放入马弗炉内在800℃下灼烧2h，得到yb2o3粉末。通过x射线衍射仪分析yb2o3原料和生成产物的x射线衍射谱图。
79.参考图3所示，由xrd谱图可以看出，产物、原料与pdf卡片的峰位完全一致，证明产物为yb2o3。通过icp-aes分析滤液中yb的含量约为14mg，可得到yb回收率为97％。
80.从而，本发明实施例降低了生产无载体
177
lu所需的靶料成本和废液处理成本，具有安全、简单的特点。为无载体
177
lu生产中高价值富集
176
yb2o3靶料的回收提供了一种有效的解决方案，为规模化制备无载体
177
lu打通了关键的技术环节。
81.实施例2
82.本发明实施例提供一种从含
176
yb
3
淋洗液中回收富集176yb的方法，包括：
83.s1.将含
176
yb
3
淋洗液衰变放置2个月以上以降低含
176
yb淋洗液的放射性活度，得到第一含
176
yb淋洗液；
84.s2.采用第一含
176
yb淋洗液在固相萃取柱上柱并淋洗,以降低第一含
176
yb淋洗液的酸度和体积，得到第二含
176
yb淋洗液；包括：
85.s21.将含
176
yb淋洗液在todga树脂柱上柱；
86.s22.上柱完成后，先用0.8倍柱体积的0.1mol/l hno3溶液进行淋洗，再用8倍柱体积的0.1mol/l hcl溶液解吸
176
yb，得到第二含
176
yb淋洗液。
87.s3.将第二含
176
yb淋洗液与碳酸铵溶液混匀反应，静置得到沉淀溶液；
88.s4.对沉淀溶液过滤、洗涤、烘干、灼烧后得到富集
176
yb2o3靶料，包括：
89.s41.对沉淀溶液过滤得到沉淀物；
90.s42.对沉淀物用去离子水或相同浓度的草酸溶液洗涤沉淀至少3次，得到洗涤后沉淀物；
91.s43.将洗涤后沉淀物在100℃烘2.5h，得到烘干沉淀物；
92.s44.将烘干沉淀物在750℃灼烧3h,得到富集
176
yb2o3靶料。
93.实施例3
94.本发明实施例提供一种从含176yb淋洗液中回收富集176yb的方法，包括：
95.s1.将含
176
yb淋洗液衰变放置2个月以上以降低含
176
yb淋洗液的放射性活度，得到第一含
176
yb淋洗液；
96.s2.采用第一含
176
yb淋洗液在固相萃取柱上柱并淋洗,以降低第一含
176
yb淋洗液的酸度和体积，得到第二含
176
yb淋洗液；包括：
97.s21.将含
176
yb淋洗液在todga树脂柱上柱；
98.s22.上柱完成后，先用1倍柱体积的0.1mol/l hno3溶液进行淋洗，再用10倍柱体积的0.1mol/l hcl溶液解吸
176
yb，得到第二含
176
yb淋洗液。
99.s3.将第二含
176
yb淋洗液与草酸溶液混匀反应，静置得到沉淀溶液；草酸溶液的浓度为1mol/l，静置时间为2h，草酸溶液的温度与第二含
176
yb淋洗液的温度均为75℃，草酸与第二含
176
yb淋洗液中的
176
yb的摩尔比为2:1。
100.s4.对沉淀溶液过滤、洗涤、烘干、灼烧后得到富集
176
yb2o3靶料，包括：
101.s41.对沉淀溶液过滤得到沉淀物；
102.s42.对沉淀物用去离子水或相同浓度的草酸溶液洗涤沉淀至少3次，得到洗涤后沉淀物；
103.s43.将洗涤后沉淀物在110℃烘2h，得到烘干沉淀物；
104.s44.将烘干沉淀物在800℃灼烧2h,得到富集
176
yb2o3靶料。
105.上柱完成后，先用1倍柱体积的0.1mol/l hno3溶液进行淋洗，再用10倍柱体积的0.1mol/l hcl溶液解吸
176
yb，得到第二含
176
yb淋洗液。
106.实施例4
107.本发明实施例提供一种从含176yb淋洗液中回收富集176yb的方法，包括：
108.s1.将含
176
yb淋洗液衰变放置2个月以上以降低含
176
yb淋洗液的放射性活度，得到第一含
176
yb淋洗液；
109.s2.采用第一含
176
yb淋洗液在固相萃取柱上柱并淋洗,以降低第一含
176
yb淋洗液的酸度和体积，得到第二含
176
yb淋洗液；包括：
110.s21.将含
176
yb淋洗液在todga树脂柱上柱；
111.s22.上柱完成后，先用1.5倍柱体积的0.1mol/l hno3溶液进行淋洗，再用12倍柱体积的0.1mol/l hcl溶液解吸
176
yb，得到第二含
176
yb淋洗液。
112.s3.将第二含
176
yb淋洗液与草酸溶液混匀反应，静置得到沉淀溶液；草酸溶液的浓度为1mol/l，静置时间为2h；草酸溶液的温度与第二含
176
yb淋洗液的温度均为80℃，草酸与第二含
176
yb淋洗液中的
176
yb的摩尔比为2.5:1。
113.s4.对沉淀溶液过滤、洗涤、烘干、灼烧后得到富集
176
yb2o3靶料，包括：
114.s41.对沉淀溶液过滤得到沉淀物；
115.s42.对沉淀物用去离子水或相同浓度的草酸溶液洗涤沉淀至少3次，得到洗涤后沉淀物；
116.s43.将洗涤后沉淀物在120℃烘2.5h，得到烘干沉淀物；
117.s44.将烘干沉淀物在850℃灼烧3h,得到富集
176
yb2o3靶料。
118.从而，本发明实施例通过衰减放置减少了操作人员所受的辐照剂量(小于原活度的10-3
)，保证了生产过程的人身安全，使用todga树脂柱对淋洗液进行预处理(降低酸度和减小体积)，大量的酸液被收集用于循环生产使用，避免了不必要的化学试剂使用，极大地降低了
177
lu生产的废液处理成本。
119.本发明实施例的方法流程简单、安全、环保、经济，为无载体
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lu生产中高价值富集
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yb2o3靶料的回收提供了一种有效的解决方案，为规模化制备无载体
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lu打通了关键的技术环节。
120.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。