自然界中,硼有两种稳定存在的同位素硼-10和硼-11,二者丰度分别为19.3%、80.7%[1]。由于硼-10的热中子俘获截面积远大于硼-11和天然硼,可广泛应用在核工业和医学等领域,因而需要通过同位素分离操作得到高丰度的硼-10。离子交换色谱法分离硼同位素具有效率高、能耗小、价格低等优点,同时以硼酸溶液为进料溶液,操作安全性比较高。因此,选择离子交换色谱法做为分离硼同位素的方法有很好的应用前景。本文对离子交换色谱法分离硼同位素过程进行了研究:(1)先通过实验确定了硼酸溶液以及硼酸盐酸混合溶液的滴定方法;然后通过静态动力学实验验证了硼特效树脂IRA 743对硼酸的吸附传质能力;接着通过探索不同温度条件下IRA 743树脂对硼同位素的分离能力而确定了最佳的操作温度为20℃;最后分别通过静态吸附、单柱实验等基础实验分别测定了吸附等温线、空隙率、传质系数、穿透-洗脱曲线,为下一步用离子交换法分离硼同位素提供一些基础数据。(2)利用Aspen色谱模块进行模拟,通过正交试验得到相关操作参数对分离过程的影响规律:进料流率越大,硼-10丰度85%以上的硼酸的年产量越大,但原料利用率将随之降低,分离过程能耗也将升高;进料浓度越大,硼酸的年产量越大,同时能耗也有所降低,但原料利用率在进料浓度为6.2 g/L时有最大值,之后逐渐降低;色谱柱直径越大,原料利用率越高、分离能耗越低,而硼酸的年产量在柱直径为12 mm时取最大值;色谱柱长度越大,原料利用率越高、分离能耗越低,而硼酸的年产量在柱长度为200 m时取最大值。