草酸钚沉淀母液中微量草酸根的分析方法
【專利摘要】本發明屬于乏燃料后處理【技術領域】,公開了一種草酸钚沉淀母液中微量草酸根的分析方法。該方法包括以下步驟:(1)將草酸钚沉淀母液稀釋10~20倍,并加入還原劑以破壞草酸钚沉淀母液中的高錳酸鉀;(2)將步驟(1)中得到測溶液上IC-H柱,去除溶液中的陽離子;(3)將步驟(2)中收集的溶液置入容器中,并在小于60℃的溫度條件下加熱,同時在溶液的上表面用氣體吹掃至全干;(4)用去離子水多次洗滌燒杯,收集洗滌液并定容,用離子色譜測定洗滌液中的草酸根含量。該方法具有基體干擾小、準確度高、所用設備簡單的特點。
【專利說明】草酸钚沉淀母液中微量草酸根的分析方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于乏燃料后處理【技術領域】,具體涉及一種草酸钚沉淀母液中微量草酸根的分析方法。
【背景技術】
[0002]在Purex流程中,钚產品端通常采用草酸作為钚的沉淀劑,生成草酸钚沉淀,沉淀后的母液需返回至萃取流程進一步回收钚,而母液中含有的草酸對钚的回收率以及后處理流程中的鈾、钚分離效率有較大影響,因此要盡可能的將母液中含有的草酸除去。一般是采用高猛酸鉀來破壞母液中的草酸根,使草酸根濃度低于10 μ g/mLo為此,需要建立一種微量草酸根的測量方法,測定草酸根濃度以確定破壞效果。
[0003]目前草酸根的測定方法主要有滴定法、比色法、分光光度法、酶法、色譜法。滴定法通過選擇一定的滴定劑滴定草酸提取液,以電位的突躍或指示劑的變色來指示滴定終點,再通過滴定溶液的消耗量來計算草酸的含量。滴定法作為一種經典方法使用較為廣泛,但是存在靈敏度低,操作繁瑣、耗時的缺點。
[0004]比色法是將草酸通過預沉淀提取出來后用酸溶解,之后將草酸氧化或還原,或直接與一定的顯色劑反應產生有色物質,通過比色來定量。比色法成本低、靈敏度較高,但預沉淀操作難于完全將草酸提取出來,操作繁瑣且重復性較差。
[0005]分光光度法是利用草酸對某些反應的催化作用、或對某些物質的熒光猝滅作用來檢測草酸,靈敏度較高,但方法干擾因素較多。
[0006]酶法檢測草酸是一種新型的方法,該法是利用草酸氧化酶催化草酸與氧氣生成二氧化碳和過氧化氫的特性,通過檢測氧氣的消耗量或二氧化碳、過氧化氫的生成量來定量草酸。酶法檢測草酸簡便快速,靈敏度較高,但草酸氧化酶造價較高,該法的大范圍應用有賴于草酸氧化酶制備方法的改進。
[0007]離子色譜法的分離機理主要是離子交換,基于離子交換樹脂上可離解的離子與流動相中具有相同電荷的溶質離子之間進行可逆交換,依據這些離子對交換劑有不同的親和力而被分離。離子色譜法由于具有靈敏度高、檢測速度快、準確性高、干擾少等特點而被廣泛應用。目前采用離子色譜法對于草酸根的分析已有多篇文獻報道,檢測限能夠達到Hg/mL。但是離子色譜法檢測草酸根時容易受母液中硝酸的干擾,并且分析時間延長,因此需要建立一種基體干擾小、準確度高的對草酸根濃度分析的方法。
【發明內容】
[0008](一)發明目的
[0009]本發明根據現有技術所存在的問題,提出了一種基體干擾小、準確度高、所用設備簡單的分析草酸钚沉淀母液中微量草酸根的方法。
[0010](二)技術方案
[0011]為了解決現有技術所存在的問題,本發明是通過以下技術方案實現的:[0012]草酸钚沉淀母液中微量草酸根的分析方法,該方法包括以下步驟:
[0013](I)將草酸钚沉淀母液稀釋10?20倍,加入能夠破壞草酸钚沉淀母液中的高錳酸鉀的還原劑;
[0014](2)將步驟(I)中得到的溶液上IC-H柱,去除溶液中的陽離子,其中IC-H柱為聚苯乙烯-二乙烯基苯強酸柱;
[0015](3)將步驟(2)中收集的溶液置入容器中,并在小于60°C的溫度條件下加熱,同時在溶液的上表面用氣體吹掃至全干;
[0016](4)用去離子水多次洗滌燒杯,收集洗滌液并定容,用離子色譜測定洗滌液中的草酸根含量。
[0017]優選地,步驟(I)中所述的還原劑為羥基脲、N,N-二甲基羥胺、硝酸羥胺或肼。
[0018]優選地,步驟(3)中所述的小于60°C的溫度條件為45?58°C。
[0019]優選地,步驟(3)中所述的氣體為氮氣或空氣。
[0020]優選地,步驟(3)中所述氣體的流速為2?6L/min。
[0021](三)有益效果
[0022]采用本發明提供的草酸钚沉淀母液中微量草酸根的分析方法,該方法具有以下有益效果:
[0023](I)靈敏度和準確度高。選用離子色譜法對草酸根含量進行測定的靈敏度和準確度相對于滴定法、比色法、分光光度法等方法的靈敏度和準確度高。
[0024](2)有效避免了硝酸對色譜法測量的干擾。由于草酸钚母液體系中含有較高濃度的硝酸,采用離子色譜法分析草酸根含量時,硝酸濃度過高會使分離柱過載,影響草酸根的出峰,并且使分析時間延長。為此,本發明根據硝酸和草酸的物理性質不同,采用氣體吹掃-加熱的方式巧妙地要將硝酸去除,其具體原理為:
[0025]硝酸是一種低沸點酸,沸點為83°C,易揮發。草酸常溫下是固狀結晶或白色粉末,在100°C以上逐漸升華,而在100°C以下會穩定存在。依據兩者物理性質的差異,可以采取低溫蒸發的方式,使溶液中的硝酸揮發,去除硝酸而保留草酸,消除硝酸的干擾。為了縮短溶液蒸發時間,在蒸發的同時對溶液上表面進行氣體吹掃。
【具體實施方式】
[0026]下面結合具體實施例對本發明作進一步闡述。
[0027]實施例1
[0028]草酸钚沉淀母液中微量草酸根的分析方法,該方法是利用色譜法對草酸根含量測定,具體步驟為:
[0029](I)量取一定體積草酸钚沉淀母液的模擬樣品0.5mL,用去離子水稀釋至5mL,并加入2g/L的羥基脲溶液以破壞草酸钚沉淀母液中的高錳酸鉀;
[0030](2)將步驟(I)中得到測溶液上IC-H柱,其中IC-H為聚苯乙烯-二乙烯基苯強酸柱,去除溶液中的Na+、K+、Mn2+等陽離子;
[0031 ] (3 )將步驟(2 )中收集的溶液置入容器中,并在45 V的溫度條件下加熱,同時在溶液的上表面用空氣吹掃至全干,空氣流量為2L/min ;
[0032](4)用去離子水多次洗滌燒杯,收集洗滌液并定容,用離子色譜測定洗滌液中的草酸根含量。
[0033]所用離子色譜儀為美國Dionex公司D10NEX-1CS-5000型,1nPac ASll-HC陰離子交換柱(25OmmX 4mm 1.d.)及 1nPac AG11-HC 保護柱X 4mm 1.d.)。
[0034]為了驗證采用本發明提供的方法分析草酸根含量的準確性,先配置6份草酸根濃度為0.5 μ g/mL的草酸根沉淀母液的標準溶液,取出其中的1份標準溶液,不經過本方法的步驟,直接測量離子色譜峰的峰面積。然后用另外的5份溶液分別經過本方法的步驟測量色譜峰峰面積,得到的結果如下表:
[0035]表1標準溶液六次平行測定回收率
【權利要求】
1.草酸钚沉淀母液中微量草酸根的分析方法,其特征在于,該方法包括以下步驟: (1)將草酸钚沉淀母液稀釋10?20倍,加入能夠破壞草酸钚沉淀母液中的高錳酸鉀的還原劑; (2)將步驟(I)中得到的溶液上IC-H柱,去除溶液中的陽離子,其中IC-H柱為聚苯乙烯-二乙烯基苯強酸柱; (3)將步驟(2)中收集的溶液置入容器中,并在小于60°C的溫度條件下加熱,同時在溶液的上表面用氣體吹掃至全干; (4)用去離子水多次洗滌燒杯,收集洗滌液并定容,用離子色譜測定洗滌液中的草酸根含量。
2.根據權利要求1所述的草酸钚沉淀母液中微量草酸根的分析方法,其特征在于,步驟(I)中所述的還原劑為羥基脲、N,N-二甲基羥胺、硝酸羥胺或肼。
3.根據權利要求1所述的草酸钚沉淀母液中微量草酸根的分析方法,其特征在于,步驟(3)中所述的小于60°C的溫度條件為45?58°C。
4.根據權利要求1所述的草酸钚沉淀母液中微量草酸根的分析方法,其特征在于,步驟(3)中所述的氣體為氮氣或空氣。
5.根據權利要求1或4所述的草酸钚沉淀母液中微量草酸根的分析方法,其特征在于,所述氣體的流速為2?6L/min。
【文檔編號】G01N30/02GK103760273SQ201410041088
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月28日 優先權日:2014年1月28日
【發明者】付建麗, 談樹蘋, 吳繼宗, 鄧惟勤 申請人:中國原子能科學研究院