一种铀碳氧中铀含量测定方法

摘要

本发明属于核燃料制造技术领域，具体涉及一种铀碳氧中铀含量测定方法，包括步骤一、样品前处理，步骤二、滴定，步骤三、数据计算；本方法根据检测工作的需要，建立铀含量电位滴定法，满足科研、生产检测的需求。本发明成功建立了铀碳氧中铀含量的测定方法，利用发明的内容中列举的实验条件可以准确测定铀碳氧中的铀含量，样品溶解充分，检测过程简便，检测结果准确性满足要求，稳定性较高，为控制铀碳氧样品中铀含量提供保障，有效配合了专项生产科研的进行。

说明书

技术领域

本发明属于核燃料制造技术领域，具体涉及一种铀碳氧中铀含量测定方法。

背景技术

铀碳氧是二氧化铀与石墨混合制备而成的，近年来研究铀的表面氧化反应及其机理十分热门，铀碳氧中铀含量的测定对其性能及应用研究具有重要意义。

目前GB 11841-89《二氧化铀粉末和芯块中铀含量的测定硫酸亚铁还原/重铬酸钾氧化滴定法》中样品溶解方法无法将铀碳氧样品完全溶解，所加试剂无法将样品中六价铀完全转化成四价铀，使检测结果不准确。

《铀矿冶》1983(2)中“恒电流库仑法测定铀氧化物中的铀含量”中的溶解方法无法将铀碳氧样品完全溶解，且该方法检测稳定性无法满足目前的检测需求，存在数据不准确的隐患。

发明内容

针对以上不足，本发明的目的是提供一种铀碳氧中铀含量测定方法，根据检测工作的需要，建立铀含量电位滴定法，满足科研、生产检测的需求。

本发明的技术方案如下：

一种铀碳氧中铀含量测定方法，包括步骤一、样品前处理，步骤二、滴定，步骤三、数据计算；

步骤一、样品前处理；

在样品中加入10mL硝酸盖表面皿于电热板上170℃加热溶解约10min，加入4mL高氯酸，溶解10min后，取下表面皿，电热板调至150℃，样品蒸至尽干，加入40mL磷酸，加热至溶液澄清透明，从电热板上取下，冷却至室温；

步骤二、滴定；

将溶液放置在电磁搅拌器上，加入搅拌子，在搅拌下，依次加入5mL硫酸溶液、5mL氨基磺酸饱和溶液、5mL硫酸亚铁溶液，插入温度计；

步骤三、数据计算；

样品中铀总量以质量分数W

式中：

W

ρ

m

m

m

ρ

V——到达终点时消耗的重铬酸钾B溶液的体积，单位为毫升(mL)；

K——重铬酸钾对天然铀的转换因子，K＝2.4273；

m

G——铀的浓缩因子＝样品中铀的原子量/238.029。

所述步骤二中，硫酸亚铁溶液的滴加方式应垂直加入到溶液中，不得溅到烧杯壁上；

调节溶液温度为35℃±2℃，再充分搅拌1min后，加入10mL氧化剂溶液，此时溶液由浅绿色变成褐色再变成浅绿色；

加入氧化剂后，溶液变成暗褐色，此颜色存在时间不得超过40s；

溶液由浅绿色变成褐色再变成浅绿色后，继续搅拌2.5min后，插入电极，搅拌下加入10mL硫酸钒酰溶液，再沿杯壁加入90mL水，放置0.5min，电位在 350～400mV，由滴定称量瓶滴入重铬酸钾A溶液至电位为460～480mV；记录称量瓶A溶液的质量，精确至0.1mg；

再用2mL微量滴定管继续滴加重铬酸钾B溶液，每加入0.10mL，在每次滴加B溶液后，用水洗滴定管的端部，待电位读数在5s内变化不超过1mV时，记录电位值和相应的体积读数；

滴定重铬酸钾B溶液滴至电位变化最大，电位超过终点后再滴加0.10mL重铬酸钾B溶液，记下相应电位值，以二阶微商计算到达等量点所消耗重铬酸钾B 溶液体积V。

本发明的有益效果在于：

本发明成功建立了铀碳氧中铀含量的测定方法，利用发明的内容中列举的实验条件可以准确测定铀碳氧中的铀含量，样品溶解充分，检测过程简便，检测结果准确性满足要求，稳定性较高，为控制铀碳氧样品中铀含量提供保障，有效配合了专项生产科研的进行。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种铀碳氧中铀含量测定方法，包括步骤一、样品前处理，步骤二、滴定，步骤三、数据计算；

步骤一、样品前处理；

在样品中加入10mL硝酸盖表面皿于电热板上170℃左右加热溶解约10min，加入4mL高氯酸，溶解10min后，取下表面皿，电热板调至150℃，样品蒸至尽干，加入40mL磷酸，加热至溶液澄清透明，从电热板上取下，冷却至室温。

步骤二、滴定

将溶液放置在电磁搅拌器上，加入搅拌子，在搅拌下，依次加入5mL硫酸溶液、5mL氨基磺酸饱和溶液、5mL硫酸亚铁溶液，插入温度计。

其中，硫酸亚铁溶液的滴加方式应垂直加入到溶液中，不得溅到烧杯壁上。

调节溶液温度为35℃±2℃，再充分搅拌1min后，加入10mL氧化剂溶液，此时溶液由浅绿色变成褐色再变成浅绿色。

其中，加入氧化剂后，溶液变成暗褐色，但此颜色存在时间不得超过40s，超过40s将影响检测精度。

继续搅拌2.5min后，插入电极，搅拌下加入10mL硫酸钒酰溶液，再沿杯壁加入90mL水，放置0.5min，电位在350～400mV，由滴定称量瓶滴入重铬酸钾A溶液至电位为460～480mV；记录称量瓶A溶液的质量，精确至0.1mg。

再用2mL微量滴定管继续滴加重铬酸钾B溶液。每加入0.10mL，在每次滴加B溶液后，用水洗滴定管的端部，待电位读数在5s内变化不超过1mV时，记录电位值和相应的体积读数。

滴至电位变化最大，电位超过终点后再滴加0.10mL重铬酸钾B溶液，记下相应电位值。以二阶微商计算到达等量点所消耗重铬酸钾B溶液体积V。

步骤三、数据计算

样品中铀总量以质量分数W

式中：

W

ρ

m

m

m

ρ

V——到达终点时消耗的重铬酸钾B溶液的体积，单位为毫升(mL)；

K——重铬酸钾对天然铀的转换因子，K＝2.4273；

m

G——铀的浓缩因子＝样品中铀的原子量/238.029。

实施例1：

步骤一、样品前处理

称取0.2g±0.0005g铀碳氧粉末在样品中加入10mL硝酸盖表面皿于电热板上170℃左右加热溶解约10min，加入4mL高氯酸，溶解10min后，取下表面皿，电热板调至150℃，样品蒸至尽干，加入40mL磷酸，加热至溶液澄清透明，从电热板上取下，冷却至室温。

步骤二、滴定

将溶液放置在电磁搅拌器上，加入搅拌子，在搅拌下，依次加入5mL硫酸溶液、5mL氨基磺酸饱和溶液、5mL硫酸亚铁溶液，插入温度计。

其中，硫酸亚铁溶液的滴加方式应垂直加入到溶液中，不得溅到烧杯壁上。

调节溶液温度为35℃，再充分搅拌1min后，加入10mL氧化剂溶液，此时溶液由浅绿色变成褐色再变成浅绿色。加入氧化剂后，溶液变成暗褐色，颜色存在时间为30s

继续搅拌2.5min后，插入电极，搅拌下加入10mL硫酸钒酰溶液，再沿杯壁加入90mL水，放置0.5min，电位一般在350～400mV，由滴定称量瓶滴入重铬酸钾A溶液至电位460～480mV；记录称量瓶A溶液的质量(精确至0.1mg)。

再用2mL微量滴定管继续滴加重铬酸钾B溶液。每加入0.10mL，在每次滴加B溶液后，用水洗滴定管的端部，待电位读数在5s内变化不超过1mV时，记录电位值和相应的体积读数。滴至电位变化最大，电位超过终点后再滴加 0.10mL B溶液，记下相应电位值。以二阶微商计算到达等量点所消耗重铬酸钾 B溶液体积V。

步骤三、数据计算样品中铀总量以质量分数W

式中：

W

ρ

m

m

m

ρ

V——到达终点时消耗的重铬酸钾B溶液的体积，单位为毫升(mL)；

K——重铬酸钾对天然铀的转换因子，K＝2.4273；

m

G——铀的浓缩因子＝样品中铀的原子量/238.029。

使用本方法后，精密度结果如下表所示。

表1铀碳氧样品中铀含量精密度实验结果

本发明公开实施例中，只涉及到与本公开实施例涉及到的方法，其他方法可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。