GB T 14501.6-2008 六氟化铀分析方法.第6部分 铀的测定.pdf

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1、ICS 2712030F 46 百目中华人民共和国国家标准GBT 1450162008代替6BT 145016 19942008-0919发布 氟化铀分析方法第6部分：铀的测定Methods for analysis of uranium hexafluoride-Part 6：Determination of uranium2009-08-0 1实施丰瞀粥鬻瓣警糌瞥鐾发布中国国家标准化管理委员会仅111刖 旨GBT 14501六氟化铀分析方法预计分为以下6个部分：一第1部分：化学光谱法；一第2部分：分光光度法测定磷；一第3部分：化学光谱法测定钨、钼、铌、钛、锆；一第4部分：分光光度法测定硅；

2、一第5部分：分光光度法测定钛；一第6部分：铀的测定。本部分为GBT 14501的第6部分。本部分代替GBT 145016一1994六氟化铀中铀的测定。本部分与GBT 145016 1994相比主要变化如下：一在重量法的技术内容不变的基础上，修改了部分表述；一修订了电位滴定法的技术内容；一删除了附录“非挥发性杂质的质量转换因子”；增加了附录“空气浮力校正”和“六氟化铀试样制备方法”。本部分的附录A、附录B和附录c为规范性附录。本部分由中国核工业集团公司提出。本部分由全国核能标准化技术委员会归口。本部分起草单位：中核陕西铀浓缩有限公司。本部分主要起草人：李军良、杨建君、粱光扶、李开明、李明。本部分

3、所代替的标准历次版本发布情况为：一GgT 1450161994。GBT 1450162008六氟化铀分析方法第6部分：铀的测定GBT 14501620081范围本部分规定了六氟化铀中铀的重量法和电位滴定法两种测定方法的主要操作条件和步骤。本部分适用于六氟化铀中铀的测定，也适用于高纯的铀化合物中铀的精密测定。2重量法21方法提要将液化分样取得的六氟化铀试样(812)g，用液氮冷冻后，水解，蒸干水解液(氟化铀酰溶液)，然后通过高温水解转化为八氧化三铀，由获得的八氧化三铀质量和用电位滴定法测得的质量因子，计算六氟化铀中铀含量。22试剂和仪器除非另有说明，在分析中仅使用确认为分析纯的试剂和蒸馏水或去离

4、子水。221去离子水。222硝酸溶液，l+1。223高温水解炉，3 kW马弗炉，内衬2 film厚镍片(200 mm115 mYil75 mm)，并与蒸汽发生器和冷凝器相连。224带铂盖的铂舟，100 mL。225铂包头钳。226聚四氟乙烯棒。227镊予，长200 m111，氟塑料包头。228红外灯，275 W。229分析天平，分度值为01 mg。2210扳手，250 mm30 mm。2211烘箱。2212台虎钳，75 mifi。23操作步骤231铂舟的准备2311 将铂舟(224)放人硝酸溶液(222)中煮沸10 rain，然后用去离子水(221)冲洗干净。2312将铺舟放人高温水解炉(22

5、3)中，于900下灼烧20 min。2 313灼烧后的铂舟在干燥器中冷却40 rain后称量，精确到01 mg。2314 5 rain后再称重，如果相邻两次称量结果相差小于02 mg，记录第二次结果。否则重复称量，直至相邻两次称量结果差小于02 mg。取得铂舟的质量仇l。232试样的水解、蒸干和灼烧2321检查六氟化铀试样，若试样呈黄色，则表示试样受潮，不可使用。2322将装有六氟化铀试样的样品管，放人通风桓内静置，用纱布擦去表面的湿气及附着物，置干燥器中平衡3 h以上。2323称量装有六氟化铀试样的样品管，精确到01 mg，每隔30 rain称一次，直至相邻两次称量结】GBT 1450162

6、008果相差小于02 mg。取得样品管及试样的质量m：。2324向已衡重的铂舟(2314)巾注入约75mL 4左右的去离子水(221)。2325样品管在液氮中冷冻10 min。2326快速将冷冻过的样品管置于台虎钳(2212)上用扳手(2210)旋松螺帽。23 27卸下螺帽和压盖，将样品管连同垫片迅速侧放入铂舟(2324)内。2328用镊子(227)拨脱垫片，使水进入管内，用去离子水(221)冲洗镊子，溶液收集到铂舟中。2329水解反应完成后，用聚四氟乙烯棒(226)或镊子(227)小心取出样品管和垫片，用去离子水(221)冲洗，洗液一并收集到铂舟内。操作过程要避免溶液外溅。23210将清洗后

7、的样品管和垫片放人烘箱(2211)内，在ii0下至少烘2 h。23211取出后连同螺帽、压盖一并放人干燥器内，2 h后取出称量，精确到01 mg，得样品管的质量m3。23212在红外灯(228)下把铂舟中的氟化铀酰溶液蒸干。特别在后期应严格控制温度，以防溶液溅失。23213铂舟盖上铂盖(应稍留空隙)，放人高温水解炉(223)中灼烧，使氟化铀酰转化为八氧化三铀。炉内通人水蒸气量为1 Lh，在900下灼烧30 min，停止通气后再灼烧15 min。23214用铂包头钳(225)取出铂舟，放入干燥器中冷却40 min后称量，精确到01 mg。每隔5 min再称一次，直至相邻两次的称量结果差在03 m

8、g以内。取得铂舟及八氧化三铀的质量mt。24结果计算241六氟化铀中铀的含量按式(1)计算。丝丕!竺!二里-!v100仇2 m3式中：w 六氟化铀中铀的质量分数，数值以百分数表示；A 质量因子，其值随同位素组成变化而变化。其化学计量值的计算见242；一般计算值略高于实测值，精确测定时应由电位滴定法实测；m。 铂舟及八氧化三铀的质量的数值，单位为克(g)；m， 铂舟的质量的数值，单位为克(g)；m： 样品管及六氟化铀试样的质量的数值，单位为克(g)；m。 样品管的质量的数值，单位为克(g)。242质量因子A按式(2)计算。A一瓣篑器丽式中：A，(0) 氧的相对原子质量，值为15999 4；A。(

9、u)铀的平均相对原子质量，由式(3)或式(4)计算。1A，(U)一二一 W234 W235 W236 W238234040 9235043 9236045 6238050 8式中：w。W，、W。W。分别为各种铀同位素的质量分数。A。(U)一238050 8(1 M234一M23BM235)+234040 9M234+236045 6M236+235043 9M235 式中：彳2。Mz。M2，。分别为各种铀同位素的原子分数。Z(2)34(GBT 1450162008243考虑到试样称量时，六氟化铀取样管表面冷空气的影响和空气浮力的影响，如果取样量小于8 g，则应根据附录A对六氟化铀中铀含量计算值

10、进行修正。取样量在(812)g时，上述两个影响相互抵消，修正值可以忽略。25精密度251 方法的室内精密度不大于004。252方法的室间精密度不大于005。3电位滴定法31方法提要将六氟化铀试样水解，取六氟化铀水解液，在磷酸介质中用硫酸亚铁将铀(VI)还原至铀(IV)，在合适的温度下以钼()作催化剂，用硝酸氧化过量的铁(1I)，用氨基磺酸消除氧化过程中产生的氮氧化物，在硫酸氧钒存在下，用称量略少于化学计量的固体重铬酸钾氧化大部分铀(IV)，再用重铬酸钾溶液滴定至终点。32试剂除非另有说明，在分析中仅使用确认为分析纯的试剂和蒸馏水或去离子水。321硝酸，p(HNO。)=142 gmL。322磷酸

11、，p(H。PO；)一171 gmL。使用前应测试磷酸中还原性物质(如Sb()是否过量：混合10 mI。磷酸、lo mL水和02 mL高锰酸钾溶液(325)，加热至沸，转移到蒸汽浴中，保温10 min。如果粉红色消失，则还原剂过量，不能使用。323硫酸，(1+1)。324硫酸，(1+1 9)。325高锰酸钾溶液，c(KMn04)一002 molL。称取033 g高锰酸钾，用100 mL水溶解，微沸15 rain，冷却后过滤，存放于棕色试剂瓶中。326硫酸氧钒溶液，P(VOSqxH：O)一31 gL。称取155 g硫酸氧钒(VOSO。xH：O)于500 mL烧杯中，用硫酸(324)溶解并稀释至刻度

12、，存放于试剂瓶中。此溶液不稳定，有效期为1周。应使用不含钒()或钒(V)的钒试剂。327重铬酸钾(K。Cr。O，)，标准物质GBW 06105。使用前在(13010)下干燥6 h，取出后放在硅胶干燥器中，冷却至室温，备用。328硫酸亚铁溶液，P(FeS047H。O)一280 gi，。称取140 g硫酸亚铁于500 mL烧杯中，加330 mL水、100 mL硫酸(323)，不断搅拌至全部溶解，转移至500 mL容量瓶中，用水定容，摇匀。此溶液不稳定，有效期为1周。329氨基磺酸(NH。SO。H)饱和溶液。3210氧化剂：硝酸一钼酸铵氨基磺酸溶液。称取1o g钼酸铵(NH。)。Mo，O“4H。O)

13、于250 mL烧杯中，加入100 mL水、125 mI。硝酸(321)和25 mL氨基磺酸饱和溶液(329)，摇匀，保存在试剂瓶中。此溶液不稳定，有效期为l周。3211重铬酸钾溶液，p(K。Cr。O，)O8 gL。用分析天平(332)称取08 g重铬酸钾(327)，精确到01mg，用水溶解，转入lI。容量瓶中，定容，计算其浓度。必要时需对重铬酸钾质量作空气浮力校正，方法见附录B，33仪器331毫伏计或酸度计，阻抗100 Mll以上，分辨率l mV。332分析天平，分度值为01 mg。3333电磁搅拌器，带有氟塑料包裹的搅拌子。334铂片电极。335饱和甘汞电极。336 10 mI。滴定管，分度

14、值为005 mL。34试样六氟化铀试样制备方法见附录c。35分析步骤351 用分析天平(332)称取含有(500600)mg铀的六氟化铀水解溶液(C26)作为试料，精确到01 mg，记录质量为m；。必要时需对试料质量作浮力校正，方法见附录B。352将六氟化铀试料置于400 mL烧杯中，加入30 mL磷酸(322)，搅拌均匀。353计算试料中铀的理论含量的质量分数，以铀(IV)计，用W表示。按式(5)计算重铬酸钾理论需要质量m，称取比理论需要量m少(48)mg的重铬酸钾(327)，精确到01 nlg，记录质量为77s。必要时需对重铬酸钾质量作空气浮力校正，方法见附录B。 m；洲”一砑ji面 (5

15、)式中：m重铬酸钾理论需要质量的数值，单位为克(g)；m。试料的质量的数值，单位为克(g)；w 试料中铀的理论含量的质量分数；M 重铬酸钾的相对分子质量；A。(u) 铀的平均相对原子质量，由式(3)或式(4)计算。354将烧杯置于电磁搅拌器(333)上，在搅拌情况下，加入5 mL氨基磺酸饱和溶液(329)。355用移液管加入8 mL硫酸亚铁溶液(328)到试料溶液中，不得沿烧杯壁流下。在室温下继续搅拌还原不得少于1 min。356加入5 mL硫酸(323)，调节溶液温度在(3540)，用移液管沿壁加入8 mL氧化剂(3210)，搅拌(23)min后，再放置05 rain。加入氧化剂后，试液变成

16、棕黑色，此颜色应在30 s左右消失。357在搅拌条件下，沿壁加入90 mL水、10 mL硫酸氧钒溶液(326)(为了避免显著性偏差，117119步骤应在加入硫酸氧钒溶液后7 min内完成)。358将重铬酸钾(3，53)完全转人试料溶液(357)中，充分搅拌至重铬酸钾完全溶解。359插入铂片电极(334)和饱和甘汞电极(335)，用滴定管(336)滴加重铬酸钾溶液(32)，每加入010 mL重铬酸钾溶液(3211)经电位稳定后(5 S内电位变化不大于1 mV认为稳定)，读取电位值，直到通过突跃点。36结果计算361 到达等当点所消耗重铬酸钾溶液(3211)体积V按式(6)计算：AVV。一02+0

17、1-12(6)凸一1 凸月式中：v。 消耗的重铬酸钾溶液(3211)的体积的数值，单位为毫升(mL)；。，。 电位值的二阶微分数值，计算方法见表1。4表1微分计算表GBT 1450162008电位滴定消耗的重铬酸钾溶液的体积 电位EmV 一阶微分mY 二阶微分mYVmLV。(6 00) E一。(470)U：(6 10) Ez(491) Ez E一(21)U-(620) E一】(655) E。E一(1 64) 。一(E。E z)(E：一E，)(143)U(6 30) E。(687) E E。(32) A。一(Eo E。)(E一，一E z)(132)注：括号内数值为示例。V一610+。10鼎一6

18、15(rnL)362六氟化铀中铀含量按式(7)计算：(ms+志)zm式中：w 六氟化铀中铀的质量分数，数值以百分数表示ms 重铬酸钾的质量的数值，单位为克(g)；旷 重铬酸钾溶液(3211)的质量浓度的数值，单位为克每升(gL)；V 等当点时所消耗重铬酸钾溶液(3211)的体积的数值，单位为毫升(mL)；， 重铬酸钾对天然铀的转换因子，k。一2427 4；k2 铀的浓缩因子，k2一揣；m， 六氟化铀水解液的质量的数值，单位为克(g)；m，。 六氟化铀试样的质量的数值，单位为克(g)。37方法精密度在重复性和再现性试验条件下，测定方法的重复性标准差S。为0042，再现性标准差S。为011。GBT

19、 1450162008附录A(规范性附录)六氟化铀中铀含量计算值的修正六氟化铀中铀含量计算值的修正见表A1。表A1 六氟化铀中铀含量计算值的修正m(UFs)g 铀含量应加的修正值 m(UF。)g 铀含量应加的修正值4 0 0000 45 6 5 0 000 114 5 0 000 35 7 0 0 000 0750 0 000 26 7 5 0000 0555 0000 20 80 0000 0260 000015附录B(规范性附录)空气浮力校正GBT 1450162008按式(B1)进行空气浮力校正：mom 7+P1(土 !)m7n 陆舻00012929(焉盎)(止等!)p2一P3例 J式中

20、：mo 空气浮力校正后试样的质量的数值，单位为克(g)；m 试样的质量的数值，单位为克(g)；p，湿空气的密度的数值，单位为克每立方厘米(gcm3)； 试样的密度的数值，单位为克每立方厘米(gcm3)；l。3砝码的密度的数值，单位为克每立方厘米(gcm3)；z室温的数值，单位为摄氏度()；P， 大气压的数值，单位为千帕(kPa)；Pz 室温下水的蒸气压的数值，单位为千帕(kPa)；P。 室温下水的饱和蒸气压的数值，单位为千帕(kPa)；w 相对湿度。GBT 1450162008c1分取试样附录c(规范性附录)六氟化铀试样制备方法C11将样品管清洗干净，在(1lo5)条件下干燥2 h，在干燥器中

21、冷却至室温。C12将样品管与分样设备连接，从样品容器中分取(812)g六氟化铀到试样管中，浸入液氮中凝固六氟化铀，当凝同完全后，从分样设备上取F试样管，立即放上垫片，紧同螺母和堵头。c13将装有试样的样品管放在干燥器中平衡3 h以上，使它达到周围环境的温度以蒸发冷凝的水。称量装有试样的样品管质量，精确到o1 mg，记录质量为m，。c2制备试样溶液C21称量经洗净干燥的500mL广口聚乙烯瓶的质量，精确到01 mg，记录质量为m。瓶盖应保证将液体密封良好。C22加入100 ml。左右水到瓶中，将瓶子放在盛有冰和水的大口杯中。水的加入量应能让装有试样的样品管没入液面下。C23在装有试样的样品管上系

22、一根线，将样品管浸入到液氮中，使样品管完全浸没，保持10 min。C24从液氮中取出样品管，解开线，立即去掉堵头及螺母，将垫片和样品管放入聚乙烯瓶(C22)中，保持样品管口浸在水下，盖上瓶盖并旋紧。注：应小心操作，避免聚乙烯瓶中溶液飞溅出，造成试样损失。C25将聚乙烯瓶从冰水中取出置于通风柜中，保持试样管始终淹没在水中，使试样缓慢水解，必要时小心晃动瓶子，以利于水解。注：达到完全水解可能需要几个小时，最好是放置过夜。C26当完全水解后，用镊子(2，27)取出样品管和垫片，用水仔细清洗，将清洗液并人瓶中。擦干瓶子外部，旋紧瓶盖，称量瓶子和溶液的质量，精确到01 mg，记录质量为椭。摇动瓶子使内装溶液均匀。C27用水清洗样品管、垫片、堵头和螺母，然后用酒精清洗，在(1105)下干燥2 h，安装成套后，再干燥05 h，冷却后称其质量，精确到01 mg，记录质量为m。C3结果计算C31六氟化铀水解液的质量m。按式(c1)计算。m11一研9 优g 式中：m，装有六氟化铀水解液容器的质量的数值，单位为克(g)ms 容器的质量的数值，单位为克(g)。(C1)C32六氟化铀试样的质量m，。按式(c2)计算。式中：m， 装有试样的样品管的质量的数值，单位为克(g)m，o 样品管的质量的数值，单位为克(g)。GBT 1450162008(C2)