CN102788765A - 硝酸肼、硝酸羟胺的测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于核燃料后处理技术领域，公开了硝酸肼、硝酸羟胺的测定方法。该方法是利用近红外光谱法对硝酸肼、硝酸羟胺进行测定，关键在于，波长范围是1532nm～1656nm，扫描积分时间为0.5～0.6ms，光程长度为2～3mm，以水或空气为参比。该法具有简单、高效且能同时测定硝酸肼、硝酸羟胺含量的特点。

Description

硝酸肼、硝酸羟胺的测定方法

技术领域

本发明属于核燃料后处理技术领域，具体涉及核燃料后处理料液中硝酸肼、硝酸羟胺的测定方法。 

背景技术

Purex流程包括铀、钚共去污循环、铀净化循环和钚纯化循环。目前，在我国乏燃料后处理流程的钚纯化循环中，通常采用硝酸肼-硝酸羟胺体系将钚由四价还原为三价，进入水相，而六价铀仍留在有机相，以达到对钚纯化、浓缩的目的。 

在钚纯化循环中，为了达到钚还原反萃的目的，在2B槽中加入2BX料液，2BX料液由还原剂硝酸羟胺，支持还原剂硝酸肼以及合适浓度的硝酸组成。由于硝酸受到料液中强放射性的照射会产生一部分亚硝酸，它能与还原剂硝酸羟胺反应而将其消耗掉。因此，在2BX中加入支持还原剂硝酸肼以抑制亚硝酸的破坏作用，但是如果水相硝酸肼过量时会生产大量叠氮酸，可能会引起爆炸。因此，要对硝酸羟胺、硝酸肼的含量及时检测，严格控制其含量，以保证料液的组成满足工艺的设计要求。 

目前，中试厂对硝酸肼和硝酸羟胺的测定采用容量法和分光光度法相结合的方法，先用容量法滴定得到硝酸肼和硝酸羟胺的总含量，然后用分光光度法测得硝酸肼的含量，两者的差值就是硝酸羟胺的量。此方法准确度和精密度高，但分析过程复杂，分析周期长。 

2010年《中国原子能科学研究院年报》中公开了利用近红外光谱法硝酸肼与硝酸羟胺的含量方法的原理，但是并未公开其具体操作步骤和工艺参数。同年，李定明等在《原子能科学技术》中公开了水溶液中硝酸的近红外光谱定量分析方法，研究对象是水溶液中的硝酸，而本发明的研究对象为后处理料液中的硝酸肼和硝酸羟胺。后处理料液与水溶液相比极其复杂，近红外光谱峰会受到料液中各种物质波峰的影响，并且硝酸与硝酸肼、硝酸羟胺的近红外吸收波峰的峰位也有很大的不同。 

发明内容

（一）发明目的

根据现有技术存在的问题，本发明提供了一种简单、高效且能同时测定硝酸肼、硝酸羟胺含量的方法。

（二）技术方案

为了解决现有技术所存在的问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

利用近红外光谱法对后处理料液中硝酸肼和硝酸羟胺进行测定，其波长范围是1532nm～1656nm，扫描积分时间为0.5～0.6ms，光程长度为2～3mm，以水或空气为参比溶液。

（三）有益效果

本发明采用近红外光谱法对后处理料液中硝酸肼、硝酸羟胺进行测定，具有的有益效果为： (1)同时测量，利用近红外光谱法可同时分析硝酸肼和硝酸羟胺；（2）无损分析，样品无需预处理可直接测量；（3）分析过程简单，高效快速，分析周期3min内； (4)取样量小于1ml，可回收利用。 

  

附图说明

图1 建模结果的图形报告。 

  

具体实施方式

  

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步阐述。

实施例1

利用近红外光谱法对后处理料液中硝酸肼和硝酸羟胺进行测定，其包括以下步骤：

（1）数学模型的建立

（a）建模样品集的制备：

针对具体的分析对象，配制了一系列建模样品共20种，如表1。样品组成包括硝酸肼及硝酸羟胺，浓度范围足够大。

表1 样品集 

序号	硝酸肼浓度/(mol/L)	硝酸羟胺浓度/(mol/L)
			1	0.05	0.20
2	0.10	0.40
			3	0.15	0.60
4	0.20	0.80
			5	0.25	1.00
6	0.30	0.15
			7	0.35	0.35
8	0.40	0.55
			9	0.45	0.75
10	0.50	0.95
			11	0.55	0.10
12	0.60	0.30
			13	0.65	0.50
14	0.70	0.70
			15	0.75	0.90
16	0.80	0.05
			17	0.85	0.25
18	0.90	0.45
			19	0.95	0.65
20	1.00	0.85

根据样品组分浓度和光谱特性等，将样品分为校正集和验证集，选择5、7、9、11、13号作为验证集，其余作为校正集。

（b）在波长1532nm～1656nm范围内，利用近红外光谱仪对样品集中硝酸肼和硝酸羟胺的含量进行测定获得光谱数据，扫描积分时间为0.5ms，光程长度为2mm，以水为参比溶液，实验温度为10℃。 

（c）将原始光谱数据代入商业软件umscrable7.0中，利用偏最小二乘法将校正集的光谱数据和标准方法得出的化学值数据关联，建立数学模型，即在光谱图和待测参数之间建立一一对应的关系，并利用验证集进行验证得出数学模型， 数学模型如图1，验证集验证结果如表2。 

表2 验证集验证结果 

 （2）应用数学模型测定样品

在选定的测量条件下，采集样品的近红外光谱，利用已建立的数学模型对样品集之外的5个样品进行测定，测定结果如下表：

                    表3 样品测定结果

结果表明，用近红外光谱法分析后处理料液中硝酸肼、硝酸羟胺和硝酸含量，测定结果准确度高，方法简单可靠，可实现多组分同时、快速分析。

实施例2

与实施例1所用的仪器参数相同，不同的是操作温度、参比溶液不同，同样对样品集之外的5个样品进行分析，如表4。

  

表4 实施例2中样品测定结果

 表中可看出，以空气为参比的测定结果与以水为参比相比，相对偏差大。

Claims (3)

1. 硝酸肼、硝酸羟胺的测定方法，该方法是利用近红外光谱法对硝酸肼、硝酸羟胺进行测定，其特征在于，波长范围是1532nm～1656nm，扫描积分时间为0.5~0.6ms，光程长度为2～3mm，以水或空气为参比。

2.根据权利要求1所述的硝酸肼、硝酸羟胺的测定方法，其特征在于，所述的参比最佳为水。

3.根据权利要求1所述的硝酸肼、硝酸羟胺的测定方法，其特征在于，所述的测定温度为10～39℃。

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