CN103760273A - 草酸钚沉淀母液中微量草酸根的分析方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于乏燃料后处理技术领域，公开了一种草酸钚沉淀母液中微量草酸根的分析方法。该方法包括以下步骤：（1）将草酸钚沉淀母液稀释10～20倍，并加入还原剂以破坏草酸钚沉淀母液中的高锰酸钾；（2）将步骤（1）中得到测溶液上IC-H柱，去除溶液中的阳离子；（3）将步骤（2）中收集的溶液置入容器中，并在小于60℃的温度条件下加热，同时在溶液的上表面用气体吹扫至全干；（4）用去离子水多次洗涤烧杯，收集洗涤液并定容，用离子色谱测定洗涤液中的草酸根含量。该方法具有基体干扰小、准确度高、所用设备简单的特点。

Description

草酸钚沉淀母液中微量草酸根的分析方法
技术领域
本发明属于乏燃料后处理技术领域，具体涉及一种草酸钚沉淀母液中微量草酸根的分析方法。
背景技术
在Purex流程中，钚产品端通常采用草酸作为钚的沉淀剂，生成草酸钚沉淀，沉淀后的母液需返回至萃取流程进一步回收钚，而母液中含有的草酸对钚的回收率以及后处理流程中的铀、钚分离效率有较大影响，因此要尽可能的将母液中含有的草酸除去。一般是采用高锰酸钾来破坏母液中的草酸根，使草酸根浓度低于10μg/mL。为此，需要建立一种微量草酸根的测量方法，测定草酸根浓度以确定破坏效果。
目前草酸根的测定方法主要有滴定法、比色法、分光光度法、酶法、色谱法。滴定法通过选择一定的滴定剂滴定草酸提取液，以电位的突跃或指示剂的变色来指示滴定终点，再通过滴定溶液的消耗量来计算草酸的含量。滴定法作为一种经典方法使用较为广泛，但是存在灵敏度低，操作繁琐、耗时的缺点。
比色法是将草酸通过预沉淀提取出来后用酸溶解，之后将草酸氧化或还原，或直接与一定的显色剂反应产生有色物质，通过比色来定量。比色法成本低、灵敏度较高，但预沉淀操作难于完全将草酸提取出来，操作繁琐且重复性较差。
分光光度法是利用草酸对某些反应的催化作用、或对某些物质的荧光猝灭作用来检测草酸，灵敏度较高，但方法干扰因素较多。
酶法检测草酸是一种新型的方法，该法是利用草酸氧化酶催化草酸与氧气生成二氧化碳和过氧化氢的特性，通过检测氧气的消耗量或二氧化碳、过氧化氢的生成量来定量草酸。酶法检测草酸简便快速，灵敏度较高，但草酸氧化酶造价较高，该法的大范围应用有赖于草酸氧化酶制备方法的改进。
离子色谱法的分离机理主要是离子交换，基于离子交换树脂上可离解的离子与流动相中具有相同电荷的溶质离子之间进行可逆交换，依据这些离子对交换剂有不同的亲和力而被分离。离子色谱法由于具有灵敏度高、检测速度快、准确性高、干扰少等特点而被广泛应用。目前采用离子色谱法对于草酸根的分析已有多篇文献报道，检测限能够达到ng/mL。但是离子色谱法检测草酸根时容易受母液中硝酸的干扰，并且分析时间延长，因此需要建立一种基体干扰小、准确度高的对草酸根浓度分析的方法。
发明内容
（一）发明目的
本发明根据现有技术所存在的问题，提出了一种基体干扰小、准确度高、所用设备简单的分析草酸钚沉淀母液中微量草酸根的方法。
（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：
草酸钚沉淀母液中微量草酸根的分析方法，该方法包括以下步骤：
（1）将草酸钚沉淀母液稀释10～20倍，加入能够破坏草酸钚沉淀母液中的高锰酸钾的还原剂；
（2）将步骤（1）中得到的溶液上IC-H柱，去除溶液中的阳离子，其中IC-H柱为聚苯乙烯-二乙烯基苯强酸柱；
（3）将步骤（2）中收集的溶液置入容器中，并在小于60℃的温度条件下加热，同时在溶液的上表面用气体吹扫至全干；
（4）用去离子水多次洗涤烧杯，收集洗涤液并定容，用离子色谱测定洗涤液中的草酸根含量。
优选地，步骤（1）中所述的还原剂为羟基脲、N，N-二甲基羟胺、硝酸羟胺或肼。
优选地，步骤（3）中所述的小于60℃的温度条件为45～58℃。
优选地，步骤（3）中所述的气体为氮气或空气。
优选地，步骤（3）中所述气体的流速为2～6L/min。
（三）有益效果
采用本发明提供的草酸钚沉淀母液中微量草酸根的分析方法，该方法具有以下有益效果：
（1）灵敏度和准确度高。选用离子色谱法对草酸根含量进行测定的灵敏度和准确度相对于滴定法、比色法、分光光度法等方法的灵敏度和准确度高。
（2）有效避免了硝酸对色谱法测量的干扰。由于草酸钚母液体系中含有较高浓度的硝酸，采用离子色谱法分析草酸根含量时，硝酸浓度过高会使分离柱过载，影响草酸根的出峰，并且使分析时间延长。为此，本发明根据硝酸和草酸的物理性质不同，采用气体吹扫-加热的方式巧妙地要将硝酸去除，其具体原理为：
硝酸是一种低沸点酸，沸点为83℃，易挥发。草酸常温下是固状结晶或白色粉末，在100℃以上逐渐升华，而在100℃以下会稳定存在。依据两者物理性质的差异，可以采取低温蒸发的方式，使溶液中的硝酸挥发，去除硝酸而保留草酸，消除硝酸的干扰。为了缩短溶液蒸发时间，在蒸发的同时对溶液上表面进行气体吹扫。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述。
实施例1
草酸钚沉淀母液中微量草酸根的分析方法，该方法是利用色谱法对草酸根含量测定,具体步骤为：
（1）量取一定体积草酸钚沉淀母液的模拟样品0.5mL，用去离子水稀释至5mL，并加入2g/L的羟基脲溶液以破坏草酸钚沉淀母液中的高锰酸钾；
（2）将步骤（1）中得到测溶液上IC-H柱，其中IC-H为聚苯乙烯-二乙烯基苯强酸柱，去除溶液中的Na+、K+、Mn2+等阳离子；
（3）将步骤（2）中收集的溶液置入容器中，并在45℃的温度条件下加热，同时在溶液的上表面用空气吹扫至全干，空气流量为2L/min；
（4）用去离子水多次洗涤烧杯，收集洗涤液并定容，用离子色谱测定洗涤液中的草酸根含量。
所用离子色谱仪为美国Dionex公司DIONEX-ICS-5000型，IonPac AS11-HC阴离子交换柱(250mm×4mm i.d.)及IonPac AG11-HC保护柱(50mm×4mm i.d.)。
为了验证采用本发明提供的方法分析草酸根含量的准确性，先配置6份草酸根浓度为0.5μg/mL的草酸根沉淀母液的标准溶液，取出其中的1份标准溶液，不经过本方法的步骤，直接测量离子色谱峰的峰面积。然后用另外的5份溶液分别经过本方法的步骤测量色谱峰峰面积，得到的结果如下表：
表1标准溶液六次平行测定回收率
Figure BDA0000463300320000041
采用本处理方法，六次测定草酸的回收率均在87%以上，RSD为4.0%，测量结果准确，误差较小。
实施例2
与实施例1所用的方法和步骤相同，不同的是所用的加热温度为50℃和空气流量为4L/min，所用还原剂为N，N-二甲基羟胺。
实施例3
与实施例1所用的方法和步骤相同，不同的是将样品溶液稀释20倍，所用的加热温度为58℃和空气流量为6L/min，所用还原剂为肼。
实施例4
与实施例1所用的方法和步骤相同，不同的是所用的加热温度为58℃，所用气体为氮气，氮气流量为6L/min，所用还原剂为硝酸羟胺。

Claims (5)

1.草酸钚沉淀母液中微量草酸根的分析方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）将草酸钚沉淀母液稀释10～20倍，加入能够破坏草酸钚沉淀母液中的高锰酸钾的还原剂；
（2）将步骤（1）中得到的溶液上IC-H柱，去除溶液中的阳离子，其中IC-H柱为聚苯乙烯-二乙烯基苯强酸柱；
（3）将步骤（2）中收集的溶液置入容器中，并在小于60℃的温度条件下加热，同时在溶液的上表面用气体吹扫至全干；
（4）用去离子水多次洗涤烧杯，收集洗涤液并定容，用离子色谱测定洗涤液中的草酸根含量。
2.根据权利要求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，步骤（1）中所述的还原剂为羟基脲、N，N-二甲基羟胺、硝酸羟胺或肼。
3.根据权利要求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，步骤（3）中所述的小于60℃的温度条件为45～58℃。
4.根据权利要求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，步骤（3）中所述的气体为氮气或空气。
5.根据权利要求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，所述气体的流速为2～6L/min。
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