TU—1901双光束紫外分光光度法测定矿石中的钍

2022-09-12

钍是放射性元素, 在地壳中占0.0006%, 比铀的含量高3倍。钍大部分处于分散状态, 主要赋存于中性, 酸性和偏碱性岩石中。由于钍离子半径与铀、钇、钛、锆、铌、钙、镧系元素相近, 故钍亦以类质同象进入这些元素的矿物中。对于钍的光度分析方法近年来研究较多, 但是最广泛应用的还是偶氮胂Ⅲ光度法测定矿石中钍的方法。TU-1901双光束紫外分光光度计有其出色的技术指标和稳定可靠的工作特性, 自动记录, 快速全波段扫描。该方法简单、快速、且灵敏度和准确度较高。

1 实验部分

1.1 主要仪器和试剂

TU-1901双光束紫外可见分光光度计

标准钍溶液:称取硝酸钍2.3794g, 溶于2 0 0 m L 4 m o l/L盐酸中, 溶解后移入1000mL容量瓶中, 用水稀释至刻度, 摇匀。此溶液1mL含1mg钍。再稀释至10ug/ml钍。

硝酸:2mol/L (其中含2%酒石酸) ;

盐酸:4mol/L;

草酸:5%;

脲素:20%;

偶氮胂Ⅲ:0.05%。

1.2 实验方法

1.2.1 工作曲线的绘制

分取10ug/mL的钍标准液:0.0、2.5、5.0、10.0、20.0、于50mL烧杯中, 加20mL硝酸, 加1ml过氧化氢, 放电炉上加热至沸, 取下冷却移入色层柱上流干, 用20mL硝酸, 分三次洗烧杯, 以下按分析步骤进行。

1.2.2 分析步骤

准确称取0.1000g~1.0000g样于高铝坩埚中, 加7g~8g过氧化钠搅拌均匀, 再覆盖一层。放入预先升温至700℃的马弗炉中, 熔融至红色流体, 取出冷却。放入250mL烧杯中, 加80mL热水提取熔块。待剧烈反应后洗出坩埚, 放电炉上煮沸, 取下稍冷, 用中速定性滤纸过滤。用2%热的氢氧化钠洗液清洗烧杯和沉淀各两次, 再用热水洗烧杯及沉淀各一次, 然后用硝酸, 溶解于25mL容量瓶中, 于已平衡好的色层柱上, 流干后, 用20mL硝酸, 分4次洗色层柱, 加2mL盐酸弃去, 以25mL容量瓶 (容量瓶中先加入20%脲素4滴, 少许抗坏血酸) 承接继续以20mL盐酸分四次洗脱钍, 流干后取下容量瓶。加5%草2mL, 0.05%偶氮胂Ⅲ2mL, 以盐酸稀释至刻度, 摇匀。在波长660nm处, 以试剂空白做参比, 测定吸光度。

1.2.3 树脂的处理

称取2g N263, 加二甲苯10mL, 搅拌均匀清亮后, 倒入8g聚三氟氯乙烯粉, 搅拌均匀。在水浴上蒸至近干, 待湿度适当, 颗粒均匀后, 储存于棕色瓶中。

1.2.4 萃取色层柱的制备

树脂在装柱前, 要用4mol/L盐酸浸泡2小时以上, 用湿法将树脂装入玻璃色层交换柱中, 床高70mm。床的上、下两端用少量玻璃丝填塞, 控制流速1mL/min~1.5mL/min, 使用前用20mL 2mol/L硝酸平衡。

1.2.5 萃取色层柱的再生

用0.5 m o l/L盐酸10mL洗脱铀, 再用0.5 m o l/L盐酸把色层柱充满, 将柱子堵住, 以备下次再用。

2 结果与讨论

2.1 上柱酸度

移取10ug钍标准溶液在不同浓度硝酸介质中上柱, 考察对钍的影响, 结果表明, 钍在1mol/L~9mol/L硝酸介范围都能近100%上柱, 本法采用2mol/L。

2.2 淋洗液用量的选择

上柱液中有些杂质有可能被树脂吸附和夹带, 会影响钍的测定, 所以要消除这些杂质的干扰, 实验表明10mL~40mL以内的硝酸完全可以洗脱这些杂质, 不影响钍的回收率, 本法选用20mL。

2.3 钍的洗脱液选择

实验采用不同浓度 (1mol/L~6mol/L) 盐酸对钍的洗脱效果进行研究, 每次4mL~5mL, 洗脱钍于25mL容量瓶中, 经过实验本法选用4mol/L盐酸洗脱液为宜。

2.4 掩蔽剂的使用

为了消除少量锆钛等元素的干扰, 用草酸作掩蔽剂。草酸的量一定要足够, 尤其在锆钛较高时, 掩蔽剂量在50mL容量瓶内不少于400mg。否则, 掩蔽不完全, 使结果偏高。

3 结果对照

因为开始时已根据样重、定溶体积、分取体积确立了含量关系。计算机处理系统自动计算出试样中Th的含量 (见表1) 。

从表中可以看出, 分析结果与标准值的误差均在允许误差范围之内, 达到分析要求。标准偏差和相对标准偏差分别是0.45%和1.73%。

4 仪器工作条件的选择

从实验数据中表明, 波长选用660nm, 光谱带宽选用2.0nm为宜。响应时间和换灯波长对测定均无影响分别选在0.01s和359.9nm。

摘要：样品经碱熔后, 水提取, 制备成2mol/L硝酸溶液, 通过N263-聚三氟氯乙烯萃取色层柱, 使待测元素与样品中大量的铀、稀钍、锆、钛、铌、等杂质元素进行分离。用4mol/L盐酸洗脱钍, 偶氮胂Ⅲ比色, 应用TU-1901双光束紫外可见分光光度计测定钍。可测定矿石中0.000x～0.x%的钍。

关键词：TU-1901双光束紫外可见分光光度计,钍,偶氮胂Ⅲ,微色谱柱