后處理三氧化鈾粉末中鈾含量測定 自動電位滴定法

EJ/T 20164-2018 后處理三氧化鈾粉末中鈾含量測定 自動電位滴定法

范圍
本標準規定了三氧化鈾粉末中鈾含量測定的分析方法，包括方法原理、試劑和材料、儀器設備、試驗步驟、試驗數據處理、精密度等。
本標準適用于后處理三氧化鈾粉末中鈾含量的測定。

方法原理
在磷酸介質中，用過量的硫酸亞鐵將鈾(Ⅵ)還原到鈾(Ⅳ)，過量的亞鐵離子在鉬的催化下被硝酸氧化，而氧化過程中產生的NO₂^-被氨基磺酸破壞。采用重鉻酸鉀滴定法將鈾(Ⅳ)氧化至鈾(Ⅵ)，使用自動電位滴定儀自動滴定加標準溶液并指示滴定終點，通過重鉻酸鉀標準滴定溶液的消耗量計算樣品中的鈾含量。

儀器設備
自動電位滴定儀。
分析天平，感量為0.01mg。
電熱板，溫度范圍0°C~400°C，控溫精度±2°C。
滴定瓶，250mL，與"自動電位滴定儀"配套使用，耐高溫。
容量瓶，1L，容量允差小于0.4mL。
表面皿，?=7cm。
秒表。

樣品
后處理三氧化鈾粉末。

試驗步驟
樣品溶解
準確稱取兩份試樣0.8g～1.0g(精確至0.01mg)于滴定瓶中，加入5mL濃硝酸，蓋上表面皿，置于電熱板上加熱溶解。待試料溶解*后，升溫至200°C，使樣品緩慢蒸發至近干。
將溫度升至約400°C，繼續加熱到樣品*轉為桶紅色，沒有紅棕色氣體溢出后再加熱5min，取下冷卻。
取下表面皿，量取50mL濃磷酸沿壁加入到滴定瓶中，蓋上表面皿。
將滴定瓶置于電熱板上，于160°C加熱，使其*溶解。
樣品測定
樣品溶解*后，依次加入10mL硫酸溶液、5.0mL氨基磺酸溶液，5.0mL～10mL硫酸亞鐵溶液(硫酸亞鐵不可沿壁加入)。
將滴定瓶安裝在滴定臺上進行攪拌，插入溫度傳感器測量溫度，控制溶液溫度在33°C～35°C時停止攪拌。
加入10mL氧化劑溶液，溶液黑色褪去后(40s以內)，繼續攪拌2.5min后靜置0.5min使氣泡消失。
重鉻酸鉀預稱樣。
稱取一定質量的重鉻酸鉀，重鉻酸鉀的稱樣量m₁由公式(1)計算。

式中:
m₂一一稱取的后處理三氧化鈾粉末的質量，單位為克(g)；
w 一一后處理三氧化鈾粉末中鈾的理論質量分數，%；
A 一一取值約為4mg~6mg，單位為克(g)；
f  一一重鉻酸鉀對鈾的轉換因子，f = 3M_鈾 / M_重鉻酸鉀。
鈾的平均原子量M_鈾按公式(2)計算:

式中:
F_U234 一一鈾234的質量豐度；
F_U235 一一鈾235的質量豐度；
F_U236 一一鈾236的質量豐度；
F_U238 一一鈾238的質量豐度。
取下滴定瓶直接加入預先稱好的固體重鉻酸鉀，再沿杯壁加入100mL的硫酸氧釩溶液，將滴定瓶裝回滴定臺。
將電極插入到滴定瓶中，快速攪拌溶液，電極電位以0.2mV/s～0.4mV/S的速度變化時可視為反應穩定，可以進行下一步滴定。
用自動電位滴定儀滴定至終點(電位約600mV，終點判斷設定為△V≥30mV)，記錄重鉻酸鉀標準滴定溶液消耗體積V。

試驗數據處理
樣品中鈾含量以質量分數ω計，按公式(3)計算:

式中:
ρ 一一重鉻酸鉀標準溶液的濃度，單位為毫克每毫升(mg/mL)；
V 一一重鉻酸鉀標準溶液的消耗體積，單位為毫升(mL)；
結果為兩次測定結果的平均值，計算結果表示到小數點后三位。

精密度
在重復性條件下，六次獨立測定結果相對標準偏差優于0.06%。


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