煤中鈾測定方法和所用的煤質化驗設備

煤中鈾測定方法和所用的煤質化驗設備

1主題內容與適用范圍

本標準規定了煤中鈾測定用的試劑、材料、儀器、設備、煤樣、測定步驟、結果表述和允許差。本標準適用于褐煤、煙煤和無煙煤。

2方法提要煤樣灰化，然后用混合銨鹽熔融、再用含硝酸鹽的稀硝酸浸取。浸取液通過磷酸三丁酯色層柱，使干擾元素分離，用洗脫液洗下柱上吸附的鈾。在弱堿性溶液(pH=8)中，鈾與2-(5-溴-2-吡啶偶氦)-5-二乙胺基苯酚(Br-PADAP）形成有色的二元絡合物，然后進行光度測量，求得鈾含量。

3引用標準GB474煤樣的制備方法

4試劑和材料

4.1 聚三氟氯乙烯：粒度0.125~0.175mm。

4.2丙酮（GB686）。

4.3 混合銨鹽：氟化銨(GB1276)、氯化銨(GB 658)、硫酸銨(GB1396)和硝酸銨(GB 659)以3+2+2+3的質量比混勻、研細、裝瓶備用。

4.4 磷酸三丁酯(TBP）-乙醚溶液：取40mLTBP(HG3—1304)注入100mL容量瓶中，用乙醚(HG3-1002）稀釋到刻度。TBP應進行如下預處理：取一定量的TBP注入分液漏斗中，用等體積的50g/L碳酸鈉水溶液洗滌3次，再用等體積的水洗滌3次，分離后裝瓶備用。

4.5 混合掩蔽液：稱取12g環已二胺四乙酸(CYDTA)，用氫氧化鈉(GB 629)溶液(c(NaOH)=1mol/L]溶解，加入3g氟化鈉(GB 1264)，32g磷基水楊酸(HG3-991)和400mL水。待全部溶解后，用400g/L氫氧化鈉(GB629)溶液和(1+1）鹽酸(GB622）調整溶液的酸度至pH=8(用精密pH試紙檢驗），再用水稀釋到500mL。

4.6三乙醇胺緩沖溶液：取100mL三乙醇胺溶于300mL水中，用(1+1）鹽酸和氫氧化鈉溶液[c(NaOH)=1mol/L]調整溶液的酸度到pH=8(用精密pH試紙檢驗），再用水稀釋到500mL。

4.7 淋洗液：稱取200g硝酸銨(GB659)，加水溶解后，加入130mL硝酸(GB626），移入2L的容量瓶中，加水稀釋到刻度（此溶液每升含100g硝酸銨和1mol硝酸）。

4.8洗脫液：硝酸溶液(c(HNO3)=1mol/L]。

4.9 Br-PADAP乙醇溶液：稱取0.25g 2-(5-溴-2-吡啶偶氮)-5-二乙膠基苯酚(Br-PADAP）溶于500mL 無水乙醇(GB 678)中。

4.10 鈾標準溶液：稱取 0.2109g硝酸鈾酰[UO2(NO3)26H20]，溶于少量水中，將溶液移入1L容量瓶中，用水稀釋到刻度（此溶液1mL含100μg鈾）。取上述溶液50.0mL于g00mL容量瓶中，用水稀釋到刻度(此溶液1mL含10pμg鈾）。

4.11 酚酞(HGB 3039）指示劑：0.1g/L乙醇溶液。

5儀器、設備

5.1 馬弗爐：附有熱電偶和高溫計，能控溫在600±10℃。

5.2 分光光度計：含580nm波長。

5.3 瓷坩堝：容量50mL。

5.4 色層分離柱：如圖所示。

6試驗準備

6.1色層柱的制備

6.1.1 TBP-聚三氟氯乙烯的制備：

稱取2g聚三氟氯乙烯(4.1)放入50mL燒杯中，逐滴加入2mLTBP-乙醚溶液(4.4)，邊加邊攪拌，然后置于水浴上加熱，將乙醚基本除去。再按同樣方法先后滴加1mL和0.5mLTBP-乙醚溶液并分別蒸干，最后將乙醚完全除去，得到濕鹽狀顆粒，稍冷，沿杯壁加入少量水，得到雪花狀物，即為吸附有 TBP的聚三氟氯乙烯。

6.1.2 裝柱

在色層分離柱(5.4）底部放入少量玻璃棉，然后垂直放好。在制備好的2g TBP-聚三氟氯乙烯中加入過量的水，攪拌，分數次倒入色層分離柱的貯液杯中，使TBP-聚三氟氯乙烯均勻沉降，并將流速控制在1~2mL/min。待水流盡后，加入20mL淋洗液(4.7)備用。一次裝柱后，可使用12次左右。

7煤樣

測定用的煤樣為按GB474制備的、粒度小于0.2mm的空氣干燥煤樣。

8測定步驟

8.1 工作曲線的繪制

8.1.1 吸取 0,0.5，1.0,2.0,3.0,4.0和 5.0mL濃度為10μg/mL的鈾標準溶液(4.10)，分別注入色層分離柱的貯液杯中，使溶液通過色層分離柱。待溶液流盡后，用12mL淋洗液(4.7)分6次洗滌杯壁和色層分離柱，再用4ml水淋洗。每次加淋洗液時，應等柱中溶液流盡后再加(以下凡多次淋洗都應遵守此原則)。將以上淋洗液棄去，鈾被吸附。然后先用2mL水淋洗1次，再用14mL洗脫液(4.8)分4~6次淋洗，最后用2mL水淋洗，使鈾洗脫。將全部18mL左右溶液收集于50mL容量瓶中。

8.1.2往容量瓶中加2mL混合掩蔽液(4.5)、1滴酚酞指示劑(4.11），用150g/L的氫氧化鈉（GB629)溶液調至粉紅色，再用鹽酸(GB 622)(c(HCl）=1mol/L]調至無色，加2mL三乙醇胺緩沖液(4.6)、8mL丙酮(4.2）和2mLBr-PADAP 乙醇溶液(4.9)，搖勻（如混濁可多加1mL丙酮），用水稀釋到刻度，搖勻。

8.1.3 放置30~60min，然后用1cm比色皿，于580nm波長下，以空白溶液為參比，測量各標準溶液的吸光度�？瞻兹芤簯�先經色層分離柱吸附和洗脫處理。

8.1.4 以吸光度為縱坐標，鈾含量為橫坐標繪制工作曲線。

8.2煤樣測定

8.2.1煤樣的灰化稱取約1g(精確至0.0002g)煤樣（根據鈾的含量可適當增減）于瓷坩堝(5.3）中，放入馬弗爐(5.1)，由室溫逐漸加熱到600士10℃，并在此溫度下保持1h，取出坩堝并冷卻。

8.2.2灰樣的處理在盛有灰樣的瓷坩堝中加入3g混合銨鹽(4.3）并混勻，再覆蓋1~2g。將坩堝置于能控溫的電爐上，先在低溫下熔融15~20min，然后稍稍升高溫度使其冒白煙，再升高溫度，直至白煙冒盡，稍冷，加入20mL淋洗液(4.7)，加熱，使鹽類溶解。

8.2.3鈾的分離將灰樣處理液冷卻，用小漏斗將溶液直接濾入色層分離柱的貯液杯內，使濾液通過色層分離柱。待濾液流盡后，用6mL 淋洗液(4.7)分3次和4mL水分2次淋洗色層分離柱，將以上淋洗液棄去，鈾被吸附。用2mL水淋洗柱1次，再用14mL洗脫液(4.8)分4~6次淋洗，最后用2mL水淋洗，鈾被洗脫。將全部18mL左右的淋洗液收集在50mL容量瓶中。

8.2.4 鈾的測定于容量瓶中加入2mL混合掩蔽液(4.5)。以后測定步驟按本標準8.1.2和8.1.3條進行。從工作曲線上查出相應的鈾含量。

8.3空白試驗空白試驗除不加煤樣外，其余步驟與煤樣測定(7.2）完全相同。取重復測定結果的算術平均值作為空白值。

9測定結果的表述鈾含量按下述公式計算：

煤炭含鈾量計算公式為：Uad空氣干燥煤樣含量等于M1減去M2，在除以M。

式中：Uad—空氣干燥煤樣中鈾含量，ug/g；

M1——煤樣溶液中鈾含量，ug

m2——空白溶液中鈾含量，μg

M---空氣干燥煤樣質量，g。

計算結果取到小數后1位，修約到個位并報出。

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