放射卫生  1988, Vol. 1 Issue (1): 44-45  

引用本文 

孙积涛. 铀和钍的快速分离分析方法[J]. 放射卫生, 1988, 1(1): 44-45.

文章历史

收稿日期:1988-11-15
铀和钍的快速分离分析方法
孙积涛     
山东省卫生防疫站

环境样品经制备后,借助低浓度TOA(或N235)与TBP的协同效应,自硝酸—硝酸铝水相中同时萃取铀和钍,用硝酸铵溶液洗涤,用8NHC1反萃钍,用含TEA的水溶液反萃铀。铀和钍的反萃液分别用Br—PADAP和偶氮肿Ⅲ显色后进行光度测定。本程序抗干扰能力强;采用含TEA的水溶液反萃铀分相快而清晰,反萃液可直接进行钟的光度法测定;用吡啶做溶剂Br-PADAP光度法测定铀生色快、体积小,很适合轴的微量快速测定。

一 仪器和试剂

1.721型分光光度计,离心机,康氏振荡器,60ml分液漏斗等。

2.5%TOA和3%TBP一环已烷溶液(V/V):使用前取与有机相等体积的1 NHNO3、5%碳酸钠、1NHNO3和水萃取洗涤。

3.饱和硝酸铝溶液:取500g硝酸铝用适量水和30~33ml浓氨水溶解,用水稀释至500ml,用棉花过滤。

4.混合掩蔽剂溶液:5g氟化钠、34.6g 1,2—环己二胺四乙酸(CyDTA)和40g磺基水杨酸悬浮于200~300ml水中,搅拌下滴加浓氢氧化钠溶液至溶液清亮,加水至400ml左右,再用氢氧化钠溶液和高氯酸调pH7.8,水稀至500ml。

5.三乙醇(TEA)缓冲溶液:取200ml TEA与600ml水混合,加高氯酸(约70ml)调pH7.8,用水稀释至1000ml。

6.0.05%偶氮胂Ⅱ水溶液。

7.0.04%Br-PADAP﹝2-(5—溴—2—吡啶偶氮)—5—二—乙基胺基苯酚﹞吡啶溶液。

8.铀和钍的标准溶液等。

二 操作步骤

1.样品制备  (1)食品灰样;准确称取1~2g食品灰,加入浓硝酸和过氧化氢反复蒸干2~3次。少数难溶样品用王水处重。残渣用计算量葡酸溶解。(2)天然水:取1升加入5mlHCl、50mgCa2+、50mg Po43+和50mgFe3+,加热煮沸5~10分钟,用氨水调pH8~9,加热使沉淀凝聚。离心分离,洗涤。最后用2.5ml浓前酸溶解。(3)土壤:取5g200目土壤于镍坩埚中,加入3,4倍量氟化管混匀压实,在电炉上加热冒过大量白烟后,再移入升温至500℃的高温电炉中至白烟冒尽(脱硅)。进一步制备采取酸溶法或碱熔法,盐酸溶解,氨水沉淀,分高,用硝酸溶解制成样品液。

2.铀钍分离  将样品液转入60ml分液漏斗中,控制样液10ml(2.5NHNO3),加15ml饱和硝酸铝,用20ml5%TOA和3% TBP—环已烷振荡萃取10分钟,静止弃去水相,用5~10ml8N硝酸铵溶液沿漏斗壁洗下弃去,再加5ml振荡萃洗2分钟,弃去水相,再用硝酸铵溶液沿漏斗壁洗下,弃尽水相。用8ml8 NHCl分两次自有机相中反萃生,每次振荡萃取5分钟,合并反萃液于10ml比色管中。再向有机相中加入2mlTEA缓冲溶液、0.5ml混合掩蔽剂、5ml水,振荡反萃10分钟,静止后将反萃液放入10ml比色管中。

3.钍的测定  在盛有8ml钍的盐酸反萃液的比色管中加入少许抗坏血酸、1ml饱和草酸和200mg尿素(防止钍络合物被氧化褪色)溶解,再加入1.0ml0.05%的偶氮胂Ⅱ溶液,用8NHCl稀释至刻度,摇匀。10分钟后,用3cm比色杯,于665nm处测定光密度。

4.铀的测定  对10ml比色管中铀的反苯波,用浓的和稀的氢氧化钠溶液及硝酸调pH7~8(用pH试纸测定),加入1.2ml 0.04%Br-PADAP溶液摇匀,用水稀释至刻度摇匀,用3cm比色杯,于578nm处测定光密度。

三 条件试验

1.分离条件及抗干扰能力  (1)水相:水相硝酸浓度0.1~3N,饱和硝酸铝用量10ml以上,铀钍均能定量萃取。试验表明,以硝酸铵为盐析剂时铀的萃取率只有60~ 70%,所以用硝酸铵溶液洗涤时要控制次数和用量。(2)有机相:当有机相:水相>1:2时铀钍定量萃取,但只有大于4:5时相分离方快面清。有机相中TOA对铀和钍定量萃取的浓度分别为3%和5%以上,含3%的TBP既提高了萃取率,又改善了相分高,克服了浮化和第三相的生成。(3)反萃取条件:用6~9NHCl均能使钍定量反萃。铀的反萃,只有当7.5ml水相中含2ml TEA缓冲溶液时,反萃液才清彻透明,可直接进行光度测定。如只用水或稀硝酸反萃,用最需在20ml以上,且混浊,需要再处理才能对铀进行光度测定。(4)干扰及其掩蔽:470mgPO43-,使铀钍的萃取率明显降低,若按PO43-:Fe3+=1:1(重量比)加入FePO43+进行掩蔽,可使1000mgPO43-基本不干扰。食品灰中通常含有大量磷酸盐。50mgF-对铀钍的萃取率有干扰,且使相分离困难。1mgZr(Ⅳ)就会发生水解而难以分相,当加入1.5ml30%H2O2和100~200mg So42-时,可消除20mgZr(Ⅳ)的影响。500μgCe(Ⅱ)或Ce(Ⅳ)对钍的测定明显干扰,La(Ⅱ)和Y(Ⅱ)不干扰的允许量较高。

2.铀的光度测定:据文献报道,Br—PADAP作为光度测定铀的生色剂时用乙醇或丙酮做溶剂,其体积应占试溶体积的30%以上,完全生色的时间大于15分钟。本实验发现用吡啶做溶剂,当试液pH6.5~9.5、试剂用量≥1.0ml时,铀络合物即刻生色完全并能稳定24小时以上。因此,以吡啶作溶剂Br-PADAP显色光度测定铀,很适合微量快速分析的要求。

四 小结

本方法最小可测0.4μg铀/10ml和0.3μg钍/10ml,最大相对标准偏差(六个平行样)在士10%以内,准确度在士5%以内,回收率90%左右。本程序用于“581参考食品灰”、食品灰、天然水、土壤、铁矿尾矿和锆英砂等样品中铀和钍的同时分离分析,均获得满意结果。