鹽湖鹵水中鈾的激光液體熒光法測定

董生發(fā)，馬艷芳，朱建榮，2，張志宏，王志明，周 園

（1.中國科學(xué)院青海鹽湖研究所，青海西寧810008；2.中國科學(xué)院研究生院；3.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院）

鹽湖鹵水中鈾的激光液體熒光法測定

董生發(fā)1，馬艷芳1，朱建榮1，2，張志宏1，王志明3，周 園1

（1.中國科學(xué)院青海鹽湖研究所，青海西寧810008；2.中國科學(xué)院研究生院；3.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院）

摘 要：針對WGJ-III型微量鈾分析儀測鈾原理分析，結(jié)合鹵水的特點以及在大量實驗研究的基礎(chǔ)上，提出了激光液體熒光-標(biāo)準(zhǔn)加入法測定鹽湖鹵水中鈾的方法。方法檢出限為0.02mg／L，對配制含鈾1.000mg/L鹵水測定的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為0.98%（n=10），加標(biāo)回收率為95%～106%。該方法操作簡便、分析結(jié)果準(zhǔn)確且分析成本不高，可用于鹽湖鹵水或高礦化度水溶液中鈾含量的測定。

關(guān)鍵詞：鈾；鹽湖鹵水；激光液體熒光

鈾是重要的能源資源，在經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。鹽湖鹵水中含有較被世界上廣泛關(guān)注的海水品位高很多的鈾資源，是主要含鈾礦產(chǎn)資源之一。研究從鹽湖中獲取鈾的相關(guān)工作在國外已有不同程度的開展，而在中國這方面的研究才剛剛起步［1］。

鹵水中鈾含量的檢測方法是開展鹽湖提鈾研究工作的基礎(chǔ)，雖然目前已有一些檢測水中或海水中鈾的檢測方法［2-4］，但因鹽湖鹵水成分復(fù)雜（除含有鈾外，還含有豐富的Rb、Cs、Br、I等元素，同時鹵水中還有Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-、Na+、K+、Mg+、Ca2+等離子，而且濃度很高），將這些檢測低礦化度水溶液中鈾的方法直接應(yīng)用于鹵水中鈾的檢測會引起較大的偏差，繼而對研究工作產(chǎn)生誤導(dǎo)。在對測量鈾儀器的調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，利用WGJ-III型微量鈾分析儀檢測水中鈾含量方面其方法簡單易行且比較經(jīng)濟(jì)。筆者就針對WGJ-III型微量鈾分析儀測鈾原理，結(jié)合鹵水的特點并在大量實驗研究的基礎(chǔ)上，提出了利用該儀器檢測鹵水中鈾含量的方法。該方法操作簡便、分析結(jié)果準(zhǔn)確且分析成本較低，可用于鹽湖鹵水或高礦化度水溶液中鈾含量的測定。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

儀器：WGJ-III型微量鈾分析儀。

試劑：鈾標(biāo)準(zhǔn)溶液（1.000mg／L，核工業(yè)北京地質(zhì)研究院）；鈾熒光增強(qiáng)劑（杭州大吉光電儀器有限公司生產(chǎn)）；六水氯化鎂、七水硫酸鎂、氯化鈉、硼砂、氯化鋰、氯化鉀，均為分析純；蒸餾水。

1.2 實驗步驟

利用鈾標(biāo)準(zhǔn)溶液、試劑和蒸發(fā)水配制一組不同鈾含量的鹵水，使其其他組分與某含鈾鹵水組成相同。進(jìn)行條件實驗，在WGJ-III型微量鈾分析儀上，測定配制鹵水中鈾的工作條件。在工作條件下利用實際鹵水對分析方法的檢出限、精密度、回收率、準(zhǔn)確度進(jìn)行驗證。

2 結(jié)果與討論

2.1 儀器工作條件的選擇

儀器檢測負(fù)壓值是表征激光強(qiáng)度的參數(shù)，而激光強(qiáng)度對激發(fā)熒光有影響。利用標(biāo)準(zhǔn)加入法檢測鈾標(biāo)準(zhǔn)溶液的鈾含量時發(fā)現(xiàn)，選擇的負(fù)壓值不同則檢測結(jié)果就不同。但對同一樣品的多次檢測中發(fā)現(xiàn)，在相同負(fù)壓值下檢測的結(jié)果是基本相同的，說明在一定條件下測量負(fù)壓值與樣品（這里是指由原樣經(jīng)稀釋后直接可用于儀器分析的樣品，而非原樣，下同）中鈾含量是一一對應(yīng)的。所以負(fù)壓值的選擇非常重要。

測樣時還發(fā)現(xiàn)，環(huán)境溫度對儀器的測量結(jié)果有影響，如果環(huán)境溫度發(fā)生變化，要求測樣負(fù)壓值也要做相應(yīng)調(diào)整，否則測量將出現(xiàn)較大偏差。一般情況下，環(huán)境的溫度在使用儀器的短時間內(nèi)不會有很大的變化，但若連續(xù)較長時間使用時，由于儀器本身發(fā)熱或環(huán)境溫度變化，會導(dǎo)致測量結(jié)果出現(xiàn)偏差。根據(jù)大量實驗結(jié)果，儀器使用的環(huán)境溫度變化應(yīng)≤2℃、儀器連續(xù)使用時間不超過2.5 h，在此條件下不需要對選定的負(fù)壓值進(jìn)行調(diào)整。表1為（20±1）℃下測定的一組樣品中鈾測量濃度對應(yīng)的負(fù)壓值。

表1 （20±1）℃下樣品中鈾測量濃度對應(yīng)的負(fù)壓值

2.2 方法檢出限

用試劑和蒸餾水配制組成與鹵水相同的無鈾鹵水，在工作條件下平行測定20次，計算標(biāo)準(zhǔn)偏差δ，以3δ作為方法檢出限。本方法檢出限為0.02mg/L。

2.3 方法精密度與回收率

取配制含鈾1.000mg/L鹵水平行測定10次，計算出相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為0.98%。取某含鈾鹽湖鹵水濃縮過程中不同含鈾鹵水樣6份，分別加入1.0mg/L鈾標(biāo)準(zhǔn)溶液，進(jìn)行回收實驗，結(jié)果見表2。由表2可見，該方法回收率為95%～106%。方法的精密度和回收率均令人滿意。

表2 實驗方法回收率實驗數(shù)據(jù)

2.4 方法準(zhǔn)確度

為驗證方法的準(zhǔn)確度，將利用試劑、蒸餾水和鈾標(biāo)準(zhǔn)溶液配制的一組含鈾鹵水，在相應(yīng)工作條件下進(jìn)行測定，結(jié)果見表3。由表3中相對誤差數(shù)據(jù)可見，本方法測定結(jié)果準(zhǔn)確。

表3 實驗方法準(zhǔn)確度實驗數(shù)據(jù)

3 結(jié)論

激光液體熒光-標(biāo)準(zhǔn)加入法測定鹽湖鹵水中鈾的方法，是根據(jù)WGJ-III型微量鈾分析儀測鈾原理結(jié)合鹵水的特點，經(jīng)過大量實驗研究得出的檢測鹵水中鈾含量的方法。該方法檢出限為0.02mg/L，對配制含鈾1.000 mg/L鹵水測定的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為0.98%（n=10），加標(biāo)回收率為95%～106%。該方法操作簡便、分析結(jié)果準(zhǔn)確且分析費(fèi)用不高，可用于鹽湖鹵水或高礦化度水溶液中鈾含量的測定。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 安世武，吳志堅.從柴達(dá)木盆地油田水和鹽湖鹵水中分離提取鈾的可行性分析［J］.鹽湖研究，2007，15（1）：55-62.

［2］ 郭一飛，梁俊福，焦榮洲，等.分光光度法測定高放廢液處理工藝中的U［J］.原子能科學(xué)技術(shù)，2000，34（3）：252-258.

［3］ 張彩虹.激光熒光法直接測定環(huán)境樣品中的微量鈾［J］.核技術(shù)，1999，22（9）：551-556.

［4］ Perry D L，Klainer SM，Bowman A R.Detection of ultrace levelsof uranium in aqueous samples by laser induced fluorescence spectrometry［J］.Anal.Chem.，1981，53（7）：1048-1050.

聯(lián)系方式：dongshf@isl.ac.cn

中圖分類號：TQ136.2

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1006-4990(2012)02-0058-02

收稿日期：2011-08-10

作者簡介：董生發(fā)（1976— ），男，本科，助理研究員，主要從事鹽湖化工研究工作，已公開發(fā)表論文6篇。

Determ ination of uranium in brine by laser liquid fluorescence

Dong Shengfa1，Ma Yanfang1，Zhu Jianrong1，2，Zhang Zhihong1，Wang Zhiming3，Zhou Yuan1
（1.Qinghai Institute ofSalt Lakes，Chinese Academy ofSciences，Xining810008，China；
2.Graduate University，Chinese Academy ofSciences；3.CNNCBeijing Research Institute ofUranium Geology）

Abstract：Thisstudy isabout to establish amethod fordetermination ofuranium in salt lake brine.By analyzing determination principle of WGJ-Ⅲ uranium tester and considering characteristics of brine，laser and liquid fluorescence-standardized additionmethod was put forward based on a lotof experimentations.The detection limitwas 0.02mg/L，the RSD was 0.98%（n=10）for 1.000 mg／L uranium in brine and standard sample recovery rate was at 95%～106%.Thismethod is easy，accurate，and inexpensive，so itcan beused to determine uranium in brine or in highmineralization solution.

Keywords：uranium；salt lake brine；laserand liquid fluorescence