GB/T 13070-2025 鈾礦(kuàng)石中鈾(yóu)的(dí)測(cè)定 電(diàn)位(wèi)滴定法

範圍(wéi)
本文件描述了(liǎo)電位(wèi)滴(dī)定法測(cè)定鈾(yóu)礦石(shí)中(zhōng)鈾(yóu)含量(liáng)的試劑或(huò)材(cái)料
，儀(yí)器(qì)設備(bèi)
，樣(yàng)品
，試(shì)驗(yàn)步(bù)驟
，試驗數(shù)據處理
，精(jīng)密度
，質量保證和控製等內容(róng)。
本文(wén)件(jiàn)適用於鈾礦石(shí)中鈾(yóu)含量的(dí)測定，也適(shì)用於金(jīn)屬鈾(yóu)
，氧(yǎng)化(huà)鈾等純(chún)鈾(yóu)物質(zhì)的定值和(hé)檢(jiǎn)驗。
亞(yà)鐵(tiě)-釩(fán)酸銨滴定法測(cè)定鈾(yóu)含(hán)量範圍：0.01%~15%，小於(yú)或等於(yú)10mg鉬
，4.2mg釩
，3mg鈰(shì)
，5mg鋯不(bù)幹擾(rǎo)測定(dìng)。
亞(yà)鐵(tiě)-釩(fán)酸(suān)銨滴(dī)定法測定鈾(yóu)含(hán)量範圍：0.01%~15%，小於(yú)或(huò)等於25mg鉬
，0.1mg釩
，1.5mg鈰
，4mg鋯不幹擾測定。
一(yī)般(bān)鈾礦(kuàng)石中雜質量均小(xiǎo)於上(shàng)述幹(gān)擾，不(bù)幹(gān)擾測(cè)定(dìng)。

術(shù)語(yǔ)和(hé)定(dìng)義
本文件沒有需要界定的(dí)術語和定(dìng)義。

原(yuán)理(lǐ)
樣(yàng)品(pǐn)經鹽酸(suān)
，氫(qīng)氟酸(suān)和磷酸分解(jiě)，溶液中的(dí)鈾(yóu)(Ⅵ)在(zài)磷酸(suān)介質(zhì)中，用硫酸亞鐵銨或(huò)三(sān)氯(lǜ)化鈦(tài)還(huán)原成鈾(Ⅳ)，用(yòng)亞(yà)硝酸鈉(nà)氧化(huà)過量的(dí)還(huán)原劑，穩(wěn)定的鈾(Ⅳ)不被(bèi)氧化，用尿素(sù)消(xiāo)除(chú)過剩(shèng)的亞硝(xiāo)酸鈉(nà)。用(yòng)釩酸銨溶(róng)液滴定至(zhì)終點(diǎn)，其離子反(fǎn)應方(fāng)程式見公(gōng)式(1)。根據滴定(dìng)終點(diǎn)時(shí)所消耗的釩酸(suān)銨(ǎn)用量(liáng)，計算出樣品(pǐn)中鈾(yóu)的含量(liáng)。


試劑(jì)或材料
除(chú)非另(lìng)有說明(míng)，分(fēn)析時均使(shǐ)用(yòng)符合國家(jiā)標(biāo)準(zhǔn)的分析純試(shì)劑和(hé)符合(hé) GB/ T 6682 規定的二級(jí)及以上的水(shuǐ)。
鹽(yán)酸：ρ(HCl)=1.19g/mL。
磷酸：ρ(H₃PO₄)=1.69g/mL。
氫(qīng)氮(dàn)酸：ω(HF)≥40%。
硫酸：ρ(H₂SO₄)=1.84g/mL，優(yōu)級(jí)純。
*：ω(H₂O₂)=30%。
磷(lín)酸溶液：φ_{磷(lín)酸(suān):水}=1：2。
鹽(yán)酸溶液(yè)：φ_{鹽(yán)酸:水}=1：1。
硫酸溶液：φ_{硫酸:水(shuǐ)}=1：2。
硫酸(suān)亞(yà)鐵(tiě)銨溶(róng)液(yè)：ρ[FeSO₄•(NH₄₎₂SO₄•6H₂O]=100g/L。
稱(chēng)取10g硫酸(suān)亞鐵銨(ǎn)溶於(yú)100mL 1.5%(V/V)硫(liú)酸溶(róng)液，置於棕色(sè)磨口(kǒu)瓶(píng)內，常(cháng)溫(wēn)下(xià)使(shǐ)用(yòng)2周(zhōu)，保存在(zài)冰箱中能使用(yòng)3個月。
三氯(lǜ)化鈦溶液(yè)：ω(TiCl₃)=15%~20%，保(bǎo)存在(zài)冰箱(xiāng)中(zhōng)。
亞硝(xiāo)酸(suān)鈉(nà)溶液：ρ(NaNO₂)=150g/L。
尿(niào)素(sù)溶液：ρ[CO(NH₂)₂]=200g/L。
八氧化三(sān)鈾：標準物質/標準樣品，在850°C~950°C的高溫爐中灼(zhuó)燒4h，幹燥(zào)器(qì)中冷卻至室(shì)溫(wēn)。
鈾(yóu)標(biāo)準儲備(bèi)液(yè)：ρ(U)=1mg/mL。
稱取1.0000g鈾(yóu)量(精確至0.0001g)的八氧化三(sān)鈾於(yú)150mL燒杯中，依次(cì)加(jiā)入30mL鹽(yán)酸(suān)
，5mL*，在電熱板(bǎn)上小(xiǎo)心(xīn)加(jiā)熱至溶解。冷(lěng)卻後轉(zhuǎn)入1000mL容(róng)量(liáng)瓶中，加(jiā)入1mL磷(lín)酸，使磷(lín)酸最(zuì)終(zhōng)濃(nóng)度(dù)為(wéi)0.1%(V/V)，用水稀釋至(zhì)標(biāo)綫，搖(yáo)匀。或(huò)直(zhí)接使用標(biāo)準溶(róng)液(yè)。
鈾標(biāo)準溶液：ρ(U)=100g/mL。
移取10.00mL鈾標準(zhǔn)儲備(bèi)液於100mL容量(liáng)瓶中，加入(rù)3mL鹽酸，0.1mL磷(lín)酸，用(yòng)水(shuǐ)稀釋(shì)至(zhì)標(biāo)綫，搖匀。
釩酸銨(ǎn)(NH₄VO₃)：優(yōu)級純(chún)，含(hán)量大(dà)於99%。
釩酸(suān)銨(ǎn)滴(dī)定液(yè)：釩酸(suān)銨(ǎn)滴定液的配製和(hé)標(biāo)定按照附錄(lù)A執行(háng)。
高錳(měng)酸鉀溶液：ρ(KMnO₄)=17g/L。

儀器設備
酸度計(電位計)，分辨率等於(yú)或(huò)優(yōu)於(yú)1mV。
自動(dòng)電位(wèi)滴定儀，分(fēn)辨率(shuài)優於(yú)1mV。
分(fēn)析天(tiān)平，分度值0.1mg。
磁力攪(jiǎo)拌(bàn)器(qì)。
電(diàn)極(jí)，指示電極(jí)為鉑(bó)電(diàn)極(jí)或復合(hé)鉑(bó)電(diàn)極(jí)，參比電極(jí)為飽(bǎo)和甘(gān)汞電極或(huò)銀(yín)/氯化(huà)銀(yín)電極，或復合電極(jí)。
滴定管，A，5mL
，10mL。

樣(yàng)品
樣(yàng)品粒徑應小於0.074mm。
測(cè)定前樣品應(yīng)在105°C±5°C幹(gān)燥2h，置(zhì)於(yú)幹燥(zào)器中保(bǎo)存(cún)。
樣品如含(hán)有(yǒu)有機物，稱重後(hòu)應(yīng)在600°C的高溫爐中灼燒30min，冷(lěng)卻後轉(zhuǎn)移(yí)至(zhì)燒杯中。

試(shì)驗步驟(zhòu)
亞鐵-釩酸(suān)銨(ǎn)電(diàn)位滴(dī)定(dìng)法(fǎ)
樣(yàng)品消解
稱(chēng)取0.1g~1.0g樣品(精確至(zhì)0.1mg)於100mL~150mL燒杯中，用(yòng)少(shǎo)量(liáng)水濕潤，加(jiā)10mL~15mL鹽(yán)酸(suān)，15mL磷(lín)酸和(hé)2mL氫氟酸(suān)，搖(yáo)動(dòng)
，蓋上(shàng)表(biǎo)麵皿(mǐn)，在電熱板上加熱(rè)並不(bù)斷(duàn)搖(yáo)動。沸騰(téng)15min~20min，至(zhì)大(dà)氣(qì)泡基本消(xiāo)失，黃綠(lǜ)色褪(tuì)去，取下(xià)稍(shāo)冷(lěng)。加入(rù)1mL*溶液，迅速搖(yáo)動，防(fáng)止(zhǐ)溶(róng)液(yè)噴出，加(jiā)熱(rè)過程中需(xū)不斷搖動，可(kě)適(shì)當(dāng)多加(jiā)幾次*，煮(zhǔ)沸(fèi)後取(qǔ)下(xià)。
注：碳(tàn)酸(suān)鹽岩樣品(pǐn)消(xiāo)解時不(bù)加氫氟酸。
鈾(VI)還原(yuán)
用(yòng)25mL 80°C左(zuǒ)右熱水洗表(biǎo)麵皿
，燒杯內壁(bì)，滴加(jiā)高錳(měng)酸鉀溶(róng)液(yè)至(zhì)紅(hóng)色不(bù)褪。在電(diàn)熱板上加熱(rè)至(zhì)微沸(fèi)，加(jiā)2mL~5mL硫酸亞鐵銨溶(róng)液，微沸(fèi)後取(qǔ)下(xià)冷卻。
過濾
用(yòng)中(zhōng)速(sù)定性濾紙(zhǐ)過濾幹100mL~150mL燒杯(bēi)中，用(yòng)約(yuē)25mL磷酸(suān)溶液(yè)先後衝洗燒(shāo)杯內(nèi)壁和濾(lǜ)紙各3次～4次。放入磁(cí)力攪(jiǎo)拌(bàn)子，加2mL鹽(yán)酸溶液(yè)，將(jiāng)此燒杯放入冰(bīng)水裏冷卻(què)30min。
過(guò)量亞鐵和(hé)亞硝酸(suān)鈉(nà)去除
在磁力攪拌器(qì)上，邊(biān)攪拌(bàn)邊(biān)加(jiā)入(rù)1mL亞硝酸(suān)鈉，氧化過量(liáng)的還(huán)原(yuán)劑，劇烈(liè)攪拌(bàn)至(zhì)顏(yán)色褪(tuì)去，快速(sù)用5mL尿素洗燒杯內壁(bì)(消(xiāo)耗(hào)過(guò)量的(dí)亞硝酸(suān)鈉(nà))，立即蓋上表麵皿，繼(jì)續(xù)攪拌15min~30min，至(zhì)溶(róng)液(yè)氣(qì)泡(pào)基(jī)本(běn)消(xiāo)失。用(yòng)3mL~5mL磷酸溶(róng)液洗表麵皿(mǐn)
，燒(shāo)杯內壁(bì)(滴(dī)定前(qián)保持(chí)體(tǐ)積(jī)80mL左右)。
注(zhù)：對鈾(yóu)含(hán)量(liáng)0.01％左右(yòu)的(dí)試(shì)樣(yàng)，試劑(jì)用量(liáng)適(shì)當減少(shǎo)，滴(dī)定前保(bǎo)持體(tǐ)積40mL左右。
鈾(yóu)(IV)滴(dī)定
酸度計法
繼(jì)續在(zài)磁力攪(jiǎo)拌器上，邊(biān)攪拌邊用滴定管(guǎn)以釩酸(suān)銨滴(dī)定(dìng)液進行電(diàn)位(wèi)滴(dī)定。滴(dī)定至終點附(fù)近(jìn)時，每增(zēng)加一(yī)定體(tǐ)積的滴(dī)定液(yè)，間隔(gé)60s後(hòu)讀取相應(yīng)的(dí)電位值(zhí)。根據滴(dī)定溶液所消耗的體積(jī)和(hé)滴(dī)定體(tǐ)係相應(yīng)的電位(wèi)變化(huà)值(zhí)，采(cǎi)用二次(cì)法(fǎ)求算出樣(yàng)品消耗(hào)釩(fán)酸(suān)銨滴定液的(dí)體積(jī)。
注1：滴(dī)定體(tǐ)積(jī)V計(jì)算到(dào)小(xiǎo)數後第三位(wèi)，取(qǔ)至小數後第二位。
注2：滴定至終(zhōng)點附近(jìn)，樣(yàng)品(pǐn)鈾含量(%)分(fēn)別(bié)為(wéi)0.01~0.1
，0.1~0.5
，0.5以上(shàng)時，釩酸(suān)銨每增加0.1mL~0.06mL
，0.06mL~0.02mL
，0.02mL，電位突(tū)躍值均(jūn)不(bù)小(xiǎo)於(yú)20mV。
自(zì)動(dòng)電位滴定(dìng)法
繼續在(zài)磁(cí)力(lì)攪拌器上，邊攪拌(bàn)邊用(yòng)自動電(diàn)位滴(dī)定儀(yí)以釩(fán)酸銨(ǎn)滴定液(yè)進行電位滴(dī)定。儀(yí)器(qì)可自動(dòng)給出(chū)滴定終點和(hé)消(xiāo)耗釩(fán)酸銨(ǎn)滴定(dìng)液的(dí)體(tǐ)積。
亞鈦-釩(fán)酸(suān)銨電位滴(dī)定(dìng)法(fǎ)
樣(yàng)品消解
同上。
過濾(lǜ)
用25mL 80°C左(zuǒ)右(yòu)熱(rè)水(shuǐ)洗表麵皿(mǐn)
，燒(shāo)杯內壁(bì)，滴加高(gāo)錳(měng)酸鉀(jiǎ)溶液(yè)至紅(hóng)色不褪。在電熱(rè)板(bǎn)上加熱至微(wēi)沸，取下(xià)
，冷卻。用中(zhōng)速(sù)定性濾(lǜ)紙(zhǐ)過濾於(yú)100mL~150mL燒杯中，用約25mL磷酸溶液先後衝洗(xǐ)燒杯(bēi)內壁和(hé)濾(lǜ)紙各(gè)3次(cì)～4次。放(fàng)入磁力攪拌子(zǐ)，加(jiā)2mL鹽(yán)酸溶液(yè)，將此燒(shāo)杯(bēi)放(fàng)入(rù)冰水裏冷卻(què)30min。
鈾(VI)還(huán)原
在磁(cí)力(lì)攪拌(bàn)器(qì)上，邊攪拌(bàn)邊滴(dī)加(jiā)三氯化(huà)鈦(tài)溶液至紫紅色(sè)穩(wěn)定(dìng)不褪，再過(guò)量(liáng)2滴，繼(jì)續(xù)攪(jiǎo)拌3min。
過(guò)量三(sān)氯化(huà)鈦和亞(yà)硝(xiāo)酸鈉(nà)去(qù)除(chú)
同上。
鈾(IV)滴定(dìng)
同(tóng)上(shàng)。

試驗數(shù)據處理(lǐ)
樣(yàng)品中(zhōng)鈾的(dí)含(hán)量，用(yòng)質(zhì)量(liáng)分(fēn)數(shù)ω_U表示，按公式(2)和(hé)公式(3)計(jì)算(suàn)：

式(shì)中：
T ——釩(fán)酸銨滴定液(yè)對(duì)鈾(yóu)的滴(dī)定(dìng)度，單位為微克每(měi)毫升(μg/mL)；
V₁——鈾(yóu)標準溶液消耗釩(fán)酸(suān)銨滴(dī)定液的(dí)體(tǐ)積，單位為毫升(mL)；
C_s——鈾標準(zhǔn)溶液的濃度，單位為(wéi)微克(kè)每毫(háo)升(shēng)(μg/mL)；
Vs——鈾標準溶(róng)液的體(tǐ)積(jī)，單(dān)位(wèi)為毫升(mL)。

式中：
ω_U——鈾(yóu)的質量(liáng)分(fēn)數，％；
V ——樣品消耗(hào)釩(fán)酸銨(ǎn)滴(dī)定液(yè)的(dí)體積，單位(wèi)為(wéi)毫升(shēng)(mL)；
m ——稱(chēng)取樣(yàng)品的質(zhì)量，單(dān)位(wèi)為克(kè)(g)。
計(jì)算(suàn)結果(guǒ)保(bǎo)留至小數點(diǎn)後三位(wèi)。當結果(guǒ)小(xiǎo)於0.1％時，保留至小數點(diǎn)後四位(wèi)。