后处理三氧化铀粉末中铀含量测定 自动电位滴定法

EJ/T 20164-2018 后处理三氧化铀粉末中铀含量测定 自动电位滴定法

范围
本标准规定了三氧化铀粉末中铀含量测定的分析方法，包括方法原理、试剂和材料、仪器设备、试验步骤、试验数据处理、精密度等。
本标准适用于后处理三氧化铀粉末中铀含量的测定。

方法原理
在磷酸介质中，用过量的硫酸亚铁将铀(Ⅵ)还原到铀(Ⅳ)，过量的亚铁离子在钼的催化下被硝酸氧化，而氧化过程中产生的NO₂^-被氨基磺酸破坏。采用重铬酸钾滴定法将铀(Ⅳ)氧化至铀(Ⅵ)，使用自动电位滴定仪自动滴定加标准溶液并指示滴定终点，通过重铬酸钾标准滴定溶液的消耗量计算样品中的铀含量。

仪器设备
自动电位滴定仪。
分析天平，感量为0.01mg。
电热板，温度范围0°C~400°C，控温精度±2°C。
滴定瓶，250mL，与"自动电位滴定仪"配套使用，耐高温。
容量瓶，1L，容量允差小于0.4mL。
表面皿，Ø=7cm。
秒表。

样品
后处理三氧化铀粉末。

试验步骤
样品溶解
准确称取两份试样0.8g～1.0g(精确至0.01mg)于滴定瓶中，加入5mL浓硝酸，盖上表面皿，置于电热板上加热溶解。待试料溶解*后，升温至200°C，使样品缓慢蒸发至近干。
将温度升至约400°C，继续加热到样品*转为桶红色，没有红棕色气体溢出后再加热5min，取下冷却。
取下表面皿，量取50mL浓磷酸沿壁加入到滴定瓶中，盖上表面皿。
将滴定瓶置于电热板上，于160°C加热，使其*溶解。
样品测定
样品溶解*后，依次加入10mL硫酸溶液、5.0mL氨基磺酸溶液，5.0mL～10mL硫酸亚铁溶液(硫酸亚铁不可沿壁加入)。
将滴定瓶安装在滴定台上进行搅拌，插入温度传感器测量温度，控制溶液温度在33°C～35°C时停止搅拌。
加入10mL氧化剂溶液，溶液黑色褪去后(40s以内)，继续搅拌2.5min后静置0.5min使气泡消失。
重铬酸钾预称样。
称取一定质量的重铬酸钾，重铬酸钾的称样量m₁由公式(1)计算。

式中:
m₂一一称取的后处理三氧化铀粉末的质量，单位为克(g)；
w 一一后处理三氧化铀粉末中铀的理论质量分数，%；
A 一一取值约为4mg~6mg，单位为克(g)；
f  一一重铬酸钾对铀的转换因子，f = 3M_铀 / M_重铬酸钾。
铀的平均原子量M_铀按公式(2)计算:

式中:
F_U234 一一铀234的质量丰度；
F_U235 一一铀235的质量丰度；
F_U236 一一铀236的质量丰度；
F_U238 一一铀238的质量丰度。
取下滴定瓶直接加入预先称好的固体重铬酸钾，再沿杯壁加入100mL的硫酸氧钒溶液，将滴定瓶装回滴定台。
将电极插入到滴定瓶中，快速搅拌溶液，电极电位以0.2mV/s～0.4mV/S的速度变化时可视为反应稳定，可以进行下一步滴定。
用自动电位滴定仪滴定至终点(电位约600mV，终点判断设定为△V≥30mV)，记录重铬酸钾标准滴定溶液消耗体积V。

试验数据处理
样品中铀含量以质量分数ω计，按公式(3)计算:

式中:
ρ 一一重铬酸钾标准溶液的浓度，单位为毫克每毫升(mg/mL)；
V 一一重铬酸钾标准溶液的消耗体积，单位为毫升(mL)；
结果为两次测定结果的平均值，计算结果表示到小数点后三位。

精密度
在重复性条件下，六次独立测定结果相对标准偏差优于0.06%。