DBS-偶氮胂光度法测定微量铀的研究与应用

李耀国，杨 夏

（陕西核工业地质局224大队，陕西 西安 710024）

DBS-偶氮胂光度法测定微量铀的研究与应用

李耀国，杨 夏

（陕西核工业地质局224大队，陕西 西安 710024）

研究了在H3PO4介质中，以TiCl3为还原剂的U（Ⅳ）与DBS-偶氮胂反应的条件及配合比，样品分析结果证明：该方法可满足微量铀分析要求。

DBS-偶氮胂；分光光度计；微量铀

分光光度法测定铀的常用显色剂是偶氮胂-Ⅲ和5-Br-PADAP［1］， 而 2-12-胂酸基苯偶氮-7-12.6-二溴-4-磺酸基苯偶氮-1.8-二轻基萘-3.6-二磺酸（简称DBS-偶氮胂）是一种灵敏的稀土和钍的显色剂［2］，而未见用于测定铀。

根据 TiCl3将 U（Ⅵ）还原U（Ⅳ）与DBS-偶氮胂的显色反应，研究了测定矿石中微量铀的方法。在H3PO4、HCl介质中DBS-偶氮胂与U（Ⅳ）形成稳定配合物，最大吸收峰为645 nm，摩尔吸光系数 ε＝8.33×10-4mol·cm-1，配合物组成铀：DBS-偶氮胂为1∶4，25 mL显色体积中铀在0～20 μg服从比耳定律。Th4＋、Zr4＋和稀土元素等干扰离子采用CL-TBP萃淋树脂分离干扰［3］。该法经过了标准试样验证，分析结果可靠，便于推广。

1 试验样品

1.1 仪器与试剂

仪器设备采用国产721数字显示分光光度计、电热板、马弗炉和实验室用常规玻璃器皿。

试剂有：

（1）DBS-偶氮胂：0.05%水溶液；

（2）铀标准溶液：准确称量1.179 2 g U3O8加 20 mL 1∶1 盐酸和 1 mL 30%H2O2加热至H2O2完全分解和U3O8全部溶解后，转入1 000 mL容量瓶中，加水至标线，摇匀配成1 mg·mL-1铀的母液， 稀释成 10 μg·mL-1铀的工作液；

（3） TiCl3溶液： 36%；

（4）尿素-亚硝酸钠-盐酸混合液：取尿素20 g，溶于100 mL 3%的盐酸溶液中，然后与20%亚硝酸钠溶液1∶1混成；

（5）CL-TBP萃淋树脂：60～80目；

（6） 上柱液： 5 mol·L-1硝酸中含 2%酒石酸和1%硝酸铝；

（7） 洗杂液： 1 mol·L-1硝酸中含 10%硝酸铵；

（8）色层柱的制备：将CL-TBP萃淋树脂，用水调稀后，湿法装柱（规格8 cm×0.8 cm），底部先垫上尼龙丝，装至柱高差1 cm后，用玻璃纤维将上端覆盖，流速控制在1～1.5 mL·min-1。用时先以5%碳酸钠溶液20 mL淋洗色层柱，水洗至中性，再用上柱液平衡备用［3］；

（9） 分析纯： HCl、 HNO、 H2O2和 H3PO4。

1.2 试验方法

取10 μg标准铀溶液于25 mL溶量瓶中，加入浓H3PO42.5 mL，摇匀，滴入36%TiCl3到溶液呈稳定的紫色，放置3 min，不断摇动下滴加尿素-亚硝酸钠-盐酸混合液，直到紫色及大量的气泡消失为止，再加入4 mL浓盐酸，3 mL 0.05%的DBS-偶氮胂显色剂，用水稀至刻度，摇匀，放置50 min于721分光光度计上，选用1 cm比色皿，波长645 nm处以试剂空白作参比测量吸光度。

1.3 样品测定

吸取 10 μg·mL-1铀的标准溶液 0、0.5、1.0、1.5和2.0 mL于50 mL烧杯中，置电热板上蒸干。加入上柱液10 mL，稍加热提取铀。取下稍冷，将溶液倾入色层柱上，以1～1.5 mL·min-1的流速流经色层柱。用上柱液30 mL分3次淋洗色层柱，再用洗杂液10 mL洗1次，随即以1∶1盐酸15 mL淋洗，加水3 mL洗涤盐酸后，用水10 mL分3次解脱铀。淋洗下的铀溶液收集在25 mL容量瓶中，做显色反应，光度法测铀［3］。以下同1.2节（试验方法）。

1.4 样品分析

准确称取0.5～1 g试样于铂坩锅中，于高温炉中低温升至650～700℃灼烧0.5 h。取出，加入氢氟酸15 mL、高氯酸1 mL，蒸至高氯酸白烟冒尽。用少量盐酸提取，转移至100 mL烧杯中，加盐酸10 mL，硝酸5 mL，加热溶解完全。蒸干，向烧杯中加上柱液10 mL，稍加热提取铀。取下稍冷，过滤于事先用上注液平衡好的色层柱上，以1～1.5 mL·min-1的流速流经色层柱［3］，以下同1.3节（样品测定）。

2 实验部分

2.1 吸收光谱

按试验方法测定配合物的吸收光谱（图1），由图1可知，配合物最大吸收峰在645 nm。

2.2 各种试剂对显色体系的影响及适用范围

2.2.1 酸度影响

按试验方法，其他条件不变，改变H3PO4、HCl用量，分别做对显色反应的影响试验（图2），由图2可知，H3PO4用量为2.0～3 mL、HCl用量为3～6 mL时吸光度值不变，故试验选用H3PO4、HCl，用量分别为2.5、4 mL。

2.2.2 TiCl3影响

按试验方法，其他条件不变，改变TiCl3用量做对显色反应的影响试验（图3），由图3得知36%的TiCl3用量为0.13～0.31 mL时，吸光度值不变，试验选用36%的TiCl3为0.2 mL。

2.3 显色剂用量

当 显 色 体 积 为 25 mL， 铀 为 10 μg，0.05%的DBS-偶氮胂用量为3.0～4.5 mL时，吸光度值恒定，故试验选用3.5 mL。

2.4 配合物稳定性及配合物组成

铀与DBS-偶氮胂显色反应45 min显色完全，4 h内稳定。采用斜率比法和摩尔比法测定配合物组成。结果表明，U（Ⅳ）∶DBS-偶氮胂＝1∶4。

2.5 比耳定律范围

当显色体积为 25 mL， 铀为 0～20 μg·g-1范围内服从比耳定律，摩尔吸光系数ε＝8.33×10-4mol·cm-1。

2.6 共存离子的影响

按试验方法测定10 μg铀，当相对误差不超过＋5%时，各种共存离子允许量（mg）详见表1。

结果表明，大部分离子允许量在毫克以上，Th4＋、稀土元素和Zr4＋允许量较低，干扰测定时，采用CL-TBP萃淋树脂分离可消除影响。

2.7 方法精密度试验

对铀矿样品按以上方法平行测定5次，矿样分析结果见表2。

表1 共存离子的影响Table 1 Affection of co-existed ions

表2 方法精密度试验Table 2 Tests of precision

3 结语

试验根据在磷酸-盐酸介质中，铀（Ⅵ）经亚钛还原成铀（Ⅳ）与DBS-偶氮胂形成配合物的化学性质，选用混合液（尿素-亚硝酸钠-盐酸）消除过量亚钛对吸光度的影响。通过生产实践证明，分析方法操作简单、快速，灵敏度高。

［1］董灵英.铀的化学分析［M］. 北京：原子能出版社，1982.

［2］曾 锋，宋金如.DBS-偶氮胂光度法测定矿石中微 量 钍 ［J］. 华东地质学院学报， 1992， 15（2）:173-176.

［3］岩石矿物分析编写组.岩石矿物分析（第1分册）:第3版［M］.北京：地质出版社，1991.

Determination of trace U by spectrophometry of DBS-Arsenazo

LI Yao-guo，YANG Xia
（Geological Party No.224， Shaanxi Nuclear Geology Bureau， Xi’an， Shaanxi 710024， China）

s:This essay is a study on the conditions and ratio of reaction complexing between U（Ⅳ）and DBS-arsenazo in the solution of phosphate，with reductant of TiCl3.The analysis result of samples shows that this method can be applied to determine trace U.

DBS-arsenazo； spectrophotometry； trace U

TL271+.4

A

1672-0636（2012）03-0183-04

10.3969/j.issn.1672-0636.2012.03.010

2012-01-12；

2012-06-08

李耀国（1966—），男，甘肃秦安人，高级工程师，主要从事化学分析及铀矿选矿工艺的研究。E-mail:raochaojun123@163.com