激光荧光法测定岩石、土壤样品中铀

李强 高明明 刘巍平

摘 要：样品经过混合酸分解后，样品中的铀以铀酰离子（UO32+）状态存在于溶液中，在pH为7～8.5条件下，铀酰离子与荧光剂形成稳定络合物，在激光的激发下，发出波长为500 nm，546 nm，520 nm的荧光，荧光强度与溶液中铀的浓度成正比。该方法研究了熔矿温度、测定酸度、荧光增强剂用量等实验条件，确定最佳实验条件为pH7～8.5、熔矿温度250 ℃、荧光增强剂用量0.5 mL。用此实验条件测定多个国家标准样品，结果令人满意。

关键词：激光荧光 铀 含量 岩石 土壤

中图分类号：TU459 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）03（c）-0023-02

目前，国内在土壤和岩石中铀的测定方法上已有分光光度法、激光荧光法、同位素X射线荧光法、同位素稀释质谱法等方法。一般实验室比较常用的是前两种方法，在大批量地球化学找矿和铀矿普查中，对分析测量的灵敏度和准确度提出越来越高的要求，而分析速度也是制约着批量试样分析的重要因素。而激光荧光法具有灵敏度高、测定速度快等特点。该文利用激光铀分析仪，在操作条件优化的基础上，完成土壤、岩石中微量铀的测量，获得满意的结果[1][2]。

1 实验部分

1.1 主要试剂及仪器

1.1.1 试剂

分析纯的硝酸、氢氟酸、高氯酸、氢氧化钠。

硝酸（1+2）：1份硝酸缓慢加入2份蒸馏水中，搅匀。

荧光增强剂混合液（10%）：将100 mL荧光增强剂倒入1 000 mL容量瓶中，加入2.5g氢氧化钠，用蒸馏水定容至刻度，摇匀待用；

铀标准溶液ρ（U）=0.1mg/mL，ρ（U）=0.5mg/mL，ρ（U）=

1.0 mg/mL。

1.1.2 仪器

MUA型激光铀分析仪（核工业北京地质研究院）。

分析天平（感量万分之一）。

25 mL聚四氟乙烯坩埚。

1.2 实验方法

准确称取样品0.05 g于25 mL聚四氟乙烯坩埚内，依次加入硝酸10 mL，氢氟酸3 mL，高氯酸0.5 mL，放置于已升温至220 ℃的电热板上溶解样品1 h，然后调节电热板温度至250 ℃左右分解样品，直至白烟冒尽，将坩埚放倒赶走坩埚壁上残留的酸液。确保酸液赶尽后取下坩埚，趁热加入硝酸（1+2）2.5 mL，轻轻摇动后置电热板上温热提取2 min，取下，放置室温后用蒸馏水定容于25 mL比色管中，摇匀，澄清后测定。每批带试剂空白1～2份。

用微量取样器分取0.5 mL已澄清的待测溶液于激光分析仪石英皿中，加入4.5 mL荧光增强剂混合液（10%），用玻璃棒搅匀后放入样品激发室，测定荧光读数F1，取出石英皿，加入VS（0.5）mL浓度为CS（0.5～1.0 μg/mL）的铀标准溶液，搅匀后测定荧光读数F2。试剂空白以同样的方法进行测定，最终样品的计算结果需要减去空白的计算结果[3-4]。

1.3 结果计算

根据下列公式计算样品中铀含量

2 激光荧光法条件试验

2.1 酸度试验

分取9份0.01 μg/ml的铀标准溶液1.0 mL于小烧杯中，分别加入1.0 mL荧光增强剂，8 mL去离子水，用氢氧化钠溶液分别调节酸度（pH）为5.0，6.0，6.5，7.0，7.5，8.0，8.5，9.0，10.0。搅拌均匀后测定荧光强度，并对0.05 μg/mL， 0.1 μg/mL的铀标准溶液做相同的试验，结果如表1所示。

由表中数据可知，当溶液酸度在7～8.5时有最大荧光强度。

2.2 荧光增强剂用量实验

分取5份0.02 μg/ml的铀标准溶液0.5 mL于10 mL比色管中，分别加入0.25 mL，0.5 mL，1.0 mL，1.5 mL，2.0 mL荧光增强剂，补加去离子水至5 mL刻度线，用氢氧化钠溶液调节酸度为pH=7.5，摇匀后测定荧光强度，并分别对0.05 μg/mL，1.0 μg/mL的铀标准溶液做相同试验，结果如表2所示。

由此可见，当荧光增强剂用量在0.5～1.0 mL时，0.02～0.20 μg/mL的铀溶液都可以达到最大荧光值，因此选取荧光增强剂用量为0.5 mL。

2.3 熔矿温度的选择

对国家标准样品GBW04117～GBW04119进行了不同温度下的熔矿试验，得出结果如表3所示。

由表中数据可以看出，熔矿温度过高或过低，都会使样品未被完全打开而使测定结果偏低，因此选择一个合适的熔矿温度对样品分析结果的准确性至关重要。

3 方法精密度

使用该仪器对国家一级地球化学标准物质GBW04117、GBW04118、GBW04119、GBW04122进行精密度试验，每个元素进行8个平行测定，计算相对标准偏差（RSD）。由表4可以看出，铀测定结果的相对标准偏差都小于10%。

4 方法准确度

准确度是指在一定条件下用该方法测定的平均值与真实值或参考值的符合程度，以误差来表示。在实际工作中通常用标准物质或标准方法进行对照试验来确定准确度。对国家标准物质GBW04117、GBW04118、GBW04119、GBW04122进行8次平行测定，并得出计算值与真实值的对数误差，所得结果如下表5。可以看出该方法有较好的准确度，证明方法可行。

5 结语

该方法研究了熔矿温度、测定酸度、荧光增强剂用量等实验条件，确定最佳实验条件为pH7～8.5、熔矿温度250 ℃、荧光增强剂用量0.5 mL。用此实验条件测定多个国家标准样品，结果令人满意。此方法可用于大批量地球化学找矿和铀矿普查中，能够有效的提高铀的分析准确度和灵敏度，提高分析效率。

参考文献

[1] 李清贞，张延安.激光荧光法快速测定地球化学样品中微量铀[J].岩矿测试，1983，2（4）：303-306.

[2] 张贵英，董亚妮，李力争.地球化学样品中铀的激光荧光法测定[J].岩矿测试，2003，12（2）：107-110.

[3] 朱樱，康友纯，李功顺.激光荧光法快速测定岩石土壤中的铀[J].铀矿地质，2013，5（3）：187-192.

[4] EJ/T550-2000，土壤、岩石等样品中铀的测定—— 激光荧光法[S].2000.