一种后处理工艺料液中总还原值的测定方法

技术领域

此发明涉及测定方法领域，具体涉及一种后处理工艺料液中总还原值的测定方法。

背景技术

在乏燃料后处理工艺流程中，1BP、2BP等料液中含有大量的硝酸羟胺、硝酸肼、三价钚、四价铀等还原性物质，上述料液需用亚硝酸钠将三价钚氧化到四价后才能进入工艺系统。目前国内还没有分别准确测定1BP、2BP中硝酸羟胺、硝酸肼、三价钚、四价铀的方法，后处理中试厂只能根据进入工艺系统的肼、羟胺等试剂消耗的亚硝酸钠量增加1.5倍进行调料，过量的亚硝酸钠降低了钚的收率。硝酸羟胺、硝酸肼、三价钚、四价铀等还原性物质消耗的亚硝酸钠的物质量以等量的亚铁消耗的亚硝酸钠的物质的量即为总还原值，根据总还原值可准确判断亚硝酸钠加入量。

后处理工艺料液中的还原性物质与硫酸铁胺反应生成二价铁，在硫磷介质中，以二苯胺磺酸钠作指示剂，用重铬酸钾标准溶液进行滴定。根据重铬酸钾消耗量计算工艺料液中的总还原值，其反应如下：

Cr

本标准的建立，可解决1BP、2BP调料时，无法准确判断亚硝酸钠加入量问题。总还原值的准确测定对工艺准确调料和指导工艺顺利运行具有极其重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种适用于后处理工艺料液中总还原值的分析方法。

本发明的技术方案如下：一种后处理工艺料液中总还原值的测定方法，包括以下步骤:

步骤(1)硫酸溶液制备

取一定量分析纯硫酸于盛放去离子水的烧杯中，冷却至室温后，移至容量瓶中，定容；

步骤(2)二苯胺磺酸钠溶液制备；

称取一定量分析纯的二苯胺磺酸钠，用去离子水溶解后，移至容量瓶中，定容；

步骤(3)重铬酸钾标准溶液制备；

称取一定量的在140～150℃加热2小时后转至干燥器中冷却24h后的基准K

步骤(4)硫酸铁(Ⅲ)铵溶液制备；

称取一定量分析纯的硫酸铁(Ⅲ)铵，溶于硫酸溶液中，煮沸，冷却至室温后，转移至容量瓶中，定容；

步骤(5)硫磷混酸制备；

取分析纯硫酸和分析纯磷酸于盛放去离子水的500mL烧杯中，搅拌，冷却至室温后，转移至容量瓶中用去离子水定容；

步骤(6)取样；

移取后处理工艺料液于锥形瓶中，搅拌；

步骤(7)加入试剂；

向步骤(6)中的锥形瓶中加入硫酸铁(Ⅲ)铵溶液，加热至微沸，冷却至室温；加入硫磷混酸，冷却至室温，加入二苯胺磺酸钠溶液；

步骤(8)滴定

用重铬酸钾标准溶液对步骤(7)的溶液滴定，溶液由无色到紫红色，30s～50s内不褪色，停止滴定；

步骤(9)空白实验

移取与步骤(6)相同体积的去离子水于250mL锥形瓶中，搅拌，按步骤(7)、步骤(8)对其进行操作；

步骤(10)对于总还原值高于2.0mol/L的样品，用去离子水稀释到总还原值为0.01mol/L～2.0mol/L后，按步骤(6)至步骤(9)步骤操作；

步骤(11)根据重铬酸钾标准溶液消耗量计算总还原值。

所述步骤(1)中,用去离子水定容。

所述步骤(2)中,用去离子水定容。

所述步骤(3)中,用去离子水定容。

所述步骤(4)中,用硫酸溶液定容。

所述步骤(6)中,移取后处理工艺料液于250mL锥形瓶中，用恒温磁力搅拌器搅拌。

所述步骤(7)中,用胶头滴管加入二苯胺磺酸钠溶液。

所述步骤(8)中,用盛放在棕色酸式滴定管的重铬酸钾标准溶液滴定。

所述步骤(9)中,用转速为1500r/min的恒温磁力搅拌器搅拌。

所述步骤(11)中,试样中总还原值的含量按式1)计算：

式中：

c——总还原值浓度，以亚铁计量，单位为摩尔每升，mol/L；

c

V

V

n——稀释倍数；

V——取样体积，单位为毫升mL。

本发明的显著效果在于：利用本发明提供的方法可实现后处理样品中总还原值的准确测定，总还原值在0.01mol/L～2.0mol/L时，测定结果的相对标准偏差(RSD)优于2％。

具体实施方式

实施例1

一种适用于后处理工艺料液中总还原值的分析方法，其包括如下步骤：

(1)硫酸溶液制备

用移液管取一定量分析纯硫酸于盛放去离子水的烧杯中，冷却至室温后，移至容量瓶中，用去离子水定容。

(2)二苯胺磺酸钠溶液制备

称取一定量分析纯的二苯胺磺酸钠，用去离子水溶解后，移至容量瓶中，用去离子水定容。

(3)重铬酸钾标准溶液制备

称取一定量的在140～150℃加热2小时后转至干燥器中冷却24h后的基准K

(4)硫酸铁(Ⅲ)铵溶液制备

称取一定量分析纯的硫酸铁(Ⅲ)铵，溶于硫酸溶液中，煮沸，冷却至室温后，转移至容量瓶中，用硫酸溶液定容至。

(5)硫磷混酸制备

取分析纯硫酸和分析纯磷酸于盛放去离子水的500mL烧杯中，搅拌，冷却至室温后，转移至容量瓶中用去离子水定容。

(6)取样

移取后处理工艺料液于250mL锥形瓶中，用恒温磁力搅拌器搅拌。

(7)加入试剂

向(6)的锥形瓶中加入硫酸铁(Ⅲ)铵溶液，加热至微沸，冷却至室温。加入硫磷混酸，冷却至室温，用胶头滴管加入二苯胺磺酸钠溶液。

(8)滴定

用盛放在棕色酸式滴定管的重铬酸钾标准溶液滴定，溶液由无色到紫红色，30s～50s内不褪色，停止滴定。

(9)空白实验

移取与(6)相同体积的去离子水于250mL锥形瓶中，用转速为1500r/min的恒温磁力搅拌器搅拌，按(7)、(8)步骤操作。

(10)对于总还原值高于2.0mol/L的样品，用去离子水稀释到总还原值为0.01mol/L～2.0mol/L后，按(6)、(7)、(8)、(9)步骤操作。

(11)根据重铬酸钾标准溶液消耗量计算总还原值

实施例2

一种用于工艺料液中总还原值测定的分析方法，其具体测定步骤如下：

(1)硫酸溶液制备

用移液管取一定量分析纯硫酸于盛放20mL～30mL去离子水的100mL烧杯中，冷却至室温后，移至100mL容量瓶中，用去离子水定容，制备的硫酸浓度为0.03mol/L～0.05mol/L。

(2)二苯胺磺酸钠溶液制备

用万分之一或十万分之一天平称取一定量分析纯的二苯胺磺酸钠，用10mL-20mL去离子水溶解后，移至100mL容量瓶中，用去离子水定容，制备的二苯胺磺酸钠溶液浓度为0.3％～0.5％。

(3)重铬酸钾标准溶液制备

用万分之一或十万分之一天平准确称取一定量的在140～150℃加热2小时后转至干燥器中冷却24h后的基准K

(4)硫酸铁(Ⅲ)铵溶液制备

用万分之一或十万分之一天平准确称取一定量分析纯的硫酸铁(Ⅲ)铵，溶于90mL硫酸溶液(1)中，煮沸5min～10min，冷却至室温后，转移至100mL容量瓶中，用硫酸溶液(1)定容。制备的硫酸铁(Ⅲ)铵溶液浓度为0.4mol/L～0.6mol/L。

(5)硫磷混酸制备

取100mL～120mL分析纯硫酸和140mL～160mL分析纯磷酸于盛放140mL～160mL去离子水的500mL烧杯中，搅拌5min～10min，冷却至室温后，转移至100mL容量瓶中用去离子水定容。

(6)取样

移取0.5mL～1.0mL后处理工艺料液于250mL锥形瓶中，用转速为1500r/min的恒温磁力搅拌器搅拌。

(7)加入试剂

向(6)的锥形瓶中加入15mL硫酸铁(Ⅲ)铵溶液(4)，加热至微沸5min～10min，冷却至室温。加入10mL～15mL硫磷混酸(5)，冷却至室温，用胶头滴管加入2～3滴步骤(2)的二苯胺磺酸钠溶液。

(8)滴定

用盛放在50mL棕色酸式滴定管的重铬酸钾标准溶液(3)滴定(7)，溶液由无色到紫红色，30s～50s内不褪色，停止滴定。

(9)空白实验

移取与(6)相同体积的去离子水于250mL锥形瓶中，用转速为1500r/min的恒温磁力搅拌器搅拌，按(7)、(8)步骤操作。

(10)对于总还原值高于2.0mol/L的样品，用去离子水稀释到总还原值为0.01mol/L～2.0mol/L后，按(6)、(7)、(8)、(9)步骤操作。

(11)结果计算

试样中总还原值的含量按式(1)计算：

式中：

c——总还原值浓度(以亚铁计量)，单位为摩尔每升(mol/L)；

c

V

V

n——稀释倍数；

V——取样体积，单位为毫升(mL)。

1000——体积换算系数。