GB/T 11848.1-2026 鈾礦石濃縮物分析方法 第1部分: 鈾的測定 硫酸亞鐵還原-重鉻酸鉀滴定法

范圍
本文件描述了鈾礦石濃縮物中鈾的測定方法。
本文件適用于鈾礦石濃縮物中鈾的測定。

術語和定義
GB/T 10268 界定的術語和定義適用于本文件。

原理
采用減量法稱取樣品，將樣品溶解于硝酸和磷酸的混合酸中，用過量的硫酸亞鐵溶液將鈾(Ⅵ)還原成鈾(Ⅳ)；在鉬(Ⅵ)催化作用下，用硝酸氧化過量的亞鐵，氨基磺酸除去氧化過程中生成的氮氧化物；加入硫酸氧釩，用重鉻酸鉀標準溶液氧化滴定至終點，通過加入的重鉻酸鉀總量計算樣品中鈾的含量。

試劑或材料
除非另有說明，分析中使用符合國家標準的分析純試劑。試驗用水在25℃時，電導率不大于0.10mS/m。
HF，ρ=1.15g/mL。
硝酸，ρ=1.42g/mL。
磷酸，ρ=1.87g/mL，優級純。
硫酸，ρ=1.84g/mL。
硫酸氧釩，純度不小于99.99%。
七水硫酸亞鐵。
鉬酸銨。
氨基磺酸。
重鉻酸鉀純度標準物質，純度不小于99.95%，使用前于130℃±10℃烘干6h。
硫酸溶液(1+1)，用水稀釋配制。
硫酸氧釩溶液，1.25g/L。稱取1.25g硫酸氧釩，溶于含有25mL硫酸溶液的900mL水中，用水稀釋至1000mL，充分混勻，此溶液有效期為7d。
硫酸亞鐵溶液，0.278g/mL。在不斷攪拌下，緩慢地將50mL硫酸加到盛有300mL水的1L燒杯中，加入139g的七水硫酸亞鐵，攪拌至溶解，用水稀釋至500mL，此溶液有效期為14d。
氧化劑溶液，4g/L。將4.0g鉬酸銨溶于500mL水中，待溶解后，緩慢加入500mL硝酸，混勻。
氨基磺酸溶液，150g/L。將150g氨基磺酸溶于1000mL水中，搖勻。
重鉻酸鉀標準溶液(Ⅰ)，稱取10.0g重鉻酸鉀純度標準物質(m₁，精確到0.1mg)，用水溶解后轉移到已知質量(m₂，精確到10mg)的1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度。稱量容量瓶和重鉻酸鉀溶液質量(m₃，精確到10mg)，搖勻。
重鉻酸鉀標準溶液(Ⅰ)含量以質量分數ω₁計，數值以克每克(g/g)表示,按公式(1)計算:

式中:
m₁——重鉻酸鉀質量，應做浮力和純度校正，浮力校正公式見附錄A，單位為克(g)；
m₂——1000mL容量瓶質量，單位為克(g)；
m₃——1000mL容量瓶和重鉻酸鉀標準溶液(Ⅰ)的總質量，單位為克(g)。
重鉻酸鉀標準溶液(Ⅰ)密度以ρ₁計，數值以克每毫升(g/mL)表示，按公式(2)計算:

式中:
m₂——1000mL容量瓶質量，單位為克(g)；
m₃——1000mL容量瓶和重鉻酸鉀標準溶液(Ⅰ)的總質量，單位為克(g)；
1000——容量瓶的體積，單位為毫升(mL)。
結果數值保留五位有效數字。
重鉻酸鉀標準溶液(Ⅱ)，稱取約0.60g的重鉻酸鉀純度標準物質(m₄，精確到0.01mg)，用水溶解，轉移至已知質量(m₅，精確到10mg)的1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度。稱量容量瓶和重鉻酸鉀溶液的總質量(m₆，精確到10mg)，搖勻。
重鉻酸鉀標準溶液(Ⅱ)質量濃度以ρ₂計，數值以克每毫升(g/mL)表示，按公式(3)計算:

式中:
m₄——重鉻酸鉀質量，應做浮力和純度校正，浮力校正公式見附錄A，單位為克(g)；
1000——容量瓶的體積，單位為毫升(mL)。
自動電位滴定所用的重鉻酸鉀標準溶液(Ⅱ)的含量以質量分數ω₂計，數值以克每克(g/g)表示，按公式(4)計算:

式中:
m₄——重鉻酸鉀質量，應做浮力和純度校正，浮力校正公式見附錄A，單位為克(g)；
m₅——1000mL容量瓶質量，單位為克(g)；
m₆——1000mL容量瓶和重鉻酸鉀標準溶液(Ⅱ)的總質量，單位為克(g)。
自動電位滴定所用的重鉻酸鉀標準溶液(Ⅱ)密度以ρ₃計，數值以克每毫升(g/mL)表示，按公式(5)計算:

式中:
m₅——1000mL容量瓶質量，單位為克(g)；
m₆——1000mL容量瓶和重鉻酸鉀標準溶液(Ⅱ)的總質量，單位為克(g)；
1000——容量瓶的體積，單位為毫升(mL)。
結果數值保留五位有效數字。

儀器設備
滴定瓶，50mL，帶有輸出管嘴的塑料瓶。
微量滴定管，5mL，分度值為0.02mL。
自動電位滴定儀，加液單元分辨率不大于1μL，電勢分辨率不大于0.1mV，電勢測量范圍-1200.00mV~1200.00mV。
離子計或pH計，分辨率不大于1mV，附帶鉑電極和甘汞電極。
溫度計。
電子天平，分度值0.01mg。
電子天平，分度值0.1mg。
電子天平，分度值10mg。
磁力攪拌器。
恒溫水浴鍋。

樣品
八氧化三鈾樣品，粒徑小于74μm；重鈾酸鹽樣品，粒徑小于150μm。樣品于105℃干燥4h，置于干燥器中冷卻、保存。

試驗步驟
試樣
稱取0.2g~0.5g樣品，精確到0.01mg，記為m，置于250mL高型燒杯中。
試樣前處理
試樣用少量水潤濕，加入40mL磷酸和3滴~5滴硝酸，蓋上表面皿，在130℃~150℃電熱板上加熱至試樣溶解，取下冷卻至室溫。
注: 如有不溶物，在加熱過程中加入0.2mL HF。
加入5mL硫酸溶液清洗表面皿和燒杯壁，加入5mL氨基磺酸溶液、6.5mL硫酸亞鐵溶液。加硫酸亞鐵溶液時，應直接加到試液中，避免濺到燒杯壁上。
置于磁力攪拌器上攪拌1min后，將溫度計置于試液中，用恒溫水浴鍋控溫使得試液溫度保持在35℃~40℃，將燒杯移至磁力攪拌器上，在不斷攪拌下，用10mL氧化劑溶液洗滌燒杯內壁。加入氧化劑后試液呈暗褐色，此顏色的保留時間不應超過40s。若有白色的氨基磺酸沉淀析出，可延長攪拌時間2min~3min，使沉淀大部分溶解。
待棕色消退后繼續攪拌2.5min，停止攪拌，放置30s使氣泡消失。
繼續攪拌，控制速度避免試液濺出，向試液中加入100mL硫酸氧釩溶液，用硫酸氧釩溶液將溫度計沖洗干凈。
滴定
手動滴定
將適量重鉻酸鉀標準溶液(Ⅰ)加入滴定瓶中，稱量總質量(精確到0.1mg)，記為m₇。
接上鉑電極和甘汞電極，快速攪拌。用滴定瓶進行快速滴定，至電位約為480mV。
稱量滴定后滴定瓶總質量(精確到0.1mg)，記為m₈。
用裝有重鉻酸鉀標準溶液(Ⅱ)的微量滴定管繼續滴定至電位明顯突躍，此時電位約為590mV，記錄重鉻酸鉀標準溶液(Ⅱ)的滴定體積V₁。
從試樣前處理完成到滴定結束的時間不應超過7.5min。
自動電位滴定
設定自動電位滴定儀工作參數。
分別輸入重鉻酸鉀標準溶液(Ⅰ)和重鉻酸鉀標準溶液(Ⅱ)的質量分數和密度。
輸入樣品質量(m)，啟動滴定程序。從試樣前處理完成到滴定結束的時間不應超過7.5min。
根據滴定曲線，得到消耗的重鉻酸鉀標準溶液(Ⅰ)的體積V₂和重鉻酸鉀標準溶液(Ⅱ)的體積V₃。

試驗數據處理
手動滴定
樣品中鈾的含量以質量分數ω計，數值以%表示，按公式(6)計算:

式中:
ω₁——重鉻酸鉀標準溶液(Ⅰ)質量分數，單位為克每克(g/g)；
m₇——滴定前滴定瓶及重鉻酸鉀標準溶液(Ⅰ)的總質量，單位為克(g)；
m₈——滴定后滴定瓶及重鉻酸鉀標準溶液(Ⅰ)的總質量，單位為克(g)；
ρ₂——重鉻酸鉀標準溶液(Ⅱ)的質量濃度，單位為克每毫升(g/mL)；
V₁——滴定消耗重鉻酸鉀標準溶液(Ⅱ)的體積，單位為毫升(mL)；
m ——稱取試樣的質量，單位為克(g)；
2.42734——重鉻酸鉀對鈾的換算系數。
自動電位滴定
樣品中鈾的含量以質量分數ω計，數值以%表示，按公式(7)計算:

式中:
ρ₁——重鉻酸鉀標準溶液(Ⅰ)的密度，單位為克每毫升(g/mL)；
ω₁——重鉻酸鉀標準溶液(Ⅰ)質量分數，單位為克每克(g/g)；
V₂——滴定消耗重鉻酸鉀標準溶液(Ⅰ)的體積，單位為毫升(mL)；
ρ₃——重鉻酸鉀標準溶液(Ⅱ)的密度，單位為克每毫升(g/mL)；
ω₂——重鉻酸鉀標準溶液(Ⅱ)質量分數，單位為克每克(g/g)；
V₃——滴定消耗重鉻酸鉀標準溶液(Ⅱ)的體積，單位為毫升(mL)。
結果保留四位有效數字。

精密度
重復性條件下，重鈾酸鹽和八氧化三鈾六次獨立測定的相對標準偏差分別不大于0.2%和0.1%。


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