沥青铀矿分析

沥青铀矿分析

71.2.3.1 微量化学分析法

沥青铀矿系晶质铀矿的变种，其组成为(U1-x⁴⁺Ux⁶⁺)O2+x，其UO3含量50%～90%。常与少量的方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿等硫化矿物共生。有时还伴生有少量赤铁矿、辰砂、辉铋矿、钍石、方钍石、铀钍石、锡石、重晶石、萤石、自然铋和自然银等。

沥青铀矿可被H2SO4、HCl、HNO3、HF和HClO4等无机酸分解。

试样用酸分解后经纸色层分离为铀带、钍带和稀土带。然后分别测定铀、钍、稀土和铝。另取一份试样分解后用原子吸收光谱法测定铁等9个元素，用光度法测定钛和磷，其分析流程见图71.3。

试剂

色层纸15cm×20cm。在一洁净的塑料盒底部铺一层0.5cm厚的预先处理过的732型阳离子交换树脂，将色层纸用蒸馏水淋湿后铺在树脂上，在色层纸上再铺一层树脂，树脂上再铺一张色层纸，如此反复交替，最后上面仍铺一层树脂。静放一天，取出色层纸，用蒸馏水洗去上面的树脂，晾干备用。这样可以除去色层纸上含有Ca、Mg、Na、K、Fe和Al等杂质。

图71.3 沥青铀矿分析流程图

图71.3 沥青铀矿分析流程图

展开剂甲基异丁基酮-丁酮-硝酸-水(45+45+5+5)。

尿素溶液(25g/L)25g尿素溶于1000mL(1+3)H3PO4中。

钒钼酸铵溶液100g/L钼酸铵溶液过滤后与等体积的3g/L钒酸铵的(2+3)HNO3溶液混合。

钒酸铵标准溶液称取0.5896g钒酸铵，置于400mL烧杯中，用(1+9)H2SO4溶解后移入2000mL容量瓶中，用(1+9)H2SO4稀释至刻度，摇匀。用铀标准溶液标定。

三氯化钛溶液(150g/L)开瓶后加5～10g尿素，低温避光保存。

二苯胺磺酸钠-苯基邻氨基苯甲酸指示剂溶液0.5g二苯胺磺酸钠、0.2g苯基邻氨基苯甲酸溶于100mL5g/LNaOH溶液中。

分析步骤

(1)试样的分解及铀、钍、稀土的分离

称取5mg(精确至0.001mg)试样于铂坩埚中，加3mLHNO3、1mLHF和0.5mLHClO4，加热分解试样，待高氯酸烟冒尽后，用水冲洗坩埚壁。再加2～3滴HClO4，加热至白烟冒尽。加2mL(1+3)HNO3，加热至0.5mL左右。用毛细管将全部溶液涂于色层纸上，边涂边烤，用含0.6mol/LHNO3的丁酮洗坩埚3次，并涂于色层纸上，风干。将色层纸卷成筒形，用回形针夹好。放入已盛有25～30mL展开剂的烧杯中，放入色层箱，用上行法展开2～3h。取出色层纸，风干。用1g/L偶氮胂III溶液喷雾显色。前沿为绿色铀带，中间为蓝色钍带，稀土和其他元素在原点为蓝色。分别剪下。

a.全铀的测定。将铀带置于100mL烧杯中，加入20mL(1+5)HClO4-HNO3，加热至白烟冒尽，加10mL(1+1)HCl，加热溶解残渣后移入150mL锥形瓶中，用尿素溶液洗净烧杯，控制体积在30mL左右。加4mLH3PO4、2滴250g/L硫酸亚铁铵溶液，滴加TiCl3溶液至呈紫红色，加1mL150g/LNaNO2溶液，振摇使棕色消失后再剧烈振摇至大量气泡除去。放置5min，加1滴二苯胺磺酸钠-苯基邻氨基苯甲酸指示剂，用钒酸铵标准溶液滴定至紫红色终点。

b.钍的测定。将钍带置于100mL烧杯中，加20mL(1+5)HClO4-HNO3，消化处理同铀带。加10mL4mol/LHCl，加热溶解残渣后移入25mL容量瓶中，用4mol/LHCl洗烧杯数次，控制体积在20mL左右。加0.5mL50g/L抗坏血酸溶液，摇匀。加1mL50g/L草酸溶液，摇匀，加1mL1g/L偶氮胂III溶液，用4mol/LHCl稀释至刻度，摇匀。30min后用1cm比色皿于波长660nm处测量吸光度。

校准曲线0～30μgThO2。

c.稀土的测定。将稀土带置于100mL烧杯中，消化处理同铀带。加2.5mL(1+1)HCl，加热溶解后移入25mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，此溶液(A)供稀土和铝的测定。

移取5.0mL溶液(A)于60mL分液漏斗中，经0.01mol/LPMBP-苯萃取和甲酸反萃取后，用偶氮胂III光度法测定。

d.铝的测定。移取5.0～10.0mL溶液(A)于25mL容量瓶中，用铬天青S-溴化十六烷基吡啶光度法测定。

(2)分析溶液(B)的制备

称取5mg(精确至0.01mg)试样于铂坩埚中，加3mLHNO3、1mLHF和0.5mLHClO4，加热分解试样，待白烟冒尽后，用水冲洗坩埚壁，加2～3滴HClO4，继续加热至白烟冒尽，取下，加2.5mL(1+1)HCl，溶解盐类后移入25mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。此为溶液(B)。

a.铁、锰、铜、铅、锌、钾和钠的测定。将溶液(B)用原子吸收光谱法分别测定。

b.钙、镁的测定。移取5.0mL溶液(B)于10mL比色管中，加1mL100g/L氯化镧溶液，用水稀释至刻度，摇匀。用原子吸收光谱法测定。

c.磷的测定。移取5.0mL溶液(B)于50mL烧杯中，用HNO3(无色)赶HCl2次。加2mL(1+1)HNO3和热水溶解盐类后移入25mL比色管中，加5mL钒钼酸铵溶液，用水稀释至刻度，摇匀。放置15min(冬天需30～40min)，加5mL正丁醇萃取1min，分层后有机相于波长420nm处测量吸光度。

校准曲线0～20μgP2O5。

d.钛的测定。移取5.0mL溶液(B)于20mL比色管中，用二安替比林甲烷光度法测定。

校准曲线0～20μgTiO2。

(3)四价铀的测定

称取5mg(精确至0.01mg)试样，加4mLH3PO4，增压溶样，煮沸8～10min。将溶液移入150mL锥形瓶中，控制体积在30mL左右，加1滴二苯胺磺酸钠-苯基邻氨基苯甲酸指示剂，用钒酸铵标准溶液滴定至紫红色终点。

将全铀量减去四价铀量即为六价铀量。

(4)硅的测定

称取1mg(精确至0.001mg)试样，用Na2O2分解，然后用硅钼蓝光度法测定。

校准曲线0～100μgSiO2。

71.2.3.2 电感耦合等离子体光谱(质谱)法

按本章分析溶液(B)的制备处理试样，提取时用2mL(1+1)HCl溶解盐类后移入10mL比色管，用水稀释至刻度，ICP-AES法测定全铀、钍、全铁、铝、钙、镁、锶、钡、钾、钠、磷等;ICP-MS法测定稀土分量、钛、锰、铜、铅、锌、锑、铋、钼、银等。