[发明专利]一种同时测量后处理料液中Pu（Ⅳ）及HNO3含量的方法

说明书

技术领域

本发明属于分析化学技术领域，具体涉及一种同时测量后处理料液中Pu（Ⅳ）及HNO₃含量的方法。

背景技术

乏燃料后处理厂通常都采用普雷克斯（PUREX）流程，主要包括铀、钚共去污循环、铀净化循环和钚净化循环。该流程利用TBP对U(Ⅵ)、Pu（Ⅳ）的高萃取性实现U、Pu的萃取，流程中的很多工艺点都需要监测Pu（Ⅳ）及HNO₃的含量，以便对铀、钚分离情况进行控制。

目前，Pu（Ⅳ）的分析方法有分光光度法、α计数法、χ射线荧光光度法等。分光光度法简便、快速，但易受共存组分的干扰；α计数法灵敏度高，但方法繁琐，样品需要预处理，且分析周期长。χ射线荧光光度法简便、快速，但[U]/[Pu]高于50倍时，铀将干扰钚的测定。HNO₃的分析方法有密度-电导法、草酸盐络合-定pH滴定法等,密度-电导法精度较差，多用于流线分析；草酸盐络合-定pH滴定法精密度高、准确性好，但分析周期长，产生的废液量大。并且以上方法都不能同时测定Pu（Ⅳ）及HNO₃含量。因此，建立一个能同时、快速测定Pu（Ⅳ）及HNO₃含量且操作简便的分析方法对于后处理工艺控制分析是十分必要的。

发明内容

（一）发明目的

根据现有技术所存在的问题，本发明提供了一种简单、快速并且能够同时对后处理料液中Pu（Ⅳ）及HNO₃含量进行测定的方法。

（二）技术方案

为了解决现有技术所存在的问题，本发明提供了以下技术方案：

一种同时测量后处理料液中Pu（Ⅳ）及HNO₃含量的方法，关键在于，该方法包括以下步骤：

（1）配置一系列不同浓度的Pu（Ⅳ）-HNO₃标准溶液作为样品集，其中样品集分为校正集和验证集两部分，校正集与验证集的样品数之比为3:1～4:1；

（2）使用近红外光谱仪对样品集的近红外光谱进行分析，获取样品的近红外光谱选用的波段范围为896.3nm～1701.7nm，分析样品的近红外光谱数据选用的波长范围为900nm～1200nm和1500nm～1660nm；

（3）对校正集在900nm～1200nm和1500nm～1660nm波段的光谱数据用PLS法建立光谱数据与Pu（Ⅳ）及HNO₃浓度之间的数学模型；

（4）与校正集样品溶液的测量条件保持一致，测量未知样品的近红外光谱，利用步骤（3）建立的模型获取未知样品中含有的Pu（Ⅳ）及HNO₃含量；

优选地，利用步骤（3）所建立的数学模型得到验证集样品中的Pu（Ⅳ）及HNO₃浓度，然后与其已知浓度值进行比较，根据两者之间的偏差大小对数学模型进行验证；

优选地，利用近红外光谱仪对样品进行分析时，所选用的积分时间为0.4ms～0.6ms；

优选地，利用近红外光谱仪对样品进行分析时，样品溶液的温度为20℃～60℃；

优选地，利用近红外光谱仪对样品进行分析时，所用光程长度为2mm。

（三）有益效果

一种同时测量后处理料液中Pu（Ⅳ）及HNO3含量的方法，该方法利用近红外光谱仪在900nm～1200nm和1500nm～1660nm波段对样品进行分析，其最显著的优点是能够同时对Pu（Ⅳ）及HNO₃含量进行分析。该法利用Unscrambler软件对校正集的光谱数据进行处理结合PLS法建立数学模型，该模型在背景干扰的消除和微弱吸收带的识别方面都有显著的作用。其中样品集为一系列已知浓度的样品，样品集就是用来建立数学模型，并对模型准确性进行验证的所有样品的集合；校正集是由从样品集中分出来的一部分样品组成，用来拟合、建立数学模型，建模过程就是采用某种化学计量学方法，根据校正集样品的光谱数据和其真实值建立数学关系。验证集是由样品集中除校正集的另一部分样品组成，用来对建立的数学模型的准确性进行评价检验，其具体做法是将验证集的光谱数据代入建立的数学模型后可以获得样品的模型测定值，再与验证集样品的真实值进行对比，从相对偏差大小可以判断模型的优劣。