[发明专利]一种六价铀的拉曼光谱分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种拉曼光谱分析方法，特别涉及一种六价铀的拉曼光谱分析方法。

背景技术

在PUREX流程中，有机相体系中六价铀的定量分析是确保整个工艺稳定可靠运行的重要手段，加之其具有分析点多、分析频率高的特点，因此要求所采用的分析方法应同时具备分析速度快、分析结果准确的特点。目前，用于有机相体系中铀定量分析的常用方法主要有：滴定法、γ吸收法等。

滴定法作为一种经典方法在铀的定量分析中应用较为广泛、准确度较高，但是该方法分析速度较慢，操作繁琐，对操作人员的要求较高，难以实现自动化分析，且会产生难以回收的放射性废液。

γ吸收法是目前核燃料后处理厂普遍采用的铀定量分析方法，具有很多优点，但也有一定局限性，具体表现为：定量分析结果受杂质的影响较大，尤其当铀的浓度与杂质浓度比值较低时，分析结果准确度明显劣化；透射源γ射线的统计涨落也会影响分析的准确度。

拉曼光谱法作为一种无损检测技术，被广泛应用于多种有机物和无机物的定性和定量分析。在适当条件下，拉曼光谱测量的信号强度与待测物的浓度成正比。但在实际应用中，由于受到检测器稳定性、暗电流噪声、样品放置位置等多种因素的影响，所得标准曲线可能偏离线性，因此需要采取适当措施来消除这些影响，如采用最为常用的内标法进行校正。而内标法的采用须使用内标物(如常用的四氯化碳等)，因此会导致在待测样品中引入不同物质。

根据现有文献，拉曼光谱法在铀的定性分析中有一定程度的应用，但较少应用于铀的定量分析。基于现有技术，若将拉曼光谱法应用于PUREX流程有机相体系中铀的分析，则由于该分析涉及放射性操作，且具有分析点多、分析频率高等诸多独特的特点，因此需要对现有拉曼光谱法作出改进。

由于PUREX流程有机相体系中铀的分析涉及放射性操作，因此内标物的加入会显著增加放射性操作的负担，并对分析结果的准确性产生一定影响；尤为不利的是，内标物的侵入会导致分析样品难以回收，并产生难以处理的放射性废液。

发明内容

为解决PUREX流程有机相体系中铀的拉曼光谱分析过程内标物的加入显著增加放射性操作的负担，并对分析结果的准确性产生影响的问题；改变内标物的侵入导致分析样品难以回收，并产生难以处理的放射性废液等缺陷，本发明提供了一种六价铀的拉曼光谱分析方法。

该方法包括以下步骤：

(一)配制一系列含有不同浓度六价铀的有机溶液，分别采集其拉曼光谱，所述有机溶液所采用的溶剂均为TBP/煤油；

(二)将各浓度六价铀的有机溶液的拉曼光谱数据扣除荧光背景后，除以其1065cm^-1处溶剂谱峰强度，即以溶剂作为内标，得到一系列以相对强度为纵坐标的相对拉曼光谱，以各相对拉曼光谱中860cm^-1处六价铀谱峰强度与对应的铀浓度绘制标准曲线；

(三)采集含六价铀待测样品的拉曼光谱，所述待测样品以TBP/煤油为溶剂，扣除其荧光背景后，将其拉曼光谱数据除以其1065cm^-1处溶剂谱峰强度，得到以相对强度为纵坐标的相对拉曼光谱，将该相对拉曼光谱中860cm^-1处六价铀谱峰的相对强度代入步骤(二)绘制的标准曲线，得到待测样品的六价铀浓度。

所述TBP/煤油中TBP的体积分数可以为20-40％。

任一处述及的TBP/煤油均可由TBP/正十二烷代替。

所述有机溶液优选为硝酸铀酰有机溶液。

需要说明的是：在本领域中，所述TBP/煤油(或TBP/正十二烷)指的是TBP与煤油(或正十二烷)的混合溶液，属于公知常识。

PUREX流程有机相采用的溶剂为TBP/煤油(或TBP/正十二烷)，其中TBP的体积分数通常为30％，但在实际工艺中，TBP的浓度可能会存在一定的偏差，因此仅采用TBP或煤油(或正十二烷)之一作为内标不能确保定量分析的准确性。由于TBP与煤油(或正十二烷)在拉曼光谱中1065cm^-1处均存在特征峰，二者峰高接近并相互叠加，为此，本发明选择该叠加谱峰作为内标参考，基本消除了溶剂中TBP浓度变化对分析结果准确性的影响。试验证明，当TBP的体积分数在(30±10)％范围内变化时，其拉曼光谱中1065cm^-1处的叠加谱峰峰高偏差均在2％以内。因此选择1065cm^-1处叠加谱峰作为内标参考既确保了六价铀定量分析的准确性，又免除了实际应用中大量的溶剂成分分析，兼顾了分析效果和效率。