[发明专利]复杂硝酸体系中叠氮根或亚硝酸根的分析方法

说明书

本发明提供一种复杂硝酸体系中叠氮根或亚硝酸根的分析方法，包括以下步骤：(1)将乏燃料处理工艺中的复杂硝酸体系用水稀释至所含硝酸浓度为0.003‑0.5mol/L，其中，复杂硝酸体系至少含有叠氮根或亚硝酸根；(2)将稀释后的复杂硝酸体系通过由中性磷类萃淋树脂装填的固相萃取柱；(3)采用氢氟酸溶液或去除亚硝酸根的硝酸溶液淋洗固相萃取柱；(4)采用氢氧化钠或氢氧化钾溶液洗脱叠氮根或亚硝酸根；(5)将洗脱液用离子色谱仪分析，淋洗液为20‑40mmol/L的氢氧化钠或氢氧化钾溶液。本发明的有益效果在于，将固相萃取技术与离子色谱技术相结合进行分析，提供了一种检测下限低、有效避免其他离子干扰且适于大量硝酸体系下叠氮根或亚硝酸根的分析方法。

技术领域

本发明属于分析化学检测领域，具体涉及一种复杂硝酸体系中叠氮根或亚硝酸根的分析方法。

背景技术

在乏燃料后处理工艺等成分复杂的硝酸体系中，微量阴离子的分析一直是非常困难的，比如叠氮根和亚硝酸根，这两种阴离子不能共存，其含量分析在后处理工艺中又非常重要。

叠氮化物作为一种叠氮反应的主要原料，广泛应用于生产化工原料、农药和药物，其化学性质极其活泼、易燃易爆，是一种剧毒物质。因此在药物合成、化工生产等过程中，必须严格控制环境、产品以及工艺中叠氮化物的含量。在乏燃料后处理领域，由于我国乏燃料后处理中试厂采用的是PUREX流程，该工艺过程中很多地方会产生HNO₂，为了克服过量HNO₂带来的不利影响，后处理工艺中会在还原体系中加入了肼作为支持还原剂将HNO₂破坏，保证还原反萃过程的顺利进行。肼是一种具有良好选择性的无盐试剂，与HNO₂反应非常迅速，但是肼和HNO₂反应的产物之一是叠氮酸(HN₃)，叠氮酸在管道、阀门等处积累到一定浓度后，撞击时会发生爆炸。因此当后处理工艺中使用肼时，叠氮根浓度的分析和控制对于工厂的安全运行非常重要。

在乏燃料后处理工艺中，HNO₃的光解和辐解以及元件的溶解会产生HNO₂；有时调料也需加入亚硝酸盐，因此，料液中总有NO₂^-存在，NO₂^-对后处理工艺控制的影响主要体现在三个方面：(1)影响镎、钚及裂片元素的价态分布，从而影响钚的收率和镎的走向；(2)NO₂^-进入铀钚分离循环会破坏还原剂(尤其是Fe²⁺、U(Ⅳ)作还原剂时)；(3)NO₂^-的存在会加速烷烃溶剂的降解，导致有机相萃取与反萃性能下降，因此，亚硝酸含量的测定备受关注，是后处理工艺控制分析中必不可少的分析项目之一。

常规非放射性样品中的HN₃及N₃^-的测定方法也有很多，分光光度法基于测定N₃^-与金属离子形成的叠氮络合物的吸收；氧化还原法则使用氧化剂将N₃^-定量氧化，测定生成的氧化产物N₂或回滴多余的氧化剂；气相色谱法也可以测定水中的HN₃；也有使用AgNO₃沉淀N₃^-并测定AgN₃增重量的重量法；以及以碳酸盐体系或氢氧根体系为淋洗液的离子色谱法。但针对成分复杂的硝酸体系料液如后处理工艺料液中叠氮酸的分析，以上方法均有其缺陷。后处理料液组成极其复杂，含有大量金属元素、无机及有机阴离子、有机物的辐解产物以及大量的硝酸，并具有很高的放射性水平，对分析方法的干扰非常严重。上述分析方法中，分光光度法干扰严重不适合复杂体系；气相色谱法需要对样品进行前处理时间很长，且料液中大量的硝酸会干扰HN₃的出峰；在酸性体系中，加入AgNO₃后并不会生成沉淀；使用碳酸盐体系的离子色谱法，其灵敏度较低，本底电导高，同时大量硝酸根会掩盖N₃^-的出峰。