[发明专利]一种从无机固体样品中分离痕量锝的方法

说明书

针对有机萃取法干扰元素的去污较差，易产生较多废液，离子交换法需要将样品溶液转换为酸性体系，在质谱分析制样时会产生挥发损失和杂质引入等缺点，本发明提出了一种从无机固体样品中分离痕量锝的方法。具体步骤为：碱法熔样制备含锝碱饼；加入去离子水溶解含锝碱饼制备固液混合液，离心分离收集含锝澄清碱性溶液；TRU树脂前处理，湿法装柱；含锝澄清碱性溶液过柱完成痕量锝的分离。该方法不仅实现了碱性环境下复杂无机固体样品中痕量锝的分离回收；而且对碱金属、碱土金属、过渡金属以及钼、钌等干扰元素具有很好的去污效果，能够实现痕量锝高纯度的回收；同时分离效率高，对于环境中痕量锝的监测具有积极意义和应用前景。

技术领域

本发明属于痕量锝分离提纯领域，具体涉及一种从无机固体样品中分离痕量锝的方法。

背景技术

锝(Tc)是一种自然界不存在的、高产额的长寿命裂变核素，可应用于核取证、军控核查、核素迁移及核设施周围环境的安全评估、海水流向示踪等研究领域。环境样品Tc含量极低，往往＜ng/g，因此主要采用质谱分析测量。质谱测量对于样品纯度具有很高的要求，需要对分析样品进行分离提纯，以去除大量基体元素降低质谱分析中的基质效应，同时还要消除钼和钌对质谱分析测量的干扰。

锝的化学性质较为复杂，具有-1～+7等多种化学价态，Tc(+7)在环境中化学性质最为稳定，在硝酸和高氯酸等酸性介质中存在挥发性，碱性介质则不易挥发。根据文献报道，锝的分离主要在酸性介质中进行，锝需使用强酸洗脱反萃，碱性体系中锝的直接分离则少见于报道。目前应用于锝分离的方法主要有有机试剂萃取法和离子交换法等，常用有机萃取剂如TBP和酮类等可用于样品中锝的富集和初步去污，其缺点在于对分析干扰元素的去污较差，且易产生较多废液。离子交换法需要将样品溶液转换为酸性体系，在质谱分析制样时会产生挥发损失和杂质引入，不利于锝的高效回收和精确分析。相比于酸性体系，碱性体系中锝不易挥发，含锝固体样品因锝具有挥发性而无法使用强酸加热分解，只能使用碱法分解。发明人发现使用TRU萃层树脂在复杂碱性体系中进行锝的分离纯化，具有操作简单，锝产额高和去污效率高的优点，能够实现痕量锝的快速高效分离，达到环境监测评估的目的。

发明内容

为达此目的，提出了一种从无机固体样品中分离痕量锝的方法：

一种从无机固体样品中分离痕量锝的方法，包括如下步骤：

S10按照无机固体样品∶KOH∶KNO₃＝1∶6∶0.1比例称取无机固体样品、KOH、KNO₃若干后，与去离子水均匀混合，按200℃～250℃对混合物加热，待混合物中的去离子水和气体排除后，冷却至室温，获得含锝碱饼备用；

S20将含锝碱饼按320℃～350℃加热至无机固体样品完成熔解，然后冷却至室温，加入去离子水溶解碱饼形成固液混合溶液；调节氢氧化钾浓度至4mol/L～5mol/L后，将所得固液混合溶液进行固液离心分离，获得澄清碱性溶液；使用去离子水洗涤离心分离得到的固体残渣，并重复离心、洗涤操作步骤1～2次，合并所得澄清碱性溶液备用；

S30使用热水洗涤TRU树脂去除TRU树脂中的杂质，再将TRU树脂浸泡于氢氧化钾溶液中12～24小时后，将TRU树脂采用湿法装柱形成离子交换柱备用；

S40将合并所得澄清碱性溶液以自然流速流过所述离子交换柱，完成离子吸附；先使用4-5mol/L的KOH溶液以自然流速洗涤离子交换柱中Ca、Al、Mg、Si等基质元素，接着使用0.1mol/L的KOH溶液洗涤离子交换柱，起到降低离子交换柱中树脂的碱性和洗脱钼和钌等分析干扰元素的作用，再接着使用温度为室温的去离子水洗脱离子交换柱中的TRU树脂至近中性，最后使用温度≥60℃的去离子水以自然流速洗涤洗离子交换柱中的TRU树脂，收集含锝洗脱液，实现无机固体样品中痕量锝的分离。

可选的，步骤S10中无机固体样品称取前需以105℃温度烘干至恒重。

可选的，步骤S30中所述热水为温度≥60℃的去离子水。