[发明专利]一种用于高纯锆、铪中杂质元素的分离测定方法

说明书

本发明公开了一种用于高纯锆、铪中杂质元素的分离测定方法，包括将高纯锆、高纯铪溶解，采用均相沉淀法将溶解液中的锆、铪基体与杂质分离。采用此方法可将溶液中锆、铪基体均相沉淀，基体降至100μg/mL以下，基本消除了基体效应；而溶液中的待测杂质元素在基体沉淀过程中保持浓度不变，从而准确测定核级高纯材料中的待测杂质元素，降低了待测杂质元素的检测限，确保测定的准确性、稳定性，与实验室内及实验室间比对测试结果相符，满足核级材料中待测杂质元素的检测。

技术领域

本发明涉及化学分析技术领域，具体涉及一种用于高纯锆、铪中杂质元素的分离测定方法。

背景技术

铪、锆具有优良的核性能，在原子能工业中均有广泛应用。

核级铪、锆材要求其杂质元素含量极低，介于微量甚至痕量水平。因此，准确分析核级铪、锆材中的杂质元素具有重要意义。

核级铪、锆材中杂质元素的分析中存在基体效应，其光谱的谱线丰富，且会影响待测杂质元素的电离等，对微量杂质元素测定的干扰较为严重。若不进行基体分离而直接采用ICP-AES测定，难以满足实际要求。目前利用检测下限低的ICP-MS、GDMS等先进设备进行测定，但是要同时保证数据的准确性和低检测限，满足核级材料中杂质的微量、痕量、超痕量杂质元素的准确定量分析仍是目前的一个难点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是对于核级高纯铪、锆材中杂质元素的现有检测方法准确性和通用性的不足，提供了一种分离基体与待测杂质元素的方法，以解决上述问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种用于高纯锆、铪中杂质元素的分离测定方法，包括将高纯锆、高纯铪溶解，采用均相沉淀法将溶解液中的锆、铪基体与杂质分离。

如果使用直接沉淀法沉淀锆、铪会导致局部反应物浓度过高、反应速率不易控制、产物为絮状沉淀等问题，从而导致待测杂质元素包裹、夹杂或共沉淀于沉淀物中。本发明采用均相沉淀法，可获得结构紧密、颗粒较大、便于过滤和洗涤的沉淀物，避免沉淀过程中待测元素的包裹、吸附、共沉淀等问题，使基体与杂质元素成功分离。

进一步地，所述溶解高纯锆、高纯铪的过程为在所述高锆锆、高纯铪中加入硫酸铵、浓硫酸溶解，所述硫酸铵与所述浓硫酸的质量比为1：3。

选择浓硫酸和硫酸铵溶解样品，此溶样法不会引入氟离子，有利于沉淀的生成。

进一步地，所述均相沉淀过程包括：

向溶解有高纯锆、高纯铪的溶液中加入无机酸、均相沉淀剂、双氧水，第一温度加热，第二温度下水浴搅拌，反应结束，静置陈化；

所述第一温度高于所述第二温度。

在酸性环境下加入过氧化氢，且均相沉淀剂也是在酸性环境下加入到体系中，可以促使均相沉淀剂的逐步缓慢水解；均相沉淀剂、锆、铪离子、无机酸和过氧化氢等混合后，若直接进行高温加热，均相沉淀剂分解过快会导致反应不易控制。本发明首先将混合溶液于较高的第一温度下加热，待出现少量晶种后，再在较低的第二温度下水浴搅拌加热，便于控制反应温度，促使均相沉淀剂缓慢水解，并使晶体逐渐长大，有利于基体和待测杂质元素的分离。水浴法控制水解反应速率，可以保证反应温度的均匀性，使沉淀颗粒较大、晶形较好。

进一步地，所述无机酸为浓硫酸、硝酸、高氯酸中的任一种，优选高氯酸；

所述均相沉淀过程中体系的酸度值为1mol/L～3mol/L。

采用强酸环境可以促使均相沉淀剂水解更加充分，有利于避免待测元素的吸附，从而利于提高杂质元素的回收率。

进一步地，所述均相沉淀剂为磷酸三酯，所述均相沉淀剂与所述锆、铪或锆、铪化合物的摩尔比为2:1～3:1。