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1、(10)申请公布号 CN 103601245 A (43)申请公布日 2014.02.26 CN 103601245 A (21)申请号 201310625813.5 (22)申请日 2013.11.28 C01G 43/00(2006.01) (71)申请人 中核二七二铀业有限责任公司 地址 421002 湖南省衡阳市珠晖区东阳渡新 湘街工农村 (72)发明人 李洪 (74)专利代理机构 长沙永星专利商标事务所 43001 代理人 周咏 林毓俊 (54) 发明名称 重铀酸盐非金属元素标准物质制备方法 (57) 摘要 本发明公开了一种重铀酸盐非金属元素标准 物质制备方法， 该方法先通过沉淀结晶。
2、法将磷、 硅 元素共沉淀至重铀酸盐中， 氟元素部分共沉淀至 重铀酸盐中 ； 再用制浆蒸发法将硫、 氯及少部分 氟元素合成至重铀酸盐中， 制得符合重铀酸钠中 定值硫、 磷、 硅、 氟、 氯五项非金属杂质元素量值的 标准物质。本发明方法可以方便制备不同含量的 重铀酸盐非金属杂质元素标准物质， 且制得的重 铀酸盐非金属杂质元素标准物质与铀水冶企业生 产的重铀酸盐产品物理化学性一致。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 14 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书14页 (10)申请公布号 CN 103601245 A CN 103601。
3、245 A 1/2 页 2 1. 一种重铀酸盐非金属元素标准物质制备方法， 其特征在于包括如下步骤 ： （1） 以重铀酸钠为原料， 该原料中硫、 磷、 硅、 氟、 氯五项非金属元素杂质含量要求低于 重铀酸盐非金属元素标准物质定值指标 ； （2） 用分析纯硝酸和去离子水配制硝酸溶液， 用此硝酸溶液充分溶解所述原料， 保证反 应完全， 得到含铀溶解液 ； （3） 对步骤 （2） 获得的溶解液过滤， 进行液固分离， 除去固体不溶物， 将分离后得到的铀 溶液定容， 测定磷、 硅、 氟三项非金属元素含量及铀含量 ； 根据重铀酸盐非金属元素标准物 质定值指标， 计算所需磷、 硅、 氟试剂质量， 试剂为优级。
4、纯磷酸钠、 硅酸钠、 氟化钠 ； 将按计算得到的磷、 硅、 氟试剂溶于氢氧化钠溶液， 此为第 1 次加标溶液， 所述氢氧化 钠溶液用优级纯氢氧化钠和去离子水配制 ； （4） 定容后的铀溶液转入沉淀反应槽， 搅拌， 加热， 沉淀剂为氢氧化钠溶液， 氢氧化钠溶 液用优级纯氢氧化钠和去离子水配制 ； 以氢氧化钠总消耗量， 减去第 1 次加标溶液配制用 去的质量后并要求过量， 计算氢氧化钠溶液的体积数 ； 加入氢氧化钠溶液调节物料溶液酸 碱度， 在温度 50 60时， 当 pH 值为 2.80.2， 物料溶液开始出现浑浊， 产生沉淀， 停止 加入氢氧化钠溶液， 待搅拌均匀后， 开始往溶液中加入第 1 。
5、次加标溶液， 反应过程中磷、 硅 元素与重铀酸钠共沉淀， 氟元素部分与重铀酸钠共沉淀 , 加入全部试剂后， 控制酸度在 pH 值为 6.0 7.0， 反应平衡后， 继续加入氢氧化钠溶液至酸度在 pH 值为 7.1 7.5， 自然降 温冷却， 取样分析晶体中磷、 硅、 氟含量 ； （5） 将步骤 （4） 冷却后的沉淀母液与晶体离心过滤， 晶体与沉淀母液分离后， 用去离子 水离心洗涤 ； （6） 将洗涤后的重铀酸钠晶体干燥， 在 105-110烘至恒重 ； （7） 将烘干至恒重的重铀酸钠晶体研磨， 过筛， 然后混匀， 再烘干至恒重并准确称重， 分 析硫、 氟、 氯含量及铀含量 ； （8） 依据步骤。
6、 （7） 测得的中间产品硫、 氟、 氯的含量及铀含量， 以及重铀酸盐非金属元素 标准物质硫、 氟、 氯元素预期定值指标和铀含量预期值， 计算硫、 氟、 氯试剂加入量， 试剂为 优级纯硫酸钠、 氯化钠、 氟化钠 ； 将计算所需的优级纯硫酸钠、 氯化钠、 氟化钠溶液， 用去离子水配制成第 2 次加标溶 液 ； 称取所需质量的步骤 （7） 得到的重铀酸钠晶体 ； 将第2次加标溶液与称取的重铀酸钠晶 体粉末搅拌均匀， 加热蒸发， 通过搅拌制浆蒸发方式， 将硫、 氯、 氟三项元素均匀合成至重铀 酸盐中， 蒸发至干并取出在 105-110烘干至恒重 ； （9） 将步骤 （8） 烘干至恒重的重铀酸钠晶体再次。
7、研磨， 过筛， 混匀 ； （10） 将步骤 （9） 混匀好的重铀酸钠晶体在 105-110烘干至恒重得到样品， 进行均匀 性初步检验， 合格后将重铀酸钠晶体装入产品瓶， 再对瓶装产品进行均匀性检验， 合格后， 即制得重铀酸盐硫、 磷、 硅、 氟、 氯五项非金属元素标准物质。 2. 根据权利要求 1 所述的一种重铀酸盐非金属元素标准物质制备方法， 其特征在于步 骤 （3） 计算所需磷、 硅、 氟试剂质量， 磷、 硅试剂实际用量按计算值的 1 倍计， 氟试剂实际用 量按计算值的 1.5 倍计 ； 按铀溶液中硝酸铀酰沉淀反应过程消耗的氢氧化钠质量的 0.5 倍 计算氢氧化钠试剂用量。 3. 根据权利。
8、要求 1 或 2 所述的一种重铀酸盐非金属元素标准物质制备方法， 其特征在 权 利 要 求 书 CN 103601245 A 2 2/2 页 3 于步骤 （8） 第 2 次加标溶液体积按照所述称取的重铀酸钠晶体质量的 2 倍计算， 与称取的 重铀酸钠晶体粉末搅拌均匀。 权 利 要 求 书 CN 103601245 A 3 1/14 页 4 重铀酸盐非金属元素标准物质制备方法 技术领域 0001 本发明涉及一种重铀酸盐非金属元素标准物质制备方法。 背景技术 0002 目前国内铀水冶企业生产的重铀酸盐基本上都是重铀酸钠， 它是以铀矿石为原 料， 依原料物性选择酸浸或碱浸工艺， 然后用离子交换法或萃。
9、取法等一系列的化工单元操 作制得重铀酸钠。 由于各铀水冶企业原料中杂质含量不同， 采取的工艺技术条件不一样， 生 产的重铀酸钠铀品位及各杂质元素含量也大不相同。 为了促进各铀水冶企业对重铀酸盐产 品质量加强控制， 和确保使用重铀酸钠为生产原料的铀纯化企业生产工艺和产品质量， 对 重铀酸盐产品质量有严格的技术规范要求。目前国内尚无重铀酸盐标准物质， 企业间重铀 酸盐产品质量检测验收过程中， 一般使用八氧化三铀标准物质作为质量控制样， 但是八氧 化三铀标准物质各项杂质含量低， 物理化学性质上存在差异， 而且缺少硫、 氟、 氯杂质元素 指标。 发明内容 0003 本发明的目的在于提供一种可用于重铀酸。
10、盐产品质量检测过程中用作质量控制 样品的重铀酸盐非金属元素标准物质的制备工艺。 0004 本发明提供的这种重铀酸盐非金属元素标准物质的制备方法包括如下步骤 ： 0005 （1） 以重铀酸钠为原料， 该原料中硫、 磷、 硅、 氟、 氯五项非金属元素杂质含量要求 低于重铀酸盐非金属元素标准物质定值指标 ； 0006 （2） 用分析纯硝酸和去离子水配制硝酸溶液， 用此硝酸溶液充分溶解所述原料， 保 证反应完全， 得到含铀溶解液 ； 0007 实际过程中， 可以根据反应方程式计算溶解每克纯重铀酸钠消耗硝酸溶液理论 值， 硝酸溶液用量以溶解每克干基重铀酸钠原料实际消耗硝酸溶液量计算， 为保证反应完 全，。
11、 硝酸用量过量， 硝酸溶液配制量按公式计算 ； 0008 Na2U2O7+6HNO3=2UO2(NO3)2+2NaNO3+3H2O 反应方程式 0009 VHNO3 Tm 公式 0010 式中 ： VHNO3硝酸溶液配制体积数值， 单位为 L ； 0011 T溶解每 g 干基重铀酸钠原料消耗的硝酸溶液量， 单位为 mL/g ； 0012 m干基重铀酸钠原料的质量数值， 单位为 kg ； 0013 （3） 对步骤 （2） 获得的溶解液过滤， 进行液固分离， 除去固体不溶物， 将分离后得到 的铀溶液定容， 测定磷、 硅、 氟三项非金属元素含量及铀含量 ； 根据重铀酸盐非金属元素标 准物质预期定值指。
12、标， 计算所需磷、 硅、 氟试剂质量， 试剂为优级纯磷酸钠、 硅酸钠、 氟化钠， 磷、 硅试剂实际用量优选按 1 倍计， 氟试剂实际用量优选按 1.5 倍计 ； 0014 实际过程中， 可以按公式 （2） 计算所需磷、 硅、 氟试剂质量 ： 说 明 书 CN 103601245 A 4 2/14 页 5 0015 公式 0016 式中 ： i元素磷、 硅、 氟的编号 ； 0017 mi第 1 次加标试剂质量数值， 即所需磷、 硅、 氟试剂质量， 单位为 g ； 0018 V铀溶解过滤液的体积数值， 单位为 L ； 0019 U铀溶解过滤液中铀的质量浓度数值， 单位为 g/L ； 0020 i铀。
13、溶解过滤液中的元素 i 的质量比例数值， 单位为 mg/(g 铀 ) ； 0021 wi重铀酸盐非金属元素标准物质中元素 i 标准值定值水平， % ； 0022 w U重铀酸盐非金属元素标准物质中铀含量预期值， % ； 0023 Ki加标元素在加标试剂中的所占的比例值 ； 0024 将按计算得到的磷、 硅、 氟试剂溶于氢氧化钠溶液， 此为第 1 次加标溶液， 氢氧化 钠溶液用优级纯氢氧化钠和去离子水配制， 优选按铀溶液中硝酸铀酰沉淀反应过程消耗的 氢氧化钠质量的 0.5 倍计算氢氧化钠试剂用量 ； 0025 实际过程中， 氢氧化钠试剂理论质量数可以根据溶解液过滤清液中硝酸和铀浓度 计算 ： 0。
14、026 HNO3+NaOH=NaNO3+H2O 反应方程式 0027 2UO2(NO3)2+6NaOH=Na2U2O7 +4NaNO3+3H2O 反应方程式 0028 铀溶液中硝酸中和反应消耗氢氧化钠量计算公式 ： 0029 mNaOH VCHNO340 公式 0030 式中 ： mNaOH铀溶液中硝酸中和反应氢氧化钠消耗质量， 单位为 g ； 0031 V铀溶液的体积， 单位为 L ； 0032 CHNO3铀溶液中硝酸浓度数值， 单位为 mol/L。 0033 铀溶液中硝酸铀酰消耗氢氧化钠量计算公式 ： 0034 mNaOH VU0.504 公式 0035 式中 ： mNaOH铀溶液中硝酸铀。
15、酰消耗氢氧化钠消耗质量， 单位为 g ； 0036 V铀溶液的体积， 单位为 L ； 0037 U铀溶液中铀的质量浓度数值， 单位为 g/L ； 0038 （4） 定容后的铀溶液转入沉淀反应槽， 搅拌， 加热， 沉淀剂为氢氧化钠溶液， 用优 级纯氢氧化钠和去离子水配制， 以氢氧化钠总消耗量， 减去第 1 次加标溶液配制用去的质 量后并过量计算氢氧化钠溶液的体积数 ； 加入氢氧化钠溶液调节物料溶液酸碱度， 在温度 50 60时， 当 pH 值为 2.80.2， 物料溶液开始出现浑浊， 产生沉淀， 停止加入氢氧化 钠溶液， 待搅拌均匀后， 开始往溶液中加入第 1 次加标溶液， 反应过程中磷、 硅元。
16、素与重铀 酸钠共沉淀， 氟元素部分与重铀酸钠共沉淀 , 加入全部试剂后， 控制酸度在 pH 值为 6.0 7.0， 反应平衡后， 继续加入氢氧化钠溶液至酸度在 pH 值为 7.1 7.5， 自然降温冷却， 取样 分析晶体中磷、 硅、 氟含量 ； 0039 （5） 将步骤 （4） 冷却后的沉淀母液与晶体离心过滤， 晶体与沉淀母液分离后， 用去 离子水离心洗涤 ； 0040 （6） 将洗涤后的重铀酸钠晶体干燥， 在 105-110烘至恒重 ； 说 明 书 CN 103601245 A 5 3/14 页 6 0041 （7） 将烘干至恒重的重铀酸钠晶体研磨， 过筛， 然后混匀， 再烘干至恒重并准确称。
17、 重， 分析硫、 磷、 硅、 氟、 氯含量及铀含量 ； 0042 （8） 依据步骤 （7） 测得的产品硫、 氟、 氯的含量 wi及铀含量 wU， 以及重铀酸盐非 金属元素标准物质铀预期含量 w U、 理论产量和硫、 磷、 硅、 氟、 氯元素预期定值指标 wi， 计算 硫、 氯、 氟试剂加入量， 试剂为优级纯硫酸钠、 氯化钠、 氟化钠 ； 实际过程中， 加标试剂量可按 公式 （5） 计算 ： 0043 公式 0044 式中 ： mi第 2 次加标试剂质量数值， 单位为 g ； 0045 mNa2U2O7第 2 次加标称取的重铀酸钠晶体质量， g ； 0046 wU第1次加标重铀酸钠产品中铀含量测。
18、定值， 即依据步骤 （7） 测得的产品铀含 量， % ； 0047 w U第 2 次加标重铀酸钠产品中铀含量预期值， 即重铀酸盐非金属元素标准物 质铀预期含量， % ； 0048 wi重铀酸盐非金属元素标准物质中元素 i 标准值定值水平， % ； 0049 w i第 1 次加标重铀酸钠晶体中元素 i 测定值， 即依据步骤 （7） 测得的产品硫、 氟、 氯的含量， % ； 0050 Ki加标元素在加标试剂中的所占的比例值。 0051 将计算所需的优级纯硫酸钠、 氯化钠、 氟化钠溶液， 用去离子水配制成第 2 次加标 溶液 ； 0052 依据第 2 次加入加标溶液后产品的理论产量和铀含量 w U，。
19、 称取所需质量 （mNa2U2O7） 的步骤 （7） 得到的重铀酸钠晶体 ； 第 2 次加标溶液体积按照所述称取的重铀酸钠晶体质量 的 2 倍计算， 与称取的重铀酸钠晶体粉末搅拌均匀， 加热蒸发， 通过搅拌制浆蒸发方式， 将 硫、 氯、 氟三项元素均匀合成至重铀酸盐中， 蒸发至干并取出在 105-110烘干至恒重 ； 0053 （9） 将步骤 （8） 烘干至恒重的重铀酸钠晶体再次研磨， 过筛， 混匀 ； 0054 （10） 将步骤 （9） 混匀好的重铀酸钠晶体在 105-110烘干至恒重得到样品， 进行 均匀性初步检验， 合格后将重铀酸钠晶体装入产品瓶， 再对瓶装产品进行均匀性检验， 合格 后。
20、， 即制得重铀酸盐硫、 磷、 硅、 氟、 氯五项非金属元素标准物质。 0055 本发明建立了重铀酸盐非金属杂质元素标准物质制备方法， 该方法采用液相反 应、 液相混匀方式， 制备的标准物质均匀性效果佳， 工艺可控性好， 可以方便制备不同含量 的重铀酸盐非金属杂质元素标准物质， 且制得的重铀酸盐非金属杂质元素标准物质与铀水 冶企业生产的重铀酸盐产品物理化学性质一致。 具体实施方式 0056 实施例 1 0057 制备 30 千克重铀酸钠非金属元素标准物质， 其重铀酸钠中定值非金属杂质元素 的预期量值和预期不确定度如下表 1 1 ： 0058 表 1 1 重铀酸钠中定值非金属杂质元素的量值和预期不。
21、确定度 （%） 说 明 书 CN 103601245 A 6 4/14 页 7 0059 元素SPSiFCl 标准值3.01.01.50.30.5 合成标准不确定度0.60.20.30.060.1 0060 0061 1. 物料溶解 0062 1.1 物料选择 0063 选择某铀矿企业生产的重铀酸钠(桶号61-22)作为原料， 其硫、 磷、 硅、 氟、 氯五项 非金属杂质元素含量及铀和水分含量如下表 1 2。 0064 表 1 2 0065 元素 ( 物质 ) SPSiFClUH2O 含量0.13%0.035% 0.04%0.005%0.21%67.28% 24.56% 0066 要求选择原料。
22、中硫、 磷、 硅、 氟、 氯五项非金属杂质含量最好略低于重铀酸钠中定 值非金属杂质元素量值， 上表数据符合工艺要求。 0067 1.2 溶解 0068 用分析纯硝酸和去离子水配制 （1+1）硝酸溶液。重铀酸钠原料中干基铀含量 67.28%， 水分含量24.56%， 计算制备30千克表1-1重铀酸钠非金属杂质元素标准物质 （干基 铀含量 55% 计） 需要重铀酸钠原料 32.5 千克， 考虑工艺过程、 制样损失、 分析检测样品用量 和产品包装余量， 实际使用重铀酸钠原料42.2千克， 原料用(1+1)分析纯硝酸溶解， 硝酸用 量过量 15%， 按公式 VHNO3 1.15Tm 计算， 其中 T 。
23、值为 1.20mL/g, 共需用 44L(1+1) 分析 纯硝酸溶解 42.2 千克重铀酸钠原料。原料在不锈钢槽溶解， 搅拌时间 4 小时， 陈化时间大 于 24 小时。 0069 2. 过滤、 定容 0070 2.1 过滤 0071 物料经硝酸充分溶解后， 通过塑料泵输送到不锈钢压滤机进行粗滤， 滤液再经重 力过滤槽进行精滤， 滤布为耐酸碱加密 621 型， 滤液澄清。 0072 2.2 定容 0073 滤后清液经塑料泵输送至计量槽定容， 清液体积 140 升左右， 用软水定容至 160 升， 搅拌均匀， 取样分析测得溶液铀浓度 129.8g/L， 其磷、 硅、 氟含量 （以铀基计） 如下表。
24、 1 3。 0074 表 1 3 0075 元素PSiF 含量 mg/（g 铀）0.1120.3370.001 说 明 书 CN 103601245 A 7 5/14 页 8 0076 定容后的溶液输送至沉淀反应槽， 计量槽用去离子水冲洗干净， 洗液一并转入沉 淀反应槽。 0077 3. 沉淀结晶 0078 3.1 试剂配制 0079 3.1.1 配制第 1 次加标溶液 0080 配制第 1 次加标溶液的试剂为优级纯， 按公式计算加标试剂量， 式中 wU值为 55%， 氟元素在反应过程中部分共沉淀， 实际称样量乘以表 1-4 加标倍数计算。 0081 表 1-4 0082 加标元素PSiF 加。
25、标试剂分子式Na3PO4.12H2ONa2SiO3.9H2ONaF 元素比例 Ki0.08150.09880.452 加标倍数111.5 加标试剂量 /g46055662376 0083 加标液试剂用 30g/L 氢氧化钠溶液溶解， 硝酸铀酰和氢氧化钠反应生成重铀酸 钠 , 化学反应式是 ： 0084 2UO2(NO3)2+6NaOH=Na2U2O7 +4NaNO3+3H2O 0085 按铀溶解过滤液铀硝酸铀酰消耗氢氧化钠量 0.5 倍计算， 按公式计算， 硝酸铀 酰氢氧化钠消耗量为 10467 克， 加标液氢氧化钠用量为 5234 克， 加标液体积为 175 升。 0086 3.1.2 配制。
26、 200g/L 氢氧化钠溶液 0087 在沉淀反应过程中,硝酸和氢氧化钠发生中和反应,硝酸铀酰和氢氧化钠反应生 成重铀酸钠 , 化学反应式是 ： 0088 HNO3+NaOH=NaNO3+H2O 0089 重铀酸钠原料溶解滤清液中硝酸酸度为 0.2mol/L， 中和反应氢氧化钠量按公式 计算， 消耗 1280 克， 减去第 1 次加标溶液中带入的 5234 克氢氧化钠 ,200g/L 氢氧化钠溶液 共需要 6513 克 , 实际工艺过程中设备管道会存在残留损失， 配制中要保证一定余量， 配制 中氢氧化钠过量20%， 氢氧化钠量7816克， 体积为39升， 称取优级纯氢氧化钠试剂7816克， 溶。
27、解于去离子水， 稀释定容至 39 升。 0090 3.2 沉淀结晶过程 0091 将沉淀反应槽溶液搅拌， 加热， 在温度 50时， 缓慢加入氢氧化钠溶液， 在 pH 值 为 2.6， 溶液开始变浑浊时， 停止加入氢氧化钠溶液， 搅拌均匀后， 再缓慢加入第 1 次加标溶 液， 此时磷、 硅元素与重铀酸钠共沉淀， 氟元素部分与重铀酸盐共沉淀， 当加标溶液全部加 入后， 调整物料溶液 pH 值为 6.0, 在反应平衡后， 继续加入氢氧化钠溶液调 pH 值为 7.1, 自 然降温冷却， 取样监控分析沉淀母液、 晶体中磷、 硅、 氟含量， 磷、 硅、 氟含量数据如下表 1 5。 0092 表 1 5 说。
28、 明 书 CN 103601245 A 8 6/14 页 9 0093 元素PSiF 含量 %1.02 1.510.187 0094 4. 过滤、 洗涤 0095 4.1 过滤 0096 沉淀晶体用离心机进行液固分离， 离心机转速用变频器控制， 滤饼未形成前， 开低 转速， 防止细晶穿过滤布， 然后提高转速， 使液固充分分离。 0097 4.2 洗涤 0098 过滤以后的晶体含有大量的硝酸钠， 用去离子水进行离心洗涤， 以除去硝酸钠， 尽 量降低晶体水含量， 硅、 磷元素不易被洗涤出， 氟元素部分被洗涤出来。 0099 5. 干燥 0100 将洗涤好的晶体装入不锈钢盘， 送至不锈钢烘箱内干燥，。
29、 在 110下烘至恒重。 0101 6. 研磨、 过筛、 混匀 0102 干燥好的晶体用磨机研磨， 过100目不锈钢筛， 然后在混匀器充分混匀,再烘干至 恒重， 称重， 并取样分析硫、 磷、 硅、 氟、 氯含量及铀含量， 其数据见下表 1 6。 0103 表 1 6 0104 元素SPSiFClU 含量 %0.091 1.011.490.112 0.021 64.80 0105 7. 蒸发 0106 称取步骤 6 的晶体 30 千克 , 配制第 2 次加标溶液， 加标试剂量按公式计算， 用 去离子水溶解至 60 升， 一同与 30 千克晶体加入蒸发锅内， 搅拌均匀， 加热蒸干。 0107 表 。
30、1-7 0108 加标元素FClS 加标试剂分子式NaFNaClNa2SO4 元素比例 Ki0.4520.6070.226 加标试剂量 /g1602814577 0109 0110 8. 再研磨、 过筛、 混匀 0111 将蒸发锅内的物料全部取出， 再次用磨机研磨， 过 100 目不锈钢筛， 用混匀器充分 混匀。 0112 9. 干燥、 分析 0113 混匀好的物料装入不锈盘内， 放入烘箱， 在 110烘至恒重， 取样分析样品中硫、 说 明 书 CN 103601245 A 9 7/14 页 10 磷、 硅、 氟、 氯含量， 其数据见下表 1 8。 0114 表 1 8 0115 元素SPSi。
31、FCl 含量 %2.670.9421.340.274 0.458 RSD%1.41.41.63.93.1 0116 从上表数据看， 硫、 磷、 硅、 氟、 氯五项非金属元素都在重铀酸钠中定值量值的预 期不确定度范围内， 产品铀含量为 53.92%。样品通过初检， 装瓶及均匀性检验、 定值， 制得 的重铀酸钠硫、 磷、 硅、 氟、 氯五项非金属杂质元素标准物质合格 ( 均匀性检验与定值按照 JJF1343-2012标准物质定值原则和统计学原理 进行 )。 0117 实施例 2 0118 制备 30 千克重铀酸钠非金属元素标准物质， 其重铀酸钠中定值非金属杂质元素 的预期量值和预期不确定度如表 2。
32、 1 ： 0119 表 2 1 重铀酸钠中定值非金属杂质元素的量值和预期不确定度 （%） 0120 元素SPSiFCl 标准值0.600.150.400.100.10 合成标准不确定度0.120.030.080.020.02 0121 1. 物料溶解 0122 1.1 物料选择 0123 选择某矿生产的重铀酸钠(桶号61-22)作为原料， 其硫、 磷、 硅、 氟、 氯五项非金属 杂质元素含量及铀和水分含量如下表 2 2。 0124 表 2 2 0125 元素 ( 物质 ) SPSiFClUH2O 含量0.13% 0.035%0.04%0.005% 0.21%67.28%24.56% 0126 。
33、要求选择原料中硫、 磷、 硅、 氟、 氯五项非金属杂质含量最好略低于重铀酸钠中定 值非金属杂质元素量值， 上表数据符合工艺要求。 0127 1.2 溶解 0128 由重铀酸钠原料中铀含量 67.28%， 水分含量 24.56%， 计算制备 30 千克表 2-2 重铀 酸钠非金属杂质元素标准物质 （干基铀含量 68% 计） 需要重铀酸钠原料 40.2 千克， 考虑工艺 过程、 制样损失、 分析检测样品用量和产品包装余量， 实际使用重铀酸钠原料 48.1 千克， 原 料用 (1+1) 分析纯硝酸中溶解， 硝酸用量过量 15%， 按公式 VHNO3 1.15Tm 计算， 其中 T 值为 1.20mL。
34、/g, 共需用 50L(1+1) 分析纯硝酸溶解 48.1 千克重铀酸钠原料。原料在不锈钢 说 明 书 CN 103601245 A 10 8/14 页 11 槽溶解， 搅拌时间 4 小时， 陈化时间大于 24 小时。 0129 2. 过滤、 定容 0130 2.1 过滤 0131 物料经硝酸充分溶解后， 通过塑料泵输送到不锈钢压滤机进行粗滤， 滤液再经重 力过滤槽进行精滤， 滤液澄清。 0132 2.2 定容 0133 滤后清液经塑料泵输送至计量槽定容， 清液体积 130 升左右， 用软水定容至 160 升， 搅拌均匀， 取样分析测得溶液铀浓度 145.0g/L， 其磷、 硅、 氟含量 （以。
35、铀基计） 如下表 2 3。 0134 表 2 3 0135 元素PSiF 含量 mg/（g 铀）0.1430.3190.001 0136 定容后的溶液输送至沉淀反应槽， 计量槽用去离子水冲洗干净， 洗液一并转入沉 淀反应槽。 0137 3. 沉淀结晶 0138 3.1 试剂配制 0139 3.1.1 配制第 1 次加标溶液 0140 配制第 1 次加标溶液的试剂为优级纯， 按公式计算加标试剂量， 式中 wU值为 68%， 氟元素在反应过程中部分共沉淀， 实际称样量乘以表 2-4 加标倍数计算。 0141 表 2-4 0142 加标元素PSiF 加标试剂分子式Na3PO4.12H2ONa2SiO。
36、3.9H2ONaF 元素比例 Ki0.08150.09880.452 加标倍数111.5 加标试剂量 /g5871306113 0143 0144 加标液试剂用 30g/L 氢氧化钠溶液溶解， 硝酸铀酰和氢氧化钠反应生成重铀酸 钠 , 化学反应式是 ： 0145 2UO2(NO3)2+6NaOH=Na2U2O7 +4NaNO3+3H2O 0146 按铀溶解过滤液铀硝酸铀酰消耗氢氧化钠量 0.5 倍计算， 按公式计算， 硝酸铀 酰氢氧化钠消耗量为 11693 克， 加标液氢氧化钠用量为 5847 克， 加标液体积为 195 升。 0147 3.1.2 配制 200g/L 氢氧化钠溶液 0148 。
37、在沉淀反应过程中,硝酸和氢氧化钠发生中和反应,硝酸铀酰和氢氧化钠反应生 说 明 书 CN 103601245 A 11 9/14 页 12 成重铀酸钠 , 化学反应式是 ： 0149 HNO3+NaOH=NaNO3+H2O 0150 重铀酸钠原料溶解滤清液中硝酸酸度为 0.3mol/L， 中和反应氢氧化钠量按公式 计算， 消耗 1920 克， 减去第 1 次加标溶液中带入的 5847 克氢氧化钠 ,200g/L 氢氧化钠溶液 共需要 7766 克 , 实际工艺过程中设备管道会存在残留损失， 配制中要保证一定余量， 配制 中氢氧化钠过量20%， 氢氧化钠量9319克， 体积为47升， 称取优级纯。
38、氢氧化钠试剂9319克， 溶解于去离子水， 稀释定容至 47 升。 0151 3.2 沉淀结晶过程 0152 将沉淀反应槽溶液搅拌， 加热， 在温度 60时， 缓慢加入氢氧化钠溶液， 在 pH 值 为 3.0， 溶液开始变浑浊时， 停止加入氢氧化钠溶液， 搅拌均匀后， 再缓慢加入第 1 次加标溶 液， 此时磷、 硅元素与重铀酸钠共沉淀， 氟元素部分与重铀酸盐共沉淀， 当加标溶液全部加 入时， 溶液 pH 值为 7.0, 在反应平衡后， 继续加入氢氧化钠溶液调 pH 值为 7.5, 自然降温冷 却， 取样监控分析沉淀母液、 晶体中磷、 硅、 氟含量， 磷、 硅、 氟含量数据如下表 2 5。 01。
39、53 表 2 5 0154 元素PSiF 含量 %0.154 0.392 0.098 0155 4. 过滤、 洗涤 0156 4.1 过滤 0157 沉淀晶体用离心机进行液固分离， 离心机转速用变频器控制， 滤饼未形成前， 开低 转速， 防止细晶穿过滤布， 然后提高转速， 使液固充分分离。 0158 4.2 洗涤 0159 过滤以后的晶体含有大量的硝酸钠， 用去离子水进行离心洗涤， 以除去硝酸钠， 尽 量降低晶体水含量， 硅、 磷元素不易被洗涤出， 氟元素部分被洗涤出来。 0160 5. 干燥 0161 将洗涤好的晶体装入不锈钢盘， 送至不锈钢烘箱内干燥， 在 110下烘至恒重。 0162 6。
40、. 研磨、 过筛、 混匀 0163 干燥好的晶体用磨机研磨， 过100目不锈钢筛， 然后在混匀器充分混匀,再烘干至 恒重， 称重， 并取样分析硫、 磷、 硅、 氟、 氯含量及铀含量， 其数据见下表 2 6。 0164 表 2 6 0165 元素SPSiFClU 含量 %0.072 0.149 0.3900.052 0.018 71.64 0166 7. 蒸发 0167 称取步骤6的晶体30千克,配制第2次加标溶液， 按表2-7系数比例计算硫酸钠、 氯化钠、 氟化钠加入试剂量， 用去离子水溶解至60升， 一同与30千克晶体加入蒸发锅内， 搅 拌均匀， 加热蒸干。 说 明 书 CN 1036012。
41、45 A 12 10/14 页 13 0168 表 2-7 0169 加标元素FClS 加标试剂分子式NaFNaClNa2SO4 元素比例 Ki0.4520.6070.226 加标试剂量 /g35.443.2744 0170 8. 再研磨、 过筛、 混匀 0171 将蒸发锅内的物料全部取出， 再次用磨机研磨， 过 100 目不锈钢筛， 用混匀器充分 混匀。 0172 9. 干燥、 分析 0173 混匀好的物料装入不锈盘内， 放入烘箱， 在 110烘至恒重， 取样分析样品中硫、 磷、 硅、 氟、 氯含量， 其数据见下表 2 8。 0174 表 2 8 0175 元素SPSiFCl 含量 %0.6。
42、210.138 0.355 0.1050.111 RSD%2.30.92.01.72.3 0176 0177 从上表数据看， 硫、 磷、 硅、 氟、 氯五项非金属元素都在重铀酸钠中定值量值的预 期不确定度范围内， 产品铀含量为 69.83%。样品通过初检， 装瓶及均匀性检验、 定值， 制得 的重铀酸钠硫、 磷、 硅、 氟、 氯五项非金属杂质元素标准物质合格 ( 均匀性检验与定值按照 JJF1343-2012标准物质定值原则和统计学原理 进行 )。 0178 实施例 3 0179 制备 10 千克重铀酸钠非金属元素标准物质， 其重铀酸钠中定值非金属杂质元素 的预期量值和预期不确定度如下表 3 1。
43、 ： 0180 表 3 1 重铀酸钠中定值非金属杂质元素的量值和预期不确定度 （%） 0181 元素SPSiFCl 标准值3.01.01.50.30.5 合成标准不确定度0.60.20.30.060.1 0182 1. 物料溶解 0183 1.1 物料选择 0184 选择某铀矿企业生产的重铀酸钠(桶号61-22)作为原料， 其硫、 磷、 硅、 氟、 氯五项 说 明 书 CN 103601245 A 13 11/14 页 14 非金属杂质元素含量及铀和水分含量如下表 3 2。 0185 表 3 2 0186 元素 ( 物质 ) SPSiFClUH2O 含量0.13%0.035%0.04%0.00。
44、5% 0.21%67.28%24.56% 0187 要求选择原料中硫、 磷、 硅、 氟、 氯五项非金属杂质含量最好略低于重铀酸钠中定 值非金属杂质元素量值， 上表数据符合工艺要求。 0188 1.2 溶解 0189 重铀酸钠原料中干基铀含量 67.28%， 水分含量 24.56%， 计算制备 10 千克表 3-1 重 铀酸钠非金属杂质元素标准物质 （干基铀含量 55% 计） 需要重铀酸钠原料 10.8 千克， 考虑工 艺过程、 制样损失、 分析检测样品用量和产品包装余量， 实际使用重铀酸钠原料 14.3 千克， 原料用 (1+1) 分析纯硝酸中溶解， 硝酸用量过量 15%， 按公式 VHNO3。
45、 1.15Tm 计算， 其中 T 值为 1.20mL/g， 共需用 15L(1+1) 分析纯硝酸溶解 14.3 千克重铀酸钠原料。原料在不锈 钢槽溶解， 搅拌时间 4 小时， 陈化时间大于 24 小时。 0190 2. 过滤、 定容 0191 2.1 过滤 0192 物料经硝酸充分溶解后， 通过塑料泵输送到不锈钢压滤机进行粗滤， 滤液再经重 力过滤槽进行精滤， 滤布为耐酸碱加密 621 型， 滤液澄清。 0193 2.2 定容 0194 滤后清液经塑料泵输送至计量槽定容， 清液体积90升左右， 用软水定容至100升， 搅拌均匀， 取样分析测得溶液铀浓度 70.27g/L， 其磷、 硅、 氟含量。
46、 （以铀基计） 如下表 3 3。 0195 表 3 3 0196 元素PSiF 含量 mg/（g 铀）0.0460.1170.001 0197 定容后的溶液输送至沉淀反应槽， 计量槽用去离子水冲洗干净， 洗液一并转入沉 淀反应槽。 0198 3. 沉淀结晶 0199 3.1 试剂配制 0200 3.1.1 配制第 1 次加标溶液 0201 配制第 1 次加标溶液的试剂为优级纯， 按公式计算加标试剂量， 式中 wU值为 55%， 氟元素在反应过程中部分共沉淀， 实际称样量乘以表 3-4 加标倍数计算。 0202 表 3-4 0203 说 明 书 CN 103601245 A 14 12/14 页。
47、 15 加标元素PSiF 加标试剂分子式Na3PO4.12H2ONa2SiO3.9H2ONaF 元素比例 Ki0.08150.09880.452 加标倍数111.5 加标试剂量 /g15641931127 0204 加标液试剂用 30g/L 氢氧化钠溶液溶解， 硝酸铀酰和氢氧化钠反应生成重铀酸 钠 , 化学反应式是 ： 0205 2UO2(NO3)2+6NaOH=Na2U2O7 +4NaNO3+3H2O 0206 按铀溶解过滤液铀硝酸铀酰消耗氢氧化钠量 0.5 倍计算， 按公式计算， 硝酸铀 酰氢氧化钠消耗量为 3542 克， 加标液氢氧化钠用量为 1771 克， 加标液体积为 59 升。 0207 3.1.2 配制 200g/L 氢氧化钠溶液 0208 在沉淀反应过程中,硝酸和氢氧化钠发生中和反应,硝酸铀酰和氢氧化钠反应生 成重铀酸钠 , 化学反应式是 ： 0209 HNO3+NaOH=NaNO3+H2O 0210 重铀酸钠原料溶解滤清液中硝酸酸度为 0.1mol/L， 中和反应氢氧化钠量按公式 计算， 消耗 400 克， 减去第 1 次加标溶液中带入的 1771 克氢氧化钠 ,200g/L 氢氧化钠溶液 共需要 2171 克 , 实际工艺过程中设备管道会存在残留损失， 配制中要保证一定余量， 配制 中氢氧化钠过量20%， 氢氧化钠量2605克。