第一章 铀、钍的地球化学和物理、化学性质 1
第一节 铀、钍的地球化学 1
一、铀、钍的地球化学特征 1
二、铀、钍在岩浆岩中的分布及其存在形式 1
三、铀、钍在沉积岩中的分布及其存在形式 2
四、铀、钍在变质岩中的分布 4
五、铀、钍矿石及矿床围岩中伴生元素的地球化学 4
六、主要的铀矿物和钍矿物 6
第二节 铀、钍的物理、化学性质 8
一、铀、钍的发现史和用途 8
二、铀和钍在元素周期表上的位置 9
三、铀和钍的物理性质 10
四、铀和钍的化学性质 10
五、铀的化合物 12
六、钍的化合物 16
第二章 矿样的加工与分离 19
第一节 矿样的加工 19
一、矿样的缩分 19
二、加工系数的确定 20
(一)连续缩分法 20
(一)加工前的准备工作 21
(二)不同K值缩分法 21
三、矿样的加工程序 21
(二)加工程序 22
(三)矿样加工的注意事项 23
第二节 矿样的分离 23
一、概述 23
二、酸分解法 24
(一)氢氟酸分解 25
(三)硝酸分解 26
(四)硫酸分解 26
(二)盐酸分解 26
(五)王水分解 27
(六)高氯酸分解 27
(七)磷酸分解 27
(八)混合铵盐分解 28
(九)加压分解 28
三、熔融法 28
(一)碳酸钠熔融 29
(二)氢氧化钠或氢氧化钾熔融 29
(六)氟硼酸钠(锂)熔融 30
(五)碱金属的氟化物熔融 30
(三)过氧化钠熔融 30
(四)硫酸氢钾熔融 30
(七)硼砂熔融 31
(八)偏硼酸锂熔融 31
(九)偏硼酸钠和硼酸酐熔融 31
(十)碳酸钠(钾)和硫的混合物熔融 32
(十一)还原性熔融 32
四、烧结法 32
(一)碳酸钠烧结 32
(三)碳酸钠和氧化镁的混合物烧结 33
(二)过氧化钠烧结 33
第三章 分离及掩蔽、解蔽原理 34
第一节 沉淀分离法 34
一、溶解度和溶度积 35
二、沉淀物的形态和影响沉淀的因素 36
(一)沉淀物的形态 36
(二)影响沉淀完全的因素 37
三、提高沉淀的回收率和选择性 38
(一)提高沉淀的回收率 39
(二)提高沉淀的选择性 40
(一)铀与其它元素的沉淀分离 41
四、铀和钍与其它元素的沉淀分离 41
(二)钍与其它元素的沉淀分离 42
第二节 离子交换分离法 43
一、离子交换树脂及其一般性质 43
(一)离子交换树脂 43
(二)离子交换树脂的物理性质 44
(三)离子交换树脂的化学性质 44
三、离子交换平衡 46
(一)离子交换平衡和平衡常数 46
二、离子交换过程 46
(二)分配系数 47
(三)分离因数 48
四、化学分析中的离子交换分离技术 49
(一)树脂的预处理 49
(二)树脂的转型与再生 50
(三)分批分离法 50
(四)柱分离法 51
五、铀和钍与其它元素的离子交换分离 53
(一)萃取平衡和平衡常数 55
一、萃取平衡 55
第三节 溶剂萃取分离法 55
(二)分配系数和萃取率 56
二、萃取体系的分类 58
(一)螯合萃取体系 58
(二)中性络合萃取体系 59
(三)离子缔合萃取体系 60
(四)协同萃取体系 61
三、提高萃取回收率和选择性 64
(一)提高萃取回收率的主要条件 64
(二)提高萃取选择性的方法 66
四、铀和钍与其它元素的萃取分离 67
(一)干扰离子的除去 67
(二)铀和钍的萃取 68
第四节 反相萃取色谱分离法 69
一、反相萃取色谱柱和反相萃取色谱的一般操作 70
(一)反相萃取色谱柱 70
(二)反相萃取色谱的一般操作 71
二、反相萃取色谱机理和柱效率 71
(一)反相萃取色谱机理 71
(二)反相萃取色谱与溶剂萃取的关系 72
(三)柱效率和分离度 73
三、铀和钍的反相萃取色谱简介 76
第五节 纸上色谱分离法 77
一、纸上色谱原理 77
(一)溶质在纸上的分配过程 77
(二)Rt值的概念 77
二、纸上色谱的操作技术 79
(一)滤纸(即色谱纸)和展开剂 79
(二)展开方式 80
三、铀和钍与其它元素的纸上色谱分离 81
(三)纸上色谱的一般操作技术 81
第六节 掩蔽和解蔽 82
一、络合掩蔽中的平衡 83
(一)掩蔽剂的酸度常数 83
(二)掩蔽剂的酸效应系数aL(H) 84
(三)络合物的绝对稳定常数和表观稳定常数 85
(四)水解及生成混合型络合物对掩蔽的影响 85
(五)其它络合剂存在时对掩蔽的影响 87
二、化学分析中掩蔽效应的应用 88
(一)沉淀反应中的掩蔽效应 88
(二)络合滴定中的掩蔽效应 89
(三)光度分析中的掩蔽效应 90
(四)溶剂萃取中的掩蔽效应 91
三、解蔽 92
四、常用掩蔽剂简介 93
第四章 测定原理 101
第一节 重量分析法 101
一、重量分析法对沉淀分离的要求 101
二、沉淀物的称重形式 101
四、铀和钍的重量分析法 102
第二节 滴定分析法 102
三、重量分析法的计算 102
一、氧化还原滴定法 104
(一)氧化还原滴定曲线 104
(二)氧化还原滴定用的指示剂 105
(三)铀的氧化还原滴定 106
二、络合滴定法 107
(一)络合反应 107
(二)络合滴定 108
(三)络合滴定在铀、钍分析上的应用 111
第三节 光度分析法 111
(一)比尔-郎伯定律 112
一、方法原理 112
二、溶液吸光度的测量方法 113
(一)标准溶液比较法 113
(二)校正曲线法 113
(三)差示光度法 113
(二)比尔定律的适用范围 113
三、光度分析法的误差 114
四、提高光度法的灵敏度和选择性的方法 115
一、电热滴定法 116
(一)能斯特定律 116
第四节 电化学分析法 116
(二)零电流电势滴定 118
(三)指示电极和参比电极 118
(四)恒电流电势滴定 119
二、电流滴定法 120
(一)电流滴定的基本原理 120
(二)铂旋转电极 121
(三)电流滴定终点的确定 122
(四)两个指示电极的电流滴定 122
(一)极谱分析的基本原理 123
三、极谱分析法 123
(二)极谱电压-电流方程式 126
(三)极谱催化波 128
(四)反向极谱--阳极溶出法 129
(五)示波极谱 129
(六)方波极谱和脉冲极谱 131
第五节 荧光分析法 132
(二)荧光强度与溶液浓度的关系 133
二、荧光分析仪 133
(三)影响荧光强度的因素 133
(一)荧光的产生 133
一、方法原理 133
1.光源 134
2.滤光片 134
3.探测器 134
三、荧光强度的测量 134
四、轴的荧光分析 134
第六节、原子吸收分光光度法 135
一、基本原理 135
(一)原子发射和原子吸收 135
(三)原子吸收分光光度法定量分析的依据 136
(二)基态原子存在的状况 136
(四)谱线变宽 137
二、仪器装置的主要部分 138
(一)光源部分 138
(二)原子化部分 139
(三)光学部分 140
1.化学干扰 141
2.电离干扰 141
3.基体效应 141
三、干扰及其消除 141
(四)检测部分 141
4.背景干扰 142
四、操作方法 142
(一)工作条件的选择 142
(二)灵敏度和检出限 143
(三)测量方法 144
(四)原子吸收分光光度法的间接测定法 145
第五章 铀的分析 146
第一节 重量分析 146
一、氨水沉淀法 146
二、铜铁试剂沉淀法 147
三、8-羟基喹啉沉淀法 148
第二节 滴定分析 150
一、亚铁还原-钒酸铵滴定法(包括电势滴定) 151
二、亚锡还原-钒酸铵滴定法 155
三、亚钛还原-钒酸铵滴定法(包括用毛细管的微量滴定？法) 156
四、二硫四氧酸钠还原一磷酸盐沉淀-钒酸铵滴定法 159
五、沥青铀矿中铀(Ⅳ)和铀(Ⅵ)的钒酸铵滴定法 161
六、EDTA滴定法 163
七、恒电流库仑滴定法 165
第三节 光度分析 170
A.铀(Ⅵ)一偶氮胂Ⅲ光度法 172
一、不经分离直接测定铀 172
二、离子交换分离后测定铀 175
三、萃取-光度法测定铀 181
四、反相萃取色谱分离后测定铀 185
B.铀(Ⅳ)一偶氮胂Ⅲ光度法 189
一、亚铁-DETA还原后测定铀 189
二、锌粒还原后测定铀 192
一、离子交换分离后测定铀 194
C.偶氮氯磷Ⅲ光度法 194
二、萃取-光度法测定铀 196
D.2-(5-溴-2-吡啶偶氮)-5-二乙基胺基苯酚光度法 197
一、不经分离直接测定铀 197
二、萃取-光度法测定铀 199
三、反相萃取色谱分离后测定铀 202
E.4-(2-噻唑偶氮)-间苯二酚光度法 205
一、不经分离直接测定铀 205
二、离子交换分离后测定铀 207
F.用铬天青S的胶束增溶光度法测定铀 208
第四节 荧光分析 211
一、活性炭吸附分离后测定铀 213
二、反相萃取色谱分离后测定铀 216
第五节 极谱分析 217
一、抗坏血酸-硼酸钠底液法 218
二、铜铁试剂-乙酸盐底液示波极谱法 220
三、磷酸底液-示波极谱法测定沥青铀矿等单矿物中的总铀量和铀(Ⅳ) 222
第六章 钍的分析 226
第一节 重量分析 226
一、二草酰丙酮-苯甲酸沉淀法 226
二、氢氟酸-苯甲酸沉淀法 228
三、草酸-吡啶沉淀法 229
第二节 滴定分析 231
一、碘酸盐沉淀-硫代硫酸钠滴定法 231
二、离子交换分离-EDTA滴定法 234
三、PMBP萃取-EDTA滴定法 236
四、P350萃取-EDTA滴定法 238
五、DTPA滴定法 238
六、TTHA滴定法 240
第三节 光度分析 242
一、偶氮胂Ⅰ光度法 244
二、偶氮胂Ⅱ直接光度法 245
三、沉淀分离-偶氮胂Ⅱ光度法 248
四、离子交换分离-偶氮胂Ⅱ光度法 252
五、溶液萃取分离-偶氮胂Ⅱ光度法 256
六、反相萃取色谱分离-偶氮胂Ⅱ光度法 263
第七章 光谱分析和X射线荧光分析 268
第一节 光谱分析 268
一、原子激发及铀、钍的谱线特征 268
二、谱线强度及其影响因素 269
(一)直流电弧 271
三、光源 271
(二)交流电弧 272
(三)激光器 272
(四)等离子体光源 272
四、定量分析原理 277
(一)基本公式 277
(二)内标原理 278
(三)同位素内标原理 278
(一)电弧浓缩法 279
五、铀的分析方法 279
(四)光强度的检测 279
(二)铜电极的试样直接燃烧法 281
(三)块洋法 281
六、钍的分析方法 282
(一)电弧浓缩法(甲) 282
(二)电弧浓缩法(乙) 283
(三)直接燃烧法 284
七、铀和钍同时测定 285
八、化学光谱法 287
九、铀和钍的半定量分析 288
一、X射线的产生和物理性质 289
第二节 X射线荧光分析 289
(一)X射线的产生 290
(二)X射线的物理性质 290
二、X射线的激发和探测 293
(一)X射线的激发 293
(二)X射线的探测 294
三、波长色散的X射线荧光分析仪 296
(一)色散 296
(二)波长色散X射线荧光分析仪 296
四、基体效应及其克服方法 299
(一)基体效应 300
(二)克服基体效应的方法 300
五、X射线荧光分析的现状 302
(一)仪器 302
(二)应用 303
(三)新激发源的研究 303
六、矿石、岩石中钍的X射线荧光定量测定 304
七、矿石、岩石中铀的X射线荧光定量测定 306
二、平均值 310
一、误差的定义及分类 310
第一节 基本概念 310
第八章 分析数据的统计处理 310
三、准确度和精密度 311
四、误差的表示方法 311
第二节 误差理论 313
一、正态分布 313
二、t分布 314
三、置信度 314
四、重复测定次数的确定及其与置信度的关系 315
一、单因素试验的方差分析 317
第三节 方差分析 317
二、双因素试验的方差分析 321
三、多重比较 323
第四节 两个平均值之间的比较 326
一、t检验及其应用 326
二、L检验、M检验及其应用 327
第五节 数据的处理 331
一、有效数字 331
二、算术平均值、标准偏差的简单计算法 331
三、最小二乘法及其应用 333
四、极端值的剔除(可疑数值的取舍) 334
第六节 提高分析准确度的简单措施 335