污水中元素的检验方法
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化学检验技术在工业废水检测中的应用发布时间:2023-04-13T03:43:25.257Z 来源:《中国电业与能源》2023年1期作者:张耀尹[导读] 我国发生了翻天覆地的变化,但同时,工业的发展也污染了环境,张耀尹云南解化清洁能源开发有限公司解化化工分公司,云南开远 661600摘要:我国发生了翻天覆地的变化,但同时,工业的发展也污染了环境,打破了生态平衡。
工业污染最常见的种类是化学成分,其治理难度最大。
结合这一情况可知,治理工业废水中化学成分至关重要。
结合我国工业废水排放的现状,系统总结工业废水的化学检测方法,研究工业废水中氨氮化学成分检测,以期更好治理环境污染问题。
关键词:化学检验技术;工业废水;检测社会经济的飞快发展,相应提高了我国工业的生产水平,不仅推动了社会生产和生活的发展,也带来很多负面问题。
如工业生产过程会排放出很多废弃物,这部分废弃物若无法妥善处理便排入自然环境,则严重危害环境,进一步威胁人类未来生活环境的安全。
1我国工业废水排放现状我国城市建设速度的提高,相应增加了对工业产品的需求程度,无形对工业生产造成较大刺激,工业的蓬勃发展在一定程度推动了经济的腾飞,同时也使环境污染加重,一部分未经科学处理的废水随意排放。
我国虽然逐步增加了监管废水废气的力度,努力倡导可持续发展,但因较高的污水净化成本令企业无力承担,不少企业出现了偷排污水问题。
故有必要深入研究污水治理问题,尽可能压缩成本,简化净化污水的环节。
我国工业发展速度相对滞后,不具备成熟的处理污水的经验,在实际生产过程中无法应用高新技术。
而化学检测是非常广泛的处理方式。
废水中大量成分都会污染和威胁环境,具体包括汞、铅、镍、有机氨、苯酚、氰化物等。
根据废水影响环境的情况,科学划分为固体污染物、生物污染物、营养性污染物等,而固体污染物是影响环境的最主要因素,往往悬浮在水面,难以分解,一定程度影响浮游生物和水栖生物的生存环境,污染地下水资源,直排入农田,则残留在土壤间隙,这也是土壤贫瘠的原因[1]。
工业废水检测方法水是工业的血液,但随着工业的发展而产生的废水也越来越严重,是造成环境污染,特别是水体污染的重要原因。
因此,工业废水必须达到一定标准后才能排放或进入废水处理厂进行处理。
工业废水检测主要是对企业工厂在生产工艺过程中排出的废水、污水和水生物检测的总称。
工艺废水检测包括生产废水和生产废水。
按工业企业的产品和加工对象可分为造纸废水、纺织废水、制革废水、农药废水、冶金废水、炼油废水等。
工业废水检测对象工业废水检测测可分为水环境现状监检测测和水污染源监检测(1)对进入江、河、湖、库、海洋等生活污水的污染物质及渗透到地下水中的污染物质进行经常性检测。
(2) 对工厂生产过程、生活设施及其他排放源排放的各类废水进行检测。
工业废水检测项目◆水温,臭,电导率, 透明度,pH 值,全盐量,色度,浊度,悬浮物,酸度,碱度……◆六价铬,总汞,铜,锌,铅,镉,镍,铁,锰,铍, 总铬, 钾,钠,钙,镁,总硬度,总砷,硒,钡,钼,钴……◆溶解氧,氨氮,亚硝酸盐氮,硝酸盐氮,硫酸盐,总氮,总磷,氯化物,氟化物,总氰化物,硫化物……◆高锰酸盐指数,生化需氧量,化学需氧量,挥发性酚,石油类,动、植物油,阴离子表面活性剂,苯,甲苯,乙苯,对二甲苯,邻二甲苯,间二甲苯,苯乙烯……工业废水检测方法一、生化需氧量(BOD)生化需氧量又称生化耗氧量,英文(biochemical oxygen demand)缩写BOD,恳表示水中有机物等需氧污染物质含量的一个综合指标,它说明水中有机物出于微生物的生化作用进行氧化分解,使之无机化或气体化时所消耗水中溶解氧的总数量,其单位以ppm成毫克/升表示。
其值越高,说明水中有机污染物质越多,污染也就越严重。
加以悬浮或溶解状态存在于生活污水和制糖、食品、造纸、纤维等工业废水中的碳氢化合物、蛋白质、油脂、木质素等均为有机污染物,可经好气菌的生物化学作用而分解,由于在分解过程中消耗氧气,故亦称需氧污染物质。
方法验证报告城市污水水质检验方法标准城市污水总汞的测定冷原子吸收光度法CJ/T 51-2004 (18.1)检测人日期审核人日期1.目的验证《城市污水水质检验方法标准城市污水总汞的测定冷原子吸收光度法》测定汞在本实验室的适用性。
2.方法内容2.1范围本方法规定了用冷原子吸收光度法测定城市污水中的总汞。
2.2 原理用硝酸、硫酸和过量的高锰酸钾将样品消解,使汞全部转化为二价汞,多余的高锰酸钾用盐酸羟胺还原,然后用氯化亚锡将二价汞还原成原子汞,在253.7nm波长处进行测定。
2.3试剂汞溶液汞溶液硝酸(优级纯)硫酸(优级纯)盐酸(优级纯)盐酸羟胺(分析纯)氯化亚锡(分析纯)重铬酸钾(优级纯)2.4仪器所用仪器见表1:表1 仪器2.5分析步骤量取实验室样品10~50mL作为试料,移入50mL或100mL比色管中,依次加入1mL硝酸,2.5~5.0mL 硫酸,摇匀,加5mL高锰酸钾溶液摇匀,置于80℃左右水浴中,每隔10min振摇一次,如发现高锰酸钾褪色,需继续添加,始终保持消解液呈紫红色,消解1h取下后冷却,临近测定时,边摇边滴加盐酸羟胺溶液使消解液褪色,用水定容至50mL或100mL,取10mL移入测汞仪的汞蒸气发生瓶。
向汞蒸气发生瓶中,加1mL氯化亚锡溶液,测定吸光度。
从测得的吸光度扣除空白吸光度后,在工作曲线上查出样品的含量。
2.6 结果计算:汞浓度按下式计算:210)(V VccC ⨯-=式中:C-样品中汞的浓度,μg/L;c-在校准曲线上查得汞的浓度,μg/L;c0-在校准曲线上查得空白试液中汞的浓度,μg/L;V1-试液定容的体积,mL;V2-样品的取样体积,mL。
3.验证结果3.1校准曲线配制汞元素的标准工作溶液,得到校准曲线,曲线信息如表2:表2汞校准曲线由表2可知,测试汞校准曲线的线性相关系数r=0.9998,高于0.995,满足本实验室要求。
3.2检出限:由汞0.03μg/L的溶液进行测定10次,计算本实验室汞的检出限,结果如表3:表3 汞检出限由表3可得,本实验室测试汞的MDL’=0.0011μg/L,低于标准方法汞MDL=0.01μg/L,则本实验室汞的检出限满足标准方法的检出限要求。
污水处理药剂检测项目、方法、标准石灰的检测一、氢氧化钙含量的测定: 1、仪器:称量瓶,100ml 烧杯,250ml 棕色容量瓶,移液管,250ml 锥形瓶 2、试剂:1:1盐酸;三乙醇胺(1+2);NH 3-NH 4Cl 缓冲溶液;1%KB 指示剂;0.02N EDTA 标准溶液。
3、操作方法:1)称取1g 预先在105~110℃烘至恒重的试样,称准至0.0002g ,置于烧杯中; 2)用少量水润湿,滴加10~20ml 盐酸溶液,微加热至全部溶解, 3)全部移入250ml 容量瓶中,加水至刻度,摇匀; 4)准确移取25ml ,置于250 ml 锥形瓶中,5)加入5 ml 三乙醇胺、25 ml 水、10 ml 氨缓冲溶液及KB 指示剂,使溶液呈紫红色,用EDTA 滴定至蓝绿色。
4、计算:74.1×N ×VCa (OH )2含量(%)= ×1002 ×100W式中:74.1 —— Ca (OH )2的分子量;N —— EDTA 的当量浓度;V —— 消耗EDTA 的体积,ml ; W —— 样重,g 。
二、HCl 不溶物含量的测定1、器材:100ml 烧杯;定量滤纸;瓷坩埚 。
2、试剂:1:1盐酸;0.1%甲基橙指示剂。
3、操作步骤1)称取1g 试样,称准至0.01g ,置于烧杯中,加水润湿;2)加2滴甲基橙指示剂,徐徐加入盐酸溶液至溶液由黄色变为红色,再过量5ml ,加热至沸腾,趁热用中速定量滤纸过滤,用热水洗涤至滤液无氯离子;3)将滤纸连同不溶物移入已恒重的瓷坩埚中,灰化,在850~900℃下灼烧至恒重。
4、计算盐酸不溶物含量=(W 2-W 1)/W ×100 式中:W ——样重,g ; W1——坩埚重,g ;W2——坩埚及残留物重。
硫酸铝的检测一、产品概述硫酸铝,分子式为Al 2(SO 4)3 ·xH 20,相对分子质量[以Al 2(SO 4)3计]为342.15;白色或灰白色粉粒状晶体,在空气中存放易吸潮结块。
污水处理系统性能指标检验方法1、BoD5检测操作细则一、方法与原理:主处理需氧量是指在规定条件下,微生物分解存在水中的某些可氧化物质,特别是有机物所进行化学过程中消耗溶解氧的量。
BOD5是指在20C培养5d分别测定样品培养前后的溶解氧,二者之差即为B0D5值,以氧的mg/L表示,测试范围2mg∕L~6000mg∕L二、仪器恒温培养箱20ml系口玻璃瓶IOOOml量筒玻璃搅棒:棒的长度长于普通玻璃棒,在棒的底端固定一个直径比量筒底小,并带有几个小孔的硬橡胶板。
溶解氧瓶:250mL,带有磨口玻璃塞并且有供水封用的钟形口。
移液管:供分取水样和添加稀释水用。
三、试剂磷酸盐缓冲溶液:将8.5g磷酸二氢钾,21.75g磷酸氢二钾,33.4g七水合磷酸氢二钠和1.7g氯化铁溶于水中,稀释至IOoOmL,此溶液的PH值应为7.2硫酸镁溶液:将22.5g七水合硫酸镁溶于水中,稀释至1000mL。
氯化钙溶液:将27.5无水氯化钙溶于水,稀释IOOOmL氯化铁溶液:将0.25g六水合氯化铁(FeCI3∙6H2O)溶于水中稀释至IOOOml盐酸溶液:将40ml(=1.18mg∕L)盐酸溶于水,稀释至IOOoml氢氧化钠溶液:将20g氢氧化钠溶于水中,稀释至IOOOm1。
亚硫酸钠溶液:将1.575g亚硫酸溶于水中,稀释至IoOOm1。
葡萄糖•谷氨酸标准溶液:将葡萄糖和谷氨酸在103C干燥Ih后,各称取150mg溶于水中,移入I(X)Oml容量瓶内稀释至标线,混合均匀。
此标准溶液临用前配制。
稀释水:在5・20L玻璃瓶内装入一定量水。
控制水温在20℃左右,然后用无油空气压缩机,将吸入的空气经活性碳吸附管及洗涤管后,导入稀释水内曝气2.8h o使稀释水中的溶解氧接近饱和。
放置于20℃培养箱中放置数小时。
使水中的溶解氧达到8mg∕l左右,临用前每升加入氯化钙、氯化铁溶液。
磷酸盐缓冲液1ml,并混合均匀的PH值为7.2。
其B0D5应为小于0.2mg∕l.接种液:城市污水,在室温下放置一昼夜,取上清液使用。
水质检验中的重金属测定分析摘要:水体中含有的重金属等对人体健康有害,水质检验中重金属的测定是污水针对性治理的前提条件。
本文论述了水质检验中重金属的测定方法,旨在为水质检验提供一些参考。
关键词:水质检验;重金属测定;电化学法;荧光分析法;原子吸收光谱法引言:随着地球上工业化的发展,万物赖以生存的水资源遭到了不同程度的污染,部分地区的水体污染已经严重影响到了人的身体健康,导致食用过污染水体的人身患多种疾病。
进入2019年以来,各地政府都加强了对于环境的治理,环境监测工作也随着环境治理工作得到重视。
目前,我国的环境监测任务已经从常规化向生态化状况监测和环境风险预警领域发展,监测指标从常规指标向有毒有害生物、生态指标转型,水质监测与检测的内容更加细化。
2019年1月,多部委联合印发《长江保护修复攻坚战行动计划》,2019年4月,多部委联合发布《城镇污水处理提质增效三年行动方案(2019—2021年)》。
河流保护及污水治理政策的提出,将推动水质检验工作的发展。
研究水质检验中重金属的测定方法对水源生态治理有着重要的意义。
一、水质检验中重金属测定的必要性重金属含有毒性,在水体中无法被微生物降解,并且能够随不同价态的水、地质、生物而发生迁移,产生富集或分散的作用。
当重金属富集时毒性加剧,积累到一定量时,就会造成系统性的损害。
人在长期饮用含有重金属的水源或使用含有重金属的食品后,就会出现中毒症状。
严重时能引起中毒死亡,可见受重金属污染的水源对人体及其他生物的危害之大。
水质检验是测定重金属类型和含量的重要途径,而重金属测定是水源污染评估的重要手段。
人们通过测定不同水质中的重金属,可以采取相应的方法来针对性的治理水体重金属污染问题。
因此,重金属的测定对水源污染治理十分必要。
二、水质检验中重金属测定的方法(一)电化学分析法水体中所含的金属离子具有不同的电化学性质,根据不同金属离子的电化学性质,采用电化学法就可以测得所含的金属原子及其含量。
废水中镉、铅、银、镍量的测定-火焰原子吸收光谱法编制/日期:审核/日期:批准/日期:1 主要内容与规定范围规定水处理中镉、铅、银、镍含量的测定方法。
检测结果限值:镉≤0.1mg/l;铅≤1.0mg/l ;银≤0.5mg/l;镍≤1.0mg/l。
2 引用标准GB8978-1996 污水综合排放标准CJ/T 51-2004 城市污水水质检验方法标准GB11067.5-2006银化学分析方法铅和铋量的测定火焰原子吸收光谱法3 方法原理样品吸入火焰后被测元素成基态原子,对特征谱线产生吸收,在一定条件下特征谱线强度变化与被测元素浓度成正比,将被测样品的吸光度与标准溶液吸光度相比较即可计算出相对应的浓度。
4 试剂4.1 硝酸(1+1)4.2 过氧化氢(含量≥30.0%)5 仪器原子吸收光谱仪,附镉、铅、银、镍空心阴极灯。
在仪器最佳条件下,凡达到下列指标者均可使用;灵敏度:在与测量试料溶液基体相一致的溶液中,燃烧器转90°,镉、铅、银、镍的特征浓度应不大于0.15ug/ml。
精密度:测量最高浓度标准溶液10次吸光度,并计算其吸光度平均值和标准差,其标准偏差应补超过该吸光度平均值1.0%。
测量最低浓度标准溶液(不是“零”标准溶液)10次吸光度,并计算其偏差。
其标准偏差应不超过最高浓度标准溶液平均吸光度的0.5%。
工作曲线特性:将工作曲线按浓度分成五段,最高度标准溶液吸光度的差值,与最低的标准溶液吸光度的差值之比,应不小于0.7。
6 分析步骤6.1随同试料做空白试验。
6.2取摇匀的实验室样品50ml作为试料,移入250ml高脚烧杯中,加入10ml硝酸(4.1),在电热板上缓慢加热,浓缩至10ml左右取下。
6.3沿杯壁缓慢加入10ml硝酸(4.1)和4ml过氧化氢,继续加热消解至溶液清澈。
6.4用少量水洗涤杯壁,加热煮沸,驱尽氯气及氮氧化物,冷却至室温,定容至100ml 容量瓶。
6.5 工作曲线6.5.1配置镉、镍、铅1000ug/ml ,银100ug/ml 的标准贮存溶液。
ICP-AES法测定水样中主要元素的分析方法研究及比对乔爱香江冶曹磊(江苏省地质调查研究院,江苏省南京市珠江路700号210018)摘要本文采用ICP-AES同时测定水样中K、Na、Ca、Mg、Fe、Si-和S 7个元素。
实验回收率在97.1%--106%之间,相对标准偏差RSD≤0.90%(n=10),检出限在0.0067—0.13mg/L。
比较了ICP-AES、原子吸收等方法测定原水、加酸水的分析结果。
关键词ICP-AES;水分析;K;Na ;Ca ;Mg ;Fe ;Si ;S1、前言采用ICP-AES直接测定水样中K、Na、Ca、Mg、Fe、Si-、S 7个元素,较火焰光度法(K、Na)[1]、原子吸收分光光度法(Ca、Mg) [1]、分光光度法(Fe、S、Si)[1]- [3]快速、简便、灵敏。
分析结果符合《生态地球化学评价样品分析技术要求》[4],可大幅度提高分析效率、节省成本。
2、实验部分2.1仪器、试剂IRIS/Intrepid 全谱直读电感耦合等离子体发射光谱仪,美国Thermo Jarrell Ash 公司。
固体CID检测器,玻璃同心雾化器,高效漩流雾化室。
发生器频率:27.12MHz积分时间:短波10s 长波7s工作参数输出工率:1150W辅助气流量:0.5L/min冷却气流量:14.0L/min蠕动泵泵速:100rpm所用试剂均为优级纯(G.R),实验用水为电导率大于16MΩ超纯水。
7个元素母液均采用光谱纯试剂配制,母液浓度均为0.5mg/L并经国家标准物质研制中心配制的标准比对验证。
水样为地表水。
2.2 混合标准溶液取单元素标准贮备液,适当组合,配制成多元素混合标准溶液。
各元素浓度见表1,介质为7%HCl。
其中空白标准为7%HCl。
表1 多元素混合标准溶液浓度(mg/L)元素K Na Ca Mg Fe Si SSTD1 0 0 0 0 0 0 0STD2 10 50 50 50 5 10 100STD3 50 100 100 100 10 50 2002.3实验方法分别抽取原水和加酸水5mL于塑料试管中,若样品浑浊需用0.45µm膜过滤,以免堵塞进样系统。
城市污水水质检验方法标准城市污水处理是保障城市环境卫生的重要环节,而污水水质检验是确保城市污水处理效果的关键步骤。
本文将介绍城市污水水质检验的方法标准,以期为城市污水处理工作提供参考。
首先,城市污水水质检验方法标准应包括对污水中各种污染物的检测指标。
污水中的污染物种类繁多,包括有机物、重金属、氮、磷等。
因此,水质检验方法标准应该明确各类污染物的检测指标和方法,确保检测的全面性和准确性。
其次,城市污水水质检验方法标准还应包括对污水处理效果的评价指标。
污水处理的最终目的是达到一定的排放标准,因此水质检验方法标准应该包括对排放标准的检测指标和方法。
这些指标通常包括化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、氨氮、总磷等。
水质检验方法标准应明确这些指标的检测方法和标准,以确保城市污水处理效果的客观评价。
此外,城市污水水质检验方法标准还应包括对检测设备和方法的规范。
检测设备的选择和使用对于检验结果的准确性至关重要。
水质检验方法标准应包括对检测设备的要求和规范,以及对检测方法的详细描述,确保检测过程的规范和准确。
总的来说,城市污水水质检验方法标准应该是一个全面、准确、规范的体系,包括对污水中各种污染物的检测指标、对污水处理效果的评价指标,以及对检测设备和方法的规范。
只有通过建立科学、规范的水质检验方法标准,才能为城市污水处理工作提供可靠的技术支持,确保城市环境卫生的改善和保障。
在实际工作中,我们需要密切关注国家和地方相关部门发布的城市污水水质检验方法标准,及时更新和改进我们的检测方法和设备,以确保检测结果的准确性和可靠性。
同时,我们也要加强对检测人员的培训和管理,确保检测过程的规范和准确。
只有这样,我们才能更好地保障城市环境卫生,提高城市居民的生活质量。
综上所述,城市污水水质检验方法标准对于城市污水处理工作至关重要。
我们应该加强对水质检验方法标准的研究和应用,不断提高污水处理工作的科学性和规范性,为城市环境卫生的改善和保障作出更大的贡献。
课程学习报告课程学习题目:同位素的分离方法和介绍
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2011 年 12 月 21 日
同位素分离
同位素分离是研究同一元素的不同同位素之间的分离,被分离的同位素应属同一原子序数的同一元素,例如235U和238U的分离,1H、2D、和3T间的分离。
同位素分离isotope separation
同位素分离(一)
不论该同位素是稳定的还是放射性的,是天然的还是人工制造的,只要被分离的同位素属同一元素,这种分离过程都属于同位素分离的范畴。
同一元素的各种同位素有相同的核内质子数和核外电子数,故其化学性质极为相似,分离难度很大。
但它们的核内中子数不同,因而其原子量不同,这就引起同位素或其分子在热力学性质上的差异,利用同位素间在物理性质和化学性质上的细微差别,可以达到分离的目的。
同位素分离方法可分为四类:
(1)直接利用同位素质量差别,如电磁分离,离心分离;
(2)利用平衡分子传递性质的差别;如扩散、热扩散、离子迁移,分子蒸馏;
(3)利用热力学性质上的差别(化学平衡和相平衡),如精馏、化学交换、萃取、吸收、吸附、离子交换、结晶;
(4)利用同位素化学反应动力学性质上的差别,如电解、光化学分离(包括激光分离)。
实践表明,前两类适用于重元素分离,后两类对轻元素的同位素分离比较有效。
将某元素的一种或多种同位素与该元素的其他同位素分离或富集的过程。
同位素的发现依赖于同位素分离的实现。
直至20世纪30年代初,同位素分离的目的主要是为了分析、研究元素的同位素组成。
1931年发现重氢后,建立了重水生产工厂。
在H.C.尤里提出同位素化学交换的理论后,建立了各种化学交换法分离同位素的装置。
40年代以来,由于核工业的需要,同位素分离技术得以长足发展。
铀235、重水、锂 6、硼 10以吨量级生产,并建立了大规模分离同位素过程的级联理论。
碳13、氮 15、氧18、硫34等以千克量生产,主要作示踪原子。
同位素分离方法分类
各种分离混合物的方法均可用来分离同位素,根据分离原理可以
同位素分离(二)
分为五大类:①根据分子或离子的质量差而进行分离的电磁法、离心法等;
②根据分子或离子的运动速度不同而进行分离的扩散、热扩散、分子蒸馏、电泳法等;③根据热力学同位素效应而进行分离的精馏法、化学交换法、气相色谱法、超流动性法等;④根据动力学同位素效应而进行分离的电解、光化学法、激光法等;⑤根据生物学同位素效应而进行的分离。
根据分离过程,各种方法可分类如下:
对于统计的分离过程,单级分离系数α0偏离1的程度是衡量分离效率的标准。
对于二元同位素混合物,要分离的同位素浓度为N(摩尔分数),一次单元分离操作后分离为两部分(1和2)后,分离系数定义为:几种元素同位素的各种分离方法的α0值见表。
同位素分离
为使同位素有效分离,须将单级分离操作串联,以实现多级过程。
为缩短平衡时间,降低能耗,建立了同位素分离的级联理论。
气体扩散法
又称孔膜扩散法。
根据同位素分子通过孔膜(孔径约0.01~0.03微米)扩
同位素分离(三)
散速度的不同来分离同位素。
结果,轻同位素富集在隔膜一侧,重组分富集在隔膜的另一侧。
扩散法是分离铀 235的主要方法,以六氟化铀为原料,
分离系数α=1.0043,由几千个级组成级联以生产浓缩铀。
(见铀同位素分离)
电磁分离法
它的工作原理与质谱法相类似。
经第一次分离即可得到高富集的同位素,但产量很小,早期曾用于生产浓缩铀,后来主要用于生产克量级的重同位素,供科研使用。
热扩散法
当组成均匀的气体或液体混合物中有温度梯度时,轻组分将富集在热区而重组分将富集在冷区,这就是热扩散效应。
热扩散法就是根据这一效应发展起来的。
常用的装置为热扩散柱,其工作原理如图所示。
将欲分离的同位素混合物放在两个垂直的同心圆管中间,内管加热,外壁冷却。
由于热扩散效应,轻组分在热壁表面附近富集,重组分在冷壁表面富集,同时内壁附近气体受热上升,外管内壁附近气体因冷却下降。
由于热对流的结果,富集了的轻组分气体和重组分气体经多次逆流接触,使得简单热扩散效应效果倍增。
热扩散柱结构简单,操作方便,应用范围广泛,是实验室中分离轻同位素的主要手段。
质量扩散法
根据同位素混合物的不同组分在第三种气体(称为分离剂)中扩
同位素分离(四)
散速度的不同来分离同位素。
单级分离效率甚低。
为得到高效分离,必须采用级联式质量扩散柱。
此法适用于小规模的中等原子量元素的同位素分离。
离心法
根据质量不同的气体分子在离心场中的平衡分布不同来分离同位素。
离心法的分离系数与绝对质量差有关,因此该法对分离重同位素(特别是铀235)有利。
离心法单级分离系数高,最高可达1.5~2,因此,生产浓缩铀 235需要级数少。
台离心机处理物料量小,需要大量离心机并联工作。
由于超速离心技术的发展,离心法分离铀同位素可与扩散法竞争,并已建立了中间工厂。
精馏法
元素各同位素及其化合物的蒸气压有差别,可以用精馏法分离同位素。
精馏的分离系数等于被分离二组分纯蒸气压之比,并且随温度的降低和分子量的减少而增加。
由于精馏法的工艺成熟、方法简单可靠,一些轻同位素多用此法来生产,如用低温精馏一氧化碳、一氧化氮、三氯化硼来生产碳13、氧18、氮15、硼10等同位素。
工业上也曾用水的精馏来生产吨量级的重水。
精馏法已用于将双温法生产的浓度约15%的重水富集到高于99.8%。
化学交换法
同位素化学交换法是分离轻同位素的一种特殊方法。
它是基于在同位素化学交换反应中,同位素在各反应分子间的分布不是等几率的。
工业上大量生产重水,就是利用硫化氢和水之间的同位素交换反应。
由于轻元素同位素分子间的零点能相差大,交换反应的分离系数大,而且交换过程在热力学平衡条件下进行,能量消耗小。
因此,化学交换法在轻同位素生产中占重要地位。
一些重要的同位素如氘、氮15、硼10、锂 6都用此法生产。
电解法
根据一元素的各同位素在电极上析出速度的不同来分离同位素。
电解水时,氢同位素氕和氘的分离系数在 3~12之间。
电解分离系数受电极材料、电极表面状况、电流密度和温度等因素的影响。
工业上最初生产重水就是用电解法。
氢以外其他元素的同位素在电解时分离系数都接近1,因此用电解法生产的实用价值不大。
光化学法
由于同位素核质量的不同,使原子或分子的能级发生变化,从而引起原子或分子光谱的谱线位移。
光化学法就是利用同位素分子在吸收光谱上的这种差异,用一定频率的光去激发同位素混合物中的一个组分,而不激发其他组分,然后利用处于激发态的组分和未激发组分在物理或化学性质
上的不同,在激发态原子或分子能量未转移之前,采用适当的方法把它们分离出来。
在激光出现以前,人们就利用光化学法分离汞同位素。
60年代激光出现以后,由于激光具有单色性、强度高和连续可调等特点,使激光同位素分离成为激光应用的一个重要领域,已在实验室范围内成功地分离了十几种同位素。
铀235的激光分离很受重视,无论原子法或分子法在实验室都已取得结果。
原子法是在高温下得到铀蒸气,再通过两步光激发使235U 电离成235U+,然后用负电场将235U+和未电离的238U分离。
分子法是用惰性气体将气态UF6稀释后,经过超声绝热膨胀,使UF6的温度降至30~50K,从而得到良好的同位素谱线位移,再用激光将235UF6激发和电离,而与
238UF6分离。
同位素分离
此外还有喷嘴分离法、等离子体法、电泳法、分子蒸馏法、离子交换法、溶剂萃取法、气相色谱法、生物法等。