А.П. Виноградов - Аналитическая химия Урана (1113390), страница 49
Текст из файла (страница 49)
Метод квадратно-волновой полярографин был применен для определения урана в растворах, протекающих через ионообменные колонки [548!. ' р? Полярографическнй метод как датчик в автоматизации контроля растворов уранового производства В последние годы наметилась тенденция использования полярографического принципа анализа в автоматизации контроля производственных растворов; имеется описание различных типов автоматических систем, в которых осуществляется запись обычных, дифференциальных (производных) или разностных полярографическнх кривых, а также осциллограмм. В качестве примера применения обычной полярографин в автоматическом контроле можно указать на непрерывный контроль щелочного раствора цианида, предложенный Юра [634[, а также на автоматическую регистрацию концентраций сернистого газа в вымачивающих зерно растворах П017!.
Разностная полярография [88, 111, 897[ предло- Ф жена в схеме для автомати- а + чес кой регистрации кон- ? центраций ионов кадмия и висмута при нх совмест- 1 ном присутствии в поточ. Рис Зт, Смесители в автоматической схеме ном растворе [699[. Эта ра- анализа, 60та ИВЛИЕтея раЗВИУИЕМ т — стеклнаиая тРубка З К! сл с пористой перего- родкой. т н а — промежуточные сосуды, н которых прелылуших изысканий происходит дегааання раствора; 4 — алы тролнаер.
в которых обычная полярография применялась для регистрации текущих растворов с постоянной концентрацией вещества [76?! или при наличии в растворе только одного восстанавлнвающегося вещества[474). Г1редложенный прибор состоит из двух полярографнческих ячеек сдвумя капельными электродами, соединенных в обратном направлении. Один нз них опускается в исследуемый раствор, а второй — в раствор фона.
При этом измеряется разность токов, возникающих в обеих ячейках. В зависимости от подаваемого на электроды напряжения можно получить разностные полярограммы для одного илн двух ионов. Разностные полярограммы имеют такой же внд, как и обычные, и высоты волн находятся в прямолинейной зависимости от концентрации ионов. Если на оба электрода накладывать напряжение, различающееся на небольшую величину, например 50 мы, но с одинаковой скоростью, то можно получать с этим прибором разностные производные (дифференциальные) кривые, у которых точка пика соответствует потенциалам полуволн определяемых ионов. зоз Прибор, в котором происходит смешение анализируемого раствора с электролитом, удаление кислорода продуваемым азотом, а также подача раствора в ячейку для измерений, состоит из стеклянной части, приведенной на рис. 37 1699!.
Разность токов в двух ячейках регистрируется самописцем после соответствующего усиления. Скорость движения бумаги равна 5 дюймам в час. Ошибка измерений не болеел-3,5оо (отн.). Авторы указывают, что этот прибор может быть применен для регистрации концентраций металлов в гальванических ваннах, а также в растворах после обработки руд и других материалов. Разум ветс я, что этот яр и бор может быть использован для автоматического контроля урановых растворов. Для последней цели представляют интерес два прибора, недавно описанные и уже применяющи~з еся в производстве.
Один из них, ~использованием записи обычных полярографических кривых, предложен для автоматической регистрации небольших концентраций с урана (1О ' — 10 ' М) в радиоактивных производственных растворах 132015 а другая система, в которой регистрируются производные (дифференциальные) кривые— Рис. Зз. Ячейка дда автоматического дчя анап за ас г — капельный ртутный электрод, т — концентрацией урана (100 — 200 г/л) каломельный электрод: 5 — нзсышенный 1365, 6981.
Первая система автомараствор КШ; З вЂ” смесь ртути с НК Ск; 5 — полиэтиле~ авва трубка; 6 — пори". тизации 13201 для контроля радиоактивных растворов построена с таким расчетом, чтобы содержащаяся в производственных растворах азотная кислота в концентрации около 2 М служила электролитом.
В этих растворах концентрация урана обычно менее 0,01 г/л, попри нарушении нормальных условий технологии она может достигать 1Ог/л. Растворысодержат так же железо, нитриты и трибутилфосфат. Автоматическая линия включает схему обычного полярографа, ансалтбль, состоящий из электролитической ячейки с резервуаром для ртути, трубопроводов для подачи производственных и стандартных растворов, ловушку для ртути, трубопровод для возвращения проанализированногораствора в процесс, линию подачи гелия для вытеснения кислорода, а также самозаписывающую систему с соответствующим электронным усилением токов. Запись кривых производится через каждые 7 уа мин.
204 Полярографическая схема состоит из реохорда, сопротивление которо~о равно 1000 оик приводимого в движение с помощью синхронного мотора. На реохорде используется для записей кривых урана только участок напряжений от — 0,05 в до — 0,25 в (отн. нас.
к. э.). Чувствительность измерений токов может регулироваться по четырем шкалам: на 12,5; 50; 100 и 200 гика, а на записывающей бумаге это соответствует от 0 до 1О шв, Уменьшение осцилляций достигается, если это необходимо, включением емкостей на 2000 или 4000 иекчу. 1г Рис. 39.
Схема ячейки и автоматической ликии. ! — резервуар с ртутью, у — электролитичеслая ячейка. 3 — соединение с самописцем. З вЂ” лавушка для ртути; 5 — сигналнзируюШее устройство верхне~о уровня ловушки. 6 — то же для нижнего уровня: 7 — клапан длн спуска ртути; 6 и Э в подача стандартных растворов; 10 в подводка гелин: Гà — тр>бопровад для нознрапсеиня раствора в процесс; И†со. единение с потенцнометром.
В~ гмя, мяя. Выполнянмяя ояняньяя На рис. 38 показана применяющаяся в описанном приборе электролптцческая ячейка, которая состоит пз капельного ртутного электрола и электрода сравнения, заключенных в стальную оболочку. Контакт каломельного электрода с анализируемым раствором осуществляется через стекляннуго пористую перегородку. На рис. 39 приведен весь ансамбль прибора. Объем ячейки рассчитан на 20 мл протекающего раствора. Циркуляцию анализируемого раствора через ячейку обеспечивает воздушный аспиратор, работающий со скоростью 400 льх'лгсси.
Хотя весь объелг подводящей к ячейке системы и отводящей от нее рассчитан приблизительно на 173 мл, тем не менее предусмотренный о~резок времени в 3 мин. для наполнения ячейки производственным раствором обеспечивает полную замену очной порции раствора новой. Ловушка для ртути предохраняет производственный раствор от попадания в него ртути. Она выполнена из стали и должна содержать инертный растворнтель с уд. в. меньшим, чем у ртути и большим, чем у производственного раствора, чтобы предотвратить реакцию между ртутью и азотной кислотой'.
Пригодными для этой цели оказались СС!, или трнхлорэтилен. По окончании всего цикла, т. е. через 7Ы мин., на дне электролнзера открывается клапан и раствор вместе с ртутью сливаются в ловушку. Здесь ртуть осаждается, а раствор возвращается по трубопроводу в процесс. В ловушке предусмотрено специальное устройство, с помощью которого ртуть, когда уровень ее достигает установленного предела, удаляется из ловушки через автоматически открывающийся клапан. Вытекание ртути выгоднее отрегулировать так, чтобы небольшое количество ее оставалось в ловушке. В этом случае радиоактивные частицы, находящиеся на границе ртуть — раствор, не попадают в отработанную ртуть. Таблица 20 Автоматизация операций в цриборе ао гремеии Лвтохгатическое устройство предусматривает в этом приборе регистрацшо концентрации урана в растворах через каждые 7',' мин., хотя мо'.но отрегулировать измерения через гпобой промежуток времени.
Автоматический анализатор выполняет операции, приведенные в табл. 29, в течение?! мпн. Для выполнения прибором всех указанных в табл. 29 операций служат несколько реле времени. Во время измерения концентрации стандартного раствора 15— прибор переключается вручную. При этом открывается клапан сосуда с соответствующим стан- )- Д5 )" а н с,з )- 551 ст,а-С П 15 55 нр 55 55 бысална лана, мн эыслма льна, мл 3 3',~„ бн/н 20б 207 Вкшочаются клапаны, обеспечивающие подачу производстпеп. ного раствора в ячейку, а также подключается линия подачи гелия и удалеаия воздуха Клапаны все закрываются Включается самописец Производится запись кривой Самописец выключается. Раскрывается клапан ячейки для удаления из иее ртути в ловушку и включается трубопровод для возврата раствора в процесс Закрывается клапан ячейки Начинается иовый цикл Рис.
40. Кривая автоматической реги- Рис. 4!. Дифференциальные полярострациц коицеитрации урана в радиоак- граммы растворов у рана, записаиигзе тивпых, 'растворах. через разные промежчтки времени. дартным раствором урана. Цикл записи концентрапин стандартного раствора осуществляется в первые 3',', мин.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
