《核电厂水处理用离子交换树脂中金属含量的测定方法》

ICS

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中华人民共和国能源行业标准

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核电厂水处理用离子交换树脂中

金属含量的测定方法

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powerplant

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征求意见稿

（本稿完成日期：2017-11-02）

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

国家能源局发布

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目  次

目次..........................................................................................................................................................................I

前言......................................................................................................................................错误！未定义书签。

核电厂水处理用离子交换树脂中金属含量的测定方法....................................................................................1

1范围............................................................................................................................................................1

2规范性引用文件........................................................................................................................................1

3术语和定义................................................................................................................................................1

4方法概述....................................................................................................................................................1

5试剂与材料................................................................................................................................................1

6仪器与装置................................................................................................................................................2

7测试步骤....................................................................................................................................................2

8结果计算....................................................................................................................................................4

9精密度........................................................................................................................................................4

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核电厂水处理用离子交换树脂中金属含量的测定方法

1范围

本方法规定了核电厂水处理用离子交换树脂中金属含量的测定方法。

本标准适用于核电厂水处理用离子交换树脂中金属含量的测定。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的

版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T5757离子交换树脂含水量测定方法

GB/T6682分析实验室用水规格和试验方法

3术语和定义

3.1

碳化carbonization

将离子交换树脂与硫酸等氧化剂混合后加热裂解形成焦体碳的过程。

3.2

灰化ashing

高温条件下将离子交换树脂的碳化产物进一步燃烧生成无机盐的过程。

4方法概述

采用浓硫酸对干树脂试样进行湿法碳化，碳化残渣在550℃的马弗炉中进一步灰化为无机盐，用盐

酸将灰化产物溶解，选用火焰原子吸收（AAS）、石墨炉原子吸收、电感耦合等离子体发射光谱法

（ICP-OES）和电感耦合等离子体发射光谱-质谱联用（ICP-MS）等方法分析溶解液中的金属含量，计

算得到干树脂样品中的钠、铁、铜、铝、铅、钴、汞等金属含量。

5试剂与材料

5.1试剂水：符合GB/T6682规定的一级试剂水。

5.2浓硫酸：电子级或更高等级。

5.3浓盐酸溶液：电子级或更高等级。

5.4（1+1）盐酸溶液：，采用电子级或更高等级浓盐酸配置。

5.5金属标准溶液：钠、铁、铜、铝、钴、铅、汞等金属的单标或者混标，满足仪器分析方法要求。

5.6高纯气体：AAS（火焰、石墨炉）、ICP-OES、ICP-MS等仪器分析用气。

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6仪器与装置

6.1金属成分分析仪器：AAS（火焰、石墨炉）、ICP-OES、ICP-MS等。

6.2电子天平：感量0.0001g。

6.3电加热板：耐酸碱面板，最高加热温度＞500℃。

6.4烘箱。

6.5马弗炉。

6.6通风橱。

6.7可调节移液枪：1mL、5mL、10mL等多种规格。

6.8石英坩埚：50mL，含坩埚盖。

6.9坩埚钳：匹配50mL石英坩埚。

6.10烧杯：100mL，石英材质。

6.11容量瓶：50mL，PP或PFA材质。

6.12耐酸碱手套、护目镜、围裙等安全用品。

6.13其它实验室常用玻璃器皿：用于溶液盛装和转移，所有器皿需用分析纯及以上级别硝酸溶液

（1+1）浸泡24h以上，再用试剂水洗净并烘干后备用

7测试步骤

7.1石英坩埚及烧杯的清洗

7.1.1用去离子水反复多次冲洗石英坩埚和烧杯。

7.1.2向每个石英坩埚和烧杯中加入10mL浓盐酸，并置于电热板上加热煮沸，然后用去离子水整体

冲洗5遍。

7.1.3冲洗后的石英坩埚和烧杯置于温热的电热板上烘干，冷却至室温。清洗完成后限当天使用。

7.2干燥树脂样品的制备

7.2.1干燥阳树脂样品制备

按照GB/T5757离子交换树脂含水量测定方法去除离子交换树脂外部水分，称取约20g湿树脂样品。

将全部样品转入经7.1节处理过的100mL石英烧杯中，置于烘箱中105±2℃干燥4小时至恒重，盖上培养

皿盖后置于干燥器中待用。

7.2.2干燥阴树脂样品制备

按照GB/T5757离子交换树脂含水量测定方法去除离子交换树脂外部水分，称取约20g湿树脂样品。

将全部样品转入经7.1节处理过的100mL石英烧杯中，置于烘箱中50±2℃干燥8小时至恒重，盖上培养皿

盖后置于干燥器中待用。

7.3树脂样品的碳化和灰化

7.3.1采用称量纸在分析天平上称取7.2节中干燥后的树脂样品约2g，精确至0.0001g，并转移至清洁

干燥后的石英坩埚中。同时准备一个空的石英坩埚，作为样品空白。

7.3.2用可调节移液枪向每个石英坩埚沿坩埚内壁缓慢加入3mL浓硫酸。

7.3.3将装载树脂样品的石英坩埚放到置于通风橱的电加热板上，打开加热板，微沸加热样品2小时

（电加热面板温度约为200℃）。

7.3.4继续缓慢升温，直至坩埚中样品持续产生明显烟雾，在该温度下持续加热样品，直至样品被分

解成黑色硬块物质，此时样品应无烟雾产生。

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注：树脂样品碳化操作时升温过程应严格控制，随时观测样品碳化状态，避免焦态产物鼓泡爆裂溅洒造成样品损失。

7.3.5调节电热板温度至400℃并继续加热1小时以上，当样品转变成为干燥的黑色物质时，碳化完

成。

注：少数树脂样品需要重复进行7.3.2~7.3.5分析步骤，以保证树脂样品的充分碳化，该情况下空白样品应进行相同

操作。

7.3.6将完成树脂样品碳化操作的石英坩埚放置到提前升温至550℃的马弗炉内前端，敞开炉门加热

3~5分钟，使样品进一步燃烧并干燥，直至不再产生明显烟雾。

7.3.7将坩埚推至炉腔后部，关上炉门，在550℃条件下加热8小时。加热完成后用坩埚钳取出样品，

盖上坩埚盖后自然冷却。

注：少数树脂样品灰化不完全，会有少量黑色残留，需要在550℃条件下进行更长时间的加热，直至黑色消失。

7.4样品母液制备

7.4.1将装有灰化样品的坩埚置于通风橱中的电加热板上。

7.4.2用可调节移液枪分两次向每个坩埚中缓慢加入20mL（1+1）盐酸溶液。对于灰分较多的样品，

应沿坩埚壁缓慢加入少量盐酸溶液，待灰分充分润湿后继续加入剩下的溶液，以防止样品飞溅损失。

注：对于少数树脂的灰化样品，需采用10mL王水或氢氟酸进行溶解。

7.4.3打开加热板微沸加热样品直至样品完全溶解成澄清溶液。

7.4.4从加热板上取下坩埚，冷却后用试剂水将样品转移到50mL聚丙烯容量瓶中并定容，此溶液作

为树脂金属含量测试用样品母液。

7.5金属含量的测定

7.5.1仪器分析方法的选择

7.5.1.1AAS（火焰法和石墨炉）、ICP-OES和ICP-MS等能够进行水样中金属成分分析的仪器分析

方法，均可用于离子交换树脂中金属含量的测定。

7.5.1.2树脂中通常含量较高的Na元素推荐采用AAS（火焰法）进行测量，Hg和Co等通常含量

极低的金属元素推荐使用ICP-MS进行测量，Fe、Cu、Al和Pb等元素推荐采用AAS（石墨炉法）或

ICP-OES进行测量。

注：不同树脂中金属成分的含量差异较大，通常可采用ICP-OES对样品母液进行预测试，获得样品母液中各种金属

成分的大致浓度，然后根据金属成分和大致浓度选择合适的仪器分析方法。

7.5.2样品分析事项

7.5.2.1测试时按照以下顺序分析标样和样品：标准空白、标准样品、样品空白、样品、标准样品（与

样品浓度最接近的标准样品）。

7.5.2.2如果样品母液中金属含量超过标准工作溶液浓度范围，则将样品母液和样品空白溶液稀释一

定倍数后，按照7.5.2.1中步骤完成金属含量测试，记录稀释倍率T，样品母液（或样品母液稀释液）

的金属含量CW，样品空白（或样品空白稀释液）中的金属含量C0。

注：如果测试时最后的标准样品的测量结果与标示浓度的相对平均偏差＞5%，则需检查和调整仪器状态后重新依序

进行测量。

7.5.2.3当采用AAS法分析样品母液中的Al等元素时，如遇样品灵敏度偏低，可样品母液中加入电

离抑制剂氯化铯溶液以提高检测精度。