截留有铁的滤膜的消解方法及核电厂冷却水中铁含量的测定方法与流程

本发明涉及核电厂核辅助冷却水系统
技术领域：
，特别是涉及一种截留有铁的滤膜的消解方法及核电厂冷却水中铁含量的测定方法。
背景技术：
：核电厂压水堆二回路冷却水中的铁含量是冷却水中的一个重要化学指标，其不仅代表了二回路热力设备的腐蚀发生的严重程度，也是衡算主给水向蒸发器二次侧输送腐蚀产物的重要参数。但是由于二回路的水质呈碱性，从设备表面脱落的含铁腐蚀产物并非以溶解的形态存在于二回路冷却水中，其分布的时间性和空间性都是不均匀的，这就给取样和测量带来的一定的困难，直接取水样的分析结果常呈现不规则的波动，样品代表性欠佳。为了解决这个问题，将取样方式改为悬浮铁取样，所谓悬浮铁取样，是将放置了硝酸纤维质滤膜的过滤器连接在取样管线上，在样品水不断流过过滤器的滤膜的过程中，水中的不同粒度的含铁腐蚀产物全部被截留在滤膜上，同时通过延长取样时间，使足够多的样品水流经滤膜(通常过滤体积在2m3以上)，减少了腐蚀产物在时间和空间上的不均匀性所带来的影响，大大改善了样品的代表性。但是，悬浮铁取样虽然改善了样品的代表性，但在后续的分析测量中遇到一定的困难。首先是滤膜和其截留的腐蚀残渣无法直接进行分离，只能一起进行酸溶解。而滤膜的材质为硝酸纤维质，是一种高分子材料，常温状态下不溶于酸。相关技术中采用的悬浮铁采样滤膜处理方法是：使用浓盐酸和浓硝酸按体积比3:1配制成王水，然后在加热的条件下将悬浮铁采样滤膜在王水中搅拌溶解。但这种处理方法主要存在以下不足：王水虽然能够完全溶解采样滤膜截留的铁等腐蚀产物，但对硝酸纤维酯材质的采样滤膜不能完全溶解，形成细密的絮状沉淀，该沉淀可能吸附铁元素而影响测量的准确性，且不易通过过滤或者反复洗脱来保证铁元素的完全回收；其次，由于王水的腐蚀危险性很高，在加热搅拌过程中易造成飞溅，对操作人员的安全构成威胁；而且王水在加热过程中的飞溅易导致样品中铁元素的损失，影响测量的准确性。技术实现要素：基于此，有必要提供一种操作安全、能使滤膜完全溶解的截留有铁的滤膜的消解方法。此外，还提供一种能使测定结果更准确的核电厂冷却水中铁含量的测定方法。一种截留有铁的滤膜的消解方法，包括如下步骤：将截留有铁的滤膜置于酸性消解液中，并在密封的环境下进行微波加热，得到反应液。上述截留有铁的滤膜的消解方法，将截留有铁的滤膜和酸性消解液置于密封的环境下进行微波加热的，随着温度的升高，酸性消解液部分气化及截留有铁的滤膜分解产生气体，导致密封的环境内的压力随之升高，形成高温高压酸性的环境，高温高压酸性的环境能够使截留有铁的滤膜被完全消解，得到的反应液澄清透明、无沉淀物，从而能够避免因铁元素被沉淀物吸附而影响测量结果；同时由于截留有铁的滤膜和酸性消解液是在密封的环境下进行微波加热的，从而加热过程中不会造成液体飞溅出来，避免了因液体飞溅造成溶解的铁元素损失而影响测定结果，同时也提高了操作人员的安全系数。在其中一个实施例中，所述酸性消解液选自硝酸及盐酸中的至少一种。在其中一个实施例中，所述硝酸为质量分数为65％～68％的硝酸，所述盐酸为质量分数为36％～38％的盐酸。使用质量分数为65％～68％的硝酸和质量分数为36％～38％的盐酸等浓酸作为消解液，有助于在微波加热过程中消解液部分气化及滤膜分解产生气体时，形成高温高压高酸的环境，高温高压高酸的环境能够使滤膜更好地被消解。在其中一个实施例中，所述酸性消解液为硝酸与盐酸的混合液，所述硝酸与所述盐酸的体积比为3:1。在其中一个实施例中，所述在密封的环境下进行微波加热的步骤包括：先匀速升温至90℃～110℃，接着保温5min～15min；再匀速升温至170℃～200℃，然后保温15min～25min。在其中一个实施例中，所述在密封的环境下进行微波加热的步骤包括：先匀速升温5min～15min至90℃～110℃，接着保温5min～15min；再匀速升温5min～15min至170℃～200℃，然后保温15min～25min。在其中一个实施例中，所述在密封的环境下进行微波加热的步骤包括：先匀速升温10min至100℃，接着保温10min；再匀速升温10min至180℃，然后保温20min。一种核电厂冷却水中铁含量的测定方法，包括如下步骤：用滤膜截留冷却水中的铁，得到截留有所述铁的所述滤膜；按照上述的截留有铁的滤膜的消解方法将所述截留有所述铁的所述滤膜进行处理，得到反应液；测定所述反应液中的铁离子的含量。在其中一个实施例中，所述测定所述反应液中的铁离子的含量的步骤包括：采用原子吸收光谱法测定所述反应液中的铁离子的含量。在其中一个实施例中，在所述测定所述反应液中的铁离子的含量的步骤之前，还包括如下步骤：对所述反应液进行降温处理，以使所述反应液降温至预设温度。上述核电厂冷却水中铁含量的测定方法，由于采用了上述的截留有铁的滤膜的消解方法对截留有铁的滤膜进行消解处理，得到的反应液澄清透明、无沉淀物，避免了因铁元素被沉淀物吸附而影响测定结果，同时也避免了因液体飞溅造成溶解的铁元素损失而影响测定结果，从而使得测定结果更准确。附图说明图1为一实施方式的核电厂冷却水中铁含量的测定方法的流程图。具体实施方式为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的
技术领域：
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。一实施方式的截留有铁的滤膜的消解方法包括如下步骤：将截留有铁的滤膜置于酸性消解液中，并在密封的环境下进行微波加热，得到反应液。具体地，可以将截留有铁的滤膜和酸性消解液置于同一容器中，然后将容器密封进行微波加热，以使截留有铁的滤膜在酸性消解液被消解，得到反应液。其中，酸性消解液的加入量可以根据截留有铁的滤膜的量进行选择。酸性消解液可以选自硝酸及盐酸中的至少一种。采用上述酸性消解液，其腐蚀性相对于王水减弱，能提高操作人员的安全系数。具体地，硝酸为质量分数为65％～68％的硝酸(即浓硝酸)，盐酸为质量分数为36％～38％的盐酸(即浓盐酸)。使用质量分数为65％～68％的硝酸和质量分数为36％～38％的盐酸等浓酸作为消解液，有助于在微波加热过程中消解液部分气化及滤膜分解产生气体时，形成高温高压高酸的环境，高温高压高酸的环境能够使滤膜更好地被消解。在其中一个实施例中，酸性消解液是质量分数为65％～68％的硝酸与质量分数为36％～38％的盐酸的混合液，硝酸与盐酸的体积比为3:1。在其中一个实施例中，在密封的环境下进行微波加热的步骤包括：先匀速升温至90℃～110℃，接着保温5min～15min；再匀速升温至170℃～200℃，然后保温15min～25min。匀速升温有利于使容器内的气压能够平稳升高，从而有助于消解反应的平稳进行。进一步地，密封的环境下进行微波加热的步骤包括：先匀速升温5min～15min至90℃～110℃，接着保温5min～15min；再匀速升温5min～15min至170℃～200℃，然后保温15min～25min。更进一步地，在密封的环境下进行微波加热的步骤包括：先匀速升温10min至100℃，接着保温10min；再匀速升温10min至180℃，然后保温20min。在一些实施例中，可以采用微波消解仪进行微波加热，将截留有铁的滤膜置于微波消解仪的消解罐中，通过微波消解仪产生的微波对截留有铁的滤膜和酸性消解液进行加热，最终使得滤膜上截留的铁与滤膜本身均完全溶解于酸性消解液中，形成澄清透明的均一溶液。可以按照具体情况设置微波消解仪的功率参数、升温程序和工作时间参数等，以进行微波加热。上述截留有铁的滤膜的消解方法，将截留有铁的滤膜和酸性消解液置于密封的环境下进行微波加热的，随着温度的升高，酸性消解液部分气化及截留有铁的滤膜分解产生气体，导致密封的环境内的压力随之升高，形成高温高压酸性的环境，高温高压酸性的环境能够使截留有铁的滤膜被完全消解，得到的反应液澄清透明、无沉淀物，从而能够避免因铁元素被沉淀物吸附而影响测量结果；同时由于截留有铁的滤膜和酸性消解液是在密封的环境下进行微波加热的，从而加热过程中不会造成液体飞溅出来，避免了因液体飞溅造成溶解的铁元素损失而影响测量结果，同时也提高了操作人员的安全系数。参阅图1，一实施方式的核电厂冷却水中铁含量的测定方法，包括如下步骤：s220、用滤膜截留冷却水中的铁，得到截留有铁的滤膜。s240、按照上述的截留有铁的滤膜的消解方法将截留有铁的滤膜进行处理，得到反应液。即，将截留有铁的滤膜置于酸性消解液中，并在密封的环境下进行微波加热，得到反应液。s260、测定反应液中的铁离子的含量。具体地，可以采用原子吸收光谱法来测定反应液中的铁离子的含量，则步骤s260包括：对反应液进行定容，采用原子吸收光谱法测定反应液中的铁离子的含量。传统技术得到的反应液中存在絮状沉淀，而絮状沉淀会造成后续进行铁元素分析的原子吸收光谱仪的雾化器毛细管堵塞，导致仪器故障；而通过使用上述的截留有铁的滤膜的消解方法对截留有铁的滤膜进行消解，得到的反应液澄清透明、无沉淀物，能够避免沉淀物堵塞原子吸收光谱仪的雾化器毛细管的问题，进而降低仪器的故障处理频率。在其中一个实施例中，在步骤s260之前，还包括如下步骤：s250、对反应液进行降温处理，以使反应液降温至预设温度。具体地，降温的处理方式可以采用强制风冷或自然冷却，预设温度可以根据实际情况进行设置，例如可以根据反应液的后续分析测量所需要的温度进行设置。上述核电厂冷却水中铁含量的测定方法，由于采用了上述的截留有铁的滤膜的消解方法对截留有铁的滤膜进行消解处理，得到的反应液澄清透明、无沉淀物，避免了因铁元素被沉淀物吸附而影响测定结果，同时也避免了因液体飞溅造成溶解的铁元素损失而影响测定结果，从而使得测定结果更准确。以下为具体实施例部分：实施例1将截留有铁的滤膜置于10ml容器中，向容器中加入8ml质量分数为65％的硝酸；然后将容器密封后放入微波消解仪中，按照以下程序进行微波加热：先升温10min至100℃，接着保温10min，再升温10min至180℃，然后保温20min，以使容器中的截留有铁的滤膜完全溶解在消解液中，得到反应液。实施例2将截留有铁的滤膜置于10ml容器中，向容器中加入8ml质量分数为38％的盐酸；然后将容器密封后放入微波消解仪中，按照以下程序进行微波加热：先升温10min至100℃，接着保温10min，再升温10min至180℃，然后保温20min，以使容器中的截留有铁的滤膜完全溶解在消解液中，得到反应液。实施例3将截留有铁的滤膜置于10ml容器中，向容器中加入6ml质量分数为65％的硝酸和2ml质量分数为38％的盐酸；然后将容器密封后放入微波消解仪中，按照以下程序进行微波加热：先升温10min至100℃，接着保温10min，再升温10min至180℃，然后保温20min，以使容器中的截留有铁的滤膜完全溶解在消解液中，得到反应液。下面将实施例1、实施例2和实施例3得到的反应液与采用王水加热搅拌溶解得到的反应液进行性状对比和澄清度对比。其中，澄清度按照2010年版药典附录ixb澄清度检查法进行检验。对比结果如下表1所示，表1中的样品1为实施例1得到的反应液，样品2为实施例2得到的反应液，样品3为实施例3得到的反应液，对照样品为采用王水加热搅拌溶解得到的反应液。表1.检验样品性状澄清度检验结果样品1澄清透明液体≤0.5号浊度标准液样品2澄清透明液体≤0.5号浊度标准液样品3澄清透明液体≤0.5号浊度标准液对照样品含有絮状沉淀≥1号浊度标准液从上表1的对比结果可以看出，样品1、样品2和样品3外观澄清透明，而对照样品则含有絮状沉淀，说明实施例1、实施例2和实施例3得到的反应液溶解效果优于采用王水加热搅拌溶解得到的反应液；样品1、样品2和样品3的浊度均低于0.5号浊度标准液，对照样品的浊度高于1号浊度标准液，说明实施例1、实施例2和实施例3得到的反应液澄清度均优于采用王水加热搅拌溶解得到的反应液，进而说明实施例1、实施例2和实施例3得到的反应液溶解效果更好。另外，从安全角度来讲，采用王水加热搅拌溶解的方法由于需要在电热板上加热搅拌，有酸液飞溅的风险，而实施例1、实施例2和实施例3的消解过程能在微波消解仪中自动完成，不会有酸液飞溅的风险，安全性更高。从人力消耗角度来讲，采用王水加热搅拌溶解的方法在加热过程需要人员一直现场手动搅拌，而实施例1、实施例2和实施例3的消解过程由微波消解仪自动完成，期间不需要人员看守，减少了人员工作的时间。因此，综合从消解液的使用、溶解效果、安全性和人力消耗等方面来看，实施例1，实施例2和实施例3的截留有铁的滤膜的消解方法都优于采用王水加热搅拌溶解的方法，说明实施例1、实施例2和实施例3的截留有铁的滤膜的消解方法是一种更高效安全的方法。实施例4用滤膜截留核电厂压水堆二回路冷却水中的铁，得到截留有铁的滤膜；将截留有铁的滤膜置于10ml容器中，向容器中加入8ml质量分数为65％的硝酸；然后将容器密封后放入微波消解仪中，按照以下程序进行微波加热：先升温10min至100℃，接着保温10min，再升温10min至180℃，然后保温20min，以使容器中的截留有铁的滤膜完全溶解在消解液中，得到反应液；使用原子吸收光谱法测定反应液中的铁离子的含量。实施例5用滤膜截留核电厂压水堆二回路冷却水中的铁，得到截留有铁的滤膜；将截留有铁的滤膜置于10ml容器中，向容器中加入8ml质量分数为38％的盐酸；然后将容器密封后放入微波消解仪中，按照以下程序进行微波加热：先升温10min至100℃，接着保温10min，再升温10min至180℃，然后保温20min，以使容器中的截留有铁的滤膜完全溶解在消解液中，得到反应液；使用原子吸收光谱法测定反应液中的铁离子的含量。实施例6用滤膜截留核电厂压水堆二回路冷却水中的铁，得到截留有铁的滤膜；将截留有铁的滤膜置于10ml容器中，向容器中加入6ml质量分数为65％的硝酸和2ml质量分数为38％的盐酸；然后将容器密封后放入微波消解仪中，按照以下程序进行微波加热：先升温10min至100℃，接着保温10min，再升温10min至180℃，然后保温20min，以使容器中的截留有铁的滤膜完全溶解在消解液中，得到反应液；使用原子吸收光谱法测定反应液中的铁离子的含量。上述实施例4、实施例5和实施例6的核电厂冷却水中铁含量的测定方法中由于采用了上述的截留有铁的滤膜的消解方法对截留有铁的滤膜进行消解处理，得到的反应液澄清透明、无沉淀物，因此避免了因铁元素被沉淀物吸附而影响测定结果，同时也避免了因液体飞溅造成溶解的铁元素损失而影响测定结果，从而测定结果更准确。综上所述，通过采用上述截留有铁的滤膜的消解方法可以使截留有铁的滤膜的溶解过程更为有效、简便及安全；采用上述核电厂冷却水中铁含量的测定方法能够使压水堆核电机组二回路悬浮铁测量过程更为简捷和准确，能够为监督和评价铁等腐蚀产物由主给水向蒸汽发生器二次侧的迁移以及在蒸汽发生器二次侧内的沉积情况提供充足和可靠的测量数据，为压水堆核电机组的长期安全稳定运行提供基础保障。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。当前第1页12