張祥 周江亮

海南核電有限公司 海南昌江 572700

高濃度的氫氧化鈉溶液在核電廠中運(yùn)用廣泛，運(yùn)用于離子交換樹脂的再生，安全殼噴淋系統(tǒng)中。用氫氧化鈉溶液再生陰離子交換樹脂時(shí)，氫氧化鈉溶液中殘留的氯離子會(huì)隨著系統(tǒng)中的水進(jìn)入二回路，氯離子對處于蒸汽發(fā)生器運(yùn)行工況條件下的鋼鐵材料是腐蝕性雜質(zhì)，它們會(huì)擴(kuò)散到腐蝕界面而且在縫隙處濃集，過多的氯離子會(huì)造成蒸汽發(fā)生器傳熱管的破裂，影響一回路邊界的完整性[1]。所以氫氧化鈉溶液氯離子含量的檢測就顯得至關(guān)重要了。

常規(guī)，高濃度堿性溶液中陰離子含量的分析采用人工滴定方法，先將堿性溶液中和至中性，再進(jìn)一步滴定分析，具有操作步驟復(fù)雜、分析速度慢、重現(xiàn)性差等不足。另外一種方法是在離子色譜上測定，但受限于高濃度氫氧化鈉溶液會(huì)對儀器備件造成損傷，經(jīng)過研究開發(fā)了一種離子交換樹脂和離子色譜聯(lián)用的辦法，首先將氫氧化鈉稀釋到6%，此稀釋的倍數(shù)不影響測量結(jié)果，然后經(jīng)過陽離子樹脂交換，使氫氧化鈉的pH 降低，進(jìn)一步在離子色譜法進(jìn)行測定[2-3]。實(shí)驗(yàn)考察了不同量的氫氧化鈉溶液在經(jīng)過離子交換樹脂處理后的pH 和氯化物含量、500mL 的氫氧化鈉溶液經(jīng)過離子交換樹脂處理后的回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差[1]。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器及色譜條件

實(shí)驗(yàn)儀器：采用美國ThermoFisher 公司ICS5000 型離子色譜儀，其分析柱AS17-C4×250mm、保護(hù)柱AG17-C4×50mm，采用的淋洗液為氫氧化鉀淋洗液，采用梯度淋洗。

色譜條件：抑制器：ASRS 抑制模式、自循環(huán)再生流速：1．5mL/min，進(jìn)樣體積：1mL、檢測器：電導(dǎo)檢測器。

試劑：由賽默飛公司提供的1000ppm 氯標(biāo)準(zhǔn)溶液，試劑均用高純水配制，RohmandHaas 型號為IRNTT 的陽離子交換樹脂。

1.2 實(shí)驗(yàn)裝置

如圖1 所示，待測溶液通過塑料管與蠕動(dòng)泵入口連接；蠕動(dòng)泵出口與樹脂柱入口連接，當(dāng)待測溶液經(jīng)過陽離子交換樹脂柱時(shí)，待測溶液的陰離子與陽離子交換樹脂上H+ 的發(fā)生離子交換，即氫氧化鈉中溶液的OH- 與陽離子交換樹脂柱上的H+ 發(fā)生反應(yīng)，從而分離降低氫氧化鈉的堿性。

1.3 實(shí)驗(yàn)過程

（1）稱取待測濃度為6% 的氫氧化鈉250ml，置于試劑瓶中。

（2）稱取240ml 變色陽離子交換樹脂，用4% 的HCL 溶液預(yù)處理，用除鹽水沖洗至電導(dǎo)＜1μS/cm。

（3）稱取240ml 經(jīng)過清洗之后的樹脂，填充在長20cm、直徑約4cm 的樹脂柱中。

（4）將蠕動(dòng)泵的入口連接在濃度為6% 的氫氧化鈉樣品中，蠕動(dòng)泵的出口連接在樹脂柱、的入口，樹脂的出口連接在過濾器上，過濾器出口連接離子色譜進(jìn)樣瓶中，通過離子色譜、分析儀進(jìn)行分析。

（5）啟動(dòng)蠕動(dòng)泵，調(diào)節(jié)蠕動(dòng)泵的流速為15ml/min，保證蠕動(dòng)泵的流速大于離子色譜進(jìn)樣流速。

（6）以每100ml 氫氧化鈉溶液為單位，當(dāng)經(jīng)過離子樹脂交換的待測溶液為100ml 的時(shí)候，啟動(dòng)離子色譜，開始分析。

（7）觀看離子交換樹脂的顏色，系統(tǒng)采用變色陽離子離子交換樹脂，隨著分析次數(shù)的累積，陽離子交換樹脂會(huì)失效，且顏色也會(huì)發(fā)生變化，可用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%的HCL 溶液通過蠕動(dòng)泵進(jìn)行再生，直至陰離子交換樹脂顏色恢復(fù)，再用大量的去離子水沖洗，去除HCL 殘留液后重復(fù)使用[2]。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同氫氧化鈉溶液的pH 與含量

實(shí)驗(yàn)考察了經(jīng)過離子交換樹脂處理后的第100mL-600mL 氫氧化鈉溶液的pH 和氯化物含量，通過圖2、圖3 可以看出：通過離子交換樹脂的第1 個(gè)100mlNaOH 溶液和第2 個(gè)100mlNaOH溶液，樣品和樹脂沒有完全進(jìn)行交換，同時(shí)沖洗樹脂殘留的水和氫氧化鈉溶液交換產(chǎn)生的水會(huì)對氫氧化鈉產(chǎn)生稀釋作用，從而造成氫氧化鈉溶液中的氯化物含量下降，此兩組氯化物數(shù)據(jù)不可取。通過離子交換樹脂的第600mlNaOH 溶液pH 成堿性，樹脂顏色已變紅，可以看出樹脂已經(jīng)完全失效，收集的氫氧化鈉溶液在離子色譜上無法有效測定，此組數(shù)據(jù)也不可取。本著樣品和樹脂充分交換的原則，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出收集的第500mlNaOH 溶液中氯化物含量是最具有代表性的。

2.2 方法準(zhǔn)確度和精密度

如表1 所示，在選取經(jīng)過離子交換樹脂之后的第500mL 氫氧化鈉溶液為分析點(diǎn)，在離子色譜儀上檢測，其回收率在93．7%-102% 之間，證明該方法具有較好的準(zhǔn)確性。

3 結(jié)語

本文針對高濃度氫氧化鈉中氯化物的測量首先經(jīng)過樣品的前處理，然后再上離子色譜進(jìn)行測量，而本實(shí)驗(yàn)主要考察的是樣品前處理中那個(gè)階段通過離子交換樹脂的氫氧化鈉的樣品最具有代表性。通過以上試驗(yàn)結(jié)果可以看出，RSD 為1．75%，加標(biāo)回收率為93%．7-102%，本法經(jīng)濟(jì)適用，操作簡單，快速，是測量高濃度氫氧化鈉中氯化物測量的一個(gè)好方法[3]。

表1 方法的加標(biāo)回收率、相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（n=5）