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文檔簡介
《高放廢液玻璃固化體第1部分:化學(xué)
成分分析方法》
編制說明
(征求意見稿)
中國國檢測試控股集團(tuán)股份有限公司
2023年12月
1.工作簡況
1.1任務(wù)來源
根據(jù)“關(guān)于下達(dá)2022年第六批協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)制定計(jì)劃的通知”(中建材聯(lián)標(biāo)發(fā)[2022]44號),
由中國建筑材料科學(xué)研究總院有限公司和中國國檢測試控股集團(tuán)股份有限公司承擔(dān)《高放
廢液玻璃固化體第1部分:化學(xué)成分分析方法》(計(jì)劃號:2022-49-xbjh)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)的編制
工作。
1.2簡要工作過程
本標(biāo)準(zhǔn)制定嚴(yán)格按GB/T1.1《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分:標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則》,
GB/T1.2《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第2部分:標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)范性技術(shù)要素內(nèi)容的確定方法》要求進(jìn)行。
1.2.1成立標(biāo)準(zhǔn)編制組
2022年6月,中國建筑材料科學(xué)研究總院有限公司和中國國檢測試控股集團(tuán)股份有限
公司接到《高放廢液玻璃固化體第1部分:化學(xué)成分分析方法》協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)的任務(wù)后,成立
了標(biāo)準(zhǔn)編制組,負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)研、方法的開發(fā)、方法驗(yàn)證等系列工作的開展。
1.2.2標(biāo)準(zhǔn)及文獻(xiàn)調(diào)研
2022年7月~2022年8月,標(biāo)準(zhǔn)編制組開展了調(diào)研與學(xué)習(xí),收集了國內(nèi)外現(xiàn)有的有關(guān)
析晶率測試的方法及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),在此基礎(chǔ)上形成了開題報(bào)告和標(biāo)準(zhǔn)編制方案,并組織召開
了第一次標(biāo)準(zhǔn)研討會(huì)暨開題論證會(huì),邀請了行業(yè)內(nèi)的知名專家參加了此次會(huì)議。
1.2.3方法建立
2022年9月~2023年4月,標(biāo)準(zhǔn)編制組就采用化學(xué)分析法、電感耦合等離子體發(fā)射光
譜法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法、離子色譜法、X射線熒光光譜法進(jìn)行高放廢液玻璃固化
體化學(xué)元素測定的方法開展了一系列的試驗(yàn),反復(fù)驗(yàn)證,形成了標(biāo)準(zhǔn)草案。
1
1.2.4方法驗(yàn)證
2023年5月~7月,根據(jù)行業(yè)的技術(shù)人員和檢測機(jī)構(gòu)的相關(guān)專家提出的意見和建議,標(biāo)
準(zhǔn)編制組對標(biāo)準(zhǔn)中的方法進(jìn)行了進(jìn)一步的驗(yàn)證。
2023年8月召開第二次標(biāo)準(zhǔn)研討會(huì),邀請了相關(guān)行業(yè)的技術(shù)人員和檢測機(jī)構(gòu)的相關(guān)專家,
對標(biāo)準(zhǔn)的文本內(nèi)容及標(biāo)準(zhǔn)在制定中可能存在的問題進(jìn)行了進(jìn)一步的交流與溝通。
2023年9月,根據(jù)專家提出的意見和建議,標(biāo)準(zhǔn)編制組對標(biāo)準(zhǔn)中可能存在的影響因素進(jìn)
行了進(jìn)一步的驗(yàn)證。
1.2.5征求意見稿編制
2023年10月~2023年12月,標(biāo)準(zhǔn)編制組進(jìn)一步修改了標(biāo)準(zhǔn)討論稿和編制說明,形成
了最終的《高放廢液玻璃固化體第1部分:化學(xué)成分分析方法》(征求意見稿)以及編制
說明。
2023年12月~2024年1月,歸口單位和標(biāo)準(zhǔn)編制組在官網(wǎng)上公開對《高放廢液玻璃
固化體第1部分:化學(xué)成分分析方法》進(jìn)行了意見征集,征集時(shí)間為30天。
2.標(biāo)準(zhǔn)編制原則和主要內(nèi)容的說明
2.1標(biāo)準(zhǔn)編制的基本原則
先進(jìn)性:方法對現(xiàn)有高放廢液玻璃固化體化學(xué)成分分析方法形成有效補(bǔ)充。
操作性:方法符合我國目前檢測設(shè)備儀器和試劑、材料的供應(yīng)條件。
適用性:方法測試過程可操作性強(qiáng),能被國內(nèi)分析實(shí)驗(yàn)室所使用并達(dá)到所規(guī)定的要求,
具有普遍適用性,易于推廣使用。
2.2標(biāo)準(zhǔn)制訂的背景及技術(shù)路線
2.2.1標(biāo)準(zhǔn)制定的背景
核燃料循環(huán)中產(chǎn)生的放射性廢物一直是國內(nèi)外關(guān)注的重點(diǎn)。其中,高放射性廢液由
于放射水平高、半衰周期長(長達(dá)幾十萬年)、生物毒性大等特點(diǎn),其處理處置備受關(guān)注。
2
其中對高放廢液固化后進(jìn)行深地質(zhì)處置具有對放射性核素多重屏障隔離的優(yōu)勢,是被人們
普遍接受的處置方式。固化技術(shù)一般有水泥固化、玻璃固化、陶瓷固化和玻璃陶瓷固化等。
由于玻璃對不同元素有著廣泛的包容性,且具有良好的耐久性,除此之外,玻璃生產(chǎn)工藝
簡單,易于遙控操作等特點(diǎn),因而,玻璃固化技術(shù)是目前國際上唯一工業(yè)應(yīng)用且發(fā)展最成
熟的高放廢液處理技術(shù)。
高放廢液的玻璃固化是通過將高放廢液與玻璃基料按照一定的配比混合在一起,再將
其轉(zhuǎn)移到設(shè)備中蒸發(fā)濃縮、熔融煅燒,再進(jìn)行退火后成為高放廢液玻璃固化體。用于固化
的玻璃體系得到國內(nèi)外學(xué)者大量的研究,涉及的有鋁硅酸鹽玻璃、磷酸鹽玻璃、硅酸鹽玻
璃、硼硅酸鹽以及稀土氧化物玻璃等。和商用玻璃不同,高放廢液玻璃固化體不是完全均
質(zhì)的玻璃態(tài)材料,除主體是玻璃相外,還含有氣泡、難熔氧化物和其他不混溶物質(zhì),具有
化學(xué)成分復(fù)雜、含量多變性等特點(diǎn),首先需要對模擬高放廢液玻璃固化體制備的全過程進(jìn)
行監(jiān)控,并及時(shí)優(yōu)化產(chǎn)品配方,玻璃固化體的配方及工藝對玻璃固化體的化學(xué)穩(wěn)定性、熱
穩(wěn)定性、輻照穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性等產(chǎn)品性能具有非常重要的影響,因此建立針對玻璃固
化體化學(xué)成分分析的方法十分必要。
目前,國內(nèi)外涉及高放廢液玻璃固化體化學(xué)組成的標(biāo)準(zhǔn)僅有EJ1186-2005《放射性廢物
體和廢物包的特性鑒定》,該方法雖然提到了高放廢液玻璃固化體化學(xué)組成的分析可采用
破壞性分析法或非破壞性分析法,但是僅有兩種分析法的簡單流程和列舉了常用的分析技
術(shù),方法不具體,不完善,沒有針對不同化學(xué)元素詳細(xì)的前處理方式及測試條件的描述,
不具有可操作性。本單位制定的關(guān)于高放廢液玻璃固化體化學(xué)成分分析標(biāo)準(zhǔn)中將有針對不
同化學(xué)元素詳細(xì)的前處理方式,然后采用重量法、滴定法、電、離子色譜法(ICS)等多種
方法對復(fù)雜的高放廢液玻璃體化學(xué)成分進(jìn)行測試,可操作性強(qiáng)。本標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施對于研究高
放廢液玻璃固化體化學(xué)組成,提升高放廢液玻璃固化體的穩(wěn)定性等方面具有重要指導(dǎo)意義。
2.2.2技術(shù)路線
本標(biāo)準(zhǔn)按下述技術(shù)路線圖1進(jìn)行。
3
圖1技術(shù)路線圖
2.3標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)內(nèi)容
2.3.1檢驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置
根據(jù)國內(nèi)外實(shí)際的高放廢液玻璃固化體的化學(xué)組成特點(diǎn),編制組設(shè)置了包括SiO2、B2O3、
Al2O3、MnO、CaO、Na2O、Fe2O3、K2O、Li2O、MgO、CuO、ZrO2、TiO2、ZnO、As2O3、BeO、Bi2O3、
CeO2、CdO、Co2O3、Cr2O3、Y2O3、La2O3、WO3、Nb2O5、NiO、P2O5、PbO、SrO、Sb2O3、SnO2、SO3、
-
V2O5、Er2O3、Pr6O11、Nd2O3、BaO、HfO2、SeO2、Sm2O3、Eu2O3、RuO2、Rh、Pd、Rb2O、Cs2O、F、
Cl-、等成分的檢測項(xiàng)目。
2.3.2主要技術(shù)內(nèi)容的說明
通過對國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行梳理發(fā)現(xiàn),我國對玻璃體系的化學(xué)成分分析主要執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
GB/T1347-2008《鈉鈣硅玻璃化學(xué)分析方法》、GB/T1549-2008《纖維玻璃化學(xué)分析方法》
和GB/T33503-2017《含鉛玻璃化學(xué)成分分析方法》,這些現(xiàn)有的關(guān)于玻璃化學(xué)成分分析標(biāo)
準(zhǔn)中所包含的元素種類,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足高放廢液玻璃固化體中元素化學(xué)成分測試的要求。
本單位制定的關(guān)于高放廢液玻璃固化體化學(xué)成分分析標(biāo)準(zhǔn)中增加了多種化學(xué)元素并對
不同化學(xué)元素均有詳細(xì)的前處理方式,SiO2采用重量法或容量法、B2O3采用滴定法、Al2O3、
MnO、CaO、Na2O、Fe2O3、K2O、Li2O、MgO、CuO、ZrO2、TiO2、ZnO、As2O3、BeO、
4
Bi2O3、CeO2、CdO、Co2O3、Cr2O3、Y2O3、La2O3、WO3、Nb2O5、NiO、P2O5、PbO、SrO、
Sb2O3、SnO2、SO3、V2O5、Er2O3、Pr6O11、Nd2O3、BaO、HfO2、SeO2、Sm2O3、Eu2O3、RuO2、
Rh、Pd等采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-OES)、Rb2O、Cs2O電感耦合等離
子體質(zhì)譜法(ICP-MS)、F-、Cl-采用離子色譜法(ICS),并創(chuàng)新性的加入了X射線熒光
熔鑄玻璃片法(測量范圍F~U)。結(jié)果準(zhǔn)確度高,可操作性強(qiáng)。具體信息見標(biāo)準(zhǔn)文本。
3.主要實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證情況分析
3.1實(shí)驗(yàn)條件的考察
3.1.1試樣前處理方式的確定
用于固化的玻璃體系有鋁硅酸鹽玻璃、磷酸鹽玻璃、硅酸鹽玻璃、硼硅酸鹽以及稀土
氧化物玻璃等。只采用一種分解方式并不能使樣品分解完全,針對不同的元素和含量采用
酸溶、堿熔、熔鑄玻璃片等多種前處理方法。在堿熔樣品時(shí),過氧化鈉加入過少不利于樣
品熔解,過氧化鈉加入量過高,存在基體干擾,不利于低含量元素的測定,所以根據(jù)稱樣
量的不同選擇2g過氧化鈉的加入量用于貴金屬氧化釕、銠、鈀的測定,另外采用氫氧化鉀
熔樣方式,利用內(nèi)標(biāo)法測硼,本標(biāo)準(zhǔn)前處理方式參考了標(biāo)準(zhǔn)GB/T1549-2008《纖維玻璃化學(xué)
分析方法》和T/CBMF99-2021。在熔鑄玻璃片進(jìn)行XRF分析時(shí),參考了標(biāo)準(zhǔn)GB/T3044-2020
《白剛玉鉻剛玉化學(xué)分析方法》采用10:1的稀釋比可以很好的降低基體效應(yīng)和礦物效應(yīng)。
3.1.2分析譜線的確定
采用XRF熒光光譜法測定試樣,選擇強(qiáng)度大、干擾低、背景低的特征譜線作為分析線。
采用感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-OES)、電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS),
每個(gè)待測元素選擇2~3條靈敏線,用樣品溶液進(jìn)行掃描,根據(jù)掃描的形狀、峰值與基線的
情況比較,選取譜線明顯,無重疊,免光譜干擾的譜線作為各元素的分析線.
3.1.3基體干擾的消除
采用XRF熒光光譜法測定試樣,試樣中待測元素的原子受輻射后產(chǎn)生的X射線熒光強(qiáng)
度值與元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)及原級光譜的質(zhì)量吸收系數(shù)有關(guān)。某元素特征譜線被基體中另一元
5
素光電吸收,會(huì)產(chǎn)生基體效應(yīng)??赏ㄟ^基本參數(shù)法、影響系數(shù)法或兩者相結(jié)合的方法(即
經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法)進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算處理后消除這種紅基體效應(yīng)。
采用感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-OES)、電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)
消除基體干擾有效的方法之一是保持試液與標(biāo)準(zhǔn)溶液具有大致相同的基體,因此在配制標(biāo)
準(zhǔn)溶液時(shí)需進(jìn)行基體匹配,過氧化鈉堿熔標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%過氧化鈉和質(zhì)量分
數(shù)為10%的酸基體;氫氧化鉀堿熔標(biāo)準(zhǔn)溶液加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.2%氫氧化鉀和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%
的酸基體。此外考慮到樣品中硼元素含量高,引入了內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行硼元素的測試,在一定程
度上消除了進(jìn)樣量、儀器不穩(wěn)定等微弱變化引起的誤差,可以有效地補(bǔ)償基體溶液引起的
非光譜干擾,校正一些物理因素對分析結(jié)果的影響。
3.2主要驗(yàn)證試驗(yàn)情況分析
驗(yàn)證試驗(yàn)情況見驗(yàn)證試驗(yàn)報(bào)告,見附錄A、B、C、D。
4.標(biāo)準(zhǔn)涉及專利的情況
本標(biāo)準(zhǔn)中未涉及到專利及其它知識產(chǎn)權(quán)問題。
5.推廣應(yīng)用論證和預(yù)期達(dá)到的經(jīng)濟(jì)效果
作為一個(gè)先進(jìn)的測試方法,如果將其應(yīng)用于高放廢液玻璃固化體的化學(xué)成分分析中,
可以極大地提高分析工作者的工作效率,并保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性,同時(shí)將促進(jìn)高放廢液
玻璃固化體化學(xué)分析領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步。
(一)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、產(chǎn)業(yè)規(guī)模、推廣應(yīng)用、工程應(yīng)用情況、預(yù)期達(dá)到的經(jīng)濟(jì)、
社會(huì)效益;
隨著核能的快速發(fā)展,高放廢液如何有效處置將會(huì)成為核能可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。高放
廢液玻璃固化是目前世界上公認(rèn)的處理高放廢液的首選方案,也是國際上唯一實(shí)現(xiàn)工程化
應(yīng)用的處理方法,因此相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)配套顯得尤為重要。本標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施將填補(bǔ)高放廢液玻璃
固化體化學(xué)成分分析相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的空白,具有可操作性,將促進(jìn)高放廢液玻璃固化領(lǐng)域規(guī)范、
高質(zhì)量發(fā)展。通過對高放廢液玻璃固化體化學(xué)成分的分析,可優(yōu)化玻璃固化體的配方及工
藝,保障其具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、輻照穩(wěn)定性等。從而為我國核工業(yè)安全綠
6
色發(fā)展帶來不可估量的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
(二)本標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)的技術(shù)先進(jìn)性以及本標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布對行業(yè)及社會(huì)發(fā)展的促進(jìn)作用,即
與“宜業(yè)尚品造福人類”的相關(guān)性。
目前,如果采用傳統(tǒng)的化學(xué)分析方法進(jìn)行測試,存在分析過程繁瑣,耗費(fèi)時(shí)間長等問
題,不適用于對時(shí)效性有要求的玻璃固化體的生產(chǎn)控制及應(yīng)用。國內(nèi)外涉及高放廢液玻璃
固化體化學(xué)組成的標(biāo)準(zhǔn)EJ1186-2005《放射性廢物體和廢物包的特性鑒定》,該方法雖然提
到了高放廢液玻璃固化體化學(xué)組成的分析可采用破壞性分析法或非破壞性分析法,但是僅
有兩種分析法的簡單流程和列舉了常用的分析技術(shù),方法不具體,不完善,沒有針對不同
化學(xué)元素詳細(xì)的前處理方式及測試條件的描述,不具有可操作性,標(biāo)準(zhǔn)ASTMC1463-19《化
學(xué)和放射化學(xué)分析用溶解含有放射性和混合廢物的玻璃的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施規(guī)程》其中涵蓋了一些
濕法的前處理方式,以及提到了電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜(ICP-AES)、電感耦合等
離子體質(zhì)譜(ICP-MS)、原子吸收光譜(AAS)等,并未對具體的化學(xué)成分提出有針對的
前處理方法和檢測方法。為了更好的對高放廢液玻璃固化體化學(xué)成分進(jìn)行準(zhǔn)確的測定,本
標(biāo)準(zhǔn)針對玻璃固化體及其原材料化學(xué)成分復(fù)雜、含量多變性等特點(diǎn),充分發(fā)揮XRF、ICP-AES、
ICP-MS、ICS多種測試方法的優(yōu)勢,有效結(jié)合,同時(shí)優(yōu)化了前處理方法,建立了模擬高放
廢液玻璃固化體化學(xué)全成分快速分析方法。
本標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施將填補(bǔ)我國高放廢液玻璃固化體相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的空白,可以促進(jìn)我國在高放
廢液玻璃固化體化學(xué)成分檢測水平的提高,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。在國家大力推行核能發(fā)
展的背景下,該標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行將為高放廢液玻璃固化體的化學(xué)成分提供全成分快速的分析,
為指導(dǎo)產(chǎn)品配方的優(yōu)化保駕護(hù)航,為核工業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展提供了有力支持。
6.采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的情況
該標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目未查詢到相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)或國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)。
因尚未有適用的可采標(biāo)的國際標(biāo)準(zhǔn),因此本標(biāo)準(zhǔn)未采標(biāo)。
7.與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),特別是強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性
本標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)行法律、法規(guī)、規(guī)章不矛盾。所申報(bào)的標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)及制定中的標(biāo)準(zhǔn)均
無沖突及重復(fù),與現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)是相互支撐的關(guān)系,總體是對現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)體系有效補(bǔ)充和完善。
7
本方法與國內(nèi)外現(xiàn)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)方法的對比見附表1。
表1本方法與國內(nèi)外現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)方法比對
國內(nèi)國外本方法先進(jìn)性
ASTM
GB/TGB/TDIN
項(xiàng)目EJC1463-
1549-28209-20251086-2(——
1186-200519
200832004)
適用于核設(shè)適用于
施運(yùn)行、退陶瓷、玻溶解可
高放廢液
役和其他核硼硅酸鹽璃和釉能含有
適用范圍纖維玻璃玻璃固化
活動(dòng)產(chǎn)生的玻璃瓷材料核廢料
體
放射性廢物的試樣的玻璃改變了目
體和廢物包樣品前我國高
分光光度放廢液玻
分光光度ICP-A
法、滴定XRF、璃固化體
ICP-AES、法、滴定ES、
標(biāo)準(zhǔn)中涉及法、AASICP-AEICP-AES、全成分檢
ICS、AAS、法、AASICP-M
的檢測方法法、SICP-MS、測方法選
XRF等法、ICP-S、
ICP-AES、ICS擇困難,
AES等AAS
XRF等元素覆蓋
標(biāo)準(zhǔn)中涉及率低的現(xiàn)
未明確261836未明確57
的元素個(gè)數(shù)狀。
XRF法檢達(dá)到了國
測的元素個(gè)未明確0180未明確28際先進(jìn)水
數(shù)平。
ICP-AES法
檢測的元素未明確191836未明確49
個(gè)數(shù)
ICP-MS法
檢測的元素未明確000未明確2
個(gè)數(shù)
ICS法檢測
未明確000未明確3
的元素個(gè)數(shù)
8.重大分歧意見的處理過程和依據(jù)
無重大分歧意見。
9.標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì)的建議說明
8
建議本標(biāo)準(zhǔn)為推薦性標(biāo)準(zhǔn)。
10.貫徹本標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施建議
建議本標(biāo)準(zhǔn)在2024年實(shí)施。需要時(shí),應(yīng)由標(biāo)準(zhǔn)主編單位進(jìn)行培訓(xùn)。
11.廢止現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建議
未涉及廢止標(biāo)準(zhǔn)。
12.其他應(yīng)說明的事項(xiàng)
無其它應(yīng)予說明的事項(xiàng)。
9
附錄A:ICP-AES法測定高放廢液玻璃固化體中的多元素分析方法驗(yàn)證試驗(yàn)報(bào)告
1、方法線性范圍
按照標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方法,配制系列標(biāo)準(zhǔn)溶液,將系列標(biāo)準(zhǔn)溶液引入電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀,檢測各元素分析譜線的強(qiáng)度。
以各元素分析譜線強(qiáng)度為因變量,以元素濃度為自變量繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,求標(biāo)準(zhǔn)曲線方程和線性相關(guān)系數(shù)(R2)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果分析
見附表A.1、A.2、A.3。
附表A.1氫氧化鉀熔法的線性范圍
系列標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度/(mg/L)
元素00.51102550100標(biāo)準(zhǔn)曲線R2
測定強(qiáng)度
B360.161007.82015.92021656000101854209516y=2086.9x+251.380.9994
附表A.2酸溶法的線性范圍
系列標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度/(mg/L)
元素00.10.5151020標(biāo)準(zhǔn)曲線R2
測定強(qiáng)度
Ge2.8097.82464.33927.484624924518142y=919.5x+3.60.9999
Eu144.01708434760693073397716679091270129y=67611.2x+259.30.9996
10
Sm42.55535.1924884925242104798391632y=4788.1x+97.80.9997
Mo14.89104761901038751506102138202147y=10279.1x+33.10.9999
Te24.35222.7510062075104402107342169y=2092.4x+12.80.9999
Ag275.413640.3617130.4832770.28158141.20317713.58638597.18y=32664.9x+79.90.9999
附表A.3堿熔法的線性范圍
元素系列標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度/(mg/L)標(biāo)準(zhǔn)曲線
00.515102550R2
測定強(qiáng)度
Ru9.046141085.55603.310823.92803557660y=1150.4x+204.330.9997
Rh21.53314.51607.63311.86665.715325.130123.51y=601.62x+188.840.9995
Pd22.71463.82891.34268.128923.521316.841329.36y=828.02x+207.330.9996
通過附表A.1~附表A.3所見,所有元素的R2均在0.999以上,該方法具有良好的線性。
2、方法檢出限(MDL)和定量限(MQL)
按照標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方法,分別制備酸溶和堿熔的試劑空白溶液。分別以酸溶和堿熔試劑空白溶液為試樣,在分析條件下,連續(xù)進(jìn)樣
10次,測定其強(qiáng)度值,并計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差SD、方法檢出限、方法定量限,試驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果分析見附表A.4、附表A.5、附表A.6。
11
附表A.4氫氧化鉀熔方法檢出限(MDL)和定量限(MQL)單位:mg/L
氧化物12345678910SDMDLMQL
B2O3221.92206.25205.44199.33189.51186.73187.9178.69182.42179.0813.380.0690.23
注:方法檢出限MDL=3×SD/k(mg/L),方法定量限MQL=10×SD/k(mg/L),k為標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率。
附表A.5酸溶方法檢出限(MDL)和定量限(MQL)單位:mg/L
氧化物12345678910SDMDLMQL
Ag2O268.43291.57257.68269.57289.41284.64298.14242.63275.71278.7416.800.00170.0055
Eu2O3166.53161.08141.86146.51150.40157.07143.23163.79134.23148.1910.520.000540.0018
GeO25.393.168.3415.394.0713.689.783.807.523.334.380.0210.069
MoO315.5819.9220.1322.0419.2312.6818.9015.3617.368.724.000.00180.0058
Sm2O348.3238.6338.4841.1649.3945.9752.3146.5240.5642.734.790.00350.012
TeO233.7635.1135.5936.9028.7230.1636.2834.4934.5735.742.660.00480.016
注:方法檢出限MDL=3×SD/k(mg/L),方法定量限MQL=10×SD/k(mg/L),k為標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率。
附表A.6堿熔方法檢出限(MDL)和定量限(MQL)
氧化物12345678910SDMDLMQL
Ru10.2510.815.417.7210.237.849.046.267.517.321.790.00470.016
Rh23.6221.820.2819.7614.1820.589.5215.4516.2716.64.200.0210.070
Pd21.0817.7311.0411.0722.4624.6811.3219.4921.8316.645.090.0180.061
3、方法精密度
12
按照標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方法,對試樣進(jìn)行九次稱量(三個(gè)不同質(zhì)量分別稱量三個(gè)),消解,酸浸提,定容。在分析條件下,對溶液進(jìn)行
連續(xù)測定,由標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算各組分的百分含量,并計(jì)算相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD。試驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果分析見附表A.7、附表A.8、附表A.9。
附表A.7氫氧化鉀堿熔方法精密度
樣品質(zhì)量m/(g)
0.10120.11270.10680.15670.15380.15790.20080.20340.2037
相對標(biāo)準(zhǔn)偏
氧化物定容體積V(mL)
差RSD/%
250250250250250250250250250
測定含量(%)
B2O37.827.847.817.827.837.827.837.847.80.17
附表A.8酸溶方法精密度
樣品質(zhì)量m/(g)
0.12060.12080.12160.20210.21690.20720.29010.29390.2934
相對標(biāo)準(zhǔn)偏
氧化物定容體積V(mL)
差RSD/%
100100100100100100100100100
測定含量(%)
Ag2O0.0320.0310.0340.0320.0320.0310.0320.0340.0313.43
Eu2O30.0640.0620.0650.0630.0640.0630.0650.0630.0641.52
GeO20.980.991.010.980.991.021.010.990.981.44
MoO32.382.342.372.312.392.292.382.372.341.43
Sm2O30.640.620.630.630.640.630.650.640.621.52
TeO20.230.220.240.240.220.240.220.240.233.79
13
附表A.9堿熔方法精密度
樣品質(zhì)量m/(g)
0.10230.10140.10660.15330.15160.15470.20190.20220.2003
相對標(biāo)準(zhǔn)偏
氧化物定容體積V(mL)
差RSD/%
250250250250250250250250250
測定含量(%)
RuO20.920.940.960.950.930.920.930.920.951.61
Rh2O30.110.120.120.120.120.120.110.110.124.29
PdO0.200.210.220.190.200.210.200.200.224.93
通過附表A.7~附表A.9所見,在重復(fù)性條件下所有元素的精密度——相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)均小于5%,該方法可滿足實(shí)驗(yàn)要求。
4、方法準(zhǔn)確度
按照標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方法,準(zhǔn)確稱取相同質(zhì)量的試樣7份,并加入已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液,消解,酸浸提,定容。在分析條件下,對溶
液進(jìn)行連續(xù)測定,由標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算各組分的濃度含量,并計(jì)算回收率。試驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果分析見附表A.10、附表A.11、附表A.12。
附表A.10氫氧化鉀熔樣方法準(zhǔn)確度
元素本底值(mg/L)標(biāo)準(zhǔn)加入量(mg/L)試驗(yàn)值(mg/L)試驗(yàn)平均值(%)回收率(%)
B-139.082563.9564.0163.8863.9599.47
B-239.085089.3589.2689.1989.27100.37
附表A.11酸溶方法準(zhǔn)確度
元素本底值(mg/L)標(biāo)準(zhǔn)加入量(mg/L)試驗(yàn)值(mg/L)試驗(yàn)平均值(%)回收率(%)
14
元素本底值(mg/L)標(biāo)準(zhǔn)加入量(mg/L)試驗(yàn)值(mg/L)試驗(yàn)平均值(%)回收率(%)
Ag-14.202.56.676.696.786.71100.32
Ag-24.2059.089.229.249.1899.52
Eu-10.690.51.181.161.171.1797.10
Eu-20.6911.671.651.661.6695.65
Ge-110.25515.5115.4915.4215.47102.18
Ge-210.251020.6820.6420.6620.66104.00
Mo-125.69530.3230.3430.3930.3598.68
Mo-225.691035.3435.3835.3735.3698.73
Sm-16.9728.788.798.838.8097.56
Sm-26.97512.1512.1912.1712.17102.87
Te-12.4913.423.443.413.4297.32
Te-22.4924.414.454.444.4397.72
附表A.12堿熔方法準(zhǔn)確度
試驗(yàn)平均值
元素本底值(mg/L)標(biāo)準(zhǔn)加入量(mg/L)試驗(yàn)值(mg/L)回收率(%)
(mg/L)
Ru-13.6858.598.638.778.6699.67
Ru-23.681013.7813.6413.3913.6099.23
Rh-10.480.50.981.010.990.99102.67
Rh-20.4811.451.461.421.4496.33
Pd-10.820.51.231.341.411.33101.33
Pd-20.8211.791.731.821.7896.00
通過附表A.10~附表A.12所見,所有元素的加標(biāo)回收率在95%~105%,該方法的準(zhǔn)確度可滿足實(shí)驗(yàn)要求。
15
附錄B:ICP-MS法測定高放廢液玻璃固化體中Cs2O和Rb2O分析方法驗(yàn)證試驗(yàn)報(bào)告
1、方法線性范圍
按照本研究的試驗(yàn)方法,配制系列標(biāo)準(zhǔn)溶液,將系列標(biāo)準(zhǔn)溶液引入電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀,檢測各元素分析譜線的強(qiáng)
度。以各元素分析譜線強(qiáng)度為因變量,以元素濃度為自變量繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,求標(biāo)準(zhǔn)曲線方程和線性相關(guān)系數(shù)(R2)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果
分析見附表B.1。
附表B.1方法線性范圍
系列標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度/(μg/L)
元素110501002005001000標(biāo)準(zhǔn)曲線R2
測定強(qiáng)度
Rb3,03028,135149,550300,615610,1081,488,3642,884,279y=2895.9x+8568.50.9997
Cs12,256124,045623,0211,271,2562,640,6836,624,50112,933,912y=12996x+2849.20.9998
2、方法檢出限(MDL)和定量限(MQL)
按照本研究的試驗(yàn)方法,制備試劑空白溶液。以試劑空白溶液為試樣,在分析條件下,連續(xù)進(jìn)樣10次,測定其強(qiáng)度值,并計(jì)算標(biāo)
準(zhǔn)偏差SD、方法檢出限、方法定量限,試驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果分析見附表B.2。
附表B.2方法檢出限(MDL)和定量限(MQL)單位:μg/L
16
元素12345678910SDMDLMQL
Rb6343574750237340634013.790.0140.048
Cs1931071138773877757776736.800.00850.028
注:方法檢出限MDL=3×SD/k(mg/L),方法定量限MQL=10×SD/k(mg/L),k為標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率。
3、方法精密度
按照本研究的試驗(yàn)方法,對試樣進(jìn)行九次稱量(三個(gè)不同質(zhì)量分別稱量三個(gè)),消解,酸浸提,定容。在分析條件下,對溶液進(jìn)
行連續(xù)測定,由標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算各組分的百分含量,并計(jì)算相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD。試驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果分析見附表B.3。
附表B.3方法精密度
樣品質(zhì)量m/(g)
0.10410.10380.10240.15050.15230.15150.20190.20110.2014
相對標(biāo)準(zhǔn)偏
元素定容體積V(mL)
差RSD/%
100100100100100100100100100
測定含量(%)
Rb0.0100.0100.0110.0100.0100.0100.0100.0110.0104.31
Cs0.00200.00210.00200.00200.00200.00210.00200.00200.00202.18
由附表B.3數(shù)據(jù)可以看出,所有元素的精密度——相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)均小于5%,該方法可滿足分析要求。
4、方法準(zhǔn)確度
17
按照本研究的試驗(yàn)方法,準(zhǔn)確稱取相同質(zhì)量的試樣3份,并加入已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液,消解,酸浸提,定容。在分析條件下,對
溶液進(jìn)行連續(xù)測定,由標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算各組分的濃度含量,并計(jì)算回收率。試驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果分析見附表B.4。
附表B.4方法準(zhǔn)確度
試驗(yàn)平均值
元素本底值(mg/L)標(biāo)準(zhǔn)加入量(mg/L)試驗(yàn)值(mg/L)回收率(%)
(mg/L)
Rb3.8558.678.698.788.7197.23
Cs3.9559.089.229.249.18104.60
通過附表B.4所見,所有元素的加標(biāo)回收率在95%~105%,該方法的準(zhǔn)確度可滿足實(shí)驗(yàn)要求。
6、總結(jié)
本方法各元素線性相關(guān)系數(shù)大于0.999,方法精密度的RSD均小于5%,加標(biāo)回收率在95%~105%之間。
18
附錄C:離子色譜法(ICS)測定高放廢液玻璃固化體中的F-、Cl-的方法驗(yàn)證報(bào)告
1、方法線性范圍
按照本研究的試驗(yàn)方法,配制系列標(biāo)準(zhǔn)溶液,將系列標(biāo)準(zhǔn)溶液引入離子色譜儀,檢測各元素的峰面積。以各元素峰面積為因變量,
以元素濃度為自變量繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,求標(biāo)準(zhǔn)曲線方程和線性相關(guān)系數(shù)(R2)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果分析見附表C.1。
附表C.1方法線性范圍
系列標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度/(mg/L)
成分0.115102550100標(biāo)準(zhǔn)曲線R2
峰面積
F-0.09451.10284.45108.949720.314736.982259.8172y=-0.0028x2+0.8777x+0.1830.9999
Cl-0.07180.62393.11456.340916.271132.838366.1139y=0.6618x-0.15680.9999
通過附表C.1可見,所有元素的R2均在0.999以上,該方法具有良好的線性。
2、方法檢出限(MDL)和定量限(MQL)
選擇標(biāo)準(zhǔn)曲線最低濃度c的標(biāo)準(zhǔn)溶液,在選定的條件下進(jìn)樣6次分別計(jì)算其噪聲S和被測離子的峰高H,以3倍信噪比的峰高對
應(yīng)的濃度為檢出限(MDL),10倍信噪比的峰高對應(yīng)的濃度為定量限(MQL),試驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果分析見附表C.2。
附表C.2方法檢出限(MDL)和定量限(MQL)單位:mg/L
被測離子的峰高H
成分
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