CN101078688A - 一种磷铁中磷和锰的测定方法 - Google Patents
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Abstract
一种磷铁中磷和锰的连续测定方法,包括样品的分解、酸度的选择、显色剂用量的选择、显色时间及温度的选择、干扰离子的消除等要求及仪器操作条件的要求。使用本发明可以准确、快速的测定出磷铁中磷和锰的含量,适用于全国所有的磷铁生产厂家和钢铁企业、商检部门及科研机构进行磷和锰的分析,以满足磷铁的日常检验要求,为磷铁的生产和应用提供技术支持。
Description
技术领域
一种磷铁中磷和锰的测定方法,涉及一种钢铁材料成份的分析检测方法,特别是磷铁中磷和锰含量的测定方法。
背景技术
磷铁用于冶金中的合金添加剂和脱氧剂,广泛用于轧辊、汽车缸套、发动机滚轴及大型铸造件以增加机械部件抗腐蚀性和耐磨性。铸造生产中使用磷铁可增加铁水流动性,提高铸件耐磨性。目前对磷铁中磷、锰的分析没有专门的分析标准,在分析检测磷铁样品时只能参照YB/T576-1965或者GB/T223-1988,上述标准中对磷的测定和锰的测定需要分别溶解样品,采用的方法手续较烦琐,花费时间也长,已经无法满足生产企业和用户对磷铁分析检测的要求,因此在产品生产质量控制和产品销售过程中需要一种快速准确的分析技术和方法,而且不需要较大的资金投入。
发明内容
本发明的目的就是针对性上述已有技术存在的不足,提供一种分析手续简单、资金投入少、快速准确的磷铁中磷和锰的测定方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种磷铁中磷和锰的测定方法,其特征在于包括样品的分解、酸度的选择、显色剂用量的选择、显色时间及温度的选择、干扰离子的消除步骤;其特征在于具体地包括:
(1)配制的试剂:
a.硝酸ρ1.40g/mL;
b.硝酸(1+1);
c.氢氟酸ρ1.14g/mL;
d.高氯酸ρ1.67g/mL;
e.硫酸(1+1);
f.磷酸(1+1);
g.高碘酸钾溶液50g/L:
称取25高碘酸钾置于1000mL烧杯中,加入200mL水、100mL硝酸,加热煮沸至完全溶解,冷却至室温,用水稀释至500mL;
h.无还原剂水:于1000水中加入10mL硫酸(1+1),加入少量的高碘酸钾,加热煮沸,冷却备用;
i.EDTA溶液(50g/L);
j.钒钼酸铵显色剂:将A液(10g钼酸铵溶于100mL水中,加热溶解,冷却)徐徐倾入B液(1g钒酸铵溶于97mL热水中,加3mL硝酸),边加入边搅拌均匀;
k.铁基体溶液:称取0.2500纯铁粉于250mL烧杯中,加入30mL硝酸(1+1)、10mL过硫酸铵溶液(150g/L),微热溶解后,煮沸2min,冷却至室温,移入100mL容量瓶中,定容摇匀;
l.所使用的仪器是紫外可见分光光度计。
(2)使用样品应经圆锥四分法缩分,加工成试样筛分;粒度小于0.074mm;
(3)样品的分解过程是:称取0.2500g试样置于铂皿中,加入7~8mL硝酸,逐滴加入氢氟酸使试样完全溶解,加入3mL高氯酸,加热蒸发近干,稍冷,加入10mL硝酸(1+1)、约20mL水,加热溶解盐类,移入100mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀;
(4)样品的测定过程是:
a.磷的测定:移取5.00mL试液于100mL容量瓶中,加入13mL硝酸(1+1)、12mL钒钼酸铵溶液,以水稀释至刻度,混匀。在室温(15℃以上)放置30min。用1cm比色皿,以水为参比,于分光光度计470nm处测其吸光度,在工作曲线上查得磷的质量,计算其含量;
b.锰的测定:移取20.00mL试液于250mL烧杯中,加入10mL磷酸(1+1),10mL硫酸(1+1),10mL高碘酸钾溶液(50g/L),摇匀,加热煮沸至溶液呈红色,冷却至室温。将溶液移入预先用无还原剂水冲洗过的100mL容量瓶中,用无还原剂水稀释至刻度,摇匀。用1cm比色皿,以水为参比,于分光光度计525nm处测其吸光度;在工作曲线查得锰的质量,计算其含量。
本发明的方法,操作简单、快速、准确、消耗试剂少。磷的测定范围在8.0%~40.0%,锰的测定范围在0.10%~2.0%,其分析精确度和准确度完全可满足磷铁的日常检验要求,取得了很好的结果。
具体实施方式
一种磷铁中磷和锰的测定方法,包括样品的分解、酸度的选择、显色剂用量的选择、显色时间及温度的选择、干扰离子的消除步骤。
本发明中所需要的试剂有:1、硝酸(ρ1.40g/mL);2、硝酸(1+1);3、氢氟酸(ρ1.14g/mL);4、高氯酸(ρ1.67g/mL);5、硫酸(1+1);6、磷酸(1+1);7、高碘酸钾溶液(50g/L):称取25高碘酸钾置于1000mL烧杯中,加入200mL水、100mL硝酸,加热煮沸至完全溶解,冷却至室温,用水稀释至500mL;8、无还原剂水:于1000水中加入10mL硫酸(1+1),加入少量的高碘酸钾,加热煮沸,冷却备用;9、EDTA溶液(50g/L);10、钒钼酸铵显色剂:将A液(10g钼酸铵溶于100mL水中,加热溶解,冷却)徐徐倾入B液(1g钒酸铵溶于97mL热水中,加3mL硝酸),边加入边搅拌均匀;11、铁基体溶液:称取0.2500纯铁粉于250mL烧杯中,加入30mL硝酸(1+1)、10mL过硫酸铵溶液(150g/L),微热溶解后,煮沸2min,冷却至室温,移入100mL容量瓶中,定容摇匀;
所使用的仪器是紫外可见分光光度计。对磷铁样品的制取要求:本发明中所使用的样品经圆锥四分法缩分,使其具有充分的代表性。试样应通过200目筛。样品的称取量是0.2500g。
样品的溶解过程是:称取0.2500g试样置于铂皿中,加入7~8mL硝酸,逐滴加入氢氟酸使试样完全溶解,加入3mL高氯酸,加热蒸发近干,稍冷,加入10mL硝酸(1+1)、约20mL水,加热溶解盐类,移入100mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。
样品的测定过程是:(1)磷的测定:移取5.00mL试液于100mL容量瓶中,加入13mL硝酸(1+1)、12mL钒钼酸铵溶液,以水稀释至刻度,混匀。在室温(15℃以上)放置30min,将试液移入1cm比色皿中,以水为参比,于分光光度计470nm处测其吸光度,以试液的吸光度减去空白溶液的吸光度后,在工作曲线上查得磷的质量,计算其含量。(2)锰的测定:移取20.00mL试液于250mL烧杯中,加入10mL磷酸(1+1),10mL硫酸(1+1),10mL高碘酸钾溶液,摇匀,加热煮沸至溶液呈红色后,再煮沸5min,取下,冷却至室温。将溶液移入预先用无还原剂水冲洗过的100mL容量瓶中,用无还原剂水稀释至刻度,摇匀。将试液移入1cm比色皿中,以水为参比,于分光光度计525nm处测其吸光度。在工作曲线查得锰的质量,计算其含量。
结合应用实例对本发明作进一步说明如下:
实施例1
取国内某厂生产的磷铁产品(A)进行取样,将经过圆锥四分法缩分后的样品,加工后使试样全部通过200目筛。
称取0.2500g试样置于铂皿中,加入7~8mL硝酸,逐滴加入氢氟酸使试样完全溶解,加入3mL高氯酸,加热蒸发近干,稍冷,加入10mL硝酸(1+1)、约20mL水,加热溶解盐类,移入100mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。
磷的测定:移取5.00mL试液于100mL容量瓶中,加入13mL硝酸(1+1)、12mL钒钼酸铵溶液,以水稀释至刻度,混匀。在室温(15℃以上)放置30min。将部分试液分别移入1cm比色皿中,以水为参比,于分光光度计470nm处测其吸光度,以试液的吸光度减去空白溶液的吸光度后,在工作曲线上查得磷的质量,计算其含量。随同试样做空白试验。
锰的测定:移取20.00mL试液于250mL烧杯中,加入10mL磷酸(1+1),10mL硫酸(1+1),10mL高碘酸钾溶液,摇匀,加热煮沸至溶液呈红色后,再煮沸5min,取下,冷却至室温。将溶液移入预先用无还原剂水冲洗过的100mL容量瓶中,用无还原剂水稀释至刻度,摇匀。将试液移入1cm比色皿中,以水为参比,于分光光度计525nm处测其吸光度。在工作曲线查得锰的质量,计算其含量。随同试样做空白试验。
从称取样品至测定结束共用时4小时,7次测定样品中磷含量的平均值是19.77%,标准偏差0.058%;7次测定样品中锰含量的平均值是0.89%,标准偏差0.011%。
实施例2
取国内某厂生产的磷铁产品(B)进行取样,将经过圆锥四分法缩分后的样品,加工后使试样全部通过200目筛。
称取0.2500g试样置于铂皿中,加入7~8mL硝酸,逐滴加入氢氟酸使试样完全溶解,加入3mL高氯酸,加热蒸发近干,稍冷,加入10mL硝酸(1+1)、约20mL水,加热溶解盐类,移入100mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。
磷的测定:移取5.00mL试液于100mL容量瓶中,加入13mL硝酸(1+1)、12mL钒钼酸铵溶液,以水稀释至刻度,混匀。在室温(15℃以上)放置30min。将部分试液分别移入1cm比色皿中,以水为参比,于分光光度计470nm处测其吸光度,以试液的吸光度减去空白溶液的吸光度后,在工作曲线上查得磷的质量,计算其含量。随同试样做空白试验。
锰的测定:移取20.00mL试液于250mL烧杯中,加入10mL磷酸(1+1),10mL硫酸(1+1),10mL高碘酸钾溶液,摇匀,加热煮沸至溶液呈红色后,再煮沸5min,取下,冷却至室温。将溶液移入预先用无还原剂水冲洗过的100mL容量瓶中,用无还原剂水稀释至刻度,摇匀。将试液移入1cm比色皿中,以水为参比,于分光光度计525nm处测其吸光度。在工作曲线查得锰的质量,计算其含量。随同试样做空白试验。
从称取样品至测定结束共用时4小时,7次测定样品中磷含量的平均值是17.56%,标准偏差0.055%;7次测定样品中锰含量的平均值是0.12%,标准偏差0.0076%。
实施例3
取国内某厂生产的磷铁产品(B)进行取样,将经过圆锥四分法缩分后的样品,加工后使试样全部通过200目筛。
称取0.2500g试样置于铂皿中,加入7~8mL硝酸,逐滴加入氢氟酸使试样完全溶解,加入3mL高氯酸,加热蒸发近干,稍冷,加入10mL硝酸(1+1)、约20mL水,加热溶解盐类,移入100mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。
进行测量磷的酸度试验,对样品只改变硝酸(1+1)的加入量,进行试验,结果如表1所示。
表1
硝酸(1+1)/mL | 2.0 | 5.0 | 10.0 | 13.0 | 15.0 | 20.0 |
吸光度A | 0.471 | 0.447 | 0.442 | 0.438 | 0.438 | 0.418 |
从表1看出:在1mol/L硝酸介质中磷钒钼黄显色稳定。在试验过程中当加入2mL(1+1)硝酸时,显色液有混浊现象。选择加入13mL硝酸(1+1)。
测量锰的酸度试验,试验条件下,在酸度允许范围内,加入磷酸对试验有利。加入不同的磷酸(1+1)量来进行最佳用量选择,结果如表2。
表2
磷酸(1+1)/mL | 5.0 | 8.0 | 10.0 | 13.0 | 15.0 |
吸光度A | 0.285 | 0.292 | 0.300 | 0.296 | 0.279 |
从表2看出:锰显色最适宜酸度为5mol/L~7mol/L,加入10mL磷酸(1+1),溶液显色最完全,选择加10mL磷酸(1+1)。
实施例4
使用和实施例3相同的样品。
称取0.2500g试样置于铂皿中,加入7~8mL硝酸,逐滴加入氢氟酸使试样完全溶解,加入3mL高氯酸,加热蒸发近干,稍冷,加入10mL硝酸(1+1)、约20mL水,加热溶解盐类,移入100mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。
进行显色剂用量试验。
磷显色剂用量试验:对试样只改变钒钼酸铵溶液的用量,结果如表3。
表3
钒钼酸铵/mL | 5.0 | 10.0 | 11.0 | 12.0 | 13.0 | 17.0 | 20.0 |
吸光度A | 0.043 | 0.425 | 0.434 | 0.438 | 0.459 | 0.44 | 0.469 |
从表3看出:显色剂用量为12mL钒钼酸铵溶液时显色达到最佳,过量时,钒钼酸铵溶液自身的颜色将影响了试液的显色。选择加入12mL钒钼酸铵溶液
锰显色剂用量试验:加入10mL高碘酸钾(50g/L)溶液,即可把Mn(II)氧化成高锰酸。
实施例5
使用和实施例3相同的样品。
称取0.2500g试样置于铂皿中,加入7~8mL硝酸,逐滴加入氢氟酸使试样完全溶解,加入3mL高氯酸,加热蒸发近干,稍冷,加入10mL硝酸(1+1)、约20mL水,加热溶解盐类,移入100mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。
进行显色时间及温度的选择。
时间及温度对磷显色的影响:温度对显色速度有影响,在25℃以上,5min可完全显色,15℃时需放置30min才能完全显色,如果在15℃以下,要稳定需2h才能稳定。
时间及温度对锰显色影响:锰加热煮沸3min~5min,保温10min,即可显色完全,冷却后应立即比色测定。
实施例6
使用和实施例1和例2相同的样品。
称取0.2500g试样置于铂皿中,加入7~8mL硝酸,逐滴加入氢氟酸使试样完全溶解,加入3mL高氯酸,加热蒸发近干,稍冷,加入10mL硝酸(1+1)、约20mL水,加热溶解盐类,移入100mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。加标回收结果见表4。
表4
编号 | 磷加入量(ug) | 回收率(%) | 锰加入量(ug) | 回收率(%) |
A | 500 | 99.6 | 100 | 101.2 |
B | 500 | 98.9 | 50 | 98.8 |
由回收试验可以看出,本发明方法的准确度较高。
Claims (1)
1.一种磷铁中磷和锰的测定方法,其特征在于包括样品的分解、酸度的选择、显色剂用量的选择、显色时间及温度的选择、干扰离子的消除步骤;其特征在于具体地包括:
(1)配制的试剂:
a.硝酸ρ1.40g/mL;
b.硝酸(1+1);
c.氢氟酸ρ1.14g/mL;
d.高氯酸ρ1.67g/mL;
e.硫酸(1+1);
f.磷酸(1+1);
g.高碘酸钾溶液50g/L:
称取25高碘酸钾置于1000mL烧杯中,加入200mL水、100mL硝酸,加热煮沸至完全溶解,冷却至室温,用水稀释至500mL;
h.无还原剂水:于1000水中加入10mL硫酸(1+1),加入少量的高碘酸钾,加热煮沸,冷却备用;
i.EDTA溶液(50g/L);
j.钒钼酸铵显色剂:将A液(10g钼酸铵溶于100mL水中,加热溶解,冷却)徐徐倾入B液(1g钒酸铵溶于97mL热水中,加3mL硝酸),边加入边搅拌均匀;
k.铁基体溶液:称取0.2500纯铁粉于250mL烧杯中,加入30mL硝酸(1+1)、10mL过硫酸铵溶液(150g/L),微热溶解后,煮沸2min,冷却至室温,移入100mL容量瓶中,定容摇匀;
l.所使用的仪器是紫外可见分光光度计;
(2)使用样品应经圆锥四分法缩分,加工成试样筛分;粒度小于0.074mm;
(3)样品的分解过程是:称取0.2500g试样置于铂皿中,加入7~8mL硝酸,逐滴加入氢氟酸使试样完全溶解,加入3mL高氯酸,加热蒸发近干,稍冷,加入10mL硝酸(1+1)、约20mL水,加热溶解盐类,移入100mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀;
(4)样品的测定过程是:
a.磷的测定:移取5.00mL试液于100mL容量瓶中,加入13mL硝酸(1+1)、12mL钒钼酸铵溶液,以水稀释至刻度,混匀。在室温(15℃以上)放置30min。用1cm比色皿,以水为参比,于分光光度计470nm处测其吸光度,在工作曲线上查得磷的质量,计算其含量;
b.锰的测定:移取20.00mL试液于250mL烧杯中,加入10mL磷酸(1+1),10mL硫酸(1+1),10mL高碘酸钾溶液(50g/L),摇匀,加热煮沸至溶液呈红色,冷却至室温。将溶液移入预先用无还原剂水冲洗过的100mL容量瓶中,用无还原剂水稀释至刻度,摇匀。用1cm比色皿,以水为参比,于分光光度计525nm处测其吸光度;在工作曲线查得锰的质量,计算其含量。
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