CN110873695B - 一种测定铌铁中磷含量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种测定铌铁中磷含量的方法，包括以下步骤：1)将硝酸、氢氟酸和试样混合，得到分解液；2)将所述分解液和高氯酸溶液、硫酸、水和酒石酸钠溶液混合，得到混合液；3)将所述混合液和抗坏血酸溶液、铋盐溶液、阿拉伯树胶溶液、硫代硫酸钠溶液、钼酸铵溶液混合后在水浴中放置，得到测试液；4)测试所述测试液的吸光度，根据吸光度数值获得试样中磷的质量含量。本发明提供的方法用硝酸‑氢氟酸分解试样，用硫酸和高氯酸的混合酸去掉硝酸和氢氟酸，加入酒石酸钠溶液络合铌，用硫代硫酸钠溶液掩蔽砷，直接测定铌铁中磷含量，操作较简便，复现性和重现性好。

Description

一种测定铌铁中磷含量的方法

技术领域

本发明涉及磷含量的检测方法技术领域，尤其涉及一种测定铌铁中磷含量的方法。

背景技术

现有技术测定铌铁中磷含量的方法为磷钼蓝光度法或铋磷钼蓝光度法，采用过氧化钠熔融分解试样，用饱和氯化钠溶液浸取，取滤液用三价铁沉淀分离，操作过程中，需要沉淀分离两次，操作步骤长，耗时长，操作繁琐。

因此，提出一种不需要沉淀分离，操作较简便且能准确测定铌铁中磷含量的检测方法成为本领域技术人员研究的热点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种测定铌铁中磷含量的方法，本发明提供的方法作较简，且能准确测定铌铁中磷含量。

本发明提供了一种测定铌铁中磷含量的方法，包括以下步骤：

1)将硝酸、氢氟酸和试样混合，得到分解液；

2)将所述分解液和硫酸、高氯酸溶液、水和酒石酸钠溶液混合，得到混合液；

3)将所述混合液和抗坏血酸溶液、铋盐溶液、阿拉伯树胶溶液、硫代硫酸钠溶液、钼酸铵溶液混合后在水浴中放置，得到测试液；

4)测量所述测试液的吸光度，根据吸光度数值获得试样中磷的质量含量。

在本发明中，所述测定铌铁中磷含量的方法，优选包括以下步骤：

A)将硝酸、氢氟酸和试样混合，得到分解液；

B)将所述分解液和高氯酸溶液混合，得到第一混合液；

C)将所述第一混合液和硫酸混合后加热，得到第二混合液；

D)将所述第二混合液和水混合后加热，得到第三混合液；

E)将所述第三混合液和酒石酸钠溶液混合，得到混合液；

F)将所述混合液和抗坏血酸溶液混合，得到第四混合液；

G)将所述第四混合液和铋盐溶液混合，得到第五混合液；

H)将所述第五混合液和阿拉伯树胶溶液、硫代硫酸钠溶液混合，得到第六混合液；

I)将所述第六混合液和钼酸铵溶液混合后在水浴中放置，得到测试液；

J)测量所述测试液的吸光度，根据吸光度数值获得试样中磷的质量含量。

在本发明中，所述铌铁中所含有的元素包括铌；所述铌铁中磷的质量含量范围优选在0.01～2％。

在本发明中，所采用的试剂的纯度优选为分析纯，所采用的水优选为蒸馏水或去离子水。

在本发明中，所述硝酸的密度优选为1.41～1.43g/mL，更优选为1.42g/mL。在本发明中，所述氢氟酸优选为氢氟酸溶液，更优选为氢氟酸水溶液；所述氢氟酸溶液的质量浓度优选为35～45％，更优选为38～42％，最优选为40％。

在本发明中，所述试样为铌铁制备的试样，所述试样的制备方法优选按照GB/T20066-2006《钢铁化学成分取样方法》的标准进行制备。

在本发明中，所述试样和硝酸、氢氟酸的用量比例优选为(0.15～0.25)g：(40～50)mL：(8～10)mL，更优选为(0.18～0.22)g：(42～48)mL：(8.5～9.5)mL，最优选为0.2g：(44～46)mL：9mL。

在本发明中，所述步骤A)中混合优选在加热的条件下进行，所述加热优选使试样完全溶解，得到分解液。

在本发明中，所述步骤B)中高氯酸溶液优选为高氯酸水溶液，所述高氯酸溶液的质量浓度优选为70～72％，更优选为71％。

在本发明中，所述试样和高氯酸溶液的用量比例优选为(0.15～0.25)g：(8～12)mL，更优选为0.2g：10mL。

在本发明中，所述步骤C)中硫酸的密度优选为1.83～1.85g/mL，更优选为1.84g/mL。

在本发明中，所述步骤C)中的加热优选加热至冒高氯酸烟，即加热温度达到高氯酸的沸点即可冒高氯酸烟；所述冒高氯酸烟的持续时间优选为30～60秒，更优选为40～50秒，最优选为45秒。在本发明中，所述步骤C)中加热完成后优选将加热后的溶液冷却至室温。

在本发明中，所述试样和硫酸的用量比例优选为(0.15～0.25)g：(15～17)mL，更优选为0.2g：16mL。

在本发明中，所述步骤D)中的加热优选加热至冒高氯酸烟，所述冒高氯酸烟的持续时间优选为30～60秒，更优选为40～50秒，最优选为45秒。

在本发明中，所述试样和水的用量比例优选为(0.15～0.25)g：(30～50)mL，更优选为(0.18～0.22)g：(35～45)mL，最优选为0.2g：40mL。

在本发明中，所述步骤E)中酒石酸钠溶液优选为酒石酸钠水溶液，所述酒石酸钠溶液的浓度优选为1.2～1.4gmol/L，更优选为1.3mol/L。

在本发明中，所述试样和酒石酸钠溶液的用量比例优选为(0.15～0.25)g：(68～69)mL，更优选为0.2g：(68～69)mL。

在本发明中，当试样中磷含量不大于0.5％时，按照上述方法获得混合液；当试样中磷含量为0.5％～1.0％时，所述步骤E)混合完成后，再加入硫酸(1+4)，和酒石酸钠溶液混合，得到混合液；所述硫酸(1+4)为硫酸水溶液，所述硫酸的密度优选为1.83～1.85g/mL，更优选为1.84g/mL，所述硫酸和水的体积比为1:4；所述试样和硫酸(1+4)的用量比例优选为(0.15～0.25)g：(3～5)mL，更优选为0.2g：4mL；所述试样和酒石酸钠溶液的用量比例优选为(0.15～0.25)g：(3～4)mL，更优选为0.2g：3.3mL；当试样中磷含量为1％～2％时，所述步骤E)混合完成后，再加入硫酸(1+4)和酒石酸钠溶液混合，得到混合液，所述试样和硫酸(1+4)的用量比例优选为(0.15～0.25)g：(5～7)mL，更优选为0.2g：6mL；所述试样和酒石酸钠溶液的用量比例优选为(0.15～0.25)g：(4～6)mL，更优选为0.2g：5mL。

在本发明中，所述步骤F)中抗坏血酸溶液优选为抗坏血酸水溶液；所述抗坏血酸溶液的浓度优选为140～160g/L，更优选为145～155g/L，最优选为150g/L。

在本发明中，所述试样和抗坏血酸溶液的用量比例优选为(0.15～0.25)g：(2～4)mL，更优选为0.2g：3mL。

在本发明中，所述步骤G)中铋盐溶液的制备方法优选包括：

将硝酸铋和高氯酸溶液混合后加热，然后冷却至室温用水稀释。

在本发明中，所述高氯酸溶液优选为高氯酸水溶液，所述高氯酸溶液的质量浓度优选为70～72％，更优选为71％。在本发明中，所述硝酸铋和高氯酸溶液的用量比例优选为50g：(450～550)mL，更优选为50g：(480～520)mL，最优选为50g：500mL。在本发明中，所述混合过程中优选进行搅拌溶解，所述加热优选加热至冒高氯酸烟。在本发明中，所述用水稀释优选稀释至1000mL。

在本发明中，所述试样和铋盐溶液的用量比例优选为(0.15～0.2)g：(1.5～2.5)mL更优选为0.2g：2mL。

在本发明中，所述步骤H)中阿拉伯树胶溶液优选为阿拉伯树胶水溶液，所述阿拉伯树胶溶液的浓度优选为25～35g/L，更优选为28～32g/L，最优选为30g/L；所述步骤H)中硫代硫酸钠溶液的溶质为硫代硫酸钠，溶剂为Na₂SO₃水溶液；所述硫代硫酸钠的浓度优选为15～25g/L，更优选为18～22g/L，最优选为20g/L，所述Na₂SO₃的浓度优选为80g～120g/L，更优选为90～110g/L，最优选为100g/L。

在本发明中，所述试样、阿拉伯树胶溶液和硫代硫酸钠溶液的用量比例优选为(0.15～0.25)g：(8～12)mL：(2～3)mL，更优选为0.2g：10mL：2.5mL。

在本发明中，所述步骤I)中钼酸铵溶液优选为钼酸铵水溶液，所述钼酸铵溶液的浓度优选为95～105g/L，更优选为98～102g/L，最优选为100g/L。

在本发明中，所述试样和钼酸铵溶液的用量比例优选为(0.15～0.25)g：(5～7)mL，更优选为0.2g：6mL。

在本发明中，所述步骤I)中水浴的温度优选为34～36℃，更优选为35℃；所述放置时间优选为70～90分钟，更优选为75～85分钟，最优选为80分钟。

在本发明中，所述步骤J)中测量测试液吸光度过程中的参比液优选为水；所述测量测试液吸光度过程中所进行的参比实验为按照上述步骤1)～步骤2)获得混合液或按照步骤A)～步骤E)获得混合液后，不进行步骤3)或步骤F)、步骤G)、步骤H)、步骤I)，将所述混合液直接和水混合，测试得到的混合液的吸光度作为参比。

在本发明中，所述步骤I)中测量测试液吸光度的仪器优选为分光光度计，所述测量测试液吸光度的波长优选为685～695nm，更优选为690nm。

在本发明中，根据上述测量得到的吸光度获得试样中磷含量的方法优选为：

建立工作曲线函数；

将上述测试得到的吸光度代入工作曲线函数，计算得到磷含量。

在本发明中，所述建立工作曲线函数的方法优选为：

选择5～6份已知磷含量的标准铌铁试样，按照上述技术方案所述的方法获得每个标准铌铁试样的吸光度，建立标准铌铁试样的磷含量和吸光度的关系曲线，将所述关系曲线进行线性回归得到工作曲线函数。

在本发明中，所述磷含量优选按照下述公式计算：

式中：m₁－从工作曲线函数上获得的磷含量，g。

m－试样的质量，g。

本发明提供的测定铌铁中磷含量的方法的允许差优选为0.006～0.08％，磷含量＞0.01～0.03wt％时，允许差优选为0.006％；磷含量＞0.03～0.05wt％时，允许差优选为0.0075％；磷含量＞0.05～0.1wt％时，允许差优选为0.009％；磷含量＞0.1～0.15wt％时，允许差优选为0.012％；磷含量＞0.15～0.2wt％时，允许差优选为0.015％；磷含量＞0.2～0.5wt％时，允许差优选为0.03％；磷含量＞0.5～1wt％时，允许差优选为0.05％；磷含量＞1～2wt％时，允许差优选为0.08％。

本发明采用硝酸和氢氟酸分解试样，加入硫酸和高氯酸加热冒高氯酸烟，赶掉硝酸和氢氟酸，用酒石酸钠络合掩蔽铌，在稀硫酸介质中，用硫代硫酸钠溶液掩蔽砷，磷与铋盐和钼酸铵形成磷铋钼杂多酸，用抗坏血酸还原为磷钼杂多蓝，测量其吸光度。本发明提供的方法不需要沉淀分离，操作较简便且能准确测定铌铁中磷含量。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员经改进或润饰的所有其它实例，都属于本发明保护的范围。

本发明以下实施例所用原料均为市售商品。

实施例1

测试YSBC25691-93标准物质中磷含量，磷含量的标准值为0.014wt％：

使用分析纯的试剂和蒸馏水；硝酸的密度为1.42g/mL；氢氟酸水溶液的质量浓度为40％；硫酸的密度为1.84g/mL；硫酸(1+4)为硫酸水溶液，所述硫酸的密度为1.84g/mL，所述硫酸和水的体积比为1:4；高氯酸水溶液的质量浓度为70％～72％；酒石酸钠水溶液的浓度为1.30mol/L；铋盐溶液的制备方法为：称取50.0g硝酸铋于1000mL广口烧杯中，加入500毫升高氯酸水溶液(70％～72％)，加热搅拌溶解完全并加热至冒氯酸浓烟，冷至室温，用水稀释为1000mL，混匀；拉伯树胶水溶液的浓度为30g/L；硫代硫酸钠溶液的浓度为20g/L，溶质为硫代硫酸钠，溶剂为Na₂SO₃水溶液，Na₂SO₃浓度为100g/L；混合液的制备方法为：于1000毫升广口烧杯中加入100.0毫升硫代硫酸钠溶液(20g/L)，加入400.0毫升阿拉伯树胶水溶液(30g/L)，混匀；钼酸铵水溶液(浓度为100g/L)制备方法为：称取200.0g钼酸铵于2000mL广口烧杯中，加水至溶液约1800mL，加热溶解完全，冷至室温，移入2000.0mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀；抗坏血酸水溶液(浓度150g/L)。

步骤1)：按照GB/T 20066-2006《钢铁化学成分取样方法》的标准方法将YSBC25691-93铌铁标准物质进行取样，得到试样。

称取试样0.20g(精确至0.0001g)。

将试样置于600mL广口塑料王烧杯中，加入40～50mL硝酸(ρ1.42g/mL)，加入8～10mL氢氟酸水溶液(40％)，混匀，低温加热至试料分解完全，得到分解液。

向分解液中加入10mL高氯酸水溶液(70％～72％)，混匀，加入16mL硫酸(ρ1.84g/mL)，混匀，加热至冒高氯酸浓烟持续30～60秒，冷至室温，用洗瓶沿广口塑料王烧杯口边缘旋转吹入约30～50毫升水，混匀，加热至冒高氯酸浓烟持续30～60秒，冷至室温，加入68～69mL酒石酸钠水溶液(1.30mol/L)，混匀，冷至室温，将溶液移入200.0mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，得母液(混合液)。

制备两份上述母液(混合液)，一份和水混合，得到参比液。

另一份母液(混合液)中加入3.00毫升抗坏血酸溶液(150g/L)，混匀，加入2.00mL铋盐溶液，混匀；沿量瓶口边缘旋转加入12.5毫升混合液，(或者沿量瓶口边缘旋转加入10.0毫升阿拉伯树水胶溶液(30g/L)，混匀，加入2.50毫升硫代硫酸钠溶液)，混匀，加入6.0钼酸铵水溶液(100.0g/L)，立即混匀，用水稀释至刻度，立即混匀，用滤纸擦净量瓶口，于(35±1)℃恒温水浴放置70～90分钟，取出，得到测试液。

测试吸光度：于可见分光光度计上，选取适当大小吸收皿，690nm波长处，以参比液为参比，测试测试液的吸光度。

采用5份已知磷含量的标准样品(铌铁试样)，5份标准样品形成的磷含量范围在0.01～2wt％；按照上述方法测试5份已知磷含量的标准样品的吸光度，将标准样品的含磷量与相应吸光度进行线性回归求工作曲线函数。

将上述测试液的吸光度值代入工作曲线函数获得磷含量，按照下述公式计算试样中的磷含量：

式中：m₁－从工作曲线函数上获得的磷含量，g。

m－称取试样质量，g。

按照上述方法，重复检测2～4次，检测结果如表1所示。

实施例2～实施例4

按照实施例1的方法对标准样品中磷含量进行检测，所检测的标准样品以及检测结果如表1所示。

表1本发明实施例检测的样品以及检测结果

由表1可知，使用本发明人提供的方法测定铌铁中磷含量，检测结果满足国标允许差要求。

由以上实施例可知，本发明提供了一种测定铌铁中磷含量的方法，包括以下步骤：1)将硝酸、氢氟酸和试样混合，得到分解液；2)将所述分解液和高氯酸溶液、硫酸、水和酒石酸钠溶液混合，得到混合液；3)将所述混合液和抗坏血酸溶液、铋盐溶液、阿拉伯树胶溶液、硫代硫酸钠溶液、钼酸铵溶液混合后在水浴中放置，得到测试液；4)测试所述测试液的吸光度，根据吸光度数值获得试样中磷的质量含量。本发明提供的方法用硝酸-氢氟酸分解试样，用硫酸和高氯酸的混合酸去掉硝酸和氢氟酸，加入酒石酸钠溶液络合铌，用硫代硫酸钠溶液掩蔽砷，直接测定铌铁中磷含量，操作较简便，复现性和重现性好。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种测定铌铁中磷含量的方法，包括：

测试YSBC25691-93标准物质中磷含量，磷含量的标准值为0.014wt％：

使用分析纯的试剂和蒸馏水；硝酸的密度为1.42g/mL；氢氟酸水溶液的质量浓度为40％；硫酸的密度为1.84g/mL；硫酸(1+4)为硫酸水溶液，所述硫酸的密度为1.84g/mL，所述硫酸和水的体积比为1:4；高氯酸水溶液的质量浓度为70％～72％；酒石酸钠水溶液的浓度为1.30mol/L；铋盐溶液的制备方法为：称取50.0g硝酸铋于1000mL广口烧杯中，加入500毫升高氯酸水溶液，加热搅拌溶解完全并加热至冒氯酸浓烟，冷至室温，用水稀释为1000mL，混匀；拉伯树胶水溶液的浓度为30g/L；硫代硫酸钠溶液的浓度为20g/L，溶质为硫代硫酸钠，溶剂为Na₂SO₃水溶液，Na₂SO₃浓度为100g/L；混合液的制备方法为：于1000毫升广口烧杯中加入100.0毫升硫代硫酸钠溶液，加入400.0毫升阿拉伯树胶水溶液，混匀；钼酸铵水溶液制备方法为：称取200.0g钼酸铵于2000mL广口烧杯中，加水至溶液约1800mL，加热溶解完全，冷至室温，移入2000.0mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀；抗坏血酸水溶液；

步骤1)：按照GB/T 20066-2006《钢铁化学成分取样方法》的标准方法将YSBC25691-93铌铁标准物质进行取样，得到试样；

称取试样0.20g；

将试样置于600mL广口塑料王烧杯中，加入40～50mL硝酸，加入8～10mL氢氟酸水溶液，混匀，低温加热至试料分解完全，得到分解液；

向分解液中加入10mL高氯酸水溶液，混匀，加入16mL硫酸，混匀，加热至冒高氯酸浓烟持续30～60秒，冷至室温，用洗瓶沿广口塑料王烧杯口边缘旋转吹入约30～50毫升水，混匀，加热至冒高氯酸浓烟持续30～60秒，冷至室温，加入68～69mL酒石酸钠水溶液，混匀，冷至室温，将溶液移入200.0mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，得母液；

制备两份上述母液，一份和水混合，得到参比液；

另一份母液中加入3.00毫升抗坏血酸溶液，混匀，加入2.00mL铋盐溶液，混匀；沿量瓶口边缘旋转加入12.5毫升混合液，混匀，加入6.0钼酸铵水溶液，立即混匀，用水稀释至刻度，立即混匀，用滤纸擦净量瓶口，于35±1℃恒温水浴放置70～90分钟，取出，得到测试液；

测试吸光度：于可见分光光度计上，选取适当大小吸收皿，690nm波长处，以参比液为参比，测试测试液的吸光度；

采用5份已知磷含量的标准样品，5份标准样品形成的磷含量范围在0.01～2wt％；按照上述方法测试5份已知磷含量的标准样品的吸光度，将标准样品的含磷量与相应吸光度进行线性回归求工作曲线函数；

将上述测试液的吸光度值代入工作曲线函数获得磷含量，按照下述公式计算试样中的磷含量：

式中：m₁－从工作曲线函数上获得的磷含量，g；

m－称取试样质量，g；

按照上述方法，重复检测2～4次。