CN113390857A - 一种锰球团中氧化锰、氧化钙、磷含量的测定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锰球团中氧化锰、氧化钙、磷含量的测定方法,包括前处理、测定步骤,具体包括将待测试样加入碱熔剂混匀,置入石墨垫底的坩埚中,加热熔融,冷却,熔球用酸浸取,过滤,移入容量瓶,定容得到试样液,用发射光谱法测定试样液,根据谱线强度在锰、钙、磷的标准工作曲线中得到对应的锰、钙、磷含量。本发明方法操作方便,大大缩短了检测周期,减轻了检测人员的劳动强度,其测定结果有良好的稳定性、重现性和准确性,能满足日常锰球团中氧化锰、氧化钙、磷含量的测定需要。
Description
技术领域
本发明属于化学分析技术领域,具体涉及一种锰球团中氧化锰、氧化钙、磷含量的测定方法。
背景技术
复合锰球团是以氧化锰原料为主,添加石灰和碳粉等辅助原料生产的球状或块状物料。主要用于转炉高硫低温铁水冶炼辅助脱硫用。复合锰球团的技术指标主要是氧化锰、氧化钙、磷含量要达到一定范围。
目前,暂无针对锰球团中氧化锰、氧化钙、磷含量的测定的方法,在复合锰球团的利用及贸易过程中,如何快速、准确地得到氧化锰、氧化钙、磷的测定结果,已成为目前急需解决的难题。
现有技术大多是借鉴不同的方法进行测定,方法的准确性和可行性不能得到保证。专利申请号为201610930324.4的中国专利“CP-AES法同时测定磷矿中磷镁铁铝硅钙钛锰锶含量的方法”公开了一种用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)同时测定磷矿中磷镁铁铝硅钙钛锰锶含量的方法,该方法是将磷矿试样在铂金坩埚中,加入偏硼酸锂溶剂和溴化锂脱模剂用高频溶样机熔融分解磷矿样品,在磁力搅拌器下高温倒入盛有10%硝酸的聚四氟乙烯烧杯中,一次溶样酸化定容后,采用国家一级磷矿标准物质进行基体匹配及钇内标法建立标准曲线,ICP-AES同时测定磷矿中五氧化二磷、氧化镁、氧化铁、氧化铝、二氧化硅、氧化钙、二氧化钛、氧化锰、氧化锶的含量,具有便捷、准确等优点,尤其适用于批量磷矿样品测定。该方法所检测的样品为磷矿,其与复合锰球团中磷、锰等含量差别很大,(如磷矿中磷的含量在10%-30%,而复合锰球团中磷的含量<1%),因此,对于复合锰球团中氧化锰、氧化钙、磷的鉴定借鉴意义不大,首先从对样品的处理方法上就不同。
综上,有必要研究一种锰球团中氧化锰、氧化钙、磷含量的测定方法是极其重要的。
发明内容
针对上述问题,本发明的目的在于提供一种锰球团中氧化锰、氧化钙、磷含量的测定方法。
本发明的目的是这样实现的,一种锰球团中氧化锰、氧化钙、磷含量的测定方法,包括前处理、测定步骤,具体包括:
1)前处理:将待测试样加入碱熔剂混匀,置入坩埚中,加热熔融,冷却,熔球用酸浸取,过滤得滤液;将滤液移入容量瓶,定容得到试样液;
2)测定:用发射光谱法测定试样液,根据谱线强度在锰、钙、磷的标准工作曲线中得到对应的锰、钙、磷含量。
本发明的有益效果为:
(1)本发明中,将待测试样液制备好后,即可采用电感耦合等离子体原子发射光谱仪,直接对锰球团中氧化锰、氧化钙、磷含量进行测定,操作方便,大大缩短了检测周期,提高了检测效率,减轻了检测人员的劳动强度,同时不需要使用大量化学试剂,减轻了化学试剂对环境造成的污染,还减少了化学试剂对试验人员的身体伤害,降低了成本。
(2)本发明方法能同时对锰球团中的氧化锰、氧化钙、磷含量进行测定,较多次分开测定缩短了时间,节约了试剂,且测定结果有良好的稳定性、重现性和准确性。
(3)本发明方法可靠、实用,能满足日常锰球团中氧化锰、氧化钙、磷含量的测定需要。
附图说明
图1为本发明工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明,但不以任何方式对本发明加以限制,基于本发明教导所作的任何变换或替换,均属于本发明的保护范围。
本发明一种锰球团中氧化锰、氧化钙、磷含量的测定方法,包括前处理、测定步骤,具体包括:
1)前处理:将待测试样加入碱熔剂混匀,置入坩埚中,加热熔融,冷却,熔球用酸浸取,过滤得滤液;将滤液移入容量瓶,定容得到试样液;
2)测定:用发射光谱法测定试样液,根据谱线强度在锰、钙、磷的标准工作曲线中得到对应的锰、钙、磷含量。
步骤1中,所述碱熔剂由无水碳酸钠和硼酸组成。
所述的无水碳酸钠与硼酸的质量比为2-3:1。
所述的碱熔剂加入量为20~30g/g试样。
步骤1中,所述的加热熔融是于850~900℃下熔融10~15min。
步骤2中,采用1+4的盐酸进行酸浸取。
步骤2中,所述的定容是按25L/g试样的量加蒸馏水进行定容。
步骤2中,采用电感耦合等离子体原子发射光谱法进行测定,工艺条件为:高频发生器RF功率1100~1200W,辅助气体流量0.4~0.6L/min,垂直观测高度10~14mm,冲洗泵速40~60r/min,分析泵速40~60r/min,积分次数2~4次,低波段扫描时间15~25s,高波段扫描时间5~15s,锰的分析谱线为257.610nm/131级次,钙的分析谱线为393.366nm/86级次,磷的分析谱线为213.618nm/458级次。
所述坩埚采用石墨垫底。
所述碳酸钠、硼酸、盐酸、均为市购分析纯产品。
所述水为二次去离子水。
实施例1
按常规制备下列各标准溶液:
1、锰标准溶液的制备:
1A、将纯度99.95%以上电解锰,放入硫酸中清洗,待表面氧化锰洗净后,取出,用蒸馏水洗净,再放入无水乙醇中洗4次,取出置于干燥器中干燥,其中硫酸为下列体积比:H2SO4 : H2O=5:95;
1B、将步骤1A的 1.0000g电解锰置于250mL烧杯中;
1C、按30mL/g试样的量,在步骤1B的烧杯中加入硝酸,加热溶解,煮沸驱尽氮氧化物,冷却至室温,其中硝酸为下列体积比:HNO3 : H2O=1:1;
1D、将步骤1C中的溶液移入1000mL容量瓶中,用水稀释至1000mL,摇匀,得1.00mg/mL的含锰溶液;
1E、 将步骤1D中的溶液移取10mL至100mL容量瓶中,用水稀释至100mL,摇匀,得100µg/mL的锰标准溶液。
2、钙标准溶液的制备:
2A、将市售基准纯的碳酸钙于105℃烘1h,置于干燥器中冷却至室温;
2B、将步骤2A的2.4971g碳酸钙置于400mL烧杯中,按40mL/g碳酸钙的量加入蒸馏水,按4mL/g碳酸钙的量滴加浓盐酸,缓慢溶解完全;
2C、将步骤2B中的溶液移入1000mL容量瓶中,用蒸馏水稀释至1000mL,摇匀,得1.00mg /mL的钙标准溶液;
2D、 将步骤2C中的溶液移取5mL至100mL容量瓶中,用水稀释至100mL,摇匀,得50.0µ/mL的钙标准溶液
3、磷标准溶液的制备:
3A、将市售基准纯的磷酸二氢钾于105~110℃烘1h,置于干燥器中冷却至室温;
3B、将步骤3A的4.3936g磷酸二氢钾置于500mL烧杯中;
3C、按10mL/g磷酸二氢钾的量,在步骤3B的烧杯中加入蒸馏水,煮沸,溶解完全;
3D、将步骤3C中的溶液移入1000mL容量瓶中,用水稀释至1000mL,摇匀,得1.00mg/mL的含磷溶液;
3E、将步骤3D中的溶液移取10mL至1000mL容量瓶中,用水稀释至1000mL,摇匀,得10.00µg/mL的磷标准溶液;
3F、将步骤3E中的溶液移取10mL至100mL容量瓶中,用水稀释至100mL,摇匀,得1.00µg/mL的磷标准溶液。
4、空白溶液母液:
4A、将2g混匀的无水碳酸钠和硼酸混合熔剂置于滤纸上,放入石墨垫底的坩埚中,在850℃下熔融15min,取出,冷却;用1+4的盐酸进行浸取,得混合液;
4B、在步骤4A所得的混合液中,用中速滤纸过滤于250mL容量瓶中,用水洗涤烧杯及滤纸5次~6次,用水稀释至250mL,摇匀,得到空白溶液母液。
5、校准溶液的制备:
5A、取5个100mL容量瓶,加入10mL步骤4B制得的空白溶液母液,在最终稀释至刻度前,按表1加入步骤1E、2D 、3F中各种元素的标准溶液,分别得到空白、标1、标2、标3、标4五个校准溶液。
表1 各种元素的加入量
6、电感耦合等离子体原子发射光谱仪的测定:
6A、对仪器操作条件进行如下优化:高频发生器RF功率1150W;辅助气体流量0.5L/min;垂直观测高度12.0mm;冲洗泵速50r/min;分析泵速50r/min;积分次数3次;低波段扫描时间20s;高波段扫描时间10s;锰的分析谱线为257.610nm/131级次,钙的分析谱线为393.366nm/86级次,磷的分析谱线为213.618nm/458级次.
6B、分别测定步骤5A所得空白、标1~标4标准溶液的谱线强度;
6C、分别以表1中锰、钙、磷标准液的浓度为横坐标,谱线强度为纵坐标,分别绘制锰、钙、磷标准的工作曲线。
实施例2
1、待测锰球团中锰、钙、磷试样液的制备:
将0.1000g待测试样置于预先加有2g混匀的无水碳酸钠和硼酸混合熔剂的滤纸中(无水碳酸钠与硼酸的质量比为2:1),混匀, 放入石墨垫底的坩锅,置于850℃下熔融15min,取出,冷却;熔球用1+4的盐酸进行浸取,过滤,得混合液,加入蒸馏水定容至250mL,再稀释10倍,即得到待测锰、钙、磷含量的试样液。
2、待测锰球团中锰、钙、磷的测定:
在与实施例1步骤6A相同的工作条件下,测定步骤1D所得待测试样液的谱线强度,根据所测得的待测试样液的谱线强度,在实施例1步骤6C的工作曲线上即可直接查出锰球团中氧化锰含量为55.23%、氧化镁含量为15.65%、磷含量为0.039%。
实施例3
1、待测锰球团中锰、钙、磷试样液的制备:
将0.1000g待测试样置于预先加有2.5g混匀的无水碳酸钠和硼酸混合熔剂的滤纸中(无水碳酸钠与硼酸的质量比为3:1),混匀, 放入石墨垫底的坩锅,置于900℃下熔融10min,取出,冷却;熔球用1+4的盐酸进行浸取,过滤,得混合液,加入蒸馏水定容至250mL,再稀释10倍,即得到待测锰、钙、磷含量的试样液。
2、待测锰球团中锰、钙、磷的测定:
在与实施例1步骤6A相同的工作条件下,测定步骤1D所得待测试样液的谱线强度,根据所测得的待测试样液的谱线强度,在实施例1步骤6C的工作曲线上即可直接查出锰球团中氧化锰含量为55.23%、氧化镁含量为15.65%、磷含量为0.039%。
实施例4
1、待测锰球团中锰、钙、磷试样液的制备:
将0.1000g待测试样置于预先加有3g混匀的无水碳酸钠和硼酸混合熔剂的滤纸中(无水碳酸钠与硼酸的质量比为2.5:1),混匀, 放入石墨垫底的坩锅,置于900℃下熔融12min,取出,冷却;熔球用1+4的盐酸进行浸取,过滤,得混合液,加入蒸馏水定容至250mL,再稀释10倍,即得到待测锰、钙、磷含量的试样液。
2、待测锰球团中锰、钙、磷的测定:
在与实施例1步骤6A相同的工作条件下,测定步骤1D所得待测试样液的谱线强度,根据所测得的待测试样液的谱线强度,在实施例1步骤6C的工作曲线上即可直接查出锰球团中氧化锰含量为55.23%、氧化镁含量为15.65%、磷含量为0.039%。
实施例5
1、待测锰球团中锰、钙、磷试样液的制备:
将0.1000g待测试样置于预先加有2g混匀的无水碳酸钠和硼酸混合熔剂的滤纸中(无水碳酸钠与硼酸的质量比为2:1),混匀, 放入石墨垫底的坩锅,置于950℃下熔融12min,取出,冷却;熔球用1+4的盐酸进行浸取,过滤,得混合液,加入蒸馏水定容至250mL,再稀释10倍,即得到待测锰、钙、磷含量的试样液。
2、待测锰球团中锰、钙、磷的测定:
在与实施例1步骤6A相同的工作条件下,测定步骤1D所得待测试样液的谱线强度,根据所测得的待测试样液的谱线强度,在实施例1步骤6C的工作曲线上即可直接查出锰球团中氧化锰含量为55.23%、氧化镁含量为15.65%、磷含量为0.039%。
结果分析:实施例2-5测得的氧化锰、氧化镁及磷的含量一致,说明本发明测定方法具有良好的稳定性、重现性和准确性。
Claims (9)
1.一种锰球团中氧化锰、氧化钙、磷含量的测定方法,其特征在于,包括前处理、测定步骤,具体包括:
1)前处理:将待测试样加入碱熔剂混匀,置入坩埚中,加热熔融,冷却,熔球用酸浸取,过滤得滤液;将滤液移入容量瓶,定容得到试样液;
2)测定:用发射光谱法测定试样液,根据谱线强度在锰、钙、磷的标准工作曲线中得到对应的锰、钙、磷含量。
2.根据权利要求1所述的锰球团中氧化锰、氧化钙、磷含量的测定方法,其特征在于,步骤1中,所述碱熔剂由无水碳酸钠和硼酸组成。
3.根据权利要求2所述的锰球团中氧化锰、氧化钙、磷含量的测定方法,其特征在于,所述的无水碳酸钠与硼酸的质量比为2-3:1。
4.根据权利要求1或2所述的锰球团中氧化锰、氧化钙、磷含量的测定方法,其特征在于,所述的碱熔剂加入量为20~30g/g试样。
5.根据权利要求1所述的锰球团中氧化锰、氧化钙、磷含量的测定方法,其特征在于,步骤1中,所述的加热熔融是于850~900℃下熔融10~15min。
6.根据权利要求1所述的锰球团中氧化锰、氧化钙、磷含量的测定方法,其特征在于,步骤2中,采用1+4的盐酸进行酸浸取。
7.根据权利要求1所述的锰球团中氧化锰、氧化钙、磷含量的测定方法,其特征在于,步骤2中,所述的定容是按25L/g试样的量加蒸馏水进行定容。
8.根据权利要求1所述的锰球团中氧化锰、氧化钙、磷含量的测定方法,其特征在于,步骤2中,采用电感耦合等离子体原子发射光谱法进行测定,工艺条件为:高频发生器RF功率1100~1200W,辅助气体流量0.4~0.6L/min,垂直观测高度10~14mm,冲洗泵速40~60r/min,分析泵速40~60r/min,积分次数2~4次,低波段扫描时间15~25s,高波段扫描时间5~15s,锰的分析谱线为257.610nm/131级次,钙的分析谱线为393.366nm/86级次,磷的分析谱线为213.618nm/458级次。
9.根据权利要求1所述的锰球团中氧化锰、氧化钙、磷含量的测定方法,其特征在于,所述坩埚采用石墨垫底。
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