專利名稱：硅錳合金中磷的測(cè)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及硅錳合金技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種硅錳合金中磷的測(cè)定方法。
背景技術(shù)：
硅錳合金是由錳、硅、鐵、碳和其它元素組成的合金，是冶煉合金鋼及低合金鋼生產(chǎn)的主要原料，其質(zhì)量的好壞直接影響鋼的質(zhì)量和鋼的機(jī)械加工性能。錳硅合金中的雜質(zhì)元素磷是一種有害元素，會(huì)使鋼產(chǎn)生冷脆現(xiàn)象，因此，測(cè)定錳硅合金中磷的含量對(duì)于指導(dǎo)煉鋼生產(chǎn)意義重大。進(jìn)一步的，由于磷含量大于0. 25%的硅錳合金的性能會(huì)明顯下降，因此磷含量的測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度同樣具有重要意義。錳硅合金中磷的測(cè)定已有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分析方法，見GB/T5686. 4-1998。另外，目前常用方法為在鉍鹽存在下，采用無水亞硫酸鈉、硫代硫酸鈉和抗壞血酸混合顯色液為還原劑， 在試樣中加入鉬酸銨生成磷鉬雜多酸，以抗壞血酸為還原劑將形成的磷鉬雜多酸還原為磷鉬藍(lán)，然后測(cè)定其吸光度，具體步驟為稱取試樣置于材質(zhì)為聚四氟乙烯的燒杯中，加入硝酸，然后滴加氫氟酸將試樣溶解，再加入高氯酸加熱冒煙將磷氧化為正磷酸，定溶于IOOml 容量瓶中；吸取母液IOml于IOOml的容量瓶中，加入5ml質(zhì)量濃度為3%的硝酸鉍溶液和 5ml質(zhì)量濃度為4%的鉬酸銨溶液，加入硫代硫酸鈉、亞硫酸鈉和抗壞血酸的混合顯色劑作為還原劑后于沸水中加熱，10分鐘后用7504型分光光度計(jì)，波長(zhǎng)為680nm，2cm的比色皿進(jìn)行比色測(cè)定，從而測(cè)定得到錳硅合金中磷的含量。現(xiàn)有技術(shù)報(bào)道的磷的測(cè)定方法以抗壞血酸為還原劑，顯色后需等待10分鐘才穩(wěn)定且穩(wěn)定性較差，因此，該測(cè)定方法存在分析時(shí)間長(zhǎng)、分析結(jié)果不穩(wěn)定的缺點(diǎn)，不適合現(xiàn)場(chǎng)大批量生產(chǎn)分析。本發(fā)明人考慮，提供一種硅錳合金中磷的測(cè)定方法，縮短分析時(shí)間，增加分析結(jié)果的準(zhǔn)確度。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種硅錳合金中磷的測(cè)定方法，該測(cè)定方法分析時(shí)間較短，測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度較高。為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種硅錳合金中磷的測(cè)定方法，包括以下步驟將硅錳合金試樣、硝酸、氫氟酸和高氯酸混合，反應(yīng)后形成第一混合溶液；向所述第一混合溶液中加入亞硫酸鈉，反應(yīng)后得到第二混合溶液；向所述第二混合溶液中加入硝酸鉍溶液、鉬酸銨溶液、酒石酸鉀鈉溶液、氟化鈉溶液和氯化亞錫，反應(yīng)后得到第三混合溶液；利用分光光度法測(cè)定所述第三混合溶液在680 700nm處的吸光度值，得到硅錳
合金中的磷含量。優(yōu)選的，所述硝酸鉍溶液的質(zhì)量體積濃度為5g/L。優(yōu)選的，所述鉬酸銨溶液的質(zhì)量濃度為9%。
優(yōu)選的，所述酒石酸鉀鈉溶液的質(zhì)量濃度為9%。優(yōu)選的，所述鉬酸銨溶液與所述酒石酸鉀鈉溶液的體積比為1 1。優(yōu)選的，所述氟化鈉溶液的質(zhì)量濃度為2%。優(yōu)選的，所述氟化鈉溶液與氯化亞錫的體積質(zhì)量比為IOOml 0.5g。優(yōu)選的，所述第三混合溶液的酸度為0. 6 1. 0mol/Lo優(yōu)選的，利用分光光度法測(cè)定所述第二混合溶液在690nm處的吸光度值。優(yōu)選的，所述得到第三混合溶液的步驟具體為步驟a)向所述第二混合溶液中加入硝酸鉍溶液、鉬酸銨溶液和酒石酸鉀鈉溶液， 振蕩后于沸水浴中加熱；步驟b)向所述步驟a)得到的混合溶液中加入氟化鈉溶液和氯化亞錫，反應(yīng)后得到第三混合溶液。本發(fā)明提供一種硅錳合金中磷的測(cè)定方法，利用硝酸和氫氟酸將試樣溶解后，加入高氯酸將試樣中的磷轉(zhuǎn)化為正磷酸，得到第一混合溶液；向所述第一混合溶液中加入亞硫酸鈉，將硅錳合金中的錳還原，得到第二混合溶液；向所述第二混合溶液中加入硝酸鉍溶液、鉬酸銨溶液、酒石酸鉀鈉溶液、氟化鈉溶液和氯化亞錫，其中鉬酸銨使第一混合溶液中的正磷酸轉(zhuǎn)化為磷鉬雜多酸，并利用二氯化錫將形成的磷鉬雜多酸還原為藍(lán)色的磷鉬藍(lán)， 然后利用分光光度法測(cè)定得到磷的含量。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明以氯化亞錫為還原劑，由于其具有還原速度快、還原效果好的特點(diǎn)，從而使該測(cè)定方法分析時(shí)間較短，并增加了測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性，適合現(xiàn)場(chǎng)大批量生產(chǎn)分析。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明公開了一種硅錳合金中磷的測(cè)定方法，包括以下步驟將硅錳合金試樣、硝酸、氫氟酸和高氯酸混合，反應(yīng)后形成第一混合溶液；向所述第一混合溶液中加入亞硫酸鈉，反應(yīng)后得到第二混合溶液；向所述第二混合溶液中加入硝酸鉍溶液、鉬酸銨溶液、酒石酸鉀鈉溶液、氟化鈉溶液和氯化亞錫，反應(yīng)后得到第三混合溶液；利用分光光度法測(cè)定所述第三混合溶液在680 700nm處的吸光度值，得到硅錳
合金中的磷含量。在上述制備過程中，本發(fā)明利用硝酸和氫氟酸將試樣溶解，同時(shí)高氯酸將試樣中的磷轉(zhuǎn)化為正磷酸；然后通過加入的亞硫酸鈉將硅錳合金中的錳還原，得到澄清的第二混合溶液；鉬酸銨使第二混合溶液中的正磷酸轉(zhuǎn)化為磷鉬雜多酸，并利用二氯化錫將形成的磷鉬雜多酸還原為藍(lán)色的磷鉬藍(lán)，從而通過分光光度法測(cè)定得到錳合金中磷的含量。所述得到第一混合溶液的步驟具體為將硅錳合金試樣置于材質(zhì)為聚四氟乙烯的容器中，向所述容器中依次加入硝酸和氫氟酸，所述氫氟酸優(yōu)選采用滴加的方式；然后向所述容器中加入高氯酸并加熱，濃縮后得到第一混合溶液。在上述步驟中，所述硝酸和氫氟酸用于將所述試樣溶解，所述氫氟酸優(yōu)選采用的滴加方式有利于氫氟酸與試樣之間的充分接觸。本發(fā)明采用的硝酸、氫氟酸和高氯酸分別為市購(gòu)的濃硝酸、濃氫氟酸和濃高氯酸，密度分別為1. 40g/ml、l. 3g/ml和1. 68g/ml。由于高氯酸的熱濃溶液具有較強(qiáng)的氧化性，因此， 高氯酸將試樣中的磷轉(zhuǎn)化為正磷酸，發(fā)生如下反應(yīng)IOHClO4 (濃)+14P+16H20 == Δ = = 14H3P04+5C12 個(gè)在得到第一混合溶液后，向所述第一混合溶液中加入亞硫酸鈉，亞硫酸鈉與硅錳合金中的錳反應(yīng)，使得到的第二混合溶液為澄清的狀態(tài)。本發(fā)明采用的亞硫酸鈉優(yōu)選為無水亞硫酸鈉，質(zhì)量體積濃度優(yōu)選為100g/L。另外，本發(fā)明還包括向所述第二混合溶液中加入硝酸鉍溶液、鉬酸銨溶液、酒石酸鉀鈉溶液、氟化鈉溶液和氯化亞錫的步驟，該步驟具體為步驟a)向所述第二混合溶液中加入硝酸鉍溶液、鉬酸銨溶液和酒石酸鉀鈉溶液，振蕩后于沸水浴中加熱；步驟b)向所述步驟a)得到的混合溶液中加入氟化鈉溶液和氯化亞錫，反應(yīng)后得到第三混合溶液。其中，硝酸鉍優(yōu)選采用硝酸1+3配制，硝酸鉍的作用為調(diào)節(jié)溶液中的酸度，硝酸鉍的存在下可以使生成的鉍磷鉬藍(lán)穩(wěn)定性更好。本發(fā)明采用的硝酸鉍的質(zhì)量體積濃度優(yōu)選為 4. 8 5. 2g/L，更優(yōu)選為5g/L。本發(fā)明采用的硝酸鉍優(yōu)選采用硝酸溶液配制，該硝酸溶液為硝酸1+3，即該硝酸溶液由濃硝酸與水按照體積比為1 3配制。本發(fā)明利用用硝酸1+3 配制的硝酸鉍對(duì)溶液進(jìn)行酸度調(diào)節(jié)，使得到的第二混合溶液的酸度優(yōu)選為0. 6 1. Omol/ L，更優(yōu)選為0. 7 0. 9mol/L，該酸度保證了磷鉬藍(lán)顏色的穩(wěn)定，從而提高了合金中磷的測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度。所述鉬酸銨具有使第一混合溶液中的正磷酸轉(zhuǎn)化為磷鉬雜多酸的作用，與磷反應(yīng)生成磷鉬雜多酸(即磷鉬黃)。所述鉬酸銨溶液的質(zhì)量濃度優(yōu)選為8 10%，更優(yōu)選為9%。 所述鉬酸銨溶液的質(zhì)量濃度優(yōu)選為8 10%，更優(yōu)選為9%。另外，本發(fā)明采用的酒石酸鉀鈉具有消除低硅的干擾的作用。所述鉬酸銨溶液與所述酒石酸鉀鈉溶液的體積比優(yōu)選為 (0.8 1.幻(0.8 1.幻，更優(yōu)選為1 1。在第三混合溶液的制備過程中，所述鉬酸銨溶液與酒石酸鉀鈉溶液優(yōu)選以混合溶液的形式加入，即將鉬酸銨溶液與酒石酸鉀鈉溶液按體積比1 1混合后，得到鉬酸銨-酒石酸鉀鈉溶液，然后將所述鉬酸銨-酒石酸鉀鈉溶液加入所述第二混合溶液中。另外，氟化鈉的作用在于掩蔽少量鐵，所述氟化鈉溶液的質(zhì)量濃度優(yōu)選為0. 8 2. 2%，更優(yōu)選為2%。氯化亞錫是一種還原性較強(qiáng)的還原劑，可以將形成的磷鉬雜多酸還原為藍(lán)色的磷鉬藍(lán)。本發(fā)明以氯化亞錫為還原劑，由于其具有還原速度快、還原效果好的特點(diǎn)，從而使該測(cè)定方法分析時(shí)間較短，并增加了測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性，適合現(xiàn)場(chǎng)大批量生產(chǎn)分析。所述氟化鈉溶液與氯化亞錫的體積質(zhì)量比優(yōu)選為IOOml (0. 40 0.60) g， 更優(yōu)選為IOOml 0.5g。本步驟中，所述氟化鈉溶液和氯化亞錫優(yōu)選以混合溶液的形式加入，即向氟化鈉溶液中加入氯化亞錫形成氟化鈉-氯化亞錫溶液，然后將所述氟化鈉-氯化亞錫加入所述第二混合溶液中。在得到第三混合溶液，利用分光光度法測(cè)定所述第三混合溶液在680 700nm處的吸光度值，更優(yōu)選測(cè)定其在690nm的吸光度值。具體為利用2cm比色皿和7504型分光光度計(jì)，在690nm波長(zhǎng)比色，測(cè)得吸光度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線得到磷含量。由于本發(fā)明利用分光光度法測(cè)定硅錳合金中的磷含量，因此，需要預(yù)先繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，然后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線得到硅錳合金中的磷含量。標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制優(yōu)選采用不同含量的同品種標(biāo)準(zhǔn)樣品3 5個(gè)，與試樣同步操作后，以吸光度為縱坐標(biāo)，以磷的百分含量為橫坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上繪制曲線，從而測(cè)出試樣的吸光度后，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線得到磷的百分含量。本發(fā)明利用分光光度法進(jìn)行的比色實(shí)驗(yàn)需要在30秒內(nèi)完成，否則溶液易出現(xiàn)褪色的現(xiàn)象，影響測(cè)定結(jié)果。為了進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限制。本發(fā)明實(shí)施例和比較例采用的化學(xué)試劑均為市購(gòu)。實(shí)施例1稱取1號(hào)硅錳合金試樣0. 0600克置于150ml聚四氟乙烯燒杯中，加IOml硝酸，滴加5ml氫氟酸溶解，再加5ml高氯酸加熱冒煙濃縮至2ml，得到第一混合溶液，所述1號(hào)硅錳合金試樣為GSB03-1947-2005號(hào)標(biāo)樣，P含量為0. 078wt% ；將所述第一混合溶液取下稍冷，加IOml溫度為60 70°C的蒸餾水，用蒸餾水沖洗燒杯壁，加熱，滴加無水亞硫酸鈉還原錳，煮沸待溶液清亮后，冷至室溫，轉(zhuǎn)入IOOml容量瓶中，稀釋至刻度，搖勻，得到第二混合溶液；準(zhǔn)確移取10. OOml第二混合溶液于50ml容量瓶中，加入5ml由硝酸溶液配置的硝酸鉍溶液，所述硝酸溶液由濃硝酸與水按照體積比為1 3配制，加5ml質(zhì)量濃度為9%鉬酸銨-酒石酸鉀鈉溶液，所述鉬酸銨-酒石酸鉀鈉溶液由9%鉬酸銨溶液與9%的酒石酸鉀鈉溶液按體積比1 1配制，振蕩后于沸水浴中加熱30秒，立即加入0.5%氟化鈉-氯化亞錫溶液，所述0. 5%氟化鈉-氯化亞錫溶液由氟化鈉溶液與氯化亞錫的按體積質(zhì)量比優(yōu)選為IOOml 0.5g配制得到，充分振蕩，以2cm比色皿，7504型分光光度計(jì)，690nm波長(zhǎng)比色， 測(cè)得吸光度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線得到磷含量。標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制以不同含量的同品種標(biāo)準(zhǔn)樣品3 5個(gè)，與試樣同步操作后，以吸光度為縱坐標(biāo)，以磷的百分含量為橫坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上繪制曲線。分析結(jié)果的計(jì)算測(cè)出試驗(yàn)吸光度后，從工作曲線查得磷的百分含量。采用上述方法對(duì)該硅錳合金試樣中的磷含量進(jìn)行6次平行測(cè)定，結(jié)果如表1所示。實(shí)施例2 4分別取2號(hào)硅錳合金試樣、3號(hào)硅錳合金試樣和4號(hào)硅錳合金試樣，采用實(shí)施例1 的方法對(duì)硅錳合金中的磷含量進(jìn)行6次平行測(cè)定，結(jié)果如表1所示。1號(hào)硅錳合金試樣為 GSB03-1947-2005號(hào)標(biāo)樣，P含量為0. 078wt%;2號(hào)硅錳合金試樣為GSB03-1359-2001號(hào)標(biāo)樣，P含量為0. 104wt% ；3號(hào)硅錳合金試樣為09-100號(hào)標(biāo)樣，P含量為0. 137wt% ；4號(hào)硅錳合金試樣為YSBC37645-02號(hào)標(biāo)樣，P含量為0. 178wt%。表1實(shí)施例1 4測(cè)定的硅錳合金中的磷含量
權(quán)利要求
1.一種硅錳合金中磷的測(cè)定方法，包括以下步驟將硅錳合金試樣、硝酸、氫氟酸和高氯酸混合，反應(yīng)后形成第一混合溶液； 向所述第一混合溶液中加入亞硫酸鈉，反應(yīng)后得到第二混合溶液； 向所述第二混合溶液中加入硝酸鉍溶液、鉬酸銨溶液、酒石酸鉀鈉溶液、氟化鈉溶液和氯化亞錫，反應(yīng)后得到第三混合溶液；利用分光光度法測(cè)定所述第三混合溶液在680 700nm處的吸光度值，得到硅錳合金中的磷含量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定方法，其特征在于，所述硝酸鉍溶液的質(zhì)量體積濃度為 5g/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定方法，其特征在于，所述鉬酸銨溶液的質(zhì)量濃度為9%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定方法，其特征在于，所述酒石酸鉀鈉溶液的質(zhì)量濃度為9%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定方法，其特征在于，所述鉬酸銨溶液與所述酒石酸鉀鈉溶液的體積比為1 1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定方法，其特征在于，所述氟化鈉溶液的質(zhì)量濃度為2%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定方法，其特征在于，所述氟化鈉溶液與氯化亞錫的體積質(zhì)量比為IOOml 0. 5g。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定方法，其特征在于，所述第三混合溶液的酸度為0.6 1. 0mol/Lo
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定方法，其特征在于，利用分光光度法測(cè)定所述第二混合溶液在690nm處的吸光度值。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定方法，其特征在于，所述得到第三混合溶液的步驟具體為步驟a)向所述第二混合溶液中加入硝酸鉍溶液、鉬酸銨溶液和酒石酸鉀鈉溶液，振蕩后于沸水浴中加熱；步驟b)向所述步驟a)得到的混合溶液中加入氟化鈉溶液和氯化亞錫，反應(yīng)后得到第三混合溶液。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種硅錳合金中磷的測(cè)定方法，利用硝酸和氫氟酸將試樣溶解后，加入高氯酸將試樣中的磷轉(zhuǎn)化為正磷酸，得到第一混合溶液；向所述第一混合溶液中加入亞硫酸鈉，將硅錳合金中的錳還原，得到第二混合溶液；向所述第二混合溶液中加入硝酸鉍溶液、鉬酸銨溶液、酒石酸鉀鈉溶液、氟化鈉溶液和氯化亞錫，其中鉬酸銨使第一混合溶液中的正磷酸轉(zhuǎn)化為磷鉬雜多酸，并利用二氯化錫將形成的磷鉬雜多酸還原為藍(lán)色的磷鉬藍(lán)，然后利用分光光度法測(cè)定得到磷的含量。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明以氯化亞錫為還原劑，由于其具有還原速度快、還原效果好的特點(diǎn)，從而使該測(cè)定方法分析時(shí)間較短，并增加了測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性，適合現(xiàn)場(chǎng)大批量生產(chǎn)分析。
文檔編號(hào)G01N21/78GK102539426SQ201210003800
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月6日
發(fā)明者楊春艷 申請(qǐng)人:吉林建龍鋼鐵有限責(zé)任公司