专利名称：直接还原铁中磷含量的测定方法
技术领域：
本发明涉及一种测定方法，尤其是涉及一种直接还原铁中磷含量的测定方法，属于分析测试技术领域。
背景技术：
直接还原铁中磷含量的测定，目前还没有定量的分析、测定方法。其他材料如钢中磷含量大多采用分光光度法等进行测定，操作烦琐，分析、测定流程长。采用铋磷钼蓝光度法测定直接还原铁中磷含量，试样经酸溶解后，用高氯酸氧化磷为正磷酸，磷在酸性介质与铋、钼酸铵生成的络合物，以抗坏血酸还原磷铋钼杂多酸为磷铋钼蓝，测量其吸光度就能计算出直接还原铁中磷含量，但由于测定磷时干扰元素较多，形成的磷铋钼蓝杂多酸不稳定， 测定难度较大，因此，目前还没有行之有效的方法能对直接还原铁中磷含量进行测定。
发明内容
为解决测定直接还原铁中磷含量的难度较大等问题，本发明的目的是提供一种能够准确测定直接还原铁中磷含量的方法，通过下列技术方案实现。本发明提供这样一种测定方法，一种直接还原铁中磷含量的测定方法，包括用常规的分光光度仪测定待测试样液的吸光度值，根据该吸光度值在磷的标准工作曲线上得到对应磷含量值，其特征在于所述待测试样液经过下列步骤
A、在直接还原铁试样中按100 150mL/ g试样的量，加入盐酸，在100 150°C下， 加热至试样溶解，得溶解液；
B、在步骤A所得溶解液中按1.0 1.5mL/ mL溶解液的量，加入硝酸与氢氟酸的混合酸，再在100 150°C下，加热溶解5 lOmin，其中硝酸和氢氟酸的体积比为4:1;
C、在步骤B所得溶解液中按5 IOmL/ mL溶解液的量，加入高氯酸，在300 350°C 下，加热至高氯酸烟冒于瓶口时继续加热5 lOmin，冷却，得溶解液；
D、在步骤C所得溶解液中按20 25mL/ mL溶解液的量加水，并加热至100 150°C 使盐类溶解，冷却溶解液至室温，过滤除杂，滤液用水稀释至浓度为0. 002g/mL，摇勻，得溶液；
E、按溶液混合剂=1 1的体积比，将步骤D的溶液与硝酸一硝酸铋的混合液，混合均勻得混合液；再按混合液混合盐液=4 1的体积比，在混合液中加入硫代硫酸钠一无水亚硫酸钠的混合盐液，混勻，得混合钠盐液；再按混合钠盐液混合液=4.5 1的体积比，在混合钠盐液中加入浓度为20g/L的抗坏血酸一乙醇混合液，混勻，得混合乙醇液 ’然后按混合乙醇液混合酒石酸钾钠液=11 1的体积比，在混合乙醇液中加入钼酸铵一酒石酸钾钠的混合酒石酸钾钠液，混勻；用水稀释至质量浓度为0. 002g/mL,混勻，在室温放置20min，得待测试样液。
所述盐酸、硝酸、氢氟酸、高氯酸、硝酸铋、硫代硫酸钠、无水亚硫酸钠、抗坏血酸、 乙醇、钼酸铵和酒石酸钾钠均为市购的分析纯产品。所述步骤E的硝酸一硝酸铋的混合液是这样配制的每IOOOmL硝酸溶液中，加入硝酸铋IOg进行溶解后摇勻，其中硝酸溶液为下列体积比硝酸水=1 3。所述步骤E的硫代硫酸钠一无水亚硫酸钠的混合盐液是这样配制的每IOOmL水中，加入硫代硫酸钠0. 2g和无水亚硫酸钠lg，溶解后混勻。所述步骤E的抗坏血酸一乙醇的混合液是这样配制的每升乙醇溶液中，加入20g 抗坏血酸，溶解后混勻，其中乙醇溶液为下列体积比乙醇水=1 1。所述步骤E的钼酸铵一酒石酸钾钠的混合酒石酸钾钠液是这样配制的每IOOmL 水中，加入钼酸铵3. 5g和酒石酸钾钠6. 5，溶解后混勻。本发明与现有技术相比具有下列优点和效果采用上述方案制成待测试样液并显色后，即可用现有技术中的分光光度法，直接测定直接还原铁中磷含量，不仅操作方便，而且测定的磷含量准确率高，其测定结果有良好的稳定性、重现性和准确性，试验证明本发明方法可靠、实用，能满足日常测定直接还原铁中磷含量的需要。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步描述。实施例1
磷标准液的制备
IA、将市购磷酸二氢钾(含量在99.99%以上)于105°C下烘干至恒重并于干燥器中冷
却至室温；
IB、将步骤IA干燥的磷酸二氢钾按10mL/g磷酸二氢钾，放入水中至完全溶解，用水稀释至500 μ g/mL，得磷标准液；
IC、移取IB步骤制得的磷标准液10.OOmL置于500mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇勻，此溶液含10 μ g/mL磷；
2、铁溶液的制备
2 A、在高纯铁试样中按3.2mL / g试样，加入市购的分析纯盐酸，在150°C下，加热至试样溶解，得溶解液；
2 B、在步骤2A所得的溶解液中按0.5mL / ImL溶解液，滴加市购的分析纯硝酸，在 100°C下，缓慢加热溶解，煮沸IOmin除去氮氧化物，得溶解液；
2 C、在步骤2B所得的溶解液中按2.5mL / IOmL溶解液，加入高氯酸，并在350°C下， 加热冒烟至瓶口并继续加热5min，冷却溶解液；
2D、在步骤2C所得的溶解液中按lOmL/mL溶解液，加入盐酸溶液，加热至100°C待盐类溶解，冷却溶解液至室温，进行过滤，合并洗涤液与滤液并用水稀释浓度为4mg / mL，得 4mg / mL的铁溶液，其中盐酸溶液为分析纯盐酸与水的体积比为1:1;
3、磷工作曲线的绘制
3A、分别移取步骤 IC 制得的 0. 00 mL、1.00 mL、2. 00 mL、5. 00 mL、10. 00 mL、20. 00 mL 磷标准溶液(质量分数分别为 0. 00%,0. 005%,0. 010%,0. 025%,0. 050%,0. 10%)，分另Ij 置于6个IOOmL容量瓶中，各加入2D步骤制得的5mL铁溶液，分别依次加入硝酸一硝酸铋混合溶液10mL，摇勻；硫代硫酸钠一无水亚硫酸钠溶液5 mL，摇勻；浓度为20 g/L的抗坏血酸一乙醇溶液10 mL，摇勻；钼酸铵一酒石酸钾钠溶液5 mL，摇勻，用水稀释至刻度，摇勻，在室温放置20 min，得显色液。3B、用现有技术中的常规分光光度法，将步骤3A中0. 00 mL溶液制成的显色液移入3 cm比色皿作为参比液，分别将步骤3A中另外五份溶液制成的显色液移入3 cm比色皿中，于分光光度计波长700 nm处，测量磷的吸光度。3C、分别以步骤3A中磷标准液的质量分数(质量分数分别为0.00 %、0. 005%、 0. 010%,0. 025%,0. 050%,0. 10%)为横坐标，步骤3B所得磷标准液吸光度值为纵坐标， 绘制出磷的标准工作曲线。实施例2
A、在0.2000g直接还原铁试样中按IOOmL/ g试样的量，加入分析纯盐酸20mL，在 100°C下，加热至试样溶解，得溶解液5mL ；
B、在步骤A所得溶解液中按l.OmL/ mL溶解液的量，加入分析纯硝酸与分析纯氢氟酸的混合酸5mL，再在100°C下，加热溶解5min，得溶解液lmL，其中分析纯硝酸和分析纯氢氟酸的体积比为4 1 ；
C、在步骤B所得Iml溶解液中按5mL/ mL溶解液的量，加入分析纯高氯酸5mL，在 300°C下，加热至高氯酸烟冒于瓶口时继续加热5min，冷却，得溶解液ImL ；
D、在步骤C所得溶解液中按20mL/ mL溶解液的量加水20mL，并加热至100°C使盐类溶解，冷却溶解液至室温，过滤除杂，滤液用水稀释至浓度为0. 002g/mL,摇勻，得溶液 100.OOmL ；
E、按溶液混合剂=1 1的体积比，取步骤D的溶液10. OOmL与硝酸一硝酸铋的混合液混合均勻，得混合液；再按混合液混合盐液=4 1的体积比，在混合液中加入硫代硫酸钠一无水亚硫酸钠的混合盐液，混勻，得混合钠盐液；再按混合钠盐液混合液= 4.5 1的体积比，在混合钠盐液中加入浓度为20g/L的抗坏血酸一乙醇混合液，混勻，得混合乙醇液；然后按混合乙醇液混合酒石酸钾钠液=11 1的体积比，在混合乙醇液中加入钼酸铵一酒石酸钾钠的混合酒石酸钾钠液，混勻，用水稀释至质量浓度为0. 002g/mL,混勻，在室温放置20min，得待测试样液IOOmL ；其中
硝酸一硝酸铋的混合液是这样配制的每IOOOmL硝酸溶液中，加入分析纯硝酸铋IOg 进行溶解后摇勻，其中硝酸溶液为下列体积比分析纯硝酸水=1 3;硫代硫酸钠一无水亚硫酸钠的混合盐液是这样配制的每IOOmL水中，加入分析纯硫代硫酸钠0. 2g和分析纯无水亚硫酸钠lg，溶解后混勻；抗坏血酸一乙醇的混合液是这样配制的每升乙醇溶液中，加入20g分析纯抗坏血酸，溶解后混勻，其中乙醇溶液为下列体积比分析纯乙醇水 =1 1 ；钼酸铵一酒石酸钾钠的混合酒石酸钾钠液是这样配制的每IOOmL水中，加入分析纯钼酸铵3. 5g和分析纯酒石酸钾钠6. 5，溶解后混勻；
F、在与实施例1步骤3B完全相同的条件下测量上述步骤E所得的待测试样液IOOmL 的吸光度值，在步骤3C的工作曲线上，获得该例试样中磷的质量分数为0. 047%。实施例3
A、在0.2000g直接还原铁试样中按150mL / g试样的量，加入分析纯盐酸30mL，在 150°C下，加热至试样溶解，得溶解液IOmL ；B、在步骤A所得溶解液中按1.5mL/ mL溶解液的量，加入分析纯硝酸与分析纯氢氟酸的混合酸15mL，再在150°C下，加热溶解lOmin，得溶解液^iil，其中分析纯硝酸和分析纯氢氟酸的体积比为4 1 ；
C、在步骤B所得2ml溶解液中按IOmL/ mL溶解液的量，加入分析纯高氯酸20mL，在 350°C下，加热至高氯酸烟冒于瓶口时继续加热lOmin，冷却，得溶解液2mL ；
D、在步骤C所得2ml溶解液中按25mL/ mL溶解液的量加水50mL，并加热至150°C使盐类溶解，冷却溶解液至室温，过滤除杂，滤液用水稀释至浓度为0. 002g/mL，摇勻，得溶液 IOOml ；
E、按溶液混合剂=1 1的体积比，取步骤D的溶液10. OOmL与硝酸一硝酸铋的混合液，混合均勻得混合液；再按混合液混合盐液=4 1的体积比，在混合液中加入硫代硫酸钠一无水亚硫酸钠的混合盐液，混勻，得混合钠盐液；再按混合钠盐液混合液= 4.5 1的体积比，在混合钠盐液中加入浓度为20g/L的抗坏血酸一乙醇混合液，混勻，得混合乙醇液；然后按混合乙醇液混合酒石酸钾钠液=11 1的体积比，在混合乙醇液中加入钼酸铵一酒石酸钾钠的混合酒石酸钾钠液，混勻，用水稀释至质量浓度为0. 002g/mL,混勻，在室温放置20min，得待测试样液IOOml ；其中
硝酸一硝酸铋的混合液是这样配制的每IOOOmL硝酸溶液中，加入分析纯硝酸铋IOg 进行溶解后摇勻，其中硝酸溶液为下列体积比分析纯硝酸水=1 3;硫代硫酸钠一无水亚硫酸钠的混合盐液是这样配制的每IOOmL水中，加入分析纯硫代硫酸钠0. 2g和分析纯无水亚硫酸钠lg，溶解后混勻；抗坏血酸一乙醇的混合液是这样配制的每升乙醇溶液中，加入20g分析纯抗坏血酸，溶解后混勻，其中乙醇溶液为下列体积比分析纯乙醇水 =1 1 ；钼酸铵一酒石酸钾钠的混合酒石酸钾钠液是这样配制的每IOOmL水中，加入分析纯钼酸铵3. 5g和分析纯酒石酸钾钠6. 5，溶解后混勻；
F、在与实施例1步骤:3B完全相同的条件下测量上述步骤E所得的待测试样液IOOmL 的吸光度值，在步骤3C的工作曲线上，获得该例试样中磷的质量分数为0. 047%。 实施例4
A、在0.2000g直接还原铁试样中按120mL/ g试样的量，加入分析纯盐酸24mL，在 120°C下，加热至试样溶解，得溶解液7mL ；
B、在步骤A所得溶解液中按1.2mL/ mL溶解液的量，加入分析纯硝酸与分析纯氢氟酸的混合酸8. 4mL,再在120°C下，加热溶解7min，得溶解液1. 5ml，其中分析纯硝酸和分析纯氢氟酸的体积比为4 1 ；
C、在步骤B所得1.5ml溶解液中按7mL / mL溶解液的量，加入分析纯高氯酸10. 5mL, 在320°C下，加热至高氯酸烟冒于瓶口时继续加热7min，冷却，得溶解液1. 5mL ；
D、在步骤C所得1.5ml溶解液中按22mL / mL溶解液的量加水33mL，并加热至120°C 使盐类溶解，冷却溶解液至室温，过滤除杂，滤液用水稀释至浓度为0. 002g/mL，摇勻，得溶液 IOOml ；
E、按溶液混合剂=1 1的体积比，取步骤D的溶液10. OOmL与硝酸一硝酸铋的混合液，混合均勻得混合液；再按混合液混合盐液=4 1的体积比，在混合液中加入硫代硫酸钠一无水亚硫酸钠的混合盐液，混勻，得混合钠盐液；再按混合钠盐液混合液= 4.5 1的体积比，在混合钠盐液中加入浓度为20g/L的抗坏血酸一乙醇混合液，混勻，得混合乙醇液；然后按混合乙醇液混合酒石酸钾钠液=11 1的体积比，在混合乙醇液中加入钼酸铵一酒石酸钾钠的混合酒石酸钾钠液，混勻，用水稀释至质量浓度为0. 002g/mL,混勻，在室温放置20min，得待测试样液IOOml ；其中
硝酸一硝酸铋的混合液是这样配制的每IOOOmL硝酸溶液中，加入分析纯硝酸铋IOg 进行溶解后摇勻，其中硝酸溶液为下列体积比分析纯硝酸水=1 3;硫代硫酸钠一无水亚硫酸钠的混合盐液是这样配制的每IOOmL水中，加入分析纯硫代硫酸钠0. 2g和分析纯无水亚硫酸钠lg，溶解后混勻；抗坏血酸一乙醇的混合液是这样配制的每升乙醇溶液中，加入20g分析纯抗坏血酸，溶解后混勻，其中乙醇溶液为下列体积比分析纯乙醇水 =1:1 ；钼酸铵一酒石酸钾钠的混合酒石酸钾钠液是这样配制的每IOOmL水中，加入分析纯钼酸铵3. 5g和分析纯酒石酸钾钠6. 5，溶解后混勻；
F、在与实施例1步骤:3B完全相同的条件下测量上述步骤E所得的待测试样液IOOmL 的吸光度值，在步骤3C的工作曲线上，获得该例试样中磷的质量分数为0. 047%。
权利要求
1.一种直接还原铁中磷含量的测定方法，包括用常规的分光光度仪测定待测试样液的吸光度值，根据该吸光度值在磷的标准工作曲线上得到对应磷含量值，其特征在于所述待测试样液的制备经过下列步骤A、在直接还原铁试样中按100 150mL/ g试样的量，加入盐酸，在100 150°C下， 加热至试样溶解，得溶解液；B、在步骤A所得溶解液中按1.0 1.5mL/ mL溶解液的量，加入硝酸与氢氟酸的混合酸，再在100 150°C下，加热溶解5 lOmin，其中硝酸和氢氟酸的体积比为4:1;C、在步骤B所得溶解液中按5 IOmL/ mL溶解液的量，加入高氯酸，在300 350°C 下，加热至高氯酸烟冒于瓶口时继续加热5 lOmin，冷却，得溶解液；D、在步骤C所得溶解液中按20 25mL/ mL溶解液的量加水，并加热至100 150°C 使盐类溶解，冷却溶解液至室温，过滤除杂，滤液用水稀释至浓度为0. 002g/mL，摇勻，得溶液；E、按溶液混合剂=1 1的体积比，将步骤D的溶液与硝酸一硝酸铋的混合液，混合均勻得混合液；再按混合液混合盐液=4 1的体积比，在混合液中加入硫代硫酸钠一无水亚硫酸钠的混合盐液，混勻，得混合钠盐液；再按混合钠盐液混合液=4.5 1的体积比，在混合钠盐液中加入浓度为20g/L的抗坏血酸一乙醇的混合液，混勻，得混合乙醇液； 然后按混合乙醇液混合酒石酸钾钠液=11 1的体积比，在混合乙醇液中加入钼酸铵一酒石酸钾钠的混合酒石酸钾钠液，混勻；用水稀释至质量浓度为0. 002g/mL,混勻，在室温放置20min，得待测试样液。
2.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于所述盐酸、硝酸、氢氟酸、高氯酸、硝酸铋、硫代硫酸钠、无水亚硫酸钠、抗坏血酸、乙醇、钼酸铵和酒石酸钾钠均为市购的分析纯产品。
3.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于所述步骤E的硝酸一硝酸铋的混合液是这样配制的每IOOOmL硝酸溶液中，加入硝酸铋IOg进行溶解后摇勻，其中硝酸溶液为下列体积比硝酸水=1 3。
4.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于所述步骤E的硫代硫酸钠一无水亚硫酸钠的混合盐液是这样配制的每IOOmL水中，加入硫代硫酸钠0. 2g和无水亚硫酸钠 lg，溶解后混勻。
5.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于所述步骤E的抗坏血酸一乙醇的混合液是这样配制的每升乙醇溶液中，加入20g抗坏血酸，溶解后混勻，其中乙醇溶液为下列体积比乙醇水=1 1。
6.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于所述步骤E的钼酸铵一酒石酸钾钠的混合酒石酸钾钠液是这样配制的每IOOmL水中，加入钼酸铵3. 5g和酒石酸钾钠6. 5，溶解后混勻。
全文摘要
本发明提供一种直接还原铁中磷含量的测定方法，通过将直接还原铁试样中加入试剂并进行一定处理，制成待测试样液并显色后，即可用现有技术中的分光光度法，直接测定直接还原铁中磷含量，不仅操作方便，而且测定的磷含量准确率高，其测定结果有良好的稳定性、重现性和准确性，试验证明本发明方法可靠、实用，能满足日常测定直接还原铁中磷含量的需要。
文档编号G01N21/31GK102262009SQ20111016954
公开日2011年11月30日 申请日期2011年6月22日 优先权日2011年6月22日
发明者李宏萍, 李玉清, 王磊, 郑玲, 陶俊, 高丽萍, 高玲 申请人:武钢集团昆明钢铁股份有限公司