专利名称：硅锰合金中磷的测定方法
技术领域：
本发明涉及硅锰合金技术领域，更具体地说，涉及一种硅锰合金中磷的测定方法。
背景技术：
硅锰合金是由锰、硅、铁、碳和其它元素组成的合金，是冶炼合金钢及低合金钢生产的主要原料，其质量的好坏直接影响钢的质量和钢的机械加工性能。锰硅合金中的杂质元素磷是一种有害元素，会使钢产生冷脆现象，因此，测定锰硅合金中磷的含量对于指导炼钢生产意义重大。进一步的，由于磷含量大于0. 25%的硅锰合金的性能会明显下降，因此磷含量的测定结果的准确度同样具有重要意义。锰硅合金中磷的测定已有国家标准分析方法，见GB/T5686. 4-1998。另外，目前常用方法为在铋盐存在下，采用无水亚硫酸钠、硫代硫酸钠和抗坏血酸混合显色液为还原剂， 在试样中加入钼酸铵生成磷钼杂多酸，以抗坏血酸为还原剂将形成的磷钼杂多酸还原为磷钼蓝，然后测定其吸光度，具体步骤为称取试样置于材质为聚四氟乙烯的烧杯中，加入硝酸，然后滴加氢氟酸将试样溶解，再加入高氯酸加热冒烟将磷氧化为正磷酸，定溶于IOOml 容量瓶中；吸取母液IOml于IOOml的容量瓶中，加入5ml质量浓度为3%的硝酸铋溶液和 5ml质量浓度为4%的钼酸铵溶液，加入硫代硫酸钠、亚硫酸钠和抗坏血酸的混合显色剂作为还原剂后于沸水中加热，10分钟后用7504型分光光度计，波长为680nm，2cm的比色皿进行比色测定，从而测定得到锰硅合金中磷的含量。现有技术报道的磷的测定方法以抗坏血酸为还原剂，显色后需等待10分钟才稳定且稳定性较差，因此，该测定方法存在分析时间长、分析结果不稳定的缺点，不适合现场大批量生产分析。本发明人考虑，提供一种硅锰合金中磷的测定方法，缩短分析时间，增加分析结果的准确度。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种硅锰合金中磷的测定方法，该测定方法分析时间较短，测定结果的准确度较高。为了解决以上技术问题，本发明提供一种硅锰合金中磷的测定方法，包括以下步骤将硅锰合金试样、硝酸、氢氟酸和高氯酸混合，反应后形成第一混合溶液；向所述第一混合溶液中加入亚硫酸钠，反应后得到第二混合溶液；向所述第二混合溶液中加入硝酸铋溶液、钼酸铵溶液、酒石酸钾钠溶液、氟化钠溶液和氯化亚锡，反应后得到第三混合溶液；利用分光光度法测定所述第三混合溶液在680 700nm处的吸光度值，得到硅锰
合金中的磷含量。优选的，所述硝酸铋溶液的质量体积浓度为5g/L。优选的，所述钼酸铵溶液的质量浓度为9%。
优选的，所述酒石酸钾钠溶液的质量浓度为9%。优选的，所述钼酸铵溶液与所述酒石酸钾钠溶液的体积比为1 1。优选的，所述氟化钠溶液的质量浓度为2%。优选的，所述氟化钠溶液与氯化亚锡的体积质量比为IOOml 0.5g。优选的，所述第三混合溶液的酸度为0. 6 1. 0mol/Lo优选的，利用分光光度法测定所述第二混合溶液在690nm处的吸光度值。优选的，所述得到第三混合溶液的步骤具体为步骤a)向所述第二混合溶液中加入硝酸铋溶液、钼酸铵溶液和酒石酸钾钠溶液， 振荡后于沸水浴中加热；步骤b)向所述步骤a)得到的混合溶液中加入氟化钠溶液和氯化亚锡，反应后得到第三混合溶液。本发明提供一种硅锰合金中磷的测定方法，利用硝酸和氢氟酸将试样溶解后，加入高氯酸将试样中的磷转化为正磷酸，得到第一混合溶液；向所述第一混合溶液中加入亚硫酸钠，将硅锰合金中的锰还原，得到第二混合溶液；向所述第二混合溶液中加入硝酸铋溶液、钼酸铵溶液、酒石酸钾钠溶液、氟化钠溶液和氯化亚锡，其中钼酸铵使第一混合溶液中的正磷酸转化为磷钼杂多酸，并利用二氯化锡将形成的磷钼杂多酸还原为蓝色的磷钼蓝， 然后利用分光光度法测定得到磷的含量。与现有技术相比，本发明以氯化亚锡为还原剂，由于其具有还原速度快、还原效果好的特点，从而使该测定方法分析时间较短，并增加了测定结果的准确度和稳定性，适合现场大批量生产分析。
具体实施例方式下面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在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明公开了一种硅锰合金中磷的测定方法，包括以下步骤将硅锰合金试样、硝酸、氢氟酸和高氯酸混合，反应后形成第一混合溶液；向所述第一混合溶液中加入亚硫酸钠，反应后得到第二混合溶液；向所述第二混合溶液中加入硝酸铋溶液、钼酸铵溶液、酒石酸钾钠溶液、氟化钠溶液和氯化亚锡，反应后得到第三混合溶液；利用分光光度法测定所述第三混合溶液在680 700nm处的吸光度值，得到硅锰
合金中的磷含量。在上述制备过程中，本发明利用硝酸和氢氟酸将试样溶解，同时高氯酸将试样中的磷转化为正磷酸；然后通过加入的亚硫酸钠将硅锰合金中的锰还原，得到澄清的第二混合溶液；钼酸铵使第二混合溶液中的正磷酸转化为磷钼杂多酸，并利用二氯化锡将形成的磷钼杂多酸还原为蓝色的磷钼蓝，从而通过分光光度法测定得到锰合金中磷的含量。所述得到第一混合溶液的步骤具体为将硅锰合金试样置于材质为聚四氟乙烯的容器中，向所述容器中依次加入硝酸和氢氟酸，所述氢氟酸优选采用滴加的方式；然后向所述容器中加入高氯酸并加热，浓缩后得到第一混合溶液。在上述步骤中，所述硝酸和氢氟酸用于将所述试样溶解，所述氢氟酸优选采用的滴加方式有利于氢氟酸与试样之间的充分接触。本发明采用的硝酸、氢氟酸和高氯酸分别为市购的浓硝酸、浓氢氟酸和浓高氯酸，密度分别为1. 40g/ml、l. 3g/ml和1. 68g/ml。由于高氯酸的热浓溶液具有较强的氧化性，因此， 高氯酸将试样中的磷转化为正磷酸，发生如下反应IOHClO4 (浓)+14P+16H20 == Δ = = 14H3P04+5C12 个在得到第一混合溶液后，向所述第一混合溶液中加入亚硫酸钠，亚硫酸钠与硅锰合金中的锰反应，使得到的第二混合溶液为澄清的状态。本发明采用的亚硫酸钠优选为无水亚硫酸钠，质量体积浓度优选为100g/L。另外，本发明还包括向所述第二混合溶液中加入硝酸铋溶液、钼酸铵溶液、酒石酸钾钠溶液、氟化钠溶液和氯化亚锡的步骤，该步骤具体为步骤a)向所述第二混合溶液中加入硝酸铋溶液、钼酸铵溶液和酒石酸钾钠溶液，振荡后于沸水浴中加热；步骤b)向所述步骤a)得到的混合溶液中加入氟化钠溶液和氯化亚锡，反应后得到第三混合溶液。其中，硝酸铋优选采用硝酸1+3配制，硝酸铋的作用为调节溶液中的酸度，硝酸铋的存在下可以使生成的铋磷钼蓝稳定性更好。本发明采用的硝酸铋的质量体积浓度优选为 4. 8 5. 2g/L，更优选为5g/L。本发明采用的硝酸铋优选采用硝酸溶液配制，该硝酸溶液为硝酸1+3，即该硝酸溶液由浓硝酸与水按照体积比为1 3配制。本发明利用用硝酸1+3 配制的硝酸铋对溶液进行酸度调节，使得到的第二混合溶液的酸度优选为0. 6 1. Omol/ L，更优选为0. 7 0. 9mol/L，该酸度保证了磷钼蓝颜色的稳定，从而提高了合金中磷的测定结果的准确度。所述钼酸铵具有使第一混合溶液中的正磷酸转化为磷钼杂多酸的作用，与磷反应生成磷钼杂多酸(即磷钼黄)。所述钼酸铵溶液的质量浓度优选为8 10%，更优选为9%。 所述钼酸铵溶液的质量浓度优选为8 10%，更优选为9%。另外，本发明采用的酒石酸钾钠具有消除低硅的干扰的作用。所述钼酸铵溶液与所述酒石酸钾钠溶液的体积比优选为 (0.8 1.幻(0.8 1.幻，更优选为1 1。在第三混合溶液的制备过程中，所述钼酸铵溶液与酒石酸钾钠溶液优选以混合溶液的形式加入，即将钼酸铵溶液与酒石酸钾钠溶液按体积比1 1混合后，得到钼酸铵-酒石酸钾钠溶液，然后将所述钼酸铵-酒石酸钾钠溶液加入所述第二混合溶液中。另外，氟化钠的作用在于掩蔽少量铁，所述氟化钠溶液的质量浓度优选为0. 8 2. 2%，更优选为2%。氯化亚锡是一种还原性较强的还原剂，可以将形成的磷钼杂多酸还原为蓝色的磷钼蓝。本发明以氯化亚锡为还原剂，由于其具有还原速度快、还原效果好的特点，从而使该测定方法分析时间较短，并增加了测定结果的准确度和稳定性，适合现场大批量生产分析。所述氟化钠溶液与氯化亚锡的体积质量比优选为IOOml (0. 40 0.60) g， 更优选为IOOml 0.5g。本步骤中，所述氟化钠溶液和氯化亚锡优选以混合溶液的形式加入，即向氟化钠溶液中加入氯化亚锡形成氟化钠-氯化亚锡溶液，然后将所述氟化钠-氯化亚锡加入所述第二混合溶液中。在得到第三混合溶液，利用分光光度法测定所述第三混合溶液在680 700nm处的吸光度值，更优选测定其在690nm的吸光度值。具体为利用2cm比色皿和7504型分光光度计，在690nm波长比色，测得吸光度，根据标准曲线得到磷含量。由于本发明利用分光光度法测定硅锰合金中的磷含量，因此，需要预先绘制标准曲线，然后根据标准曲线得到硅锰合金中的磷含量。标准曲线的绘制优选采用不同含量的同品种标准样品3 5个，与试样同步操作后，以吸光度为纵坐标，以磷的百分含量为横坐标，在坐标纸上绘制曲线，从而测出试样的吸光度后，根据标准曲线得到磷的百分含量。本发明利用分光光度法进行的比色实验需要在30秒内完成，否则溶液易出现褪色的现象，影响测定结果。为了进一步说明本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。本发明实施例和比较例采用的化学试剂均为市购。实施例1称取1号硅锰合金试样0. 0600克置于150ml聚四氟乙烯烧杯中，加IOml硝酸，滴加5ml氢氟酸溶解，再加5ml高氯酸加热冒烟浓缩至2ml，得到第一混合溶液，所述1号硅锰合金试样为GSB03-1947-2005号标样，P含量为0. 078wt% ；将所述第一混合溶液取下稍冷，加IOml温度为60 70°C的蒸馏水，用蒸馏水冲洗烧杯壁，加热，滴加无水亚硫酸钠还原锰，煮沸待溶液清亮后，冷至室温，转入IOOml容量瓶中，稀释至刻度，摇勻，得到第二混合溶液；准确移取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铋溶液，所述硝酸溶液由浓硝酸与水按照体积比为1 3配制，加5ml质量浓度为9%钼酸铵-酒石酸钾钠溶液，所述钼酸铵-酒石酸钾钠溶液由9%钼酸铵溶液与9%的酒石酸钾钠溶液按体积比1 1配制，振荡后于沸水浴中加热30秒，立即加入0.5%氟化钠-氯化亚锡溶液，所述0. 5%氟化钠-氯化亚锡溶液由氟化钠溶液与氯化亚锡的按体积质量比优选为IOOml 0.5g配制得到，充分振荡，以2cm比色皿，7504型分光光度计，690nm波长比色， 测得吸光度，根据标准曲线得到磷含量。标准曲线的绘制以不同含量的同品种标准样品3 5个，与试样同步操作后，以吸光度为纵坐标，以磷的百分含量为横坐标，在坐标纸上绘制曲线。分析结果的计算测出试验吸光度后，从工作曲线查得磷的百分含量。采用上述方法对该硅锰合金试样中的磷含量进行6次平行测定，结果如表1所示。实施例2 4分别取2号硅锰合金试样、3号硅锰合金试样和4号硅锰合金试样，采用实施例1 的方法对硅锰合金中的磷含量进行6次平行测定，结果如表1所示。1号硅锰合金试样为 GSB03-1947-2005号标样，P含量为0. 078wt%;2号硅锰合金试样为GSB03-1359-2001号标样，P含量为0. 104wt% ；3号硅锰合金试样为09-100号标样，P含量为0. 137wt% ；4号硅锰合金试样为YSBC37645-02号标样，P含量为0. 178wt%。表1实施例1 4测定的硅锰合金中的磷含量
权利要求
1.一种硅锰合金中磷的测定方法，包括以下步骤将硅锰合金试样、硝酸、氢氟酸和高氯酸混合，反应后形成第一混合溶液； 向所述第一混合溶液中加入亚硫酸钠，反应后得到第二混合溶液； 向所述第二混合溶液中加入硝酸铋溶液、钼酸铵溶液、酒石酸钾钠溶液、氟化钠溶液和氯化亚锡，反应后得到第三混合溶液；利用分光光度法测定所述第三混合溶液在680 700nm处的吸光度值，得到硅锰合金中的磷含量。
2.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述硝酸铋溶液的质量体积浓度为 5g/L。
3.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述钼酸铵溶液的质量浓度为9%。
4.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述酒石酸钾钠溶液的质量浓度为9%。
5.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述钼酸铵溶液与所述酒石酸钾钠溶液的体积比为1 1。
6.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述氟化钠溶液的质量浓度为2%。
7.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述氟化钠溶液与氯化亚锡的体积质量比为IOOml 0. 5g。
8.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述第三混合溶液的酸度为0.6 1. 0mol/Lo
9.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，利用分光光度法测定所述第二混合溶液在690nm处的吸光度值。
10.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述得到第三混合溶液的步骤具体为步骤a)向所述第二混合溶液中加入硝酸铋溶液、钼酸铵溶液和酒石酸钾钠溶液，振荡后于沸水浴中加热；步骤b)向所述步骤a)得到的混合溶液中加入氟化钠溶液和氯化亚锡，反应后得到第三混合溶液。
全文摘要
本发明公开了一种硅锰合金中磷的测定方法，利用硝酸和氢氟酸将试样溶解后，加入高氯酸将试样中的磷转化为正磷酸，得到第一混合溶液；向所述第一混合溶液中加入亚硫酸钠，将硅锰合金中的锰还原，得到第二混合溶液；向所述第二混合溶液中加入硝酸铋溶液、钼酸铵溶液、酒石酸钾钠溶液、氟化钠溶液和氯化亚锡，其中钼酸铵使第一混合溶液中的正磷酸转化为磷钼杂多酸，并利用二氯化锡将形成的磷钼杂多酸还原为蓝色的磷钼蓝，然后利用分光光度法测定得到磷的含量。与现有技术相比，本发明以氯化亚锡为还原剂，由于其具有还原速度快、还原效果好的特点，从而使该测定方法分析时间较短，并增加了测定结果的准确度和稳定性，适合现场大批量生产分析。
文档编号G01N21/78GK102539426SQ201210003800
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月6日 优先权日2012年1月6日
发明者杨春艳 申请人:吉林建龙钢铁有限责任公司