一种复合肥料中氧化钾的测定方法
【专利摘要】本发明公开了一种复合肥料中氧化钾的测定方法，采用火焰光度计来检测复合肥料中氧化钾的含量，通过适合的标准液配置、合适的标准曲线及仪器参数，来进行检测。本方法使用时无需加入掩闭剂、沉淀剂，减少沉淀的过滤、干燥及称重过程，并不受样品组成干扰，能检测高浓度和各类复合肥料中氧化钾的含量，检验准确率高，稳定性好、灵敏度高。该方法具有操作过程简单、耗时短的特点，能较大缓解人员劳动强度和缩短分析时间，提高分析效率。
【专利说明】
一种复合肥料中氧化钾的测定方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种复合肥料中氧化钾的测定方法，属于仪器分析技术领域。
【背景技术】
[0002] 钾做为植物生长所必需的营养元素之一，在复合肥生产中是一个重要的指标，因 此，测定其含量具有重要意义。目前对钾的测定方法通常有容量法、重量法、电位滴定法、火 焰光度法、原子吸收光度法、离子选择法电极法、发射光谱法、色谱法、X射线衍射法、中子活 化分析化分测定等。现有技术中，通常采用四苯基硼酸钾法对复合肥中钾进行测定，在弱碱 性溶液中四苯硼酸钠溶液与试样中钾生成四硼酸钾沉淀，将沉淀过滤、干燥及称重后，得出 样品中氧化钾含量。如试样中含有氰胺基化物或有机物时，先加入溴水或活性炭处理。为防 止阳离子干扰，预先加入适量的乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA)，使阳离子与乙二胺四乙酸二 钠络合。因此采用此方法分析时间长，人员劳动强度相对较大，需要对样品进行较多的前处 理;不利于企业和生产单位根据分析结果及时调整生产工艺指标。
[0003] 火焰光度计是以发射光谱为基本原理的一种分析仪器，即利用火焰的热能使某元 素的原子激发发光，并用仪器检测其光谱能量的强弱，进而判断物质中某元素含量的高低。 此法具有简单快速、取样量少的优点。主要用于碱金属及碱土金属的测定，特别适用于咸水 和盐碱土壤中钠、钾、钙、镁等金属元素的测定。
[0004] 但该方法检测会受到样品检测浓度、复合肥中其他显色金属等干扰因素的影响， 通常只能测定低浓度和纯度较高的复合肥中氧化钾的含量，比如在在磷酸钾复合肥中，磷 酸根会对钾的测定有干扰，在氯基型和硫基型复合肥中，pH会对钾的测定有干扰，因此通常 会用化学方法来对样品进行前处理，但同时会带来别的离子对检测的影响。因此优化现有 的检测方法，准确、快速的测定复合肥料中氧化钾含量，是本领域工作者致力于研究的主要 方向之一。
【发明内容】
[0005] 本研究人员通过在长期开展复合肥料中各元素的检测研究工作，对复合肥料中氧 化钾的检测方法，进行了大量的研究，发明了一种复合肥料中氧化钾的测定方法，该方法采 用一套样品处理、参数设置的技术方案即能满足不同原料生产的如氯基型、硫基型等复合 肥中氧化钾检测的要求，而且能精确检测高浓度复合肥料中氧化钾。此方法具有操作简便、 稳定性好、灵敏度高、干扰少等特点，克服了现行四硼酸钾重量法的不足，而且能检测高浓 度和各类复合肥中氧化钾的含量，拓宽了检测范围，检验准确率高。
[0006] -种复合肥料中氧化钾的测定方法，包括以下步骤：
[0007] 1)试样处理:将试样用缩分器或四分法缩分至40g-60g，用万能粉碎机破碎后通过 0.4mm试验筛，供分析用；
[0008] 2)试样待测液的制备:称取经粉碎过筛后的1.00g试样于400ml烧杯中，加入150ml 水，加热煮沸20-30分钟，冷却后转移至500ml容量瓶中，定容摇匀，干过滤，弃去最初滤液， 吸取5ml滤液定容至250ml容量瓶中，定容摇匀；
[0009] 3)氧化钾标准液的配置：
[0010]称取优级纯氧化钾溶于水中，配置成O.lmg/mL的标准液，待用；
[0011] 4)标准曲线绘制：
[0012] 移取氧化钾标准液 0.0011^、2.0011^、4.0011^、6.0011^、8.0011^、10.0011^分别置于6个 1 OOmL容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀，制成lmL含氧化钾0.0 Oyg、2. OOyg、4. OOyg、6. OOyg、 8.00yg、10.00yg的标准溶液，在火焰光度计上，以空白溶液调节零点，依次从低浓度至高浓 度测定标准溶液，记录对应强度值，根据氧化钾浓度和对应强度值绘制标准曲线或求出直 线回归方程；
[0013] 5)试样溶液的测定
[0014] 将步骤2)制备的试样待测液置于火焰光度计上进行测定。
[0015] 前述的测定方法中，进一步地，所述步骤3)中优级纯氧化钾称取前，经过105-120 °C烘干1.5-3小时。
[0016] 进一步地，所述步骤5)中，采用火焰光度计进行测定之前，先将仪器预热20-30min，并至进样管中气泡完全排除，再进行进样。
[0017] 进一步地，所述步骤1)和2)中，试样可以选择以磷酸一铵(磷酸二铵）、硝酸铵、氯 化钾为原料生产的氯基型复合肥；以磷酸一铵(磷酸二铵）、硝酸铵、硫酸钾为原料生产的硫 基型复合肥；以磷酸一铵(磷酸二铵）、硝酸铵、氯化钾、尿素、磷酸二氢钾为原料生产的复合 肥；以磷酸一铵(磷酸二铵）、氯化铵、尿素、硝酸铵、磷酸二氢钾、硫酸钾为原料生产的复合 肥；
[0018] 本发明过程中，对火焰光度计的研究包括以下内容：
[0019] 1、仪器的准备
[0020] A检查进样管中是否有气泡:待空气压缩机压力稳定后，将吸样管插入溶液，观察 燃烧室喷口处观察气流是否呈雾状，废液是否匀速排出，如排出废液不是很匀速，可观察雾 化器下方的乳胶管中是否有空气，若有空气，则继续排气，以保证进样过程不受干扰；
[0021] B预热：由于火焰的燃烧、样品的注入是个动态过程，起初是常温状态，然后是升温 过程，当燃气计进样量确定后，火焰趋向热平衡，此过程大约需20-30分钟，并采用蒸馏水模 拟实际的进样条件，这时火焰较稳定，激发能量恒定，读数也较稳定。
[0022] 2、合适的标准曲线:火焰光度计的工作原理是利用火焰本身提供的热能，激发碱 土金属中的部分原子，使这些原子吸收能量后跃迀至上一个能量级，这个被释放的能量具 有特定的光谱特征，即一定的波长范围，火焰的发光强度与溶液中所含原子的浓度成正比， 构成定量分析的基础。由于火焰温度不是很高，使被测原子释放的能量有限，在燃烧过程中 自吸、自浊现象，如浓度太高，溶液中的原子不能被完全激发，造成强度值下降，使得标准曲 线不呈线性关系，所以只有在低浓度范围的测试才是呈线性关系的。将试样制备为lmL含氧 化钾0~10yg的试样溶液，可有效解决样品中的基体干扰，因为样品在10ppm以下时，样品溶 液已基本接近于水溶液。
[0023] 3、试样处理:将试样进行破碎后通过特定孔径的试验筛，能增大试样的表面积，减 小试样颗粒的体积、使试样更加容易溶于水，且在下一步的操作中，是在过量水中煮沸溶 解，更加能保证试样的充分溶解。
[0024] 综上，本发明采用火焰光度法测定复合肥料中氧化钾，通过物料粉碎对样品进行 前处理，无需进行化学处理，减少引入元素对测定的影响;无需加入掩闭剂、沉淀剂，减少沉 淀的过滤、干燥及称重过程，并不受样品组成干扰，分析时间缩短至2小时内，能检测高浓度 和各类复合肥料中氧化钾的含量，检验准确率高，稳定性好、灵敏度高;而且该方法具有操 作过程简单、耗时短的特点，能较大缓解人员劳动强度和缩短分析时间，提高分析效率。
【具体实施方式】
[0025] 为使本领域技术人员更加清楚的了解本发明方法，
【申请人】在具体实施例中以实验 的方式做进一步的描述。
[0026] -种复合肥料中氧化钾的测定方法，包括以下步骤：
[0027] 1)试样处理:将试样用缩分器或四分法缩分至40g_60g，用万能粉碎机破碎后通过 0.4mm试验筛，混匀，待用;所述试样为以磷酸一铵(磷酸二铵）、硝酸铵、氯化钾为原料生产 的氯基型复合肥制备的分析试样，命名为试样A;以磷酸一铵(磷酸二铵）、硝酸铵、硫酸钾为 原料生产的硫基型复合肥制备的分析试样，命名为试样B;以磷酸一铵(磷酸二铵）、氯化钾、 硝酸铵、尿素、磷酸二氢钾为原料生产的复合肥制备的分析试样，命名为试样C;以磷酸一铵 (磷酸二铵）、氯化铵、硝酸铵、尿素、磷酸二氢钾、硫酸钾为原料生产的复合肥制备的分析试 样，命名为试样D;
[0028] 2)试样待测液的制备：称取经粉碎过筛后的1.00g试样A于400ml烧杯中，加入 150ml水，加热煮沸20-30分钟，冷却后转移至500ml容量瓶中，定容摇匀，干过滤，弃去最初 滤液，吸取5ml滤液定容至250ml容量瓶中，定容摇匀；同法操作试样B-D;
[0029] 3)氧化钾标准液的配置：
[0030] 称取优级纯氧化钾溶于水中，配置成0.1mg/mL的标准液，待用；
[0031] 4)标准曲线绘制：
[0032] 移取氧化钾标准液 0.00虬、2.0011^、4.0011^、6.0011^、8.0011^、10.0011^分别置于6个 1 OOmL容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀，制成lmL含氧化钾0.0 Oyg、2. OOyg、4. OOyg、6. OOyg、 8.00yg、10.00yg的标准溶液，在火焰光度计上，以空白溶液调节零点，依次从低浓度至高浓 度测定标准溶液，记录对应强度值，根据氧化钾浓度和对应强度值绘制标准曲线或求出直 线回归方程；
[0033] 5)试样溶液的测定
[0034]将步骤2)制备的试样待测液A分别置于火焰光度计上进行测定，同时进行空白实 验，同法操作试样B-D;试样与标准溶液系列同条件在火焰光度计上以样品空白溶液调节零 点，测定样品溶液强度值，在工作曲线上查得浓度值。每测2个样品后需用标准溶液校准仪 器。
[0035] 对比试验1:采用GB8574-1988《复合肥料中钾含量的测定》中规定的四苯基硼酸钾 法，进行实施例1步骤1)中试样A-D的检测。
[0036]对比试验2:采用文献《钾含量检测的建立（火焰发射光谱法）》（口腔护理用品工 业，第二十四卷第四册，2014年8月，康春生等）中钾含量的检测方法，进行实施例1步骤1)中 试样A-D的检测。
[0037]检测结果:将实施例1、对比试验1和2的检测结果进行汇总，见表1。
[0038] 表1检测结果汇总比较表
[0039]
[0040] 备注:在准确度试验中，测定值在标准偏差范围内，回收率在95.1 %~103.4%之 间，即准确率高。
[0041] 从以上检测结果来看，实施例1在氧化钾浓度<5.00%，平行测定的绝对差值< 0.3 %，准确率彡99 % ;在氧化钾浓度5.00 %~10.00 %，平行测定的绝对差值<0.4%，准确 率彡99% ;在氧化钾浓度10.00%~20.00%，平行测定的绝对差值<0.4%，准确率多98% ; 在氧化钾浓度多20.00 %，平行测定的绝对差值<0.4 %，准确率多96 % ;由此可见，本发明 检测结果平行测定的绝对差值小，准确率高，能精准检测出各类不同浓度的复合肥料中氧 化钾的浓度。
[0042] 对比试验1中，在氧化钾浓度<5.00 %，平行测定的绝对差值<0.4 %，准确率多 95% ;在氧化钾浓度5.00%~10.00%，平行测定的绝对差值<0.6%，准确率多92% ;在氧 化钾浓度10.00%~20.00%，平行测定的绝对差值<1.00%，准确率多84% ;在氧化钾浓度 多20.00%，平行测定的绝对差值<2.00%，准确率多73% ;由此可见，本发明在同等浓度下 的氧化钾检测结果，平行测定的绝对差值、准确率明显优于四苯基硼酸钾法检测；四苯基硼 酸钾法检测在检测高浓度复合肥料中氧化钾的含量时，平行测定的绝对差值大，说明波动 大，不稳定，而准确率低，则检测结果不能让人信服。
[0043] 对比试验2中，可知在氧化钾浓度<5.00%，平行测定的绝对差值<0.3%，准确率 彡96 % ;在氧化钾浓度5.00 %~10.00 %，平行测定的绝对差值<0.4%，准确率彡93 % ;在 氧化钾浓度10.00 %~20.00 %，平行测定的绝对差值<0.6 %，准确率多89 % ;在氧化钾浓 度多20.00%，平行测定的绝对差值<0.8%，准确率多83% ;由此可见，该文献检测随着氧 化钾浓度的增大，平行测定的绝对差值在变大，准确率在降低，当氧化钾浓度多20.00 %时， 准确率多83%，检测结果信服度不高。因此，从实施例1和对比试验2的检测结果和检测过程 来看，本发明在各类氧化钾浓度检测中行测定的绝对差值、准确率明显优于文献方法检测 结果，原因在于，本发明选择了合适的标准曲线，较优的样品前处理以及仪器参数设置来进 行检测。
[0044] 综上，我们发现采用经优化的火焰光度法来检测复合肥料中的氧化钾，在同等浓 度范围内，检验准确率明显高于四硼酸钾重量法;无需加入掩闭剂(若含有氰氨基化物或有 机物时，在加入m)TA溶液之前，先加溴水和活性炭处理）、沉淀剂（四苯硼酸钠），减少沉淀的 过滤、干燥及称重过程，并不受样品组成干扰，分析时间缩短至2小时内，能检测高浓度和各 类复合肥料中氧化钾的含量，检验准确率高，稳定性好、灵敏度高;而且该方法具有操作过 程简单、耗时短的特点。
【主权项】
1. 一种复合肥料中氧化钾的测定方法，包括以下步骤： 1) 试样处理：将试样用缩分器或四分法缩分至40g-60g，用万能粉碎机破碎后通过 0.4mm试验筛，供分析用； 2) 试样待测液的制备：称取经粉碎过筛后的l.OOg试样于400ml烧杯中，加入150ml水， 加热煮沸20-30分钟，冷却后转移至500ml容量瓶中，定容摇匀，干过滤，弃去最初滤液，吸取 5ml滤液定容至250ml容量瓶中，定容摇匀； 3) 氧化钾标准液的配置： 称取优级纯氧化钾溶于水中，配置成氧化钾的标准液，待用。 4) 标准曲线绘制： 移取氧化钾标准液 〇. 〇〇mL、2. OOmL、4. OOmL、6. OOmL、8. OOmL、 10. OOmL分别置于6个lOOmL容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀；制成lmL含氧化钾0.00μ g、2.00yg、4.00yg、6.00yg、8.00yg、10.00yg的标准溶液，在火焰光度计上，以空白溶液调节 零点，依次从低浓度至高浓度测定标准溶液，记录对应强度值，根据氧化钾浓度和对应强度 值绘制标准曲线或求出直线回归方程； 5) 试样溶液的测定 将步骤2)制备的试样待测液置于火焰光度计上进行测定。2. 根据权利要求1所述的一种复合肥料中氧化钾的测定方法，所用溶剂的单位均为质 量体积百分比。3. 根据权利要求1所述的一种复合肥料中氧化钾的测定方法，所述步骤5)，采用火焰光 度计进行测定之前，先将仪器预热20_30min，并至进样管中气泡完全排除，再进行进样。4. 根据权利要求1所述的一种复合肥料中氧化钾的测定方法，所述步骤1)和2)，试样是 指以磷酸一铵(磷酸二铵）、硝酸铵、氯化钾为原料生产的氯基型复合肥；以磷酸一铵(磷酸 二铵）、硝酸铵、硫酸钾为原料生产的硫基型复合肥；以磷酸一铵(磷酸二铵）、硝酸铵、氯化 钾、尿素、磷酸二氢钾为原料生产的复合肥；以磷酸一铵(磷酸二铵）、氯化铵、尿素、硝酸铵、 磷酸二氢钾、硫酸钾为原料生产的复合肥。
【文档编号】G01N21/71GK106093012SQ201610662605
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月14日 公开号201610662605.6, CN 106093012 A, CN 106093012A, CN 201610662605, CN-A-106093012, CN106093012 A, CN106093012A, CN201610662605, CN201610662605.6
【发明人】穆菊英, 李前, 陈修琼, 陈剑, 杨兴荣, 林莉
【申请人】贵州开磷质量检测中心有限责任公司