專利名稱：硅錳合金中磷的測定方法
技術領域：
本發(fā)明涉及硅錳合金技術領域，更具體地說，涉及一種硅錳合金中磷的測定方法。
背景技術：
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的主要原料，其質量的好壞直接影響鋼的質量和鋼的機械加工性能。錳硅合金中的雜質元素磷是一種有害元素，會使鋼產生冷脆現象，因此，測定錳硅合金中磷的含量對于指導煉鋼生產意義重大。進一步的，由于磷含量大于0. 25%的硅錳合金的性能會明顯下降，因此磷含量的測定結果的準確度同樣具有重要意義。錳硅合金中磷的測定已有國家標準分析方法，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，然后測定其吸光度，具體步驟為稱取試樣置于材質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質量濃度為3%的硝酸鉍溶液和 5ml質量濃度為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，波長為680nm，2cm的比色皿進行比色測定，從而測定得到錳硅合金中磷的含量。現有技術報道的磷的測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，該測定方法存在分析時間長、分析結果不穩(wěn)定的缺點，不適合現場大批量生產分析。本發(fā)明人考慮，提供一種硅錳合金中磷的測定方法，縮短分析時間，增加分析結果的準確度。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術問題在于提供一種硅錳合金中磷的測定方法，該測定方法分析時間較短，測定結果的準確度較高。為了解決以上技術問題，本發(fā)明提供一種硅錳合金中磷的測定方法，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，反應后得到第三混合溶液；利用分光光度法測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量體積濃度為5g/L。優(yōu)選的，所述鉬酸銨溶液的質量濃度為9%。
優(yōu)選的，所述酒石酸鉀鈉溶液的質量濃度為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色的磷鉬藍， 然后利用分光光度法測定得到磷的含量。與現有技術相比，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，從而使該測定方法分析時間較短，并增加了測定結果的準確度和穩(wěn)定性，適合現場大批量生產分析。
具體實施例方式下面對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。本發(fā)明公開了一種硅錳合金中磷的測定方法，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，反應后得到第三混合溶液；利用分光光度法測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，同時高氯酸將試樣中的磷轉化為正磷酸；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色的磷鉬藍，從而通過分光光度法測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的氧化性，因此， 高氯酸將試樣中的磷轉化為正磷酸，發(fā)生如下反應IOHClO4 (濃)+14P+16H20 == Δ = = 14H3P04+5C12 個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，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穩(wěn)定性更好。本發(fā)明采用的硝酸鉍的質量體積濃度優(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 配制的硝酸鉍對溶液進行酸度調節(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顏色的穩(wěn)定，從而提高了合金中磷的測定結果的準確度。所述鉬酸銨具有使第一混合溶液中的正磷酸轉化為磷鉬雜多酸的作用，與磷反應生成磷鉬雜多酸(即磷鉬黃)。所述鉬酸銨溶液的質量濃度優(yōu)選為8 10%，更優(yōu)選為9%。 所述鉬酸銨溶液的質量濃度優(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的還原劑，可以將形成的磷鉬雜多酸還原為藍色的磷鉬藍。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，從而使該測定方法分析時間較短，并增加了測定結果的準確度和穩(wěn)定性，適合現場大批量生產分析。所述氟化鈉溶液與氯化亞錫的體積質量比優(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，利用分光光度法測定所述第三混合溶液在680 700nm處的吸光度值，更優(yōu)選測定其在690nm的吸光度值。具體為利用2cm比色皿和7504型分光光度計，在690nm波長比色，測得吸光度，根據標準曲線得到磷含量。由于本發(fā)明利用分光光度法測定硅錳合金中的磷含量，因此，需要預先繪制標準曲線，然后根據標準曲線得到硅錳合金中的磷含量。標準曲線的繪制優(yōu)選采用不同含量的同品種標準樣品3 5個，與試樣同步操作后，以吸光度為縱坐標，以磷的百分含量為橫坐標，在坐標紙上繪制曲線，從而測出試樣的吸光度后，根據標準曲線得到磷的百分含量。本發(fā)明利用分光光度法進行的比色實驗需要在30秒內完成，否則溶液易出現褪色的現象，影響測定結果。為了進一步說明本發(fā)明的技術方案，下面結合實施例對本發(fā)明優(yōu)選實施方案進行描述，但是應當理解，這些描述只是為進一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點，而不是對本發(fā)明權利要求的限制。本發(fā)明實施例和比較例采用的化學試劑均為市購。實施例1稱取1號硅錳合金試樣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號硅錳合金試樣為GSB03-1947-2005號標樣，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，轉入IOOml容量瓶中，稀釋至刻度，搖勻，得到第二混合溶液；準確移取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，690nm波長比色， 測得吸光度，根據標準曲線得到磷含量。標準曲線的繪制以不同含量的同品種標準樣品3 5個，與試樣同步操作后，以吸光度為縱坐標，以磷的百分含量為橫坐標，在坐標紙上繪制曲線。分析結果的計算測出試驗吸光度后，從工作曲線查得磷的百分含量。采用上述方法對該硅錳合金試樣中的磷含量進行6次平行測定，結果如表1所示。實施例2 4分別取2號硅錳合金試樣、3號硅錳合金試樣和4號硅錳合金試樣，采用實施例1 的方法對硅錳合金中的磷含量進行6次平行測定，結果如表1所示。1號硅錳合金試樣為 GSB03-1947-2005號標樣，P含量為0. 078wt%;2號硅錳合金試樣為GSB03-1359-2001號標樣，P含量為0. 104wt% ；3號硅錳合金試樣為09-100號標樣，P含量為0. 137wt% ；4號硅錳合金試樣為YSBC37645-02號標樣，P含量為0. 178wt%。表1實施例1 4測定的硅錳合金中的磷含量
權利要求
1.一種硅錳合金中磷的測定方法，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，反應后得到第三混合溶液；利用分光光度法測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.根據權利要求1所述的測定方法，其特征在于，所述硝酸鉍溶液的質量體積濃度為 5g/L。
3.根據權利要求1所述的測定方法，其特征在于，所述鉬酸銨溶液的質量濃度為9%。
4.根據權利要求1所述的測定方法，其特征在于，所述酒石酸鉀鈉溶液的質量濃度為9%。
5.根據權利要求1所述的測定方法，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.根據權利要求1所述的測定方法，其特征在于，所述氟化鈉溶液的質量濃度為2%。
7.根據權利要求1所述的測定方法，其特征在于，所述氟化鈉溶液與氯化亞錫的體積質量比為IOOml 0. 5g。
8.根據權利要求1所述的測定方法，其特征在于，所述第三混合溶液的酸度為0.6 1. 0mol/Lo
9.根據權利要求1所述的測定方法，其特征在于，利用分光光度法測定所述第二混合溶液在690nm處的吸光度值。
10.根據權利要求1所述的測定方法，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色的磷鉬藍，然后利用分光光度法測定得到磷的含量。與現有技術相比，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，從而使該測定方法分析時間較短，并增加了測定結果的準確度和穩(wěn)定性，適合現場大批量生產分析。
文檔編號G01N21/78GK102539426SQ201210003800
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月6日 優(yōu)先權日2012年1月6日
發(fā)明者楊春艷 申請人:吉林建龍鋼鐵有限責任公司