含鈮鋼中磷含量的測定方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種含鈮鋼中磷含量的測定方法。所述方法包括：酸解含鈮鋼；加入高氯酸，加熱至冒煙；加入鹽酸和氫溴酸；再次加熱至冒煙；加入鉻酸鈉溶液，隨后加入亞硫酸鈉溶液，加熱至沸騰，冷卻；加入氫氧化鈉溶液，過濾得母液；移取母液并加入高氯酸以使母液呈酸性，隨后加入鉍鹽溶液和鉬酸銨混合液，以生成磷鉍鉬雜多酸絡(luò)合物；向母液、鉍鹽溶液和鉬酸銨混合液構(gòu)成的混合溶液中，加入抗壞血酸以將磷鉍鉬雜多酸絡(luò)合物還原為鉍磷鉬藍(lán)，得到待測溶液；用光度法測量待測溶液中鉍磷鉬藍(lán)的吸光度，計算得出含鈮鋼中的磷含量。本發(fā)明的有益效果包括：檢測過程中不使用有毒的有機(jī)試劑，不進(jìn)行萃取，操作較簡便；并能準(zhǔn)確測定含鈮鋼中的磷含量。
【專利說明】含鈮鋼中磷含量的測定方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及含鈮鋼化學(xué)分析【技術(shù)領(lǐng)域】，具體來講，涉及一種能夠測定含鈮鋼中磷 含量的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有測定含鈮鋼磷含量的磷鑰藍(lán)光度法或鉍磷鑰藍(lán)光度法皆用有毒的三氯甲烷 萃取分離鈮后，再用乙酸丁酯或正丁醇萃取。方法操作繁瑣，且使用有毒有害的有機(jī)試劑， 既威脅操作人員身心健康，又嚴(yán)重污染環(huán)境。
[0003] 因此，很有必要發(fā)明一種不使用有機(jī)試劑萃取的，操作較簡便且能準(zhǔn)確測定含鈮 鋼中磷含量的鉍磷鑰藍(lán)蘭光度法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足中的至少一項(xiàng)。
[0005] 例如，本發(fā)明的目的之一在于提供一種能夠不使用有機(jī)試劑萃取的、操作較簡便 且能準(zhǔn)確測定含鈮鋼中磷含量的方法。
[0006] 本發(fā)明的一方面提供了一種含鈮鋼中磷含量的測定方法。所述測定方法包括以下 步驟：酸解含鈮鋼，得到酸解液；向酸解液中加入高氯酸，并加熱至溶液體系冒高氯酸煙； 向溶液體系中加入鹽酸和氫溴酸的混合酸，以去除溶液體系中的砷元素；再次加熱溶液體 系至冒高氯酸煙；向溶液體系中加入鉻酸鈉溶液，隨后向容器中加入亞硫酸鈉溶液，加熱至 沸騰并持續(xù)一段時間，冷卻；向溶液體系中加入氫氧化鈉溶液，以使溶液體系中的金屬離子 生成沉淀，過濾，得到母液；移取母液向其中加入高氯酸以使母液呈酸性，隨后加入鉍鹽溶 液和鑰酸銨混合液，以使母液中的磷在高氯酸介質(zhì)中與鉍離子、鑰酸銨反應(yīng)生成磷鉍鑰雜 多酸絡(luò)合物，其中，鉍鹽溶液通過高氯酸溶解鉍鹽并加熱至冒高氯酸濃煙得到，鑰酸銨混合 液為由高氯酸、鑰酸銨和阿拉伯樹膠構(gòu)成的溶液；向母液、鉍鹽溶液和鑰酸銨混合液構(gòu)成的 混合溶液中，加入抗壞血酸以將磷鉍鑰雜多酸絡(luò)合物還原為鉍磷鑰藍(lán)，得到待測溶液；用光 度法測量待測溶液中鉍磷鑰藍(lán)的吸光度，計算得出含鈮鋼中的磷含量。
[0007] 本發(fā)明的另一方面提供了一種測定含鈮鋼中磷含量的方法。所述方法先采用如上 所述的測定方法來測定已知磷含量的多個含鈮鋼標(biāo)準(zhǔn)樣品，并根據(jù)所述多個含鈮鋼標(biāo)準(zhǔn)樣 品的磷含量及對應(yīng)的吸光度，進(jìn)行線性回歸，繪制形成工作曲線函數(shù)；然后，采用如上所述 的測定方法獲得待測含鈮鋼樣品的吸光度，隨后，在工作曲線函數(shù)中查找與所述待測含鈮 鋼樣品的吸光度對應(yīng)的磷含量。
[0008] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果包括：檢測過程中不使用有毒的有機(jī)試劑，不 進(jìn)行萃取，操作較簡便；并能準(zhǔn)確測定含鈮鋼中的磷含量。

【具體實(shí)施方式】
[0009] 在下文中，將結(jié)合示例性實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的含鈮鋼中磷含量的測定方 法。
[0010] 在本發(fā)明中，待測含鈮鋼含有按質(zhì)量百分比計0.001%?ο. 1%的磷含量且鎢元 素含量應(yīng)不大于0. 25%，此外，含鈮鋼中還可含有鈮、鎳、鈷、鉻、錳、銅等元素。
[0011] 在本發(fā)明的一個示例性實(shí)施例中，含鈮鋼中磷含量的測定方法包括順序進(jìn)行的以 下步驟：
[0012] 酸解含鈮鋼，得到酸解液。酸解用酸應(yīng)包括一具有氧化性的酸（例如，硝酸），優(yōu)選 使用混合酸。例如，可以使用鹽酸和硝酸的混合酸作為酸解用酸。此外，在酸解過程中，可 以略微加熱，也可進(jìn)行微波酸解。總之，以能夠使含鈮鋼分解完全為宜。
[0013] 向酸解液中加入高氯酸，并加熱至溶液體系冒煙（即，冒高氯酸煙）。這里，所加入 的高氯酸能夠起到趕酸的作用，并且能夠?qū)⑺峤庖褐锌赡艽嬖诘牡蛢r磷元素氧化至五價。
[0014] 向溶液體系中加入鹽酸和氫溴酸的混合酸，以使溶液體系中可能存在砷元素形成 溴化砷，并以揮發(fā)的方式被從溶液體系中去除。
[0015] 再次加熱溶液體系至冒高氯酸煙，優(yōu)選地，冒高氯酸煙的過程可持續(xù)數(shù)秒至數(shù)十 秒鐘，以進(jìn)一步對溶液體系進(jìn)行趕酸操作。
[0016] 向溶液體系中加入鉻酸鈉溶液，隨后向容器中加入亞硫酸鈉溶液，加熱至沸騰并 持續(xù)一段時間，冷卻。這里，向溶液體系中加入鉻酸鈉溶液有利于提高后續(xù)母液中的磷的 回收率，從而提高測量的準(zhǔn)確性。鉻酸鈉溶液的加入量可以使加入鉻酸鈉溶液后的溶液 體系中六價鉻的質(zhì)量濃度為1?3g/L。例如，若加入鉻酸鈉溶液后的溶液體系的體積為 200ml，則鉻酸鈉溶液的加入量可以使加入鉻酸鈉溶液后的溶液體系中六價鉻的質(zhì)量濃度 為200?600mg。亞硫酸鈉溶液的加入量能夠?qū)⑷芤后w系中的六價鉻還原為三價鉻。
[0017] 向溶液體系中加入氫氧化鈉溶液，以使溶液體系中的金屬離子生成沉淀，過濾，得 到母液。氫氧化鈉的加入量能夠使溶液體系中的諸多可沉淀金屬離子（例如，鈮、鎳、鈷、 鉻、錳、銅和鐵等）形成沉淀。然而，在本發(fā)明的溶液體系條件下，氫氧化鈉難以有效去除含 鈮鋼中可能含有的鎢元素，因此，優(yōu)選地，本發(fā)明所測定的含鈮鋼中鎢元素的質(zhì)量百分含量 應(yīng)不大于〇. 25%。
[0018] 顯色時向所移取的預(yù)定體積的母液中加入高氯酸以使母液呈酸性（這里，高氯酸 的加入量以能夠中和氫氧化鈉并略微過量以使母液呈酸性為宜），隨后加入鉍鹽溶液和鑰 酸銨混合液，以使母液中的磷在高氯酸介質(zhì)中與鉍離子、鑰酸銨反應(yīng)生成磷鉍鑰雜多酸絡(luò) 合物。其中，鉍鹽溶液通過高氯酸溶解鉍鹽（例如，硝酸鉍）并加熱至冒高氯酸濃煙得到。 鑰酸銨混合液由高氯酸、鑰酸銨和阿拉伯樹膠構(gòu)成的溶液。這里，高氯酸用于控制顯色反應(yīng) 的酸度；鑰酸銨溶液用于反應(yīng)形成鉍磷鑰雜多酸；阿拉伯樹膠溶液作為表面活性劑，起到 穩(wěn)定鉍磷鑰雜多藍(lán)絡(luò)合物的效果。另外，鑰酸銨混合液中的也可分為高氯酸、鑰酸銨溶液、 阿拉伯樹膠溶液并分別加入。優(yōu)選地，鑰酸銨混合液可由按照X質(zhì)量份的鑰酸銨、Y體積份 的分析純（70%?72% )高氯酸和Z質(zhì)量份的阿拉伯樹膠的配比構(gòu)成水溶液，其中，質(zhì)量份 和體積份分別國際單位g和L (當(dāng)然，也可分別單位mg和mL)，125〈X〈200，Y為[(X +50)]? [(X + 50)+2]，Z為100?200。鑰酸銨混合液中鑰酸銨的加入量以能夠?qū)⒘兹啃纬闪足G 鑰雜多酸絡(luò)合物為宜，當(dāng)然亦可過量。例如，混合液可由不同濃度的高氯酸、鑰酸銨溶液和 阿拉伯樹膠溶液配制，混合液加入體積可以變化。
[0019] 向母液、鉍鹽溶液和鑰酸銨混合液構(gòu)成的混合溶液中，加入抗壞血酸以將磷鉍鑰 雜多酸絡(luò)合物全部還原為鉍磷鑰藍(lán)，得到待測溶液。
[0020] 用光度法測量待測溶液中鉍磷鑰藍(lán)的吸光度，計算得出含鈮鋼中的磷含量。
[0021] 對于本示例性實(shí)施例而言，其具體操作可以包括形成待測溶液和參比液（也可稱 為空白樣）的過程，然后通過光度法以參比液為參比測量待測溶液中鉍磷鑰藍(lán)的吸光度。 參比液的形成過程可以為：將水或試樣空白經(jīng)過與待測試樣同樣操作但不加入鉻酸鈉溶 液，甚得到的顯色液即為參比液，試劑空白即為不稱取試樣。然而，本發(fā)明的參比液不限于 此，其它形成參比液的方式亦可，只要能夠滿足光度法測量鉍磷鑰藍(lán)的要求即可。
[0022] 在本發(fā)明的另一個示例性實(shí)施例中，測定含鈮鋼中磷含量的方法先采用如上所述 的測定方法來測定已知磷含量的多個含鈮鋼標(biāo)準(zhǔn)樣品（優(yōu)選地，多個含鈮鋼標(biāo)準(zhǔn)樣品的磷 含量呈梯度變換），并根據(jù)所述多個含鈮鋼標(biāo)準(zhǔn)樣品的磷含量及對應(yīng)的吸光度，進(jìn)行線性 回歸，繪制形成工作曲線函數(shù)；然后，采用如上所述的測定方法獲得待測含鈮鋼樣品的吸光 度，隨后，在工作曲線函數(shù)中查找與所述待測含鈮鋼樣品的吸光度對應(yīng)的磷含量。
[0023] 以下給出幾個具體示例來說明進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明的上述示例性實(shí)施例。需要 說明的是，以下示例中各試劑的濃度或密度和體積以及配比等僅僅是一個例子，各試劑的 加入量可以根據(jù)其所起作用進(jìn)行調(diào)整。
[0024] 除非另有說明，在分析中僅使用確認(rèn)為分析純的試劑和蒸餾水或去離子水或相當(dāng) 純度的水。
[0025] 以下示例中，鹽酸的密度可以為P 1. 19g/mL ;硝酸的密度可以為P 1. 42g/mL ;高 氯酸的密度可以為P 1. 67g/mL。鹽酸-氫溴酸混合酸可以由鹽酸與氫溴酸按照1:1的體積 比形成。氫氧化鈉溶液的濃度可以為400g/L。鉻酸鈉溶液的濃度可以為0. 400mol/L。
[0026] 秘鹽溶液的形成過程可以為：稱取50. 0g硝酸秘于100mL廣口燒杯中，加入500毫 升高氯酸（P 1.67g/mL)，加熱攪拌溶解完全并加熱至冒高氯酸濃煙，冷至室溫，用水稀釋為 1000. 0毫升，混勻。
[0027] 阿拉伯樹膠溶液的濃度可以為20g/L。
[0028] 鑰酸銨溶液的濃度可以為50. Og/L，其形成過程可以為：于600mL廣口燒杯中稱入 25. 0克鑰酸銨，加入400毫升水，加熱溶解完全，冷至室溫，用水稀釋為500. 00毫升，混勻。
[0029] 抗壞血酸溶液的濃度可以為100g/L。亞硫酸鈉溶液的濃度可以為100g/L。
[0030] 鑰酸銨混合液的形成過程可以為：將高氯酸（P 1. 67g/mL)、鑰酸銨溶液（50. 0g/ L)、阿拉伯樹膠溶液（20g/L)三種溶液等體積混合而成。例如，先加高氯酸（P 1.67g/mL)， 再加阿拉伯樹膠溶液，混勻，最后加入鑰酸銨溶液（50. 0g/L)混勻。
[0031] 為了方便測量，以下具體示例按表1稱取待測試樣（精確至O.OOOlg)，隨同試樣做 兩份試劑空白（用于形成參比液），但本發(fā)明不限于表1的情況，只要能夠滿足光度法的測 量要求即可。
[0032] 表1磷含量與稱樣量、分取體積關(guān)系表
[0033]

【權(quán)利要求】
1. 一種含鈮鋼中磷含量的測定方法，其特征在于，所述測定方法包括以下步驟： 酸解含鈮鋼，得到酸解液； 向酸解液中加入高氯酸，并加熱至溶液體系冒高氯酸煙； 向溶液體系中加入鹽酸和氫溴酸的混合酸，以去除溶液體系中的砷元素； 再次加熱溶液體系至冒高氯酸煙； 向溶液體系中加入鉻酸鈉溶液，隨后向容器中加入亞硫酸鈉溶液，加熱至沸騰并持續(xù) 一段時間，冷卻； 向溶液體系中加入氫氧化鈉溶液，以使溶液體系中的金屬離子生成沉淀，過濾，得到母 液； 移取部分母液并加入高氯酸以使母液呈酸性，隨后加入鉍鹽溶液和鑰酸銨混合液，以 使母液中的磷在高氯酸介質(zhì)中與鉍離子、鑰酸銨反應(yīng)生成磷鉍鑰雜多酸絡(luò)合物，其中，鉍鹽 溶液通過高氯酸溶解鉍鹽并加熱至冒高氯酸濃煙得到，鑰酸銨混合液為由高氯酸、鑰酸銨 和阿拉伯樹膠構(gòu)成的水溶液； 向母液、鉍鹽溶液和鑰酸銨混合液構(gòu)成的混合溶液中，加入抗壞血酸以將磷鉍鑰雜多 酸絡(luò)合物還原為鉍磷鑰藍(lán)，得到待測溶液； 用光度法測量待測溶液中鉍磷鑰藍(lán)的吸光度，計算得出含鈮鋼中的磷含量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鈮鋼中磷含量的測定方法，所述含鈮鋼含有按質(zhì)量百分比 計0. 001 %?0. 1 %的磷含量且鶴元素含量不大于0. 25%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的含鈮鋼中磷含量的測定方法，所述含鈮鋼含有鈮、鎳、鈷、鉻、 猛、銅和鐵元素。
4. 一種測定含鈮鋼中磷含量的方法，其特征在于，所述方法先采用權(quán)利要求1或2或3 所述的測定方法來測定已知磷含量的多個含鈮鋼標(biāo)準(zhǔn)樣品，并根據(jù)所述多個含鈮鋼標(biāo)準(zhǔn)樣 品的磷含量及對應(yīng)的吸光度，進(jìn)行線性回歸，繪制形成工作曲線函數(shù)；然后，采用權(quán)利要求 1或2或3所述的測定方法獲得待測含鈮鋼樣品的吸光度，隨后，在工作曲線函數(shù)中查找與 所述待測含鈮鋼樣品的吸光度對應(yīng)的磷含量。
【文檔編號】G01N21/79GK104089958SQ201410374783
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】楊道興 申請人:攀鋼集團(tuán)江油長城特殊鋼有限公司