磷生铁中锰 磷 硅联合测定新方法研究

辛连红，李建华（黄河鑫业有限公司质量控制检验中心，青海西宁 811601）

磷生铁中锰 磷 硅联合测定新方法研究

辛连红，李建华
（黄河鑫业有限公司质量控制检验中心，青海西宁 811601）

在磷生铁中锰、磷、硅国家标准检测方法基础上研发出一种新的联合测定方法，其测量范围宽，分析周期短，结果准确，节约成本。

磷生铁；联合测定；锰；磷；硅

磷生铁是铝电解阳极炭块钢爪和铝导杆连接的主要原料，其成分对连接的效果影响很大。国家标准磷生铁[2]中锰、磷、硅含量检测方法分别采用：高氯酸脱水重量法测定硅量、钼蓝光度法测定磷量和高碘酸钾光度法测定锰量。采用国家标准检测方法分析检测磷生铁中锰、磷、硅含量时，一批磷生铁试样的分析检测需要一名化验员用四天的时间才能完成。测定过程中使用的试剂均为浓酸，其挥发产生的酸雾不但对人身体产生危害，而且还对环境造成污染。

鉴于以上原因，试验了锰磷硅联合测定方法，此方法分析时间短，人员劳动强度小，对环境影响很小，稳定性好。

1　实验部分

1.1主要仪器与设备

VIS7220G可见光分光光度计（北京瑞利分析仪器公司）。

MS104S/01型电子天平（梅特勒-托利多公司）。

电加热板。

1.2试剂

（1）硫-硝混合酸：1L。

（2）过硫酸铵：300 g/L。

（3）过氧化氢：浓度为30 %的过氧化氢（ρ1.43g/L）。

（4）钼酸铵：25 g/L。

（5）钼酸铵：2 g/L。

（6）草酸：50 g/L。

（7）硫酸：1+3。

（8）草-硫混酸。

（9）基体溶溶：250mL。

（10）抗坏血酸：10 g/L。

（11）硝酸：1+9。

（12）硝酸铋：100g/L 用1+9的硝酸配制。

（13）钼酸铵—抗坏血酸：钼酸铵l与抗坏血酸l等体积混合。

（14）硝酸银：0.5% 每1L溶溶中含硝酸（1+1）1mL，硝酸银5g。

（15）硫酸：l。

（16）硅标准贮存溶溶：称取0.427 7g二氧化硅，99.9%以上，（预先经1 000℃灼烧1h后，稍冷，置于干燥器中，冷却至室温）置于加有3g无水碳酸钠的铂坩埚中，上面再覆盖1—2g无水碳酸钠，将铂坩埚置于低温马弗炉中，加热至950℃熔融至透明，继续加热熔融3min，取出冷却，于低温电热板上用热水抽取熔块至完全溶解，冷却至室温，移入1L容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀，贮存于塑料瓶中。1mL含0.2mg硅。

（17）硅标准溶溶：准确移取25mL硅标准贮存溶溶（1.2.16）于100mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀，贮存于塑料瓶中。此溶溶1mL含0.05mg硅。

（18）磷标准贮存溶溶：称取0.4393g基准磷酸二氢钾（预先经105℃烘至恒重），用适量水溶解，加入10mL硝酸（ρ1.42g/ L）移入 1 000mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀，贮存于塑料瓶中。此溶溶1mL含0.2mg磷。

（19）磷标准溶溶：准确移取10ml磷标准贮存溶溶（1.2.18）于100mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀，贮存于塑料瓶中。此溶溶1mL含0.02mg磷。

（20）锰标准贮存溶溶：称取1.438 3g高锰酸钾（基准）置于600mL烧杯中，加300mL水溶解，加硫酸（1.2.15）10mL，滴加过氧化氢（1.2.3）至红色恰好消失，加热煮沸，5—10min，冷却，移入1L容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，贮存于塑料瓶中，此溶溶1mL含0.5000mgMn。

（21）锰标准溶溶：准确移取20mL锰标准贮存溶溶（1.2.20）于100mL容量瓶中，以水稀释至刻度，摇匀，贮存于塑料瓶中，此溶溶1mL含0.1000mgMn。

1.3方法原理

试样用含有过硫酸铵的稀硫酸—硝酸溶溶溶解，再加过硫酸铵氧化磷及炭化物。当有褐色二氧化锰析出时，以过氧化氢还原锰，加热煮沸分解过量的过氧化氢。

在微酸性介质中[1]，硅酸与钼酸铵生成硅钼杂多酸，在草酸存在下，用抗坏血酸还原成硅钼蓝，测定硅量。

在试样溶溶中磷被氧化成正磷酸，于酸性介质中，磷与铋、钼酸铵生成的络合物用抗坏血酸还原为铋磷钼蓝，测定磷量。

在酸性介质中以硝酸银为催化剂[3]，用过硫酸铵将锰氧化成紫红色七价锰，测定锰量。

1.4分析步骤

1.4.1试样溶解

称取0.1g试样于250mL烧杯中，加入5mL过硫酸铵、40mL硫-硝混酸，盖上表面皿，于低温电热板上加热至试样完全溶解，再加入5mL过硫酸铵，继续加热并煮沸2—3min，至有二氧化锰析出且溶溶呈褐色（如无，可再补加2mL过硫酸铵），滴加过氧化氢5滴，还原高价锰，使溶溶清亮，继续煮沸1min，取下过滤于100mL容量瓶中，热水洗涤4-5次，冷却，以水稀释至刻度，混匀。此溶溶用于锰、磷、硅的测定。

1.4.2锰的测定

准确移取试样溶50.00ml，置于100mL容量瓶中，加入10mL硝酸银，加入5mL过硫酸铵摇匀，放置至出现稳定的紫红色后再放置5min，以水稀释至刻度，混匀，以水为参比，与分光光度计波长530nm处，用1cm比色皿比色。

工作曲线的绘制：于一组100mL容量瓶中，加入0.0、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0mL锰标准溶溶，加入10mL硝酸银，以下同测定。

1.4.3磷的测定

准确移取2.00mL试溶于100mL容量瓶中，加入5mL硫-硝混合酸，滴加3滴硝酸铋，加入20mL钼酸铵—抗坏血酸，以水稀释至刻度，混匀，放置3min。（室温低于20℃时，放置5min）于分光光度计上在660nm处，用1cm比色皿比色。

工作曲线的绘制：于一组100mL容量瓶中，加入0.0、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0mL磷标准溶溶，加入5mL硫-硝混合酸，以下分析同上。

1.4.4硅的测定

准确移取5ml试溶于100mL容量瓶中，加水约10mL，加入10mL钼酸铵，放置15min，加入10mL草-硫混酸，立即加入5mL抗坏血酸，以水稀释至刻度，混匀，放置10min。于分光光度计上在700nm处，用1cm比色皿比色。

工作曲线的绘制：于一组100mL容量瓶中加入10ml基体溶溶，加入0.0、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0mL硅标准溶溶，加入10mL水，以下分析同上。

2　结论

本试验通过对该方法与国标方法重复性、准确度之间比对的测试，联合测定磷生铁中锰、磷、硅含量的试验方案，其测量范围宽，灵敏度高，精密度好，分析周期短，结果准确，成本低，工作效率高完全满足生产需要，更有效降低劳动强度和环境污染。

[1] 王永奉.分析化学[M].北京：地质出版社，1995.

[2] GB/T 223.60-1997，GB/T 223.63-88，钢铁及合金化学分析方法 高氯酸脱水重量法测定硅含量.

A New Method for Determination of Phosphorus in Pig Iron Goint SiliconManganese Phosphorus

Xin Lian-hong，Li Jian-hua

Phosphorus pig iron manganese，phosphorus，silicon，based on the national standard detection methods developed a new method for the determination of the joint，wide measurement range，short turnaround time，accurate and cost savings.

phosphorus pig iron；joint determination；manganese；phosphorus；silicon

TG115.3

B

1003-6490（2016）03-0063-02

2016-03-12

辛连红（1979—），女，青海人，本科，助理工程师，主要研究方向为化学分析。