硅钢中磷的测定方法范文

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《河南冶金》2016年第6期

摘要：讨论了分光光度法测定硅钢中磷的分析条件。试样用硝酸溶解，以氢氟酸加热挥发除去硅，控制酸度在0．8mol/L～1．6mol/L范围内显色，采用加硫脲还原Fe3+离子，增加磷钼蓝的稳定性，对干扰离子进行掩蔽实验，以试验方法绘制工作曲线，相关系数为0．9996。该方法用于硅钢标准样品中磷的测定，分析结果相对标准偏差(n=6)为1．36%～2．75%。

关键词：硅钢；磷；分光光度法

0前言

在钢中或多或少都含有磷元素，通常是由冶炼原料、燃料带入。磷在钢中以固溶体磷化物存在，有时呈磷酸盐类夹杂物形式存在。磷在钢中可以提高钢的抗拉强度和耐大气腐蚀作用，改善钢的切削加工性能。但是，磷在钢中又能降低高温性能和增加脆性，影响钢的塑性和韧性，在钢中是一种有害元素。钢中磷的测定有多种方法，但硅钢中磷的分光光度法测定未查到具体报道。由于硅钢中硅含量(3%～6%)是磷含量的数百倍，磷钼蓝显色时硅同时形成硅钼蓝，颜色叠加影响磷的测定。笔者研究了用氢氟酸挥发除硅;控制显色酸度;显色条件选择;干扰离子掩蔽等。确定分析方法，测定结果准确。

1实验部分

1．1仪器

分光光度计:721型;上海第三分析仪器厂。

1．2试剂

硝酸(ρ约1．42g/mL);氢氟酸(ρ约1．14g/mL);高氯酸(ρ约1．68g/mL);硝酸:(1+3);硝酸:(1+3含0．5%硝酸铋);钼酸铵溶液:3%;硫脲溶液:5%;抗坏血酸溶液:1%(1+1乙醇，用时配制)。

1．3实验方法

称取0．1000g试样于100mL聚四氟乙烯烧杯中(随同试样做空白试验)，加10mL(1+3)硝酸，2mL氢氟酸，2mL高氯酸，加热溶解。蒸发冒高氯酸烟至近干，去下冷却。加15mL(1+3含0．5%硝酸铋)硝酸，低温加热溶解盐类(严格控制溶液体积)，去下冷却。洗入100mL容量瓶中，加10mL(3%)钼酸铵，15mL(1%)抗坏血酸，10mL(5%)硫脲，稀释至刻度，摇匀。在680nm处，用1cm比色皿，以试剂空白做参比，测定溶液的吸光度值。

2结果与讨论

2．1溶样酸的选择

在用非氧化性酸(盐酸、硫酸等)溶解钢铁试样时，试样中部分磷生成磷化氢气体挥发，使测定结果偏低，因此，在溶解样品时必须用氧化性酸，如硝酸，高氯酸、王水等。本文采用硝酸，高氯酸溶解样品。2．2酸度的影响酸度太大磷的显色受到抑制，反应不完全或完全不反应;酸度太小则会受硅等元素干扰或不显色。此外，溶液的酸度和钼酸盐的加入量之间又有相互制约的关系。通过实验显色酸度应控制在0．8mol/L～1．6mol/L之间。

2．3硅的影响及消除

由于硅钢中硅含量较高，多在3%－6%之间，在显色时，正硅酸与钼酸盐形成β－硅钼杂多酸，与磷钼蓝颜色叠加，影响磷的测定。通常在硝酸介质中加氢氟酸挥发硅元素，高氯酸加热冒烟赶尽氟离子除尽硅。通过实验，加1mL～2mL氢氟酸可除尽硅，不影响测定结果。

2．4磷钼蓝稳定性的条件选择

单纯的磷钼黄杂多酸还原成磷钼蓝呈纯蓝色，当溶液中有Fe3+共存时会向天蓝色转变。在硝酸介质中，当温度高于30℃时，用NaF—SnCl2作还原剂，显色液出现不稳定现象，半小时内吸光度可下降3%左右，甚至有色泽消褪情况。本文采用抗坏血酸还原，加硫脲使Fe3+转变成Fe2+，显色液色泽有蓝色立即转变为天蓝色，同时加入乙醇作稳定剂，加入量确定为8mL，颜色稳定半小时以上。

2．5工作曲线

称取含磷量不同的硅钢标准样品5份，按上述实验方法操作显色后，测定溶液吸光度值，以含量值为横坐标，吸光度值为纵坐标，绘制工作曲线。线性方程C=0．05164A－1．9021×10－3，相关系数为0．9996。

2．6干扰实验

用分光光度法测定硅钢中磷含量时，主要干扰来自能形成杂多酸的元素，如Si、Fe、Cr、V、Ti、W等。Fe、Ti、Cr、V可加入还原剂消除影响;Si加入氢氟酸挥发蒸干除去;含量高时，加入适量硫代硫酸钠———无水亚硫酸钠溶液掩蔽，或加入盐酸、氢溴酸除去;W的干扰可在试样冒完高氯酸烟，溶解盐类除去。

2．7样品分析

按选定的试验条件，对硅钢标准样品进行测定。

3结论

(1)此方法准确稳定，操作便捷。使硅钢中磷含量的测定方法有了新的进展。

(2)解决了高含量硅对分光光度法测定磷的干扰问题。

(3)满足生产需要的同时，对品种钢的质量把关提供了科学依据。

4参考文献

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作者：关漫漫；李存根；苏兰兰；苏彬；秦颖 单位：安阳钢铁股份有限公司