鉬藍(lán)光度法測(cè)定鐵礦中磷含量

孫喜房，張利敏，陸華婷

(通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù) (上海) 有限公司礦產(chǎn)部，上海 200233）

鉬藍(lán)光度法測(cè)定鐵礦中磷含量

孫喜房，張利敏，陸華婷

(通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù) (上海) 有限公司礦產(chǎn)部，上海 200233）

采用磷鉬藍(lán)光度法測(cè)定鐵礦中磷含量，優(yōu)化顯色條件、采用酒石酸鉀鈉掩蔽，抗壞血酸還原，使配合物更穩(wěn)定，分析結(jié)果的準(zhǔn)確度和精密度滿意。

鐵礦；磷；磷鉬藍(lán)光度法

鐵礦是鋼鐵工業(yè)的基礎(chǔ)原料，它的主要組成部分是鐵元素、二氧化硅、硫、磷、砷等。磷是鋼的有害元素，使鋼的可塑性和韌性下降。快速、準(zhǔn)確測(cè)定鐵礦石中磷含量對(duì)鐵礦石的價(jià)格定位、控制配礦的比例有著重要的指導(dǎo)意義。

磷的測(cè)定方法很多，有滴定法[1]、重量法、分光光度法[2-3]、電感耦合等離子發(fā)射光譜法[4]、X熒光法[5]等。滴定法為酸堿滴定法，是將生成的磷鉬藍(lán)銨用堿溶解，過(guò)量的堿用酸回滴。由于條件的限制，目前多數(shù)實(shí)驗(yàn)室還是采用光度法測(cè)定。原理：磷轉(zhuǎn)化為可溶性的磷酸根，與鉬酸銨生成磷鉬雜多酸，再用還原劑將磷鉬雜多酸還原成磷鉬藍(lán)。各種方法中由于所用氧化劑、還原劑條件不同，生成的藍(lán)色配合物的穩(wěn)定性也不同；有的需要加入氟化鈉作還原劑，比色皿易受氟離子腐蝕，影響方法的精確度。有的方法需要加入鐵基體，調(diào)節(jié)顯色時(shí)的酸度，過(guò)程繁瑣，操作復(fù)雜。有的方法堿溶，需要用到鉑金坩堝，對(duì)于含硫高的樣品存在很大風(fēng)險(xiǎn)。本文經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，采用酸溶，鉬酸銨與磷生成磷鉬雜多酸，抗壞血酸還原，在650nm處測(cè)其吸光度。改進(jìn)后的測(cè)定方法提高了鐵礦石中磷含量的準(zhǔn)確度和精密度，操作簡(jiǎn)便，適合快速生產(chǎn)分析。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器及試劑

分光光度計(jì)，電子天平。

1.15g·mL-1氫 氟 酸，1.42g·mL-1濃 硝 酸，1.19g·mL-1濃鹽酸，鹽酸溶液(體積比1+1)，1.67g·mL-1濃高氯酸。

3.60mol·L-1硫酸溶液：量取濃硫酸200mL緩緩加入適量水中，邊加邊攪拌，然后稀釋至1000mL。

鉬酸銨-硫酸溶液：稱取鉬酸銨17.2g溶于硫酸溶液中，并用該酸稀釋至1L。

酒石酸銻鉀溶液：稱取酒石酸銻鉀0.34g溶于250mL水中。

5%抗壞血酸溶液：稱取5g抗壞血酸溶于水中，并稀釋至100mL，現(xiàn)用現(xiàn)配。

試劑溶液：往35mL鉬酸銨-硫酸溶液中加入10mL抗壞血酸溶液和5mL酒石酸銻鉀溶液，混勻，現(xiàn)用現(xiàn)配。

0.0100g·L-1的磷標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：取1.00g·L-1的磷標(biāo)液10.00mL于1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻，備用。

鐵補(bǔ)償液：稱取適量碳酸鈉和四硼酸鈉于燒杯中,加入少量水和鹽酸溶解后,煮沸,用水稀釋到刻度。

除特別標(biāo)明外，均采用分析純?cè)噭?/p>

1.2 分析過(guò)程

1.2.1 制備待測(cè)液

稱取已干燥試料0.2g（精確至0.0001g），于玻璃燒杯中，用水潤(rùn)濕后，加10mL濃鹽酸加熱至試樣大部分溶解，再加入3～5mL硝酸，數(shù)分鐘后，加入10mL高氯酸，低溫加熱至冒白煙，調(diào)高溫度加熱，在高氯酸的蒸氣沿?zé)诔驶亓鳡顟B(tài)下保持約10min。蒸至近干后，取下，稍冷，加入3mL鹽酸加熱，使之溶解后，轉(zhuǎn)移到250mL的聚四氟乙烯坩堝中，濃縮至小體積，取下，加入10mL高氯酸、10mL氫氟酸，置于電熱板上低溫緩緩加熱，蒸至近干后，再升高溫度繼續(xù)加熱至白煙基本冒盡，若樣品沒(méi)有完全溶解，再做一次揮硅，直至鹽溶液清亮，溶液蒸至干涸但不焦黑。取下坩堝稍冷，加入1+1鹽酸10mL、10mL水，再放在電熱板上加熱至近沸，保溫2min。取下，將試樣溶液移入100mL容量瓶中，用水定容至刻度，搖勻。

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的繪制

于50mL容量瓶中分別加入0.00mL、1.00mL、2.00mL、3.00mL磷的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液,加入試劑溶液5mL，放置1～2min后，用水稀釋到刻度，搖勻。于20℃下放置1h后，用1cm的比色皿，在波長(zhǎng)650nm處，測(cè)定吸光度。以磷的質(zhì)量（mg）為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制工作曲線。

1.2.3 測(cè)定

準(zhǔn)確吸取待測(cè)樣品溶液和空白溶液各10mL，分別注入50mL容量瓶中，按1.3.2進(jìn)行操作（若測(cè)得的吸光度超出工作曲線，應(yīng)適當(dāng)減少分取溶液的量）。從工作曲線上查得相應(yīng)的磷的質(zhì)量。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同融樣方法比較

采用碳酸鈉、四苯硼鈉堿溶，酸化，定容，顯色需配置補(bǔ)償液，和1.3分析方法比較，結(jié)果如表1所示。結(jié)果表明，2種方法的結(jié)果均在允差范圍里面。但酸溶方法與堿溶方法比較，不需要用到鉑金坩堝，補(bǔ)償液顯色不需要加熱，所用試劑種類少。

表1 堿溶、酸溶兩種溶樣方案比較

2.2 試驗(yàn)空白比較

空白中加入50.00mg鐵標(biāo)液，其它同試驗(yàn)1.3；一種是空白不加鐵標(biāo)液，其它同試驗(yàn)1.3。結(jié)果如表2所示。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的選擇

具體的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線方程見表3。表3顯示，一般工作曲線的線性＞0.999，系列1和2均可使用，經(jīng)過(guò)大量產(chǎn)品的試驗(yàn)，系列2可滿足分析需求，使用更加方便，更快速。

表2 不同方案空白比較

表3 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線比較

3 結(jié)果與誤差

回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表4，標(biāo)準(zhǔn)樣精密度試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表4 回收率試驗(yàn)

表5 標(biāo)樣精密度試驗(yàn)

4 結(jié)論

由表3、表4結(jié)果可以看出，用磷鉬藍(lán)光度法測(cè)定鐵礦石中的磷含量，選用酸溶法，試驗(yàn)材料簡(jiǎn)單易得，不需用到價(jià)格昂貴的鉑金器材。標(biāo)準(zhǔn)系列中不加入鐵補(bǔ)償液，可滿足試驗(yàn)需求，縮短試驗(yàn)時(shí)間，降低試驗(yàn)成本。采用3個(gè)標(biāo)點(diǎn)作曲線，降低成本，提高效率，線性好。該方法精密度好、回收率高，完全能夠適應(yīng)實(shí)驗(yàn)室的快速分析。

[1] 湖南有色地質(zhì)測(cè)試中心.巖礦分析[M].長(zhǎng)沙：湖南地質(zhì)出版社，1990：76-80.

[2] GB/T 6730.18-2006，鐵礦石磷含量的測(cè)定鉬藍(lán)分光光度法[S].

[3] GB 6730.19-86，鐵礦石化學(xué)分析法鉍磷鉬藍(lán)光度法測(cè)定磷量[S].

[4] 許祥紅，王桂群，劉洪清，等.電感耦合等離子發(fā)射光譜法測(cè)定鐵礦石中Si,Ca,Mg,Mn,Al,P,V,Ti[J].冶金分析，2006，26(2)：89-90.

[5] 羅明榮，陳文靜. X射線熒光光譜法測(cè)定還原鈦鐵礦中11種組分[J].冶金分析，2012，32(6)：24-29.

Determination of Phosphorus in Iron Ore by Molybdenum Blue Spectrophotometric Method

SUN Xi-fang, ZHANG Li-min, LU Hua-ting
(Department of Minerals Services, SGS-CSTC Standards Technical Services (Shanghai) Co. Ltd., Shanghai 200000, China)

The method for determination of phosphorus in iron ore by molybdenum blue spectrophotometric method was described with optimal color conditions, using KNaC4H4O6.4H2O masking, ascorbic acid reduction. The complex was more stable, accuracy and precision of the results was satisfactory.

iron ore; phosphorus; molybdenum blue spectrophotometric method

O 657

A

1671-9905(2014)04-0056-02

孫喜房，男，漢族，碩士研究生，通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)（上海）有限公司礦產(chǎn)部實(shí)驗(yàn)室經(jīng)理，主要從事礦產(chǎn)、農(nóng)藥產(chǎn)品相關(guān)分析技術(shù)研發(fā)和實(shí)驗(yàn)室管理，電話：13817442075，E-mail：Xifang.sun@sgs.com

2014-02-19