鋁土礦石化學分析方法

第17部分 五氧化二磷的測定

鉬藍光度法

 

1 范圍

 

本標準規定了鋁土礦石中五氧化二磷含量的測定方法。  

本標準適用于鋁土礦石中五氧化二磷含量的測定；測定范圍：0.01％～5 00％。

試樣中砷量不影響測定。

 

2 方法原理

 

 分析試樣的分解可用下述任一種方法：

 a)用鹽酸、硝酸和硫酸的混合酸處理。

 此方法適用于三水鋁土礦石或一水軟鋁土礦石。要求試樣溶解后的殘渣經揮散二氧化硅后的殘渣小于試樣量的1％。

 b)用過氧化鈉燒結，經短暫熔融，用硫酸溶解熔體。

 此方法適用于一水硬鋁石。要求試樣溶解后的殘渣大于試樣量的1％。

 二氧化硅脫水、溶解鹽類、過濾和殘渣灼燒，用氫氟酸和硫酸蒸發揮散二氧化硅，用碳酸鈉和四硼酸鈉熔融，用硫酸溶解并入主溶液。加入鉬酸鹽使它與磷酸鹽形成磷鉬酸鹽絡合物，用抗壞血酸還原鉬藍．在分光光度計約710nm處測量溶液的吸光度。

 

3 試劑

 

  分析時應采用分析純試劑和蒸餾水或純度相當的水。

3.1 過氧化鈉

注：過氧化鈉應防止吸潮，一旦結塊即不能使用。

3.2 碳酸鈉和四硼酸鈉熔劑

  用3份無水碳酸鈉(Na2CO3)和1份無水四硼酸鈉(Na2B4O7)，充分混勻。

3.3 硫酸 (1+1)。

3.4 硫酸 (1+9)。

3.5 氫氟酸(ρ20=1.13g/mL或ρ20=1.18g/mL)。

3.6 氫溴酸（ρ20=1.38g/mL或ρ20=1.48g/mL)

3.7 混臺酸：量取225 mL水于1000mL燒杯中，小心加入175mL硫酸(ρ20=1.84g/mL)，混勻。冷卻至室溫，加入150mL鹽酸(ρ20=1.17g/mL)和50mL硝酸(ρ20=1.42g/mL)，混勻，用時現配。

3.8 抗壞血酸（C6H8O6）溶液（2g/L）：此溶液使用時當天配制。

3.9 焦亞硫酸鈉（Na2S8O5）溶液（150g/L）：此溶液使用時當天配制。

3.10 鉬酸鈉（Na2MoO4•2H2O）溶液（50g/L）。

3.11 鉍溶液：lmL溶液中含有2.5mg三氧化二鉍。

 溶解4.25g硫酸鉍(Bi2(S04)3)(純度90％)或2.80g次碳酸鉍(2(BiO)2CO3•H2O)于280mL硫酸(4.3)中，加熱至鹽類完全溶解，冷卻。移入100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。

YS/T575.17 - 200X

 

3.12 磷標準溶液：1mL溶液中含有20μg五氧化二磷。

將一定量磷酸二氫鉀(KH2P04)在110℃烘干至恒重。并放在干燥器中冷卻。

稱取0.192g烘干過的磷酸二氫鉀(KH2P04)，用水溶解后移入500mL容量瓶中，稀釋至刻度，混勻。準確移取該溶液25.OOmL到250mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液1mL含有20μg五氧化二磷。

 

4 儀器

 

4.1 分光光度計。

4.2 鋯坩堝：容積為40mL。

4.3 鉑坩堝。

4.4 馬弗爐。

 

5 試樣

 

將試樣用研缽研磨通過150μm篩，將研好的試樣置于110℃±5℃下烘干燥2h，置于干燥器中，冷卻至室溫備用。

 

6 分析步驟

 

6.1 試料

稱取約1.0g試料，精確至0.001g。

6.2 測定次數

    對同一試樣應獨立地進行兩次測定，取其平均值。

6.3 空白試驗

    按照試樣分解方法進行分解試樣的同時，進行空白試驗，但不加試樣；若同時進行若干個試樣分析，分析步驟相同且用同一瓶試劑，則可用一個空白試驗來代表空白值。

6.4 校對試驗

    每次分析的同時，在相同條件下對與試料同一類型的標準物質進行一次分析。

6.5 測定

6.5.1 試料分解

6.5.1.1酸分解

    將試料(6.1)放入400mL燒杯中，用水濕潤，加入60mL混合酸(3.7)，蓋上表皿在80℃下加熱分解(當試樣中Fe2O3量大于15％時，加熱時間應延長一些)。當棕色煙冒盡后，洗凈表皿和燒杯壁。去掉表皿，加熱蒸發至冒硫酸濃煙。再蓋上表皿，在電熱反上加熱保持溶液的溫度在210℃±10℃，加熱強烈回流60min。在另一個盛有硫酸(ρ20=1.84g/mL)的燒杯中插入溫度計浸入硫酸中10mm處測量溫度。

6.5.1.2 堿燒結分解

  將試料(6.1)放入干燥的鋯坩堝(4.2)中，加入10g過氧化鈉(3.1)，用一干燥的金屬勺充分混勻后，放入馬弗爐(4.4)中在490℃燒結45min，將坩堝和物料從爐中取出，在噴燈上加熱熔化燒結物(約30s)，在熔融狀態下，邊轉動坩堝邊加熱2min，冷卻至室溫，將坩堝側放于400mL燒杯中，蓋上表皿，小心地在坩堝后部加入140mL硫酸溶液(3.4)，再加入20mL硫酸溶液(3.3)，加熱浸取坩堝內熔融物。當坩堝內試樣完全浸取后，取出坩堝并洗凈表皿和杯壁，YS/T575.17 - 200X

 

去掉表皿，加熱蒸發溶液至冒硫酸濃煙，再蓋上表皿，在電熱板上加熱保持溶液的溫度在210℃±10℃，強烈回流60min。

6.5.2 溶解和過濾：

    將6.5.1.1或6.5.l.2的溶液冷卻至室溫小心加入130mL水，邊攪拌邊加熱至80℃～90℃。．至少保溫40min，使鹽類完全溶解，趁熱用中速濾紙過濾，濾液收集于250mL容量瓶中。用水洗凈燒杯，用帶橡皮頭的玻璃棒擦洗燒杯，把殘渣定量移到濾紙上，每次用5～10mL熱水洗滌濾紙和殘渣，保留濾液。

 6.5.3 殘渣的處理

    將6.5.2的濾紙和殘渣移入預先灼燒恒重過的鉑坩堝(4.3)內，慢慢灰化濾紙，然后在馬弗爐(4.4)中逐漸加熱到650℃，保持30min。取出鉑坩堝，冷卻后，加幾滴水潤濕殘渣，加5滴硫酸溶液(3.3)，加10mL氫氟酸(3.5)，在通風柜內小心蒸發至干，以驅出二氧化硅和硫酸，待坩堝冷卻后稱重，測定殘渣的質量，應滿足第2章要求。

    加入O.7g±0.1g碳酸鈉和四硼酸鈉混合熔劑(4.2)，在馬弗爐(4.4)中1000℃以上熔融4～5min轉動熔體后熔融l～2min。取出坩堝冷卻后，加入10mL硫酸溶液(3.4)，低溫加熱至熔體溶解。將溶液并入保留的濾液(6.5.2)中，用水洗凈坩堝，冷卻至室溫，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液即為試驗溶液。

6.5.4 試驗溶液的處理

    當P2O5含量在0.01％～1.0％時，直接用移液管定量分取試驗溶液。當P2O5含量在1％～5％時，移取10mL試驗溶液于100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液即為稀釋后的試驗溶液。

    接表1定量移取試驗溶液或稀釋后的試驗溶液于150mL燒杯中，必要時則按表1規定補加硫酸(3.3)。加5mL氫溴酸(3.6)(如果砷含量很少可不必加氫溴酸)。加熱至冒白煙．然后冷卻。加入50mL水，加熱至沸以促進鹽類分解，然后蒸發至約30mL。

表1

五氧化二磷含量，％ 使用溶液 分取量，mL 補加硫酸(4.3), mL

0.01～0.5 試驗溶液 20 0

＞0.5～1.0 試驗溶液 10 1.25

＞1.0～5.0 稀釋的試驗溶液 20 2.25

6.5.5 分光光度測量

 將溶液移入100mL容量瓶中，用水洗凈燒杯(總體積小于50mL)，加入10mL焦亞硫酸鈉溶液(3.9)，混勻。放在沸水浴中加熱5min，加10mL鉍溶液(3.11)，冷卻至30～50℃，加5mL鉬酸鈉溶液(3.10)(鉬酸鈉溶液要直接加到溶液中心部位，不使其與容量瓶內壁接觸)，用5mL水洗滌瓶頸．混勻。立即加入10mL抗壞血酸溶液3.8)，用水稀釋至刻度．混勻。在室溫下放置25min，以水為參比，用1Omm吸收皿，在分光光度計上約710nm處測量其吸光度(如果空白的吸光度大于0.1，應檢查試劑是否被污染)。

 

7 工作曲線的繪制

 

    分別移取0、5.00、10.00、15.00、20.00mL磷標準溶液(3.12)于一系列100mL燒杯中，分別加2.5mL硫酸溶液(3.3)．5mL氫溴酸(3.6)(如果試樣中含砷量很少，可不必加氫溴酸)。加熱溶液直至冒白煙，冷卻后加40mL水，微沸5min；冷卻，將溶液移入100mL容量瓶中，用水洗凈燒杯，但試液體積應在50mL以下。分別加入1OmL焦亞硫酸鈉溶液(3.9)，然后按6.5.5 YS/T575.17 - 200X

 

分析步驟進行。以分取磷標準溶液的五氧化二磷量(μg)與對應的吸光度繪制工作曲線。

 

8 分析結果的計算

 

按公式（1）計算五氧化二磷的量的質量分數（%）： 

   •••••••••••••••••••（1） 

式（1）中：

 — 試料的質量，單位為克（g）； 

 — 分取的試液在校準曲線上查得五氧化二磷的質量，單位為微克（μg）。

      

8 精密度

 

8.1 重復性

在重復性條件下獲得的兩個獨立測試結果的測定值，在以下給出的平均值范圍內，這兩個測試結果的絕對值不超過重復性限(r)，超過重復性限(r)的情況不超過5%。重復性限(r)按以下數據采用線性內插法求得：

五氧化二磷的質量分數/%： 

重復性限 r　/%： 

8.2 允許差

實驗室間分析結果的差值應不大于表2所列允許差。

表2                                

五氧化二磷的質量分數/% 允許差/%

≤0.050 0.005

＞0.050～0.100 0.010

＞0.100～0.500 0.020

＞0.500～1.00 0.050

＞1.00～3.00 0.10

＞3.00～5.00 0.20

9  質量保證與控制

分析時，用標準樣品或控制樣品進行校核，或每年至少用標準樣品或控制樣品對分析方法校核一次。當過程失控時，應找出原因。糾正錯誤后，重新進行校核