鋼鐵中磷、硅含量的測定——濰職化工系09工業(yè)分析LL

1、鋼鐵中磷、硅含量的測定,李麗, 鋼鐵及合金化學(xué)分析方法二安替比林甲烷磷鉑酸重量法測定磷量GB 223.3-88,本標(biāo)準(zhǔn)適用于生鐵、鐵粉、碳鋼、合金鋼、高溫合金中磷量的測定。測定范圍:0.01%一 0.80%. 本標(biāo)準(zhǔn)遵守GB 1467-78冶金產(chǎn)品化學(xué)分析方法標(biāo)準(zhǔn)的總則及一般規(guī)定。 1方法提要 磷在 0.24-0.60mol/L鹽酸溶液中，加人二安替比林甲烷鑰酸鈉混合沉淀劑，生成二妥替比林甲烷磷鑰酸沉淀IQ3H24N4G2)3H7P(Mo201)620當(dāng)溶液中共存360mg鎳,175mg錳,80mg鋁,50mg鉆,30mg釩、20mg鐵，5mg錯(cuò),3mg缽不干擾測定。硅大于SOpg用氫氟酸處理

2、。鐵、鉻、釩在EDTA存在下用硫酸敏作載體，氫氧化錢沉淀分離后不干擾測定;含鎢試樣以草酸絡(luò)合鎢，用上述方法氫氧化按兩次分離;妮、欽的干擾用銅鐵試劑分離;砷、錫 用氫澳酸揮除。, 鋼鐵及合金化學(xué)分析方法二安替比林甲烷磷鉑酸重量法測定磷量GB 223.3-88,2 試劑 2.1 草酸:固體。 2.2 硫酸按:固體。 2.3 乙二胺四乙酸二鈉(EDTA):固體。 2.4 高氯酸(pl.67g/mL)o 2.5硝酸(p要.42g/mL)o 2.6 鹽酸(pl.19g/mL)o 2.7 鹽酸(1+1)0 2.8 鹽酸(4+96)0 2.9 鹽酸(0.5+100)0 2.10 鹽酸一硝酸混合酸:三份鹽酸(

3、2.6)和一份硝酸(2.5)混合。 2.11鹽酸一氫溴酸混合酸:二份鹽酸(2.6)和一份氫澳酸(pl.49g/n止)混合。 2.12 氫氟酸(1+2)0 2.13 硫酸(1+1)a 2.14氫氧化餒(pO.90g/mL)o 2.15 氫氧化鐵(5+95)0 2.16 過氧化氫(1+1)0 2.17硫酸被(BeS04.41420)溶液(296):稱取log試劑用適量水溶解，加人lomL硫酸 (2.13)，用水稀釋至SOOML混勻。 2.18 銅鐵試劑溶液(6%)0 2.19 混合沉淀劑:42mL5 %鑰酸鈉溶液、41mL鹽酸(2.6),17mL5%二安替比林甲烷鹽酸 (4+96)溶液，使用時(shí)現(xiàn)混

4、合。 2.20 混合溶劑:l00mL丙酮,100mL水及5ML氫氧化按(2.14)混勻，用時(shí)現(xiàn)配。, 鋼鐵及合金化學(xué)分析方法二安替比林甲烷磷鉑酸重量法測定磷量GB 223.3-88,3 分析步驟 試樣量 按表 1稱 取試樣。 空白試驗(yàn) 隨同試樣做空白試驗(yàn)。, 鋼鐵及合金化學(xué)分析方法二安替比林甲烷磷鉑酸重量法測定磷量GB 223.3-88,測定 3.3.1 將試樣(3.1)置于燒杯中，加IOML鹽酸一硝酸混合酸(2.10)，加熱溶解(不易溶解試樣可補(bǔ)加鹽酸或硝酸助溶)。按表1加高抓酸(試樣中含錳超過2%加20 xnL)，加熱蒸發(fā)至剛9高氯酸煙，取下稍冷，加人21nL氫氟酸(2.12)，再蒸發(fā)至剛

5、9煙，稍冷，加人10ML鹽酸一氫澳酸混合酸(2.11)，繼續(xù)蒸發(fā)至冒白煙驅(qū)砷，稍冷，再加人5mL鹽酸一氫澳酸混合酸(2.11)，重復(fù)驅(qū)砷一次，繼續(xù)加熱蒸發(fā)冒白煙至燒杯內(nèi)部透明，并維持3-4min(若試樣中含錳超過2%時(shí)，冒煙至燒杯內(nèi)部透明，并維持20-30min)，并蒸發(fā)至糖漿狀。, 鋼鐵及合金化學(xué)分析方法二安替比林甲烷磷鉑酸重量法測定磷量GB 223.3-88,3.3.2 冷卻，加30mL熱水溶解鹽類，按表1的規(guī)定加人EDTA及l(fā)Om L硫酸釵溶液(2.17)，用氫氧化1M(2.14)調(diào)節(jié)至pH 3一4，用水稀釋至約100mL,煮沸并保持微沸3一4min，加人lOmL氫氧化按(2.14)，再

6、煮沸l(wèi)min，用流水冷卻。 注: 含 鎢試樣在加EDTA前先加2g草酸(2.1)。沉淀過濾洗凈后，用鹽R(2.6)V解，加0.5gEDTA (2 .3 )用氫氧化氨(2 .14)再沉淀分離一次。 被測試液中含鐵5mg以下時(shí)，先滴加2cnL過氧化氫(2.16)，再加人10-L氫氧化錢(2.14)后煮沸 im in, 稍 冷 ，再 緩 緩 加人3ML過氧化氫(2.16)，充分?jǐn)嚢瑁覝胤胖?0min后，冷卻。, 鋼鐵及合金化學(xué)分析方法二安替比林甲烷磷鉑酸重量法測定磷量GB 223.3-88,3.3.3 用中速濾紙過濾，以氫氧化錢(2.15)洗凈，用水洗2次。 3.3.4 沉淀用8ML熱鹽酸(2.7

7、)溶解于原燒杯中，用水洗凈濾紙，并稀釋至100MLo 3.3.5 如試樣中含鑰、擔(dān)、釩及含5mg以上欽時(shí)，將3.3.3洗凈的沉淀及濾紙移人原燒杯中，加人7mL硫酸(2.13),2mL高氯酸(2.4),2g硫酸按(2.2),1OmL硝酸(2.5),蒸發(fā)至9硫酸煙驅(qū)盡高氯酸，冷卻，用少量水洗表皿及杯壁，加人3mL氫氟酸(2.12)、絡(luò)合鑰、擔(dān)等，用水稀釋至約100mL，冷卻至約15C，滴加銅鐵試劑溶液(2.18)至沉淀完全并過量2mL，放置50一60min，過濾，用鹽酸(2.8)洗凈，濾液和洗液合并，加人15mL硝酸(2.5)蒸發(fā)至冒硫酸煙，用水洗表皿及杯壁，重復(fù)冒煙，冷卻，加人2g草酸(2.1)

8、，用水溶解鹽類并稀釋至約8OmL，用氫氧化9(2.14)中和至pH3-4，煮沸1mi n，加人lOmL氫氧化9(2.14)煮沸，冷卻，以下按3.3.3至3.3.4款進(jìn)行。, 鋼鐵及合金化學(xué)分析方法二安替比林甲烷磷鉑酸重量法測定磷量GB 223.3-88,3.3.6 將3.3.4或3.3.5溶液加熱至40一1001u，加人lOM L混合沉淀劑(2.19)(如被測試液中含磷超過3001g時(shí)，加人15mL混合沉淀劑，超過400pg時(shí)，加人20mL混合沉淀劑，補(bǔ)加20mL水)，攪勻，在40一60處放置30min L:4上，用G5玻璃柑竭式過濾器過濾，沉淀全部移人柑鍋中，用鹽酸(2.9)洗滌柑im及沉淀

9、10一15次，水洗2次，于110一1151v烘干，置于干燥器中冷卻，稱量，并反復(fù)烘干至恒量。用20mL混合溶劑(2.20)分2次溶解沉淀，用水洗6-8次，再烘干，置于干燥器中冷卻，稱量，并反復(fù)烘干至恒量。, 鋼鐵及合金化學(xué)分析方法二安替比林甲烷磷鉑酸重量法測定磷量GB 223.3-88,4 分析結(jié)果的計(jì)算 按式 ( 1) 計(jì)算磷的百分含量: 式中m1 沉淀加增禍質(zhì)量(g); m2 - 增 A 加 殘?jiān)|(zhì)量(g); m3 隨 同 試 樣所做空白沉淀加增禍質(zhì)量(g); m4 隨 同 試 樣所做空白柑鍋加殘?jiān)|(zhì)量(S); m0 試 樣 量 (g); 0.0 1023 二安替比林甲烷磷鑰酸換算成磷的換

10、算系數(shù)。,鋼鐵中硅含量的測定質(zhì)量法高氯酸脫水法,硅是鋼中有益元素，能增強(qiáng)鋼的抗張力、彈性、耐酸性和耐熱性、耐腐蝕性，并能使鋼的電阻系數(shù)增大，同時(shí)它又是鋼的有效脫氧劑。硅在鋼中主要是以硅化鐵形式存在。 普通鋼中硅的含量為0.10.4，低合金鋼中硅的含量為0.52.0，硅鋼片中硅的含量可達(dá)4生鐵中硅的含量一般在0.31.5，鑄鐵中硅含量為3左右。,鋼鐵中硅含量的測定質(zhì)量法高氯酸脫水法,國家標(biāo)準(zhǔn)分析方法有：(GBT 223.51997鋼鐵及合金化學(xué)分析方法 還原型硅鉬酸鹽光度法測定酸溶硅含量、GB/T223.601997鋼鐵及合金化學(xué)分析方法 高氯酸脫水重量法測定硅含量。 工廠實(shí)用分析方法有：質(zhì)量法

11、，分光光度法。 質(zhì)量法是將試樣溶解后生成硅酸膠體溶液，經(jīng)硫酸或高氯酸在較高溫度下脫水形成二氧化硅，經(jīng)過濾、洗滌、灰化、灼燒，以二氧化硅的形式稱量。再加入HF，使硅形成SiF4揮發(fā)除去，根據(jù)HF處理前后的質(zhì)量差換算出硅量。此法準(zhǔn)確可靠，適于一些特殊要求試樣和標(biāo)準(zhǔn)樣品的分析。 分光光度法是在弱酸性介質(zhì)中，硅酸與鉬酸銨形成硅鉬雜多酸的鉬黃法和硅鉬黃還原成硅鉬藍(lán)的光度法。鉬黃法由于靈敏度低選擇性差，實(shí)際應(yīng)用較少：鉬藍(lán)法的靈敏度和選擇性較好，是測定鋼中硅的最常用方法。,鋼鐵中硅含量的測定質(zhì)量法高氯酸脫水法,一、質(zhì)量法高氯酸脫水法 1方法要點(diǎn) 試樣用混酸溶解，將硅轉(zhuǎn)化為硅酸，高氯酸冒煙脫水成硅凝膠然后過濾

12、，洗滌、灰化、灼燒，以二氧化硅形式稱量。再加入HF及硫酸，使二氧化硅形成SiF4揮發(fā)除去，根據(jù)HF處理前后的質(zhì)量差換算出硅量。 2主要反應(yīng) SiO2XH2O加熱SiO2+xH2O SiO2+4HF=SiF4+2H2O,鋼鐵中硅含量的測定質(zhì)量法高氯酸脫水法,3試劑 (1)鹽酸溶液(1+1，5+95)。 (2)硫酸溶液(1+1)。 (3)硝酸溶液(1+1)。 (4)高氯酸(濃)。 (5)氫氟酸(濃)。 (6)硫氰酸銨溶液(5)。,鋼鐵中硅含量的測定質(zhì)量法高氯酸脫水法,4分析步驟 稱敢3.00004.0000g(高硅鋼1.00002.0000g)試樣于300mL燒杯中，加入20mL鹽酸溶液(1+1)

13、，20mL硝酸溶液，低溫加熱溶解，并蒸發(fā)至約20mL，加入30mL高氯酸，繼續(xù)加熱至冒高氯酸煙并保持10min。取下稍冷加入100mL沸水，加熱溶解鹽類，立即用中速定量濾紙過濾，并以熱鹽酸溶液(5+95)沖洗，同時(shí)用帶橡皮頭的玻璃棒仔細(xì)擦洗燒杯，將沉淀及濾紙洗至無鐵離子為止，最后用熱水洗滌23次。 將沉淀及濾紙移入鉑坩堝中，烘干、炭化，于10001050箱式電阻爐中灼燒約30min，取出冷卻，稱量，再灼燒，冷卻稱量，如此反復(fù)至恒重(m1)。然后沿坩堝內(nèi)壁加35滴，潤濕殘?jiān)尤?3滴硫酸溶液及35mL氫氟酸，低溫蒸發(fā)至冒盡白煙。將坩堝移入10001050箱式電阻爐中灼燒2030min，冷卻后稱量

14、，如此反復(fù)至恒量(m2)。,鋼鐵中硅含量的測定質(zhì)量法高氯酸脫水法,5計(jì)算 w(Si)=(m1-m2)0.4675 / m100 式中 w(Si)試樣中硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)； m1第1次恒量的質(zhì)量，g； m2第2次恒量的質(zhì)量，g； m稱取的試樣量，g。,鋼鐵中硅含量的測定質(zhì)量法高氯酸脫水法,6附注 (1)根據(jù)鋼種不同溶解酸可為(鹽酸+硝酸+水=2+1+2)或單用鹽酸溶解。 (2)日常分析可不蒸發(fā)第2次，亦可使用瓷坩堝灼燒沉淀而不用氫氟酸處理。 (3)脫水后用熱水溶解鹽類溶液不能煮沸，但可溶性鹽一定要溶完并應(yīng)立即過濾。 (4)試樣中有鎢時(shí)，第2次灼燒溫度可在800850，超過此溫度WO3揮發(fā)，影響測定結(jié)果

15、。 7測定范圍 硅含量0.10。,鋼鐵中硅含量的測定氯化亞錫還原分光光度法,1方法要點(diǎn) 在酸性溶液中，硅酸與鉬酸銨形成黃色的硅鉬雜多酸配合物，用氯化亞錫還原成硅鉬藍(lán)，以光度法測定硅含量。 2主要反應(yīng),鋼鐵中硅含量的測定氯化亞錫還原分光光度法,3試劑 (1)硫酸溶液(5+95，l+3)。 (2)高錳酸鉀溶液(4)。 (3)亞硫酸(濃)。 (4)鉬酸銨溶液(5)。 (5)氯化亞錫溶液(2) 稱取2g氯化亞錫，加4mL鹽酸溶液(1+1)溶解后用水稀釋至100mL?，F(xiàn)配現(xiàn)用。,鋼鐵中硅含量的測定氯化亞錫還原分光光度法,4分析步驟 稱取試樣(硅量12，稱0.2500g；低于1時(shí)，稱0.5000g)于50

16、0mL錐形瓶中，加入70mL硫酸溶液(5+95)，低溫加熱至試樣溶解完全滴加高錳酸鉀溶液至有二氧化錳生成。煮沸23min，滴加亞硫酸還原過量的高錳酸鉀至溶液澄清，煮沸驅(qū)除過量亞硫酸。冷卻，移入250mL容量瓶中用水稀釋至刻度，搖勻。 吸取10mL試液兩份于兩只200mL錐形瓶中，分別加入50mL水，一份作空白液另一份作顯色液。 空白液：加入20mL硫酸溶液(1+3)，10mL鉬酸銨溶液，不斷搖動(dòng)，同時(shí)加入5mL氯化亞錫溶液，并充分搖動(dòng)。放置15min。 顯色液：加人10mL鉬酸銨溶液，搖動(dòng)后放置10min。然后邊搖邊加入20mL硫酸溶液(1十3)放置4min。加入5mL氯化亞錫溶液，充分振蕩放

17、置15min。 在波長650nm處，用1cm比色皿以空白液調(diào)零測定吸光度。,鋼鐵中硅含量的測定氯化亞錫還原分光光度法,5標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 稱取相同或相近牌號(hào)不同含硅量的標(biāo)準(zhǔn)樣品，同試樣操作，繪制吸光度和硅最的標(biāo)準(zhǔn)曲線。 6附注 (1)試樣溶解時(shí)，體積應(yīng)保持在50mL以上，否則易析出偏硅酸，使結(jié)果偏低。 (2)嚴(yán)格控制顯色溶液的酸度，加入鉬酸銨溶液必須用移液管，且懸空加入(不能沿瓶壁)。 (3)加入鉬酸銨溶液后放置時(shí)間與溫度有關(guān)，室溫30以上可放數(shù)分鐘，室溫10以下應(yīng)放置10min以上。 7測定范圍 硅含量0.102.00。,鋼鐵中硅含量的測定不銹鋼及高鉻鋼中硅的分光光度法,1方法要點(diǎn) 同“二、氯

18、化亞錫還原分光光度法”，只是還原劑改為硫酸亞鐵銨。 2試劑 (1)混合酸(鹽酸+硝酸+水=3+1+11)。 (2)過硫酸銨溶液(10)。 (3)過氧化氫溶液(3。 (4)草酸溶液(5)。 (5)鉬酸銨溶液(5)。 (6)硫酸亞鐵銨溶液(5)。,鋼鐵中硅含量的測定不銹鋼及高鉻鋼中硅的分光光度法,3分析步驟 稱取0.5000g試樣于250mL錐形瓶中，加入50mL混合酸，低溫加熱使試樣完全溶解。加入8mL過硫酸銨溶液，煮弗1min；再加入5mL過氧化氫溶液，繼續(xù)煮沸23min，分解過量的過氧化氫。冷卻，移人250mL容量瓶中以水稀釋至刻度，搖勻。 空白液：吸取10mL試液于100mL容量瓶中，加入

19、10mL草醴溶液，5mL鉬酸銨溶液，5mL硫酸亞鐵銨溶液，用水稀釋至刻度，搖勻。 顯色液：吸取10mL試液于100mL容量瓶中，加入5mL鉬酸銨溶液，于沸水浴中加熱30s立即流水冷卻；加入10mL草酸溶液，50mL水，5mL硫酸亞鐵銨溶液，用水稀釋至刻度，搖勻。 在波長650nm處，用2cm比色皿，以空白液調(diào)零，測定其吸光度。,鋼鐵中硅含量的測定不銹鋼及高鉻鋼中硅的分光光度法,4標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 稱取相同或相近牌號(hào)不同含硅量的標(biāo)準(zhǔn)樣品，同試樣操作，繪制吸光度和硅量的標(biāo)準(zhǔn)曲線。 5附注 Cr20Ni80等類試樣不能用本法測定。 6.測定范圍 硅含量1.50。,鋼鐵中硅含量的測定鋼中低硅的分光光度法

20、,1方法要點(diǎn) 試樣用硝酸溶解。形成硅酸，加鉬酸銨形成硅鉬雜多酸，在草酸存在下用硫酸亞鐵銨還原成硅鉬藍(lán)，測定吸光度。 2試劑 (1)硝酸溶液(1+4)。 (2)鉬酸銨溶液(10)。 (3)草酸溶液(10)。 (4)硫酸亞鐵銨溶液(5)。 (5)硅標(biāo)準(zhǔn)溶液 此溶液1mL含0.02mg硅，儲(chǔ)存于塑料瓶中。 (6)硅標(biāo)準(zhǔn)溶液 此溶液1mL含0.01mg硅儲(chǔ)存于塑料瓶中。,鋼鐵中硅含量的測定鋼中低硅的分光光度法,3分析步驟 稱取0.1000g試樣于100mL錐形瓶中，加入7mL硝酸溶液溶解，低溫加熱至試樣完全溶解，剛煮沸并趁熱加入10mL鉬酸銨溶液，搖動(dòng)30s，再加入20mL草酸溶液，立即加入5mL硫酸

21、亞鐵銨。搖勻。 于680nm波長處，用13cm比色皿，以水為空白，測定吸光度。,鋼鐵中硅含量的測定鋼中低硅的分光光度法,4標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 (1)含硅量0.00500.030的曲線 稱取五份0.1000g低硅純鐵于100mL錐形瓶中，分別加人0，0.5，1，2，3mL硅標(biāo)準(zhǔn)溶液(Si 10ug/mL)，加入7mL硝酸溶液，低溫加熱溶解。分別補(bǔ)加5，4.5，4，3，2mL水，同分析步驟操作。以加入0mL硅標(biāo)準(zhǔn)溶液為空白測定吸光度，繪制吸光度和硅量的標(biāo)準(zhǔn)曲線。 (2)含硅量0.0300.10的曲線 稱取六份0.1000g低硅純鐵于100mL錐形瓶中，分別加入0，12，3，4，5mL硅標(biāo)準(zhǔn)溶液(si 20ugmL)，加入7mL硝酸溶液，低溫加熱溶解，分別加人5，4，3，2，1，