湿法磷酸净化制工业磷酸分析方法

精品文档 1欢迎下载1欢迎下载 湿法磷酸净化制工业磷酸分析方法 湿法磷酸净化制工业磷酸中间试验主要分析的指标有 P2O5 SO3 F Fe等 P2O5用磷钼酸喹啉重量法测定 SO3采用分光光度浊度法 测定 F采用氟离子选择性电极法测定 Fe等阳离子用原子吸收光谱法测定 一 一 五氧化二磷五氧化二磷 磷钼酸喹啉重量法磷钼酸喹啉重量法 l 适用范围本方法适用于所取提取液中含有10 2Omg五氧化二磷 但含柠檬酸 不超过2 4g的试液 2 原理 含磷溶液中的正磷酸根离子 在酸性介质中和喹钼啉酮试剂生成黄色磷钼酸喹 啉沉淀 H3PO4 3C9H7N 12Na2MoO4 24HNO3 C9H7N 3H3 PO4 12MoO3 H2O 11H2O 24NaNO3 经过滤 洗涤 干燥和称量所得的沉淀 97334 32973 3432 12 12 C H N H POMoOH OC H NH POMoOH O 3 试剂 1 钼酸钠 2 柠檬酸 3 硝酸 4 l 十 1 硝酸溶液 5 喹啉 不含 还原剂 6 丙酮 7 喹钼柠酮试剂 溶液a 70g钼酸钠于400ml烧杯中 加入100ml水溶解 溶液b 60g柠檬酸于1000ml烧杯中 加入100ml水 溶解后 加85ml硝酸 溶液c 把溶液a加到溶液b中 混匀 溶液d 混合35ml硝酸和100ml水在400ml烧杯中 加入5ml喹啉 把溶液d加入溶液c中 混匀 静置一夜 用滤纸或棉花过滤 滤液加入280ml 丙酮 用水稀释至1000ml 混匀 贮存在聚乙烯瓶中 放于暗处 避光 避热 精品文档 2欢迎下载2欢迎下载 4 仪器 l 坩锅式滤器 4 号 容积 30ml 2 干燥箱 能维持l80士2 3 水浴 5 分析手续 吸取10到2Omg 五氧化二磷试液于500ml烧杯中 加入10ml 1硝酸溶液 用水 稀释至l00ml 预热近沸 如需水解 在电炉上煮沸几分钟 加入35ml喹钼柠酮试 剂 盖上表面皿 在电热板上微沸1min 或置于近沸水浴中保温至沉淀分层 取 出烧杯 冷却至室温 冷却过程转动烧杯3 4次 用预先在l80 土 2 下干燥至恒重的坩锅式滤器过滤 先将上层清液滤完 然后用倾泻法洗涤l 2 次 每次约用25ml水 将沉淀连同滤器置于180土2 干 燥箱内 待温度达到180 后干燥45min 移入干燥器内冷却 称量 按照上述测定步骤 除不加试样外 用相同试剂 溶液 用量进行空白试验 6 结果计算 试样中水溶性磷或有效磷含量 以五氧化二磷含量w P205 表示 按下式计算 式中 ml 磷钼酸喹啉沉淀质量 g m2 空白试验所得磷钼酸喹啉沉淀 质量 g m0 测定时所取相当于试样的质量 g 0 03207 磷钼酸喹琳质 量换算为五氧化二磷质量的系数 7 允许差平行测定的绝对差值不大于0 30 不同实验室测定结果的绝对差值 不大于0 50 注意事项注意事项 1 配制喹钼柠酮溶剂时过滤可用直径大的4号玻璃坩埚滤器过滤 2 加入适量的丙酮 可改善沉淀的物理性能 使它的颗粒增大 疏松 不粘附杯壁 便于过滤和 洗涤 同时可避免铵离子的干扰 3 喹钼拧酮溶剂腐蚀玻璃 不宜久放在玻璃器皿中 应贮存于聚乙烯塑料瓶中 12 25 0 0 03207m m w P O m 精品文档 3欢迎下载3欢迎下载 4 4 喹钼拧酮溶剂应放置暗处 若受光后溶液程浅兰色 可梢加1 溴酸钾使之退色 5 每10ml喹钼拧酮溶剂可沉淀8mg左右五氧化二磷 沉淀时可根据试液中五氧化二磷含量取适量的 喹钼拧酮溶剂 一般情况下 若试样中五氧化二磷含量不超过35mg 加50ml沉淀剂 若试样中 五氧化二磷含量不超过25mg 加35ml沉淀剂 如果磷酸中P2O5含量高可适当少取试液或加以稀 释 6 试样分解后 大部分呈正磷酸状态存在 但也可能有一部分呈偏磷酸或次磷酸状态存在 所以 沉淀之前需加入硝酸氧化 使之全部变成正磷酸 在形成磷钼酸喹啉沉淀时 硝酸浓度一般宜 控制在7 10 否则 酸度过低 容易引起测定结果偏低 7 加热的时间以加热至沉淀凝聚 溶液呈黄色为度 如P2O5含量低时 以在电热板上加热煮沸1 3min为宜 试剂空白试验电热板上或电炉上加热煮沸1 8min为宜 煮到溶液呈黄色为止 8 沉淀煮沸时不可搅拌 以免结块而不易洗涤 同时加热时温度宜低 以免暴沸而溅失 需待停 止加热并放置后放可搅拌 9 9 新买来的玻砂坩埚滤器 需放在1 1的HCl溶液中浸泡后在煮沸30min 冷却后先用自来水冲 洗 再在负压下正置 倒置下加蒸馏水抽滤数次 在180 烘箱中干燥至恒重质量 放入干燥器 中存放以备用 10 10 测定后坩埚中的沉淀先用自来水冲洗 然后用1 1氨水溶液浸洗至黄色消失 再用自来水冲 洗 最后用坩埚正置 倒置下抽洗几次 烘干备用 精品文档 4欢迎下载4欢迎下载 二 氟含量测定 氟存在于所有的磷矿中 其含量为P205 的5 13 大多数为10 左右 在用硫 酸分解磷矿制湿法磷酸时 也逸出HF气体 Ca5F P04 3十5HzS04 lOHzO 3H3P04 5CaS04 2H2O HF 磷矿中的SiO2与反应生成的氟化氢作用 生成氟硅酸 SiO2 6HF H2SiF6 2H2O HF 氢氟酸 是一种弱酸 pKa 3 2 而H2SiF6 氟硅酸 却是一种强酸 然而 就 腐蚀性而言 氢氟酸的侵蚀性比氟硅酸大 磷矿中二氧化硅含量为l 至l0 在湿法磷酸生产中若存在大量活性二氧化硅 SiO2 F 比大于0 53 氟可以全部看 作以H2SiF6形态存在 反之是呈HF或HF H2SiF6的混合物形态存在 则对设备有腐性 且磷酸中硫酸的存在会大大加强氟的侵蚀性 当有过剩的SiO2存在时 H2SiF6会与SiO2进一步反应生成 SiF4 气体 从液相中 逸出 2 H2SiF6 SiO2 3SiF4 2H2O 转到气相中的氟以SiF4形式在吸收设备中用水吸收生成H2SiF6的水溶液和胶体 状的硅酸沉淀 3SiF4 十 n 3 H2O 2H2SiF6十SiO2 10H2O 当溶液中有K Na 等离子存在时 与部分H2SiF6作用 生成氟硅酸钠 钾 沉淀 设R 代表Na 或K 2R H2SiF6 R2SiF6 2H 在磷酸蒸发浓缩时 则有一半的氟逸出 在磷酸 磷酸铵生产中需要测定磷矿 萃取磷酸 萃取尾气吸收液 浓缩磷 酸 浓缩氟吸收塔循环吸收液 磷石膏 磷酸铵料浆和产品 生产废水中的氟 以及生产逸出的氟 车间空气中的氟 氟的测定一般用氟离子选择性电极法测定 l 原理 试样用盐酸分解后在pH5 5 6 0的溶液中 以饱和甘汞电极为参比电 极 用氟化镧单晶薄膜电极作指示电极直接测量溶液的电极电位 采用工作曲线 精品文档 5欢迎下载5欢迎下载 法或标准加入法分析氟的含量 2 试剂和溶液 1 盐酸溶液 1 5 2 硝酸溶液 l十15 3 氢氧化钠溶液 20Og L 4 柠檬酸 柠檬酸钠缓冲溶液 pH5 5 6 0 称取270克二水合柠檬酸钠和24 克一水合柠檬酸 溶解于水 并稀释至1000毫升 混匀 5 溴甲酚绿指示液 称取0 lg溴甲酚绿 溶解于20ml乙醇中 用水稀释至 l00m1 混匀 6 氟标准溶液 称取2 210g 预先在120 干燥至恒定质量的优级纯氟化钠 溶解于水 移入1000ml容量瓶中 用水稀释至刻度 混匀 贮存于聚乙烯塑料瓶 中 lml此溶液含1000 g氟 吸取25ml上述溶液 置于250ml容量瓶中 用水稀释至刻度 混匀 贮存于聚 乙烯塑料瓶中 1ml此溶液含1000 g氟 3 仪器 l 氟离子选择性电极 2 饱和甘汞电极 3 电位测量仪 4 磁力 搅拌器 4 工作曲线的绘制 用微量滴定管量取 1 00 2 00 3 00 5 00 10 00mlF氟标准溶液 相当于 100 0 200 0 300 0 500 0 1000 0 g氟 分别置于50ml容量瓶中 加入 1ml1 1盐酸溶液 5滴柠檬酸 柠檬酸钠缓冲溶液和2滴1g l溴甲酚绿指示液 用 20Og L 氢氧化钠溶液中和至溶液呈蓝色或蓝绿色 再用 l 15 硝酸溶液调节至 溶液恰呈黄色 加入20ml柠檬酸 柠檬酸钠缓冲溶液 pH5 5 6 0 用水稀释至刻 度 混匀 将溶液倾入干燥的50m1烧杯中 插入氟离子选择性电极和饱和甘汞电极 在 磁力搅拌器不断搅拌下 测量平衡时的电位值 然后以氟的浓度 g 50ml 的对 数值为横坐标 以相应的电位值为纵坐标 绘制工作曲线 5 试样的制备 l 称取按下表规定的分析试样量 精确到0 0002g 置于50ml 烧杯中 用少量水湿润 加入10ml1 1盐酸溶液 搅拌片刻 放置30min 每隔lOmin搅拌 一次 移入l00ml容量瓶中 用水稀释至刻度 混匀 精品文档 6欢迎下载6欢迎下载 分析试样名称称样量 g 测定吸取体积 ml 定容体积 ml 磷 矿0 1 0 210 100或10 250 萃取磷酸 浓缩磷酸0 2 0 310 100或10 250 磷石膏 磷酸铵0 510 100或10 250 2 萃取尾气吸收液或浓缩氟吸收塔循环吸取液 吸取10ml试样于50ml容量 瓶中 直接进行测定 6 测定 工作曲线法 称取适量试样溶液 约0 2g左右 试样量和其中氟含量的高 低有关系 置于50ml溶量瓶中 加5滴柠檬酸 柠檬酸钠缓冲溶液和2滴 溴甲酚绿指示液用200g l氢氧化钠溶液中和至溶液呈蓝色或蓝绿色 再用 1 15硝酸溶液调节至溶液呈黄色 再加20ml柠檬酸 柠檬酸钠缓冲溶液 PH5 5 6 0 用水稀释至刻度 混匀 以下操作如同工作曲线的绘制 测量平衡时的电位值 从工作曲线上查出相应于氟浓度的对数值 查反对 数得到氟的含量 磷酸中氟含量以w F 表示 按下式计算 w F m1 m 10 6 上式中 m1 从工作曲线上查得50ml溶液中含氟质量 g m 称取试 样质量 g 标准加入法 称取适量试样溶液 置于50ml容量瓶中 加入5滳柠檬酸 柠檬酸钠缓 冲溶液和2滳溴甲酚绿指示液 以下操作如同工作曲线的绘制 然后全部 倾入50 ml干燥烧瓶中 测量平衡时的电位值 E1 加入0 5ml每1ml含 1000 g氟的标准溶液 再测量平衡时的电位值 E2 氟含量w F 表示 按下式计算 6 2 1 10 log1 m E anti k w F m 精品文档 7欢迎下载7欢迎下载 式中 m2 加入的氟标准溶液相当于氟的质量 mg k 用实验求得的实际 斜率或能斯特斜率的理论值 25 时59 16mV E 前后两次测量的电位差 即E2 E1 antilog 反对数 m1 吸取试样溶液相当于试样的质量 g 7 允许误差 同一实验室 不大于0 08 不同实验室 不大于00 12 注意事项注意事项 1 当PH 8 OH 能使平衡时间延长 故溶液的酸 度一般控制在PH5 7之间 F 浓度增多 此范围可略宽一些 加入柠檬酸 柠檬酸钠缓冲溶液 即控制了待测定溶液的酸度 又消除了铝 铁等离子的干扰 2 由于电极电位往往随时间的变迁而稍有变化 故每次测量都要重新绘制工作曲线 测定时注意 温度 平衡时间与标定一样 3 为利于氟的电极法的测定 试液中氟的浓度应控制在c F 10 4 10 2mol L之间 氟浓度太低 电极平衡时间延长 浓度过大 则取样量加多 杂质干扰也就增大 对于含氟0 5 5 的试样 分取0 01 0 02g试样进行测定 精品文档 8欢迎下载8欢迎下载 二 二 分光光度浊度法分光光度浊度法 1 原理 试液中SO42 与一定粒度 直径 的BaCl2之间接触生成悬胶 浮 液沉淀物 BaS04 在47Onm波长处用分光光度计测量其浊度 采用工作曲线法测定SO3的 含量 SO3含量在0 到10 之间 2 试剂 1 缓冲盐溶液 10ml 次 40g氯化镁 Mgcl2 6H2O 4 1g醋酸钠 0 83g硝酸钾和28ml 95 乙 醇 用水溶解后稀释至1L 2 氯化钡晶粒 0 3 0 5g 次 将BaCl2 H2O研细 过0 5mm筛 3 1 2盐酸 2ml 次 4 硫酸准贮备液 注意 这个标准液配的时候你要算一下 你是以什么为 标准的 如果是以硫为标准那么你可以称取0 5436g K2SO4 如果是以硫 酸根为标准的那么 称取0 1812g K2SO4 这样配出的溶液就是100 g ml 3 仪器 1 定时钟 2 分光光度计 4 分析手续 l 工作曲线的绘制 标准曲线的制作 分别对6个50ml的容量瓶编号 1号为空白 不加入标准液 2 3 4 5 6分别移入5 10 15 25 30ml的标准溶液 然后加入 10ml缓冲液和2ml盐酸 然后定容 在50ml烧杯中称取0 3g的氯化钡 将容量瓶中溶液倒入烧杯中 精品文档 9欢迎下载9欢迎下载 至于磁力搅拌器上搅拌1分钟 结束后在5 30min之内 将试液装入 1cm比色皿放入分光光度计波长440nm处比浊 读取吸光度 测完后用这组数据来做标准曲线 试液的制备 A 磷矿 称取磷矿试样1g 精确至0 0002g 于25Oml烧杯中 用少量水润湿 加 入20mLl十1盐酸溶液 盖上表面皿 混匀 缓缓加热煮沸 并间断摇动烧杯 待 溶液蒸发至干后 加入 3 5ml盐酸润湿残渣 再次蒸发至干 加入l0mL1十 l盐酸溶液和50mL水 加热煮沸2到3min 冷却后移入500mL容量瓶中 用 水稀释至刻度 混匀 干过滤 取滤液备用 B 磷酸 称取磷酸试样0 5g 精确至 0 0002g 于250mL容量瓶中 加15mL1 十1盐酸溶液 用水稀释至刻度 混匀 干过滤 取滤液备用 C 浓磷酸 称取浓磷酸试样0 3 0 4g 精确至0 0002g 于250mL容量瓶中加 15mL1十1盐酸溶液 用水稀释至刻度 混匀 干过滤 取滤液备用 D 废水 量取废水样l0 0mL于25Oml容量瓶中 加入15mL盐酸溶液 用水稀释至刻度 混匀 干过滤 取滤液备用 样品的测试 称取适量的样品 需要注意的是样品中硫酸根含量一定 要保证在标准曲线范围之内 所以如果含量高的话 你要进 行适当的稀释 样品称取后加入10ml缓冲液和2ml盐酸 定容至50ml 然 后和前面一样 在50ml烧杯中称取3g氯化钡 将溶液到入其 中反应 然后用分光光度计比浊 以空白溶液作为参比 5 分析结果的计算 三氧化硫含量w SO3 表示 按下式计算 W SO42 m1 m 0 001 精品文档 10欢迎下载10欢迎下载 式中 m1 从工作曲线上查得试液中SO3的质量 mg m 试液质量 g V 试样稀释的体积 ml 注意事项注意事项 1 对于所能测定的浓度上限取决于所用分光广度计 对于测定上限到60mg L是可以保证的 若样 品中硫酸根含量过高则可做适当稀释 2 在测定前先用蒸馏水将比色皿清洗干净 然后在比色皿中装入蒸馏水放入分光光度计中 若吸 光度相差过大则有比色皿为清洗干净 需用棉花棒清洗干净 10 3 0 001 50 mm w SO mV 精品文档 11欢迎下载11欢迎下载 三 三 铁离子的测定铁离子的测定 邻菲邻菲口口罗罗啉比色法啉比色法 1 原理 在一定酸度条件下 试液中低价铁 Fe2 与 1 10 邻菲口罗啉 生成红 色配合物 于波长 506nm 处 测定其光强度 2 试剂 1 柠檬酸三钠水溶液 150g L 2 盐酸羟胺溶液 50g L 3 1 10 邻 菲口罗啉溶液 2 5g L 称量 2 5g1 10 邻菲口罗啉 C12H8N2 H2O 于 80 的 约 100ml 水中 加 1ml 浓盐酸 冷却后加水稀释至 1000ml 放阴凉处 4 盐酸溶液 c HCl 3mol L 5 氨水溶液 2 5 6 醋酸 醋酸钠缓冲溶液 称量 272 醋酸钠 NaCH3 CO2 3H2O 于约 500ml 水 中 加入 1 05g ml 的冰醋酸 240ml 加水稀释至 1L 7 Fe2 标准液 1 Fe2 标准液 1mg ml 称量 7 024 硫酸亚铁铵 Fe NH4 2 SO4 6H2O 于 500ml 水中 加入 10ml 的浓盐酸 移入 1L 容量瓶 稀释至刻度 2 Fe2 标准液 20 g ml 吸取 20ml 1mg ml 的 Fe2 标准液于 1L 容量瓶中 用 水稀释至刻度 混匀 临用前配制 3 仪器 1 分光光度计 2 1cm 比色皿 4 分析手续 1 工作曲线的绘制 量取 0 00 2 50 5 00 10 00 15 00 20 00ml 20 g ml 的 Fe2 标准液 相当于 0 50 100 200 300 400 g Fe2 分 别于 100ml 烧杯中 用水稀释至 50ml 加入 150g L 柠檬酸三钠 5ml 用 c HCl 3mol L 或 2 5 氨水调节 PH 2 4 2 6 加 50g L 盐酸羟胺 5ml 混 匀 加 2 5g L 邻菲口罗啉溶液 5ml 加醋酸 醋酸钠缓冲溶液 10ml 移入 100ml 容量瓶中 用水稀释至刻度 混匀 放置