钢铁中磷、硅含量的测定——潍职化工系09工业分析LL

1、钢铁中磷、硅含量的测定,李丽, 钢铁及合金化学分析方法二安替比林甲烷磷铂酸重量法测定磷量GB 223.3-88,本标准适用于生铁、铁粉、碳钢、合金钢、高温合金中磷量的测定。测定范围:0.01%一 0.80%. 本标准遵守GB 1467-78冶金产品化学分析方法标准的总则及一般规定。 1方法提要 磷在 0.24-0.60mol/L盐酸溶液中，加人二安替比林甲烷钥酸钠混合沉淀剂，生成二妥替比林甲烷磷钥酸沉淀IQ3H24N4G2)3H7P(Mo201)620当溶液中共存360mg镍,175mg锰,80mg铝,50mg钻,30mg钒、20mg铁，5mg错,3mg钵不干扰测定。硅大于SOpg用氢氟酸处理

2、。铁、铬、钒在EDTA存在下用硫酸敏作载体，氢氧化钱沉淀分离后不干扰测定;含钨试样以草酸络合钨，用上述方法氢氧化按两次分离;妮、钦的干扰用铜铁试剂分离;砷、锡 用氢澳酸挥除。, 钢铁及合金化学分析方法二安替比林甲烷磷铂酸重量法测定磷量GB 223.3-88,2 试剂 2.1 草酸:固体。 2.2 硫酸按:固体。 2.3 乙二胺四乙酸二钠(EDTA):固体。 2.4 高氯酸(pl.67g/mL)o 2.5硝酸(p要.42g/mL)o 2.6 盐酸(pl.19g/mL)o 2.7 盐酸(1+1)0 2.8 盐酸(4+96)0 2.9 盐酸(0.5+100)0 2.10 盐酸一硝酸混合酸:三份盐酸(

3、2.6)和一份硝酸(2.5)混合。 2.11盐酸一氢溴酸混合酸:二份盐酸(2.6)和一份氢澳酸(pl.49g/n止)混合。 2.12 氢氟酸(1+2)0 2.13 硫酸(1+1)a 2.14氢氧化馁(pO.90g/mL)o 2.15 氢氧化铁(5+95)0 2.16 过氧化氢(1+1)0 2.17硫酸被(BeS04.41420)溶液(296):称取log试剂用适量水溶解，加人lomL硫酸 (2.13)，用水稀释至SOOML混匀。 2.18 铜铁试剂溶液(6%)0 2.19 混合沉淀剂:42mL5 %钥酸钠溶液、41mL盐酸(2.6),17mL5%二安替比林甲烷盐酸 (4+96)溶液，使用时现混

4、合。 2.20 混合溶剂:l00mL丙酮,100mL水及5ML氢氧化按(2.14)混匀，用时现配。, 钢铁及合金化学分析方法二安替比林甲烷磷铂酸重量法测定磷量GB 223.3-88,3 分析步骤 试样量 按表 1称 取试样。 空白试验 随同试样做空白试验。, 钢铁及合金化学分析方法二安替比林甲烷磷铂酸重量法测定磷量GB 223.3-88,测定 3.3.1 将试样(3.1)置于烧杯中，加IOML盐酸一硝酸混合酸(2.10)，加热溶解(不易溶解试样可补加盐酸或硝酸助溶)。按表1加高抓酸(试样中含锰超过2%加20 xnL)，加热蒸发至刚9高氯酸烟，取下稍冷，加人21nL氢氟酸(2.12)，再蒸发至刚

5、9烟，稍冷，加人10ML盐酸一氢澳酸混合酸(2.11)，继续蒸发至冒白烟驱砷，稍冷，再加人5mL盐酸一氢澳酸混合酸(2.11)，重复驱砷一次，继续加热蒸发冒白烟至烧杯内部透明，并维持3-4min(若试样中含锰超过2%时，冒烟至烧杯内部透明，并维持20-30min)，并蒸发至糖浆状。, 钢铁及合金化学分析方法二安替比林甲烷磷铂酸重量法测定磷量GB 223.3-88,3.3.2 冷却，加30mL热水溶解盐类，按表1的规定加人EDTA及lOm L硫酸钗溶液(2.17)，用氢氧化1M(2.14)调节至pH 3一4，用水稀释至约100mL,煮沸并保持微沸3一4min，加人lOmL氢氧化按(2.14)，再

6、煮沸lmin，用流水冷却。 注: 含 钨试样在加EDTA前先加2g草酸(2.1)。沉淀过滤洗净后，用盐R(2.6)V解，加0.5gEDTA (2 .3 )用氢氧化氨(2 .14)再沉淀分离一次。 被测试液中含铁5mg以下时，先滴加2cnL过氧化氢(2.16)，再加人10-L氢氧化钱(2.14)后煮沸 im in, 稍 冷 ，再 缓 缓 加人3ML过氧化氢(2.16)，充分搅拌，室温放置40min后，冷却。, 钢铁及合金化学分析方法二安替比林甲烷磷铂酸重量法测定磷量GB 223.3-88,3.3.3 用中速滤纸过滤，以氢氧化钱(2.15)洗净，用水洗2次。 3.3.4 沉淀用8ML热盐酸(2.7

7、)溶解于原烧杯中，用水洗净滤纸，并稀释至100MLo 3.3.5 如试样中含钥、担、钒及含5mg以上钦时，将3.3.3洗净的沉淀及滤纸移人原烧杯中，加人7mL硫酸(2.13),2mL高氯酸(2.4),2g硫酸按(2.2),1OmL硝酸(2.5),蒸发至9硫酸烟驱尽高氯酸，冷却，用少量水洗表皿及杯壁，加人3mL氢氟酸(2.12)、络合钥、担等，用水稀释至约100mL，冷却至约15C，滴加铜铁试剂溶液(2.18)至沉淀完全并过量2mL，放置50一60min，过滤，用盐酸(2.8)洗净，滤液和洗液合并，加人15mL硝酸(2.5)蒸发至冒硫酸烟，用水洗表皿及杯壁，重复冒烟，冷却，加人2g草酸(2.1)

8、，用水溶解盐类并稀释至约8OmL，用氢氧化9(2.14)中和至pH3-4，煮沸1mi n，加人lOmL氢氧化9(2.14)煮沸，冷却，以下按3.3.3至3.3.4款进行。, 钢铁及合金化学分析方法二安替比林甲烷磷铂酸重量法测定磷量GB 223.3-88,3.3.6 将3.3.4或3.3.5溶液加热至40一1001u，加人lOM L混合沉淀剂(2.19)(如被测试液中含磷超过3001g时，加人15mL混合沉淀剂，超过400pg时，加人20mL混合沉淀剂，补加20mL水)，搅匀，在40一60处放置30min L:4上，用G5玻璃柑竭式过滤器过滤，沉淀全部移人柑锅中，用盐酸(2.9)洗涤柑im及沉淀

9、10一15次，水洗2次，于110一1151v烘干，置于干燥器中冷却，称量，并反复烘干至恒量。用20mL混合溶剂(2.20)分2次溶解沉淀，用水洗6-8次，再烘干，置于干燥器中冷却，称量，并反复烘干至恒量。, 钢铁及合金化学分析方法二安替比林甲烷磷铂酸重量法测定磷量GB 223.3-88,4 分析结果的计算 按式 ( 1) 计算磷的百分含量: 式中m1 沉淀加增祸质量(g); m2 - 增 A 加 残渣质量(g); m3 随 同 试 样所做空白沉淀加增祸质量(g); m4 随 同 试 样所做空白柑锅加残渣质量(S); m0 试 样 量 (g); 0.0 1023 二安替比林甲烷磷钥酸换算成磷的换

10、算系数。,钢铁中硅含量的测定质量法高氯酸脱水法,硅是钢中有益元素，能增强钢的抗张力、弹性、耐酸性和耐热性、耐腐蚀性，并能使钢的电阻系数增大，同时它又是钢的有效脱氧剂。硅在钢中主要是以硅化铁形式存在。 普通钢中硅的含量为0.10.4，低合金钢中硅的含量为0.52.0，硅钢片中硅的含量可达4生铁中硅的含量一般在0.31.5，铸铁中硅含量为3左右。,钢铁中硅含量的测定质量法高氯酸脱水法,国家标准分析方法有：(GBT 223.51997钢铁及合金化学分析方法 还原型硅钼酸盐光度法测定酸溶硅含量、GB/T223.601997钢铁及合金化学分析方法 高氯酸脱水重量法测定硅含量。 工厂实用分析方法有：质量法

11、，分光光度法。 质量法是将试样溶解后生成硅酸胶体溶液，经硫酸或高氯酸在较高温度下脱水形成二氧化硅，经过滤、洗涤、灰化、灼烧，以二氧化硅的形式称量。再加入HF，使硅形成SiF4挥发除去，根据HF处理前后的质量差换算出硅量。此法准确可靠，适于一些特殊要求试样和标准样品的分析。 分光光度法是在弱酸性介质中，硅酸与钼酸铵形成硅钼杂多酸的钼黄法和硅钼黄还原成硅钼蓝的光度法。钼黄法由于灵敏度低选择性差，实际应用较少：钼蓝法的灵敏度和选择性较好，是测定钢中硅的最常用方法。,钢铁中硅含量的测定质量法高氯酸脱水法,一、质量法高氯酸脱水法 1方法要点 试样用混酸溶解，将硅转化为硅酸，高氯酸冒烟脱水成硅凝胶然后过滤

12、，洗涤、灰化、灼烧，以二氧化硅形式称量。再加入HF及硫酸，使二氧化硅形成SiF4挥发除去，根据HF处理前后的质量差换算出硅量。 2主要反应 SiO2XH2O加热SiO2+xH2O SiO2+4HF=SiF4+2H2O,钢铁中硅含量的测定质量法高氯酸脱水法,3试剂 (1)盐酸溶液(1+1，5+95)。 (2)硫酸溶液(1+1)。 (3)硝酸溶液(1+1)。 (4)高氯酸(浓)。 (5)氢氟酸(浓)。 (6)硫氰酸铵溶液(5)。,钢铁中硅含量的测定质量法高氯酸脱水法,4分析步骤 称敢3.00004.0000g(高硅钢1.00002.0000g)试样于300mL烧杯中，加入20mL盐酸溶液(1+1)

13、，20mL硝酸溶液，低温加热溶解，并蒸发至约20mL，加入30mL高氯酸，继续加热至冒高氯酸烟并保持10min。取下稍冷加入100mL沸水，加热溶解盐类，立即用中速定量滤纸过滤，并以热盐酸溶液(5+95)冲洗，同时用带橡皮头的玻璃棒仔细擦洗烧杯，将沉淀及滤纸洗至无铁离子为止，最后用热水洗涤23次。 将沉淀及滤纸移入铂坩埚中，烘干、炭化，于10001050箱式电阻炉中灼烧约30min，取出冷却，称量，再灼烧，冷却称量，如此反复至恒重(m1)。然后沿坩埚内壁加35滴，润湿残渣加入23滴硫酸溶液及35mL氢氟酸，低温蒸发至冒尽白烟。将坩埚移入10001050箱式电阻炉中灼烧2030min，冷却后称量

14、，如此反复至恒量(m2)。,钢铁中硅含量的测定质量法高氯酸脱水法,5计算 w(Si)=(m1-m2)0.4675 / m100 式中 w(Si)试样中硅的质量分数； m1第1次恒量的质量，g； m2第2次恒量的质量，g； m称取的试样量，g。,钢铁中硅含量的测定质量法高氯酸脱水法,6附注 (1)根据钢种不同溶解酸可为(盐酸+硝酸+水=2+1+2)或单用盐酸溶解。 (2)日常分析可不蒸发第2次，亦可使用瓷坩埚灼烧沉淀而不用氢氟酸处理。 (3)脱水后用热水溶解盐类溶液不能煮沸，但可溶性盐一定要溶完并应立即过滤。 (4)试样中有钨时，第2次灼烧温度可在800850，超过此温度WO3挥发，影响测定结果

15、。 7测定范围 硅含量0.10。,钢铁中硅含量的测定氯化亚锡还原分光光度法,1方法要点 在酸性溶液中，硅酸与钼酸铵形成黄色的硅钼杂多酸配合物，用氯化亚锡还原成硅钼蓝，以光度法测定硅含量。 2主要反应,钢铁中硅含量的测定氯化亚锡还原分光光度法,3试剂 (1)硫酸溶液(5+95，l+3)。 (2)高锰酸钾溶液(4)。 (3)亚硫酸(浓)。 (4)钼酸铵溶液(5)。 (5)氯化亚锡溶液(2) 称取2g氯化亚锡，加4mL盐酸溶液(1+1)溶解后用水稀释至100mL。现配现用。,钢铁中硅含量的测定氯化亚锡还原分光光度法,4分析步骤 称取试样(硅量12，称0.2500g；低于1时，称0.5000g)于50

16、0mL锥形瓶中，加入70mL硫酸溶液(5+95)，低温加热至试样溶解完全滴加高锰酸钾溶液至有二氧化锰生成。煮沸23min，滴加亚硫酸还原过量的高锰酸钾至溶液澄清，煮沸驱除过量亚硫酸。冷却，移入250mL容量瓶中用水稀释至刻度，摇匀。 吸取10mL试液两份于两只200mL锥形瓶中，分别加入50mL水，一份作空白液另一份作显色液。 空白液：加入20mL硫酸溶液(1+3)，10mL钼酸铵溶液，不断摇动，同时加入5mL氯化亚锡溶液，并充分摇动。放置15min。 显色液：加人10mL钼酸铵溶液，摇动后放置10min。然后边摇边加入20mL硫酸溶液(1十3)放置4min。加入5mL氯化亚锡溶液，充分振荡放

17、置15min。 在波长650nm处，用1cm比色皿以空白液调零测定吸光度。,钢铁中硅含量的测定氯化亚锡还原分光光度法,5标准曲线的绘制 称取相同或相近牌号不同含硅量的标准样品，同试样操作，绘制吸光度和硅最的标准曲线。 6附注 (1)试样溶解时，体积应保持在50mL以上，否则易析出偏硅酸，使结果偏低。 (2)严格控制显色溶液的酸度，加入钼酸铵溶液必须用移液管，且悬空加入(不能沿瓶壁)。 (3)加入钼酸铵溶液后放置时间与温度有关，室温30以上可放数分钟，室温10以下应放置10min以上。 7测定范围 硅含量0.102.00。,钢铁中硅含量的测定不锈钢及高铬钢中硅的分光光度法,1方法要点 同“二、氯

18、化亚锡还原分光光度法”，只是还原剂改为硫酸亚铁铵。 2试剂 (1)混合酸(盐酸+硝酸+水=3+1+11)。 (2)过硫酸铵溶液(10)。 (3)过氧化氢溶液(3。 (4)草酸溶液(5)。 (5)钼酸铵溶液(5)。 (6)硫酸亚铁铵溶液(5)。,钢铁中硅含量的测定不锈钢及高铬钢中硅的分光光度法,3分析步骤 称取0.5000g试样于250mL锥形瓶中，加入50mL混合酸，低温加热使试样完全溶解。加入8mL过硫酸铵溶液，煮弗1min；再加入5mL过氧化氢溶液，继续煮沸23min，分解过量的过氧化氢。冷却，移人250mL容量瓶中以水稀释至刻度，摇匀。 空白液：吸取10mL试液于100mL容量瓶中，加入

19、10mL草醴溶液，5mL钼酸铵溶液，5mL硫酸亚铁铵溶液，用水稀释至刻度，摇匀。 显色液：吸取10mL试液于100mL容量瓶中，加入5mL钼酸铵溶液，于沸水浴中加热30s立即流水冷却；加入10mL草酸溶液，50mL水，5mL硫酸亚铁铵溶液，用水稀释至刻度，摇匀。 在波长650nm处，用2cm比色皿，以空白液调零，测定其吸光度。,钢铁中硅含量的测定不锈钢及高铬钢中硅的分光光度法,4标准曲线的绘制 称取相同或相近牌号不同含硅量的标准样品，同试样操作，绘制吸光度和硅量的标准曲线。 5附注 Cr20Ni80等类试样不能用本法测定。 6.测定范围 硅含量1.50。,钢铁中硅含量的测定钢中低硅的分光光度法

20、,1方法要点 试样用硝酸溶解。形成硅酸，加钼酸铵形成硅钼杂多酸，在草酸存在下用硫酸亚铁铵还原成硅钼蓝，测定吸光度。 2试剂 (1)硝酸溶液(1+4)。 (2)钼酸铵溶液(10)。 (3)草酸溶液(10)。 (4)硫酸亚铁铵溶液(5)。 (5)硅标准溶液 此溶液1mL含0.02mg硅，储存于塑料瓶中。 (6)硅标准溶液 此溶液1mL含0.01mg硅储存于塑料瓶中。,钢铁中硅含量的测定钢中低硅的分光光度法,3分析步骤 称取0.1000g试样于100mL锥形瓶中，加入7mL硝酸溶液溶解，低温加热至试样完全溶解，刚煮沸并趁热加入10mL钼酸铵溶液，摇动30s，再加入20mL草酸溶液，立即加入5mL硫酸

21、亚铁铵。摇匀。 于680nm波长处，用13cm比色皿，以水为空白，测定吸光度。,钢铁中硅含量的测定钢中低硅的分光光度法,4标准曲线的绘制 (1)含硅量0.00500.030的曲线 称取五份0.1000g低硅纯铁于100mL锥形瓶中，分别加人0，0.5，1，2，3mL硅标准溶液(Si 10ug/mL)，加入7mL硝酸溶液，低温加热溶解。分别补加5，4.5，4，3，2mL水，同分析步骤操作。以加入0mL硅标准溶液为空白测定吸光度，绘制吸光度和硅量的标准曲线。 (2)含硅量0.0300.10的曲线 称取六份0.1000g低硅纯铁于100mL锥形瓶中，分别加入0，12，3，4，5mL硅标准溶液(si 20ugmL)，加入7mL硝酸溶液，低温加热溶解，分别加人5，4，3，2，1，