X射線熒光光譜法定量測定濕法磷酸

李張勝，楊春元，鄭朝偉，段雅婷

（云南天安化工有限公司，云南安寧 650309）

X射線熒光光譜法定量測定濕法磷酸

李張勝，楊春元，鄭朝偉，段雅婷

（云南天安化工有限公司，云南安寧 650309）

濕法磷酸樣品經(jīng)稀鹽酸分解后，在X射線熒光光譜儀上采用液體樣品杯直接測定其P2O5、Fe2O3、Al2O3、SO3含量。方法簡便快速，測量線性范圍寬，對稀磷酸和濃磷酸均能同時測定，測定結(jié)果與化學(xué)分析測定結(jié)果基本一致。

X射線熒光光譜；濕法磷酸；液體樣品

濕法磷酸生產(chǎn)中P2O5、Fe2O3、Al2O3、SO3含量的測定一般采用傳統(tǒng)的化學(xué)分析方法，雖然化學(xué)分析方法分析準(zhǔn)確度高，但分析方法步驟多，分析流程長，很難滿足生產(chǎn)控制需求。X熒光分析儀測定濕法磷酸雖有報道［1］，但要使用到鉑金坩堝。本文介紹了將濕法磷酸樣品經(jīng)稀鹽酸分解過濾后用液體樣品盒采用X射線熒光光譜儀測定其含量，解決了化學(xué)分析速度慢的問題，測量一個濕法磷酸中的P2O5、Fe2O3、Al2O3、SO3含量僅需50min左右，比采用化學(xué)分析法要縮短3 h，結(jié)果令人滿意。

1 實驗部分

1．1 儀器和試劑

德國布魯克S8 TIGER型X射線熒光光譜儀，銠靶端窗X射線管；專用液體樣品杯；6μm麥拉膜。

1＋1鹽酸；1＋1硝酸；1＋1氨水；75 g／L EDTA溶液。

1.2 工作條件

各元素的工作條件見表1。

表1 各元素測量條件Table 1 measuring conditions for different elements

1.3 實驗方法

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)樣品的制備

選擇合適的實際生產(chǎn)中的10個濕法磷酸樣品，P2O5、Fe2O3、Al2O3、SO3含量采用化學(xué)分析法測定，作為標(biāo)準(zhǔn)樣品。

稱取1.5 g（準(zhǔn)確至0.000 2 g）樣品于100 mL燒杯中，加入1＋1鹽酸5 mL，1＋1硝酸1mL，在電熱板上加熱微沸1～2min，取下加入20mL 75 g／LEDTA溶液，加熱至沸。用1＋1氨水調(diào)節(jié)pH至6.0，冷卻至室溫，用水稀釋至刻度，混勻，干過濾，棄去最初10mL濾液，吸取7.0 mL濾液于液體樣品杯中。以上作為標(biāo)準(zhǔn)樣品溶液。

1.3.2 工作曲線的制作

在X射線熒光光譜儀上將要測定元素的測量條件設(shè)置好，按順序把制好的標(biāo)準(zhǔn)樣品溶液在X射線熒光光譜儀上測量其各組分元素的熒光強度，以標(biāo)準(zhǔn)樣品的各組分的化學(xué)分析值（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），分別以P2O5、Fe2O3、Al2O3、SO3計為橫坐標(biāo)，以測得的各組分元素的熒光強度為縱坐標(biāo)，分別制作各組分的工作曲線。各組分工作曲線的系數(shù)見表2。

表2 各組分工作曲線系數(shù)Table 2 Curve coefficient different elem ents

由表2數(shù)據(jù)可看出工作曲線很好，可以滿足生產(chǎn)的需要。

1.3.3 分析樣品的制備

同標(biāo)準(zhǔn)樣品的制備。

1.4 工作曲線的校正和數(shù)據(jù)處理

1.4.1 工作曲線的數(shù)學(xué)模式

試樣在X熒光分析儀測得的各元素的熒光強度（以kcp）計，代入（1）式進(jìn)行計算含量。

Ci＝ai＋biIi（1＋∑αij×Cj）（1）式中：Ci為i組分的熒光分析值；ai，bi為i組分的曲線常數(shù)；I為i組分的熒光強度；

αij為j組分對i組分的影響系數(shù)；Cj為j組分含量。

1.4.2 漂移校正

為克服儀器的漂移，在實測樣品時需進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，即在結(jié)果計算中不采用絕對強度而采用標(biāo)準(zhǔn)化校正后的強度計算分析結(jié)果。本法采用隨機帶來的標(biāo)準(zhǔn)樣品來進(jìn)行校正。

2 結(jié)果與討論

2.1 樣品溶液制備

濕法磷酸中的主要成分是P2O5以及少量的Fe2O3、Al2O3、SO3、MgO和固含量，其樣品一般采用稀硝酸或稀鹽酸或高氯酸進(jìn)行分解［2，3］，通過試驗，采用1＋1鹽酸和1＋1硝酸來分解樣品能夠滿足測定需求。

2.2 絡(luò)合劑選擇試驗

熒光分析儀測定液體樣品，要冒泄漏的危險，萬一發(fā)生即有可能損壞儀器的X射線管，樣品的酸性越強，危險性越大，因此測定過程需在中性環(huán)境下進(jìn)行。為避免在中性環(huán)境下金屬離子沉淀，必須加入一種絡(luò)合劑使金屬離子保持在溶液中。分別采用了檸檬酸、三乙醇胺、酒石酸、EDTA等試劑進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)EDTA具有良好的絡(luò)合作用，即使在pH＝8時也未發(fā)生沉淀。

在試樣溶液中加入不同量75 g／L的EDTA后調(diào)節(jié)pH為6～7，靜置20min，發(fā)現(xiàn)當(dāng)加入量低于20mL時有沉淀出現(xiàn)，當(dāng)加入量大于22mL有結(jié)晶現(xiàn)象。其最佳加入量為20mL。

2.3 方法的精密度

分別對1個濃磷酸和1個稀磷酸樣品各測定10次，結(jié)果見表3。

表3 測量精密度Tab le3 Determ ination precision w／%

2.4 方法的準(zhǔn)確度

分別測量10個已知化學(xué)分析值的濃磷酸樣品和8個已知化學(xué)分析值的稀磷酸樣品，結(jié)果見表4。

表4 10個已知化學(xué)分析值的樣品測試結(jié)果Table 4 Analysis results for 10 Known samples w／%

3 結(jié)論

1）本方法采用熒光儀直接測定濕法磷酸液體樣品，具有簡單快速的特點，方法的精密度和準(zhǔn)確度基本能滿足要求，在實際生產(chǎn)中能大大降低勞動強度和縮短分析時間，對指導(dǎo)濕法磷酸生產(chǎn)有積極的意義。

2）不存在基體效應(yīng)，并且測定線性范圍寬，濃磷酸和稀磷酸都能同時測定，方法具有一定的推廣價值。

3）在分析中應(yīng)注意，制作液體樣品杯時，要求麥拉膜平整無刮痕，如果不平整以及有刮痕要重新制作，以防液體泄漏。

［1］ 李張勝.X射線熒光光譜法定量測定濕法磷酸中主次成分［J］.云南化工，2006，33（5）：71.

［2］ HG／T 3826-2006，肥料級商品磷酸［S］.

［3］ 林樂.磷肥和復(fù)合肥料生產(chǎn)分析規(guī)程［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1993.

Quantitative Determ ination of Phosphoric Acid of W et Process by X－ray Fluorescence Spectrometry

LI Zhang-sheng，YANG Chun-yuan，ZHENG Chao-wei，DUAN Ya-ting

（Yunnan Tianan Chemical Co.Ltd.，Aanning 650309，China）

Decomposition of the phosphoric acid ofwet processwith dilute hydrochloric acid，then test the P2O5、Fe2O3、Al2O3、SO3contents using liquid sample containers on the X ray fluorescence.Thismethod is simple and fast，the linearity range iswide，and can test dilute phosphoric acid and concentrate phosphoric acid at the same time，the testing results is reasonable concordance with that of chemical analysismethod.

x－ray fluorescence spectrometry；wet phosphoric acid；liquid sample

O657

： A

： 1004-275X（2014）01-0045-03

12.3969／j.issn.1004-275X.2014.01.012

收稿：2013-11-11

李張勝（1960-），男，河南人，高級工程師，主要從事質(zhì)量檢驗管理工作。