氣霧化鐵硅粉中低含量磷的測定方法

李 娟，王迎春

（湖南特種金屬材料有限責任公司，湖南 長沙 410000）

近幾年，隨著新技術、新材料的不斷涌現，對材料性能的要求也更加嚴格。目前測定工業純鐵及氣霧化鐵硅粉中磷的方法有很多，磷含量也成為這些產品的重要指標。低磷含量的測定，一般采用鉍磷鉬藍分光光度法測定。

1 實驗部分

1.1 儀器和試劑

723分光光度計；

硝酸、高氯酸、氫氟酸均為分析純；

硫酸，1+4；

硝酸鉍溶液，10g／L，稱取 10g硝酸鉍，加25mL硝酸溶解，煮沸驅盡氮氧化物，用水稀釋至1L；

鉬酸銨溶液，50g／L，儲于塑料瓶中；

抗壞血酸乙醇溶液，25g／L，用乙醇（1+1）配制；

磷標準溶液，10μg／mL；

鐵標準溶液，5000μg／mL。

1.2 實驗方法

稱取0.5g試樣于聚四氟乙烯燒杯中，隨同試樣進行空白實驗。加入8mL硝酸，5mL氫氟酸至試樣溶解，加5mL高氯酸，加熱冒高氯酸煙。稍冷，用水沖洗杯壁，繼續冒高氯酸煙至近干，取下冷卻至室溫。加水 20mL，溶解鹽類，冷卻，移入100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。

分取10mL試液于50mL容量瓶中。

顯色液：加5mL硫酸（1+4），2.5mL硝酸鉍溶液（10g／L），4mL鉬酸銨溶液（50g／L），4mL抗壞血酸乙醇溶液（25g／L），每加完一種試劑需立即搖勻，用水稀釋至刻度混勻，于20℃～30℃室溫中，放置 10～30min，用 1cm比色皿，于波長700nm處，以參比液為參比，測定溶液的吸光度[1]。

參比液：只是不加鉬酸銨，其余同顯色液。

1.3 工作曲線

移取0，0.5，1.0，1.5，2.0mL磷標準溶液分別置于50mL容量瓶中，各加入10mL鐵標準溶液（5000μg／mL）做基體，再按照上述方法依次加入顯色液，測量吸光度。以磷含量為橫坐標，吸光度為縱坐標繪制工作曲線。

按公式計算磷的質量分數：

式中：m1工作曲線上查得磷量g，r試液分取比，m試樣量g。

2 結果與討論

2.1 波長的選擇

由表1可知，鉍磷鉬藍絡合物的最大吸收波長范圍是690～710nm且吸光度變化相對穩定。本文選用700nm為工作波長[1]。

表1 鉍磷鉬藍絡合物吸收波長與吸光度的關系

2.2 酸度的影響

形成鉬磷酸時的酸度十分重要，由表2實驗表明，酸度越高，吸光度越低，合適的酸度選為硫酸（1+4）5mL（約0.37mol／L）。

表2 酸度與吸光度的關系

2.3 硝酸鉍的用量

根據表3結果，本文選用10g／L硝酸鉍2.5mL。

表3 硝酸鉍用量與吸光度的關系

2.4 鉬酸銨的用量

根據表4得出，選用50g／L鉬酸銨4mL。

表4 鉬酸銨用量與吸光度的關系

2.5 抗壞血酸乙醇溶液

根據表5得出，本文選用25g／L抗壞血酸乙醇溶液4mL。

表5 抗壞血酸乙醇與吸光度的關系

2.6 顯色時間及穩定性

以含磷質量分數0.0115%的工業純鐵標準樣品（材字257，1987制）做實驗表明，在20℃室溫時10min就能顯色完全，溫度太低反應慢，顯色時間可延遲40min。根據表6得出，本方法在20～30℃室溫中，顯色10～30min，穩定60min以內。

表6 顯色時間與吸光度的關系

2.7 共存離子的影響

氣霧化鐵硅粉的主要基體是鐵，其他共存離子含量很低，碳硫含量也不高，對磷無干擾，高硅含量用氫氟酸消除，而鈣鎂等金屬離子對此方法測磷沒有影響，基體跟工業純鐵標準樣品的基體接近[2]，所以此方法適用于氣霧化鐵硅粉中低含量磷（0.0150%以下）的測定。

2.8 重現性實驗

用本方法分別對同一個氣霧化鐵硅粉樣品和工業純鐵標樣（P質量分數0.0115%）進行6次平行測定，測定結果如表7。相對標準偏差（RSD）分別為1.75%（n＝6）和1.79%（n＝6）。

表7 重觀性實驗結果

2.9 加標回收實驗

以工業純鐵（P質量分數0.0115%）為基體做加標回收實驗，結果見表8。表8表明，加入磷量在5～20mg／kg內，回收率在98.1%～104%。

表8 加標回收實驗結果

3 結語

50mL顯色樣液中磷量至少在0～400μg／L范圍內線性良好，符合比爾定律，加標率在98.1% ～104%。應用于工業純鐵和氣霧化鐵硅粉中的低含量磷的分析，此方法簡單，快速且穩定，能獲得滿意的分析結果。