高碳锰铁测定磷前处理过程问题与成因分析

高碳锰铁测定磷前处理过程问题与成因分析

高碳锰铁是由锰、铁组成的合金，碳不大于2.0%至8.0%。主要用于炼钢作脱氧剂、脱硫剂及合金添加剂。而磷对于钢铁而言是有害元素，因此属于必检验的元素之一。锰铁一般易溶于硝酸，但是高碳锰铁相比低碳、中碳锰铁而言，单独用硝酸效果略差。本实验的任务是测定磷含量，因为时间紧，任务重，所以首先选择的方法是磷钼蓝光度法，而该法的重点就是需要把磷氧化到五价（原理部分见相关资料或文献）。因此本人选择了前处理方案1：

称取0.2g试样，放到500ml聚四氟烧杯中，加1+3稀硝酸30ml，加5ml高氯酸加热处理。在实验过程中发现标样非常容易出现黑色盐类析出，用去离子水冲洗有些不能溶解，见图3，那真是惨不忍睹。最后的结果只能实验以失败而告终，没有进行测定数据。

由于方案1耽误了大量的时间，所以采用方案2（ICP-AES法）：

称取0.1g试样到300ml玻璃烧杯中，加10ml盐酸+10ml硝酸+20ml去离子水加热溶解。在实验的过程中发现装有标样的杯底有细小的红色絮状物，溶液不怎么透彻，为此取下滴加大量的过氧化氢，反应非常的剧烈，溶液较透明，但是有更细小的红色絮状物，没有办法，只有进行过滤了，过滤后的溶液非常的清亮，采用了ICP—AES测定。但是磷的线性关系非常的不好，双样之间数据超差0.07%，马上又补了一个试样，但是没有加双氧水进行处理，强度差了20倍，测定的数据差数量级了，完全让人崩溃，这次的试样前处理也是失败告终。

连续的失败让人气馁，但是工作还得继续，又采用了方案3（光度法）：

称取0.1g试样到300ml玻璃烧杯中，加10ml硝酸+10ml高氯酸加热溶解，直接冒高氯酸烟，控制体积在10ml左右，这次溶液较清亮，红色絮状非常少，定容到250ml，分取比色。标样曲线3点线性关系不太好，双样还行，但是前处理过程好像没发现特别异常的地方。那么这次的实验是否就完全成功了呢？实验数据如下：

曲线拟合1

可以看到曲线拟合1、2、4的数据比较接近，从一般性的选择应该选择3者的平均值较为保险，但是作为一个有经验的人，应该对这次的数据报以怀疑的态度，首先是否是标样不一致引起曲线关系不好，还是发烟过程控制不一致引起的，显色步骤是否存在不严谨的地方，都需要认真的排查与思考。抱着验证的态度，今天通过其他方法的验证，说明该方法的数据也是存在一定的问题，不过相比前2次的前处理，这次的数据可能在过程中有些细节没有处理好，导致数据出现系统偏差。

2结果与讨论

方案一：该方案中采用500ml的聚四氟乙烯烧杯对分析的过程监控能力有影响，因为500ml的聚四氟乙烯烧杯常时间使用，杯底已经不平整，这样在高温溶解的时候，局部温度过高，盐类析出，严重的时候将出现图3的情况，那时候加水再溶解都回天乏力，所以建议低温、选择底部较平整的烧杯溶解效果较好。

方案二：因为磷在盐酸的介质中可能会有H3P挥发，对结果的影响程度还不能完全确定，但是双氧水的随意滴加，溶液的体积过小、双氧水加热未分解完全对结果的影响是巨大的。测定对酸度有要求，这个原因未考虑到，结果测定数据失败。建议不加盐酸，低温溶解，过滤进行ICP-AES测定。但是双氧水导致P强度的增加的原因，目前还没有得到答案。

方案三：该方案整体是可行的，玻璃烧杯比聚四氟乙烯烧杯容易观察，但是一样存在发烟速度过快，体积不容易控制，红色絮状物很少。磷的结果测定中标样线性不好，是烧杯不干净，还是发烟过程不一致，酸度的影响，还是标样本身的问题，这些作为一个分析工作者需要认真思考。该方法相比国标方法省时不少。