本发明公开了一种碳包芯线中总磷含量的测定方法，它包括以下步骤：1)碳包芯线的溶样处理；2)磷标准溶液的配制；3)工作曲线的绘制；4)试液中磷含量的测定；5)按照下式计算磷的质量分数：式中：Wp为磷的质量分数；V为储备液体积，单位为mL；V1为分取储备液体积，单位为mL；m1为从标准曲线上查得的磷量，单位为μg；m为试料量，单位为g。碳包芯线中总磷含量的测定方法通过将碳包芯线中加入试剂并进行一定处理，制成待测试样液并显色后，用现有技术中的分光光度法，直接测定碳包芯线中的总磷含量。该方法方便快捷，容易操作，且测定的总磷含量准确率高，适合生产科研中此类物质的总磷含量测定。
1.一种碳包芯线中总磷含量的测定方法，它包括以下步骤：
1)碳包芯线的溶样处理：将碳包芯线试样用逆王水或硝酸钠+盐酸预氧化，干过滤，滤液作为母液保留，滤纸及残渣放入铂金坩埚高温烧碳；烧碳后将残渣与母液混合，加盐酸、氢氟酸分解，高氯酸冒烟直至成为不流动的湿盐状，稀盐酸溶解浸取盐类，冷却至室温得到溶液，将溶液用去离子水稀释至刻度，摇匀，静置6～8h；
2)磷标准溶液的配制：将预先灼烧并冷却至室温的磷酸二氢钾(KH2PO4)置于烧杯中，溶于水，冷却至室温，再用去离子水稀释至刻度，混匀，得到磷标准贮存溶液，将磷标准贮存溶液稀释，得到磷标准溶液；
3)工作曲线的绘制：移取不同体积的一组磷标准溶液，分别置于一组容量瓶中，加1～
2mL体积分数为10％的盐酸溶液调节酸度，依次加入钼酸铵和硝酸铋+抗坏血酸，用去离子水稀释至刻度，混匀，再将显色后的溶液移入吸收皿中，以空白试验溶液为参比，用分光光度计测量吸光度，以磷的质量m(P)为横坐标x，吸光度A为纵坐标，绘制磷工作曲线；此时所述工作曲线中氢离子浓度[H+]为0.8mol/L～1.2mol/L；
4)试液中磷含量的测定：移取10～20mL步骤3)中得到的上层清液置于容量瓶中，加入
10～20mL体积分数为10％的盐酸溶液，按顺序加入硝酸铋+抗坏血酸和钼酸铵，用去离子水稀释至刻度，混匀，再移入吸收皿，以空白试验溶液为参比，测量吸光度；从步骤3)中得到的校准曲线上查出磷量；
式中：Wp为磷的质量分数；V为储备液体积，单位为mL；V1为分取储备液体积，单位为mL；
m1为从标准曲线上查得的磷量，单位为μg；m为试料量，单位为g。
2.根据权利要求1所述的碳包芯线中总磷含量的测定方法，其特征在于：所述步骤1)中的碳包芯线的称样量为0.5g～1.0g，预氧化所用试剂为3～10mL逆王水或为3～5mL饱和硝酸钠+3～5mL盐酸，干过滤所用滤纸为慢速滤纸；
所述烧碳过程为：将滤纸与残渣于低于300℃的温度进高温马弗炉，半开炉门，于电流
10A～15A的条件下升温至700℃～850℃，直至烧碳灰化完全；所述加入分解试样的盐酸ρ
1.19g/mL为10～20mL，氢氟酸ρ1.15g/mL为3～5mL，高氯酸ρ1.67g/mL为3～5mL；所述硝酸钠为分析纯AR；所述溶解浸取盐类的浓盐酸加入量控制在定容体积的2％以内。
3.根据权利要求1所述的碳包芯线中总磷含量的测定方法，其特征在于：所述步骤2)中磷酸二氢钾为基准试剂，预先在105～110℃干燥至恒重并于干燥器中冷却至室温；将磷酸二氢钾换算为磷含量配置磷标准溶液，其中磷是按质量计算；将磷酸二氢钾定量转移到
1000mL容量瓶中，所述磷酸二氢钾加入量为0.1098～0.4392g，再稀释至刻度，得到溶液为
100μg/mL磷标准贮备液；临用前，移取100mL磷标准贮备液转移至1000mL玻璃容量瓶中，用水稀释成5.0～20.0μg/mL磷标准溶液。
4.根据权利要求1所述的碳包芯线中总磷含量的测定方法，其特征在于：所述步骤3)中的一组容量瓶的体积均为50mL，所述钼酸铵为2.5mL硝酸铋+5mL抗坏血酸溶液，所述硝酸铋+抗坏血酸为5mL钼酸铵溶液，所述工作曲线中氢离子浓度为磷的最佳显色酸度。
5.根据权利要求4所述的碳包芯线中总磷含量的测定方法，其特征在于：所述硝酸铋的浓度为4g/L，抗坏血酸质量浓度为2％，钼酸铵溶液质量浓度为3％，所述吸收皿的厚度为
3cm；所述用分光光度计测量吸光度于700nm处测量吸光度。
6.根据权利要求1所述的碳包芯线中总磷含量的测定方法，其特征在于：所述步骤4)中混合硝酸铋+抗坏血酸加入量和步骤3)中一致；所述吸收皿的厚度为3cm；所述用分光光度计测量吸光度于700nm处测量吸光度。
碳包芯线中总磷含量的测定方法
技术领域
[0001] 本发明涉及化学及冶金化工技术领域，具体地指是一种碳包芯线中总磷含量的测定方法。
背景技术
[0002] 碳包芯线主要用于中低碳钢的钢包喂线增碳，保证增碳稳定，内部成分以沥青焦和石墨为主。通过大量生产科研实践发现，碳包芯线中含有一定量的碳和有机磷。目前碳包芯线中总磷的测定方法都是通过直接加酸溶解后采取分光光度法来测定。如果用常规酸溶方法溶解试样，由于试样内含有高含量碳，在高温加热和加高氯酸冒烟过程中有机碳、无机游离碳容易附着在烧杯壁和悬浮在溶液中，高氯酸遇有机碳易造成试样在烧杯中爆燃，且溶液体积浓缩后，试样受热容易崩溅，造成磷含量不同程度的偏低；如果试样仅在酸溶前烧碳，容易造成试样中的有机磷全部挥发，得到的结果仅为无机磷的含量，试样总磷含量会有不同程度的偏低，精密度和准确度较差。
[0003] 综上所述，目前碳包芯线中总磷含量的测试方法都存在一定的不足，需要发明一种能够简单方便、快速准确测定碳包芯线中总磷含量的方法。
发明内容
[0004] 为解决测定碳包芯线中总磷含量的难度较大的问题，本发明的目的是要提供一种碳包芯线中总磷含量的测定方法，是一种能简单方便、快速准确测定碳包芯线中总磷含量的方法。
[0005] 为实现上述目的，本发明提供了一种碳包芯线中总磷含量的测定方法，它包括以下步骤：
[0006] 1)碳包芯线的溶样处理：将碳包芯线试样用逆王水或硝酸钠+盐酸预氧化，干过滤，滤液作为母液保留，滤纸及残渣放入铂金坩埚高温烧碳；烧碳后将残渣与母液混合，加盐酸、氢氟酸分解，高氯酸冒烟直至成为不流动的湿盐状，稀盐酸溶解浸取盐类，冷却至室温得到溶液，将溶液用去离子水稀释至刻度，摇匀，静置6～8h；
[0007] 2)磷标准溶液的配制：将预先灼烧并冷却至室温的磷酸二氢钾(KH2PO4)置于烧杯中，溶于水，冷却至室温，再用去离子水稀释至刻度，混匀，得到磷标准贮存溶液，将磷标准贮存溶液稀释，得到磷标准溶液；
[0008] 3)工作曲线的绘制：移取不同体积的一组磷标准溶液，分别置于一组容量瓶中，加1～2mL体积分数为10％的盐酸溶液调节酸度，依次加入还原剂和显色剂，用去离子水稀释至刻度，混匀，再将显色后的溶液移入吸收皿中，以空白试验溶液为参比，用分光光度计测量吸光度，以磷的质量m(P)为横坐标x，吸光度A为纵坐标，绘制磷工作曲线；此时所述工作曲线中氢离子浓度[H+]为0.8mol/L～1.2mol/L；
[0009] 4)试液中磷含量的测定：移取10～20mL步骤3)中得到的上层清液置于容量瓶中，加入10～20mL体积分数为10％的盐酸溶液，按顺序加入显色液和还原剂，用去离子水稀释至刻度，混匀，再移入吸收皿，以空白试验溶液为参比，测量吸光度；从步骤3)中得到的校准曲线上查出磷量；
[0010] 5)按照下式计算磷的质量分数：
[0011]
[0012] 式中：Wp为磷的质量分数；V为储备液体积，单位为mL；V1为分取储备液体积，单位为mL；m1为从标准曲线上查得的磷量，单位为μg；m为试料量，单位为g。
[0013] 作为一种优选方案，所述步骤1)中的碳包芯线的称样量为0.5g～1.0g，预氧化所用试剂为3～10mL逆王水或为3～5mL饱和硝酸钠+3～5mL盐酸，干过滤所用滤纸为慢速滤纸；
[0014] 所述烧碳过程为：将滤纸与残渣于低于300℃的温度进高温马弗炉，半开炉门，于电流10A～15A的条件下升温至700℃～850℃，直至烧碳灰化完全；所述加入分解试样的盐酸(ρ1.19g/mL)为10～20mL，氢氟酸(ρ1.15g/mL)为3～5mL，高氯酸(ρ1.67g/mL)为3～5mL；所述硝酸钠为分析纯(AR)；所述溶解浸取盐类的浓盐酸加入量控制在定容体积的2％以内。
[0015] 作为又一种优选方案，所述步骤2)中磷酸二氢钾为基准试剂，预先在105～110℃干燥至恒重并于干燥器中冷却至室温；将磷酸二氢钾换算为磷含量配置磷标准溶液，其中磷是按质量计算；将磷酸二氢钾定量转移到1000mL容量瓶中，所述磷酸二氢钾加入量为0.1098～0.4392g，再稀释至刻度，得到溶液为100μg/mL磷标准贮备液；临用前，移取100mL磷标准贮备液转移至1000mL玻璃容量瓶中，用水稀释成5.0～20.0μg/mL磷标准溶液。
[0016] 作为又一种优选方案，所述步骤3)中的一组容量瓶的体积均为50mL，所述还原剂为2.5mL硝酸铋+5mL抗坏血酸溶液，所述显色剂为5mL钼酸铵溶液，所述工作曲线中氢离子浓度为磷的最佳显色酸度。
[0017] 进一步地，所述硝酸铋的浓度为4g/L，抗坏血酸质量浓度为2％，钼酸铵溶液质量浓度为3％，所述吸收皿的厚度为3cm；所述用分光光度计测量吸光度于700nm处测量吸光度。
[0018] 作为又一种优选方案，所述步骤4)中混合显色液加入量和步骤3)中一致；所述吸收皿的厚度为3cm；所述用分光光度计测量吸光度于700nm处测量吸光度。
[0019] 本发明的优点在于：
[0020] 其一，逆王水，又称红酸，为三份硝酸和一份盐酸的混合物，可用来溶解难溶矿等物质，氧化性比王水更强。将试样事先用少量逆王水快速溶样，可以将试样中有机磷充分氧化为磷酸根，同时消除杂元素的干扰。
[0021] 其二，将氧化后的试样冷却、干过滤，过滤物置于一定温度的高温马弗炉中烧除游离碳，减少碳附着在烧杯壁或悬浮在试样中造成的影响，保证了后续试样酸溶过程中不容易造成崩溅从而导致磷的损失。
[0022] 其三，本方法方便快捷，能准确定量，能有效提高分析结果的准确度及精密度。
附图说明
[0023] 图1为实施例一的待测试样中磷的校准曲线。
[0024] 图2为实施例二的待测试样中磷的校准曲线。
[0025] 图3为实施例三的待测试样中磷的校准曲线。
[0026] 图中：横坐标为磷的质量m(P)/μg，纵坐标为吸光度A；磷工作标准曲线，曲线采用3cm吸收皿所得到的磷工作曲线，线性相关度为0.99993。
具体实施例
[0027] 以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
[0028] 实施例一：
[0029] 1)采用类石墨增碳剂作为试样。
[0030] 2)称取0.5000g的类石墨增碳剂，置于300mL聚四氟乙烯烧杯中，用少量水润湿，加入10mL逆王水，盖上表面皿，低温加热15min后，用慢速滤纸干过滤，滤液作为母液保留，滤纸及残渣放入铂金坩埚于800℃高温至烧碳完全。将残渣与母液混合，加20mL盐酸、3mL氢氟酸，加热30min，加5mL高氯酸冒烟直至成为不流动的湿盐状，取下，冷却。加入10mL盐酸(1+9)溶解浸取盐类，冷却至室温，将溶液转移至100mL容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，摇匀，静置一晚。
[0031] 3)分取20.00mL上层清液于50mL容量瓶中，加入2.5mL硝酸铋，5mL抗坏血酸溶液和5mL钼酸铵，用水稀释至刻度，混匀。20℃室温放置30min。将部分显色液移入3cm吸收皿中，以空白试验溶液为参比，与分光光度计700nm出处测量吸光度A＝0.281。
[0032] 4)移取0、0.10mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、8.00mL磷标准溶液(10μg/mL)于100mL容量瓶中，加1mL稀盐酸(1+9)，以下操作同试液。以磷量为横坐标，吸光度为纵坐标绘制工作曲线，工作曲线如图1所示。
[0033] 5)从校准曲线上查出试液中磷量为5.5μg，计算得到该类石墨增碳剂中磷含量为0.011％。
[0034] 实施例二：
[0035] 1)采用碳包芯线作为试样。
[0036] 2)称取1.0000g的碳包芯线，置于300mL聚四氟乙烯烧杯中，用少量水润湿，加入3mL饱和硝酸钠溶液，5mL盐酸(ρ约1.19g/mL)盖上表面皿，低温加热20min后，用慢速滤纸干过滤，滤液作为母液保留，滤纸及残渣放入铂金坩埚于800℃高温至烧碳完全。将残渣与母液混合，加20mL盐酸、5mL氢氟酸，加热30min，加5mL高氯酸冒烟直至成为不流动的湿盐状，取下，冷却。加入10mL盐酸(1+9)溶解浸取盐类，冷却至室温，将溶液转移至100mL容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，摇匀，静置一晚。
[0037] 3)分取10.00mL上层清液于50mL容量瓶中，加入2.5mL硝酸铋，5mL抗坏血酸溶液和5mL钼酸铵，用水稀释至刻度，混匀。20℃室温放置30min。将部分显色液移入3cm吸收皿中，以空白试验溶液为参比，与分光光度计700nm出处测量吸光度A＝0.238。
[0038] 4)移取0、0.10mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、8.00mL磷标准溶液(10μg/mL)于100mL容量瓶中，加1mL稀盐酸(1+9)，以下操作同试液。以磷量为横坐标，吸光度为纵坐标绘制工作曲线，工作曲线如图2所示。
[0039] 5)从校准曲线上查出试液中磷量为19.8μg，计算得到该类石墨增碳剂中磷含量为0.0099％。
[0040] 实施例三：
[0041] 1)采用洗末煤作为试样。
[0042] 2)称取0.6000g的洗末煤，置于300mL聚四氟乙烯烧杯中，用少量水润湿，加入6mL逆王水，盖上表面皿，低温加热15min后，用慢速滤纸干过滤，滤液作为母液保留，滤纸及残渣放入铂金坩埚于800℃高温至烧碳完全。将残渣与母液混合，加25mL盐酸、3mL氢氟酸，加热30min，加6mL高氯酸冒烟直至成为不流动的湿盐状，取下，冷却。加入15mL盐酸(1+9)溶解浸取盐类，冷却至室温，将溶液转移至100mL容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，摇匀，静置一晚。
[0043] 3)分取15.00mL上层清液于50mL容量瓶中，加入2.5mL硝酸铋，5mL抗坏血酸溶液和5mL钼酸铵，用水稀释至刻度，混匀。20℃室温放置30min。将部分显色液移入3cm吸收皿中，以空白试验溶液为参比，与分光光度计700nm出处测量吸光度A＝0.346。
[0044] 4)移取0、0.10mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、8.00mL磷标准溶液(10μg/mL)于100mL容量瓶中，加1mL稀盐酸(1+9)，以下操作同试液。以磷量为横坐标，吸光度为纵坐标绘制工作曲线，工作曲线如图3所示。
[0045] 5)从校准曲线上查出试液中磷量为14.4μg，计算得到该类石墨增碳剂中磷含量为0.016％。
[0046] 不同磷含量标准溶液的吸光度A如表1所示：
[0047] 表1
[0048]m(P)/μg 1 5 10 20 40 80
A(3cm吸收皿) 0.024 0.118 0.239 0.475 0.999 2.001
