X射线荧光光谱法定量测定湿法磷酸

李张胜，杨春元，郑朝伟，段雅婷

（云南天安化工有限公司，云南安宁 650309）

X射线荧光光谱法定量测定湿法磷酸

李张胜，杨春元，郑朝伟，段雅婷

（云南天安化工有限公司，云南安宁 650309）

湿法磷酸样品经稀盐酸分解后，在X射线荧光光谱仪上采用液体样品杯直接测定其P2O5、Fe2O3、Al2O3、SO3含量。方法简便快速，测量线性范围宽，对稀磷酸和浓磷酸均能同时测定，测定结果与化学分析测定结果基本一致。

X射线荧光光谱；湿法磷酸；液体样品

湿法磷酸生产中P2O5、Fe2O3、Al2O3、SO3含量的测定一般采用传统的化学分析方法，虽然化学分析方法分析准确度高，但分析方法步骤多，分析流程长，很难满足生产控制需求。X荧光分析仪测定湿法磷酸虽有报道［1］，但要使用到铂金坩埚。本文介绍了将湿法磷酸样品经稀盐酸分解过滤后用液体样品盒采用X射线荧光光谱仪测定其含量，解决了化学分析速度慢的问题，测量一个湿法磷酸中的P2O5、Fe2O3、Al2O3、SO3含量仅需50min左右，比采用化学分析法要缩短3 h，结果令人满意。

1 实验部分

1．1 仪器和试剂

德国布鲁克S8 TIGER型X射线荧光光谱仪，铑靶端窗X射线管；专用液体样品杯；6μm麦拉膜。

1＋1盐酸；1＋1硝酸；1＋1氨水；75 g／L EDTA溶液。

1.2 工作条件

各元素的工作条件见表1。

表1 各元素测量条件Table 1 measuring conditions for different elements

1.3 实验方法

1.3.1 标准样品的制备

选择合适的实际生产中的10个湿法磷酸样品，P2O5、Fe2O3、Al2O3、SO3含量采用化学分析法测定，作为标准样品。

称取1.5 g（准确至0.000 2 g）样品于100 mL烧杯中，加入1＋1盐酸5 mL，1＋1硝酸1mL，在电热板上加热微沸1～2min，取下加入20mL 75 g／LEDTA溶液，加热至沸。用1＋1氨水调节pH至6.0，冷却至室温，用水稀释至刻度，混匀，干过滤，弃去最初10mL滤液，吸取7.0 mL滤液于液体样品杯中。以上作为标准样品溶液。

1.3.2 工作曲线的制作

在X射线荧光光谱仪上将要测定元素的测量条件设置好，按顺序把制好的标准样品溶液在X射线荧光光谱仪上测量其各组分元素的荧光强度，以标准样品的各组分的化学分析值（质量分数），分别以P2O5、Fe2O3、Al2O3、SO3计为横坐标，以测得的各组分元素的荧光强度为纵坐标，分别制作各组分的工作曲线。各组分工作曲线的系数见表2。

表2 各组分工作曲线系数Table 2 Curve coefficient different elem ents

由表2数据可看出工作曲线很好，可以满足生产的需要。

1.3.3 分析样品的制备

同标准样品的制备。

1.4 工作曲线的校正和数据处理

1.4.1 工作曲线的数学模式

试样在X荧光分析仪测得的各元素的荧光强度（以kcp）计，代入（1）式进行计算含量。

Ci＝ai＋biIi（1＋∑αij×Cj）（1）式中：Ci为i组分的荧光分析值；ai，bi为i组分的曲线常数；I为i组分的荧光强度；

αij为j组分对i组分的影响系数；Cj为j组分含量。

1.4.2 漂移校正

为克服仪器的漂移，在实测样品时需进行标准化，即在结果计算中不采用绝对强度而采用标准化校正后的强度计算分析结果。本法采用随机带来的标准样品来进行校正。

2 结果与讨论

2.1 样品溶液制备

湿法磷酸中的主要成分是P2O5以及少量的Fe2O3、Al2O3、SO3、MgO和固含量，其样品一般采用稀硝酸或稀盐酸或高氯酸进行分解［2，3］，通过试验，采用1＋1盐酸和1＋1硝酸来分解样品能够满足测定需求。

2.2 络合剂选择试验

荧光分析仪测定液体样品，要冒泄漏的危险，万一发生即有可能损坏仪器的X射线管，样品的酸性越强，危险性越大，因此测定过程需在中性环境下进行。为避免在中性环境下金属离子沉淀，必须加入一种络合剂使金属离子保持在溶液中。分别采用了柠檬酸、三乙醇胺、酒石酸、EDTA等试剂进行比较，发现EDTA具有良好的络合作用，即使在pH＝8时也未发生沉淀。

在试样溶液中加入不同量75 g／L的EDTA后调节pH为6～7，静置20min，发现当加入量低于20mL时有沉淀出现，当加入量大于22mL有结晶现象。其最佳加入量为20mL。

2.3 方法的精密度

分别对1个浓磷酸和1个稀磷酸样品各测定10次，结果见表3。

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

2.4 方法的准确度

分别测量10个已知化学分析值的浓磷酸样品和8个已知化学分析值的稀磷酸样品，结果见表4。

表4 10个已知化学分析值的样品测试结果Table 4 Analysis results for 10 Known samples w／%

3 结论

1）本方法采用荧光仪直接测定湿法磷酸液体样品，具有简单快速的特点，方法的精密度和准确度基本能满足要求，在实际生产中能大大降低劳动强度和缩短分析时间，对指导湿法磷酸生产有积极的意义。

2）不存在基体效应，并且测定线性范围宽，浓磷酸和稀磷酸都能同时测定，方法具有一定的推广价值。

3）在分析中应注意，制作液体样品杯时，要求麦拉膜平整无刮痕，如果不平整以及有刮痕要重新制作，以防液体泄漏。

［1］ 李张胜.X射线荧光光谱法定量测定湿法磷酸中主次成分［J］.云南化工，2006，33（5）：71.

［2］ HG／T 3826-2006，肥料级商品磷酸［S］.

［3］ 林乐.磷肥和复合肥料生产分析规程［M］.北京：化学工业出版社，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

李张胜（1960-），男，河南人，高级工程师，主要从事质量检验管理工作。