Способ определения фосфора в сталях и сплавах, содержащих титан, цирконий, ниобии и вольфрам

 

32837I

Союз Советских

Социвлистиыеских.

Республик

Зависимое от агт. свидетельства ¹

Заявлено 09.1Х.1968 (¹ 1275329/23-26) М. Кг?, G Oln 5/04 с присоединением за»в i ¹

Комитет по делам изобретений н открытий при Совете Министров

СССР

Приоритет

Опубликовано 02.11.1972. 15юллетень Л 6, 1ата опубликования описания 23.111.1972

У jly 543.217.4:669. .15 (088.8) ? г

А. А. Федоров, Ф. В. Черняховская и Г, П. Волкова; " " г - " - " - 1 : р

Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И. П. Бардина

Авторы изобретения

Заявитель

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОСФОРА В СТАЛЯХ И СПЛАВАХ, СОДЕРЖАЩИХ ТИТАН, ЦИРКОНИЙ, НИОБИЙ И ВОЛЬФРАМ

Изобретение касается аналитического определения фосфора в сталях и с )лавах.

Известсн способ определени» фосфора в высоколегированных стас?ях, но которому фосфор осаж ?BIoT с гпдроокисью железа в аммиачной среде, полученный осадок высушивают и сп IBI);1»loт в тигле из карбонильного желе,а с нерекис?ио натрия. Пр ? выщ;лачивании ??лаг,а водой происходит отделение фосфора, вольфраъ?а и: рома От железа, титана, ниобия и циркония, находящи: ся в осадке. Б щелочной среде фосфор отделяют от вольфрама с коллектором гидроокисью кальция. Осадок гидроокиси кальция, содержащий фосфор, растворяют в соляной кислоте и закаливают анализ фотоколориметрическим способом с применением молибдата.

Л??алг?з, проведенный по такому способу сложен и занимает много времени (7,5—

8 час).

По предложенному способу молибдат вводят нри растворении навески, после «его раст? .ор упарпвают досуха с последующей обработкой сухого остатка щелочью.

;)то нозголяет сократить вр".ìÿ анализа, упростить xexilo ol ?Iio проведения анализа, отделения фосфора от титана, циркония и ниобия.

Приме?i»ioT следующие реактивы и растворы:

Кислота пый 1: 1.

Кислота а Ioòi?B?i плотностью 1 40 г слгз.

1хггслота фтор:io.оводородна» -10% -ная.

Е??слота сол»иая, раствор, разбавленный 1: 1.

К??ело)а соляная, раствор, разбавленный 1: IOO.

К??сг?ота со)?яна?? пло "Iioexi 1,19 г с.)I .

10 Раствор марганцевокнслого калия 4%-ный.

Раствор азотистокислого натрия 5%-ный.

Раствор молибденовокислого аммония, х. ч.

5%-ный. Раствор следует хранить в кварце?:ом или полиэтиленовом сосуде.

Можно также применять 5% -«bié раствор очищенного молнбденовокислого аммония, ч. д. а. В этом сл чае 250 г реактива растворяют в 400 лги воды при нагревании до 70—

20 SO С, раствор ф??льтругот через фильтр (синяя ле)?та), охлаждают до ком??ат??ой темпера-туры, приливают при помешивании 300 лг.г этилового спирта и дают осадку отстояться в течение «аса. Осадок отфильтровывают нри

25 orcacbIIBlIIIlI ?а фильтр (оелая лента), помсщенный в воронку 1)гох??ера, промывают

2 — 3 раза этиловым спиртом и высушивают на воздухе.

Раствор п?дроокнси патрич 15%-ный.

30 Раствор гидроокнсil натрия 1% -ный, 328371

Раствор азотнокислого кальция (содержащий 002 г кальция в 1 мл): 60 г

Са (NO ) 4Н20, квалификации х. ч., растворяют в 400 — 500 мл воды, отфильтровывают в мерную колбу емкостью 500 мл через беззольный фильтр, доливают водой до метки и перемешивают.

Если реактив загрязнен фосфором, его очищают 60 г Са (NO ) 4Н О, растворяют в

200 — 300 мл воды или 25 г углекислого кальция, растворяют в минимальном количестве азотной кислоты (1: 5) при нагревании, прп этом раствор разбавляют водой до 200—

300 мл. К раствору азотнокислого кальция добавляют приблизительно 0,4 г Fe(NO ) q.9Í Î квалификации L. д а., растворенных в 20 мл воды. Добавляют сухой углекислый кальций до образования его избытка приблизителыю в 2 — 3 г, кипятят и дают осадку отстояться в течение 15 — 20 мин. На дне колбы под слоем гидроокиси железа должен оставаться белый осадок углекислого кальция. Раствор отфильтровывают в мерную колбу емкостью

50 лл через беззольный фильтр. Осадок на фильтре, не промывая, отбрасывают. Раствор охлаждают, доливают водой до метки и перемешивают.

Раствор азотнокислого железа (содср>к ащий 0,01 г железа в 1 мл): 5 г карбопильного железа растворяют при нагревании в 150 мл азотной кислоты (1:1). Раствор выпаривают до объема 40 — 50 лл, отфильтровывают в мерную колбу емкостью 500 лл, стакан и осадок на фильтре промывают по 4 — 5 раз горячей водой. Раствор охлаждают, доливают водой до метки и перемешивают.

Промывная жидкость: к 1 л 1,2 "/о-ного раствора гидроокиси натрия 30 л,г добавляют смеси (2: 1) растворов азотнокислого кальция и азотнокислого железа и перемешиваюг.

Через 5 лин прибавляют 15 лл этой смеси и перемешивают. Спустя 10 — 15 лин раствор отфильтровывают через двойной фильтр (белая лента). Фильтр с осадком отбрасывают.

Практическое осуществление предложенного способа иллюстрируют следующие примеры.

Пример 1. Для арбитражного определения фосфора 0,5 г образца растворяют прп нагревании в платиновой чашке в смеси

15 — 20 лгл азотной кислоты (1: 1) и 2- — 3 лл

40О/О-ной фтористоводородной кислоты. Одновременно проводят контрольный опыт па содержание фосфора в реактивах.

Раствор окисляют 4 /о-ным раствором марганцевокислого калия, избыток последнего восстанавливают 5О/о -ным раствором азотыстокислого натрия. Прибавляют 20 мл 5О/о-ного раствора молибденовокислого аммония и выпаривают раствор досуха. Раствор дважды выпаривают досуха, каждый раз прибавляя по 10 лгл азотной кислоты плотностью 1,40.

Сухой остаток обрабатывают 5 лл азотной кислоты, плотностью 1,40 и переносят горячей водой пз чашки в стакан емкостью 250 лл, смывая частицы осадка 15О/о-ным раствором гидроокиси натрия.

Раствор, имеющий кислую реакцию, нагревают на кипящей водяной бане 25 — 30 лин, прибавляют 15 /о -ный раствор гидроокисп натрия до щелочной реакции по индикаторной бумаге конго и избыток в 50 лл. Раствор перемешивают и нагревают па кипящей водяной бане 25 — 30 лин.

Осадок гидроокиси отфильтровывают, промывают горячим 1 о/о -ным раствором гидроокиси натрия. Объем фильтрата и промывной жидкости должен составлять 250 лл. Раствор охлаждают и прибавляют 8 лл смес t (2: 1) растворов азотнокислого кальция и азотнокислого железа и перемешивают. Спустя 5 мин прибавляют еще 3 мл этой смеси.

Через 15 мин (Ho не более чем через 2 (Qc) осадок гидроокиси кальция и железа, содержащий фосфор, отфильтровывают на фильтр (белая лента) с добавлением небольшого количества беззольной бума>кной массы. Стакан и осадок IIB фильтре промывают промывной жидкостью.

Осадок гидроокисей кальция 0 железа растворяют на фильтре в 20 лл горячей соляной кислоты (1: 1), накрыв прп этом воронку часовым стеклом. Фильтрат собирают в стакан, в котором проводилось осажденпе. 1ассвое стекло и фильтр промывают горячей соляной кислотой (1: 100).

5

Раствор выпаривают до объема 50 — 60 лл, переносят в мерную колбу емкостью 100 лл, охла>кдают, доливают водой до метки и пср.— меш и в агот.

Лнализ заканчивают фотоколорпметрическим способом. Продолжительность анализа

4 час.

Пример 2. Для маркировочного определения фосфора 0,5 г стали помещают в стакан емкостью 250 лл и растворяют при нагревании в смеси 20 л г 5 /о-ного раствора молибдсновокислого аммония, 5 лл азотной кислоты плотностью 1,40 и 15 лл соляной кислоты плотностью 1,19. Одновременно проводят контрольный опыт на содержание фосфора в реактивах.

Раствор выпаривают досуха на кипящей водяной бане, каждый раз прибавляя по

10 л,г азотной кислоты пло" íîñòüþ 1,40. Сухой остаток нагревают на плите прп 150—

200 С в течение 15 лин для окисления соединений трехвалентного фосфора до ортофосфатов. Сухой остаток обрабатывают 5 лл соляной кислоты плотностью 1,19 при нагрегании. Прибавляют 50 — 60 мл горячей воды и нагревают а кипящей водяной бане 25—

30 мин, Далее анализ ведут, как описано выше для арбитражного определения фосфора (пример 1), начиная со слов: «Прибавляют

15 /о-ный раствор гидроокиси натрия до щелочной реакции по индикаторной бумаге конго». Продолжительность анализа 4,5 час.