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专利名称：一种钒氮合金中钒的测定方法
技术领域：
本发明涉及一种合金中钒的定量分析检测技术，特别涉及一种钒氮合金中钒的定量分析 检测方法，属于化学分析检测领域。 技术背景有关钒氮合金中钒的测定方法目前国家标准所有资料中都没有介绍，国际标准上也未见 记载。钒氮合金是一种替代钒铁合金用于生产钒微合金的钢的较理想的复合添加剂。氮化钒 添加于钢中能提高钢的强度、韧性、延展性及抗热疲劳性等综合机械性能，并使钢具有良好 的可焊性。在达到相同强度下，添加氮化钒节约钒加入量30 40%，进而降低了成本。由于 钒氮合金中钒的含量一般较高，大约在80%左右，因此，常规分析手段难度比较大，中国 期刊《广东工业大学学报》2002年3期提供的偶氮胂M褪色光度法测定钒的研究，采用的 是分光广度比值法。现有方法存在的缺点是条件试验过于复杂，硫酸酸度控制范围太宽，酸 度控制数值不具体，还原剂亚砷酸钠和亚硝酸钠补加量偏少，使三价锰还原不彻底，导致结 果不准确。 发明内容本发明主要是针对目前的分析方法存在的缺点，提供一种钒氮合金中钒的测定方法。本发明的技术方案如下一种钒氮合金中钒的测定方法，歩骤如下(1) 测试分析样品的准备将待检测的样品用破碎机粉碎后，经研磨机磨至粒度全部通过200目筛，然后把样品装 入袋中，保存于干燥皿中备用。(2) 试剂硫酸(1+4);将1单位体积的硫酸与4单位体积的水混合配制； 硝酸P 1.42; 磷酸P 1.70;高锰酸钾溶液0.5%Wt;(质量百分比浓度，以下均同)硫酸亚铁铵[(NH4) 2Fe(S0》2]标准溶液0.謂mol/L，用(5+9)硫酸配制；所述(5+9) 硫酸是将5单位体积的硫酸与95单位体积的水混合配制。 CrV指示剂称取苯代邻位铵基苯甲酸0. 2g，碳酸钠0. 2g溶于100ml热水中； 脲素溶液20%wt; 亚硝酸钠溶液2%wt; 亚砷酸钠溶液0. 0500mol/L。(3) 实验方法称取样品0.2000g于500ml的三角烧瓶中，加入貼04 (1+4 ) 50ml，低温加热溶解，待 有大泡出现后，滴加2 3ml硝酸氧化，加入浓H3P04 5ml继续加热至冒硫酸烟2 3min，取 下，加入水50ml，冷却至室温。加入(NH4) 2Fe(S0》2标准溶液2ml，摇匀后，放置2min, 滴加KMrA溶液至试液呈稳定红色不褪为液至红色消失，并过量2滴，加入NaAs02溶液5ml后，补加2 3滴NaNOj容液，放置2min, 滴加CrV指示剂2 3滴，立即用硫酸亚铁铵标准溶液滴定至试液由樱桃红色变为亮绿色为 终点，根据所消耗的硫酸亚铁铵标准溶液的体积，按下列公式进行计算得出试样中钒的含量: T Vv%= -X 100G式中，T:硫酸亚铁铵标准溶液对钒的滴定度，V:所消耗的硫酸亚铁铵标准溶液的体积 (ml)， G:称样量(g)。针对上述本发明的方法，特别说明如下 人酸度的影响通过试验表明，氧化和滴定钒时的硫酸酸度应控制在2.5mol/L之间为宜。如果酸度小 于2mol/L时，则反应缓慢，滴定终点难掌握。 么温度的影响实验得出，钒的氧化在室温下进行(25'C左右)适量的KMn04能将V4+定量地氧化为V5+，而 此时对Cr3+的氧化速度却极其缓慢。如果试液的温度过高，在氧化钒的同时，Cr3+也被氧化， 造成分析钒结果偏高。硫酸亚铁铵的加入量在室温下加入一定量的硫酸亚铁铵可以消除高价铬及其氧化剂的干扰， 一般情况下，可 根据样品中铬的含量而定。通过实验表明，在测定钒氮合金中钒时，加入硫酸亚铁铵标准溶 液2ml，即可消除其干扰，这时试液的颜色应呈蓝绿色。么高锰酸钾的用量-在室温条件下，KMn04氧化铬的速度虽然很慢，但由于氧化速度与铬的含量、高锰酸钾 的用量、试液的酸度，还有加入KMn04后的放置时间以及试液温度有极大关系，因此在滴加 KMn(X氧化钒时，不要过量太多，否则大量的高锰酸钾也能将铬氧化，使分析结果偏高。一 般要求滴至试液呈稳定红色不褪为宜。
5. 亚硝酸钠的用量在滴加亚硝酸钠前，应先加入一定量的脲素溶液，因为适量的亚硝酸钠能还原高价锰， 并不还原高价钒。过量的亚硝酸钠用脲素破坏之。因此在滴加至试液中红色消失后，并过量 4-5滴，表明锰己被还原完全，且消除了高价锰干扰。6. 亚砷酸钠的用量加入少量的亚砷酸钠可以选择性地还原高价铬，但在亚砷酸钠还原高价铬的同时，诱导 出副反应，即部分二价锰被高价铬氧化为三价，因此在加入5ml亚砷酸钠的同时，需补加2 滴亚硝酸钠以还原三价锰。其反应如下As2036MnS04+H2Cr207+6H2S04--^3Mn2 (S0》3+Cr2 (S04) 3+7H20Mn2 (S04) 3+NaN02+H20=2MnS04+NaN0:,+H2S047. CrV指示剂的影响指示剂溶液本身具有氧化还原性。据实验，每滴指示剂溶液相当于0. 0025mol/L的硫酸 亚铁铵标液O. 12ml，因此在操作中加入量应保持一致， 一般2 3滴为宜。以减少这方面原因而造成的误差。&滴定临近终点时，应多摇动，同时滴定应缓慢，否则容易过量。本发明的技术特点是采用定法，从试样的分解、试剂的用量以及各种还原剂、氧化剂的 加入量等条件进行了试验，基于钒在室温中易于氧化还原的特点，试液于室温下用高锰酸钾 选择性地氧化钒而不氧化铬的原理，用亚铁滴定钒量，取得了满意的结果。本发明的钒氮合 金中钒的测定方法操作简单、快速，准确，适应生产的需要，能及时给钢铁生产提供准确的 分析数据。本发明解决了钒氮合金中钒的测定方法的技术问题，填补了钒氮合金中钒的测定方法领 域的空白。钒氮合金属于稀有资源，价格昂贵，准确测定钒氮合金中的钒有利于钢铁企业节 约资源，保护环境，我国是钢铁生产大国，提高钢的性能降低钢铁产量是必然趋势，微合金 高强度钢大量应用性能稳定的钒氮合金作为强化手段，因此，本发明具有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一歩说明，但不限于此。以下实施例中测试样品是将待测定的钒氮合金样品用破碎机粉碎后，经研磨机磨至粒度 全部通过200目筛。所用药品及试剂如下硫酸(1+4),是将1单位体积的硫酸与4单位体积的水混合配制；硝酸P 1.42 ; 磷酸P 1.70 ; 高锰酸钾溶液0.5%wt;硫酸亚铁铵[(NH4) 2Fe(S0。2]标准溶液0. 1000mol/L，用(5+9)硫酸配制；所述(5+9) 硫酸是将5单位体积的硫酸与95单位体积的水混合配制。CrV指示剂称取苯代邻位铵基苯甲酸0. 2g，碳酸钠0. 2g溶于100ml热水中；脲素溶液20%wt;亚硝酸钠溶液2%wt;亚砷酸钠溶液0. 0500mol/L。 实施例1:称取钒铁合金标准样品(编号为69-44) 0.2000g于500ml的三角烧瓶中，加入 H2S04(1+4)50ml,置于电炉上低温加热溶解，待有大泡出现后，滴加2-3ml硝酸氧化，加入 H;P04(浓)5ml继续于电炉上加热至冒硫酸烟2-3min，取下稍冷，加入水50ml，冷却至室温。 加入(NH4) 2Fe(S04)2标准溶液2ml，摇匀后，放置2min，滴加KMn04溶液至试液呈稳定红色 不褪为止。放置2min，加入脲素溶液10ml，滴加NaN02溶液至红色消失，并过量2滴，加入 NaAs02溶液5ml后，补加2滴NaN02溶液，放置2min，滴加CrV指示剂3滴，立即用硫酸亚 铁铵标准溶液滴定至试液由樱桃红色变为亮绿色为终点，根据所消耗的硫酸亚铁铵标准溶液 的体积，按下列公式进行结果计算，得到试样中钒的含量<formula>formula see original document page 5</formula>式中，T:硫酸亚铁铵标准溶液对钒的滴定度，V:所消耗的硫酸亚铁铵标准溶液的体积(ml), G:称样量(g)。结果见表1。 实施例2:称取钒铁合金标准样品(编号为50-A-2) 0.2000g于500ml的三角烧瓶中，加入 H2S04(1+4) 50ml，置于电炉上低温加热溶解，待有大泡出现后，滴加2_3ml硝酸氧化，加入 H3P0,(浓)5ml继续于电炉上加热至冒硫酸烟2-3min，取下稍冷，加入水50ml，冷却至室温。 加入(NHJ 2Fe(S0丄标准溶液2ml，摇匀后，放置2min，滴加KMn(V溶液至试液呈稳定红色 不褪为止。放置2min，加入脲素溶液10ml，滴加NaN02溶液至红色消失，并过量2滴，加入 NaAs02溶液5ml后，补加2滴NaN(V溶液，放置2min，滴加CrV指示剂3滴，立即用硫酸亚 铁铵标准溶液滴定至试液由樱桃红色变为亮绿色为终点，根据所消耗的硫酸亚铁铵标准溶液 的体积，同实施例1的方法计算出试样中钒的含量。结果见表l。 实施例3:称取钒氮合金样品(编号为1#) 0. 2000g于500ml的三角烧瓶中，加入H2S04(1+4) 50ml， 置于电炉上低温加热溶解，待有大泡出现后，滴加2-3ml硝酸氧化，加入H3P0j浓)5ml继续 于电炉上加热至冒硫酸烟2-3min，取下稍冷，加入水50ml，冷却至室温。加入(NH4) 2Fe(S04)2 标准溶液2ml，摇匀后，放置2tnin，滴加KMn(^溶液至试液呈稳定红色不褪为止。放置2min, 加入脲素溶液10ml，滴加NaN(V溶液至红色消失，并过量2滴，加入NaAs(V溶液5ml后，补 加2滴NaN02溶液，放置2min，滴加CrV指示剂3滴，立即用硫酸亚铁铵标准溶液滴定至试 液由樱桃红色变为亮绿色为终点，根据所消耗的硫酸亚铁铵标准溶液的体积，同实施例1的 方法计算出试样中钒的含量。结果见表l。 实施例4:称取钒氮合金样品(编号为2tt) 0.2000g于500ml的三角烧瓶中，加入H2S04(1+4)50ml, 置于电炉上低温加热溶解，待有大泡出现后，滴加2-3ml硝酸氧化，加入H:,P04(浓)5ml继续 于电炉上加热至冒硫酸烟2-3min，'取下稍冷，加入水50ml，冷却至室温。加入(NH4) 2Fe (S04) 2 标准溶液2ml，摇匀后，放置2min，滴加KMn(V溶液至试液呈稳定红色不褪为止。放置2min， 加入脲素溶液10ml，滴加NaN02溶液至红色消失，并过量2滴，加入NaAs(V溶液5ml后，补 加2滴Na冊2溶液，放置2min，滴加CrV指示剂3滴，立即用硫酸亚铁铵标准溶液滴定至试 液由樱桃红色变为亮绿色为终点，根据所消耗的硫酸亚铁铵标准溶液的体积，同实施例l的 方法计算出试样中钒的含量。结果见表l。表1.测试结果标准样品编号标准值％本法测得值％误 差69-4444. 0444. 01-0. 0350-A-252.8252.81-O. 01l转凡氮合金79. 5579. 590. 042tl钒氮合金80. 3480. 27-0. 0权利要求
1.一种钒氮合金中钒的测定方法，步骤如下(1)将待测样品用破碎机粉碎后，经研磨机磨至粒度全部通过200目筛，然后把样品装入袋中，保存于干燥皿中备用；(2)药品及试剂硫酸(1+4)，将1单位体积的硫酸与4单位体积的水混合配制；硝酸ρ1.42；磷酸ρ1.70；高锰酸钾溶液0.5％wt；硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]标准溶液0.1000mol/L，用((将5单位体积的硫酸与95单位体积的水混合配制))硫酸配制；CrV指示剂称取苯代邻位铵基苯甲酸0.2g，碳酸钠0.2g溶于100ml热水中；脲素溶液20％wt；亚硝酸钠溶液2％wt；亚砷酸钠溶液0.0500mol/L；(3)称取样品0.2000g于500ml的三角烧瓶中，加入H2SO4(1+4)50ml，低温加热溶解，待有大泡出现后，滴加2～3ml硝酸氧化，加入浓H3PO4 5ml继续加热至冒硫酸烟2～3min，取下，加入水50ml，冷却至室温；加入(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液2ml，摇匀后，放置2min，滴加KMnO4溶液至试液呈稳定红色不褪为止；放置2min，加入脲素溶液10ml，滴加NaNO2溶液至红色消失，并过量2滴，加入NaAsO2溶液5ml后，补加2～3滴NaNO2溶液，放置2min，滴加CrV指示剂2～3滴，立即用硫酸亚铁铵标准溶液滴定至试液由樱桃红色变为亮绿色为终点，根据所消耗的硫酸亚铁铵标准溶液的体积，按下列公式进行计算得出试样中钒的含量
全文摘要
本发明涉及一种钒氮合金中钒的测定方法。将检测样品粉碎后过200目筛，取样品于三角烧瓶中，加入H₂SO₄(1+4)热溶解，滴加硝酸氧化，加入浓H₃PO₄加热至冒硫酸烟，冷却至室温。加入(NH₄)₂Fe(SO₄)₂标准溶液，滴加KMnO₄溶液至试液呈稳定红色不褪为止；加入脲素溶液，滴加NaNO₂溶液至红色消失，加入NaAsO₂溶液，放置，滴加CrV指示剂2～3滴，立即用硫酸亚铁铵标准溶液滴定至试液由樱桃红色变为亮绿色为终点，根据所消耗的硫酸亚铁铵标准溶液的体积，计算得出试样中钒的含量。本发明钒氮合金中钒的测定结果准确、方便。
文档编号G01N21/79GK101256150SQ20081001560
公开日2008年9月3日 申请日期2008年3月24日 优先权日2008年3月24日
发明者李西忠, 王成林, 王秀花, 董丙成, 许荣昌, 闫志华 申请人:莱芜钢铁股份有限公司