第二章磷肥生产分析演示文稿

第二章磷肥生产分析演示文稿当前1页，总共61页。优选第二章磷肥生产分析当前2页，总共61页。1．磷钼酸喹啉重量法

原理：

试样用王水溶解，在硝酸介质和丙酮存在下，磷酸根与喹钼柠酮形成黄色的磷钼酸喹啉沉淀，经过滤、洗涤、干燥和称重并计算。H3PO4+3C9H7N+12Na2MoO4+24HNO3＝(C9H7N)3·H3PO4·12MoO3+24NaNO3+12H2O一、磷矿粉的分析

(一)五氧化二磷含量的测定当前3页，总共61页。主要试剂：钼酸钠（Na2MoO4·2H2O）喹啉（C9H7N）丙酮（CH3)2CO：溶剂效应。加入有机溶剂，以降低沉淀的溶解度。柠檬酸（2－羟基丙烷－1，2，3三羧酸）：

柠檬酸能与钼铬合，可避免溶液煮沸时钼酸钠水解析出三氧化钼沉淀，使结果增高，且能消除可溶性硅酸的干扰。当前4页，总共61页。要点：配制喹钼柠酮混合试剂时需放置并过滤，以消除含磷等物质而形成的沉淀；柠檬酸量要适当，过低将导致沉淀不完全，结果偏低。过多时,络合效应加强，影响有机沉淀的生成。

不宜单独使用硫酸，因为钼酸钠在硫酸溶液中加热会产生沉淀。也可在王水初溶后，加入高氯酸冒烟、冷却后，用稀盐酸溶解的清亮溶液，定容。当前5页，总共61页。倾泻法洗涤后，将边沿沉淀转入坩埚中；

将坩埚底部水分用滤纸擦干后放入烘箱中；

烘干、冷却、恒重；非澄清溶液定容，移取试液要有代表性，固弃去最初滤液；砷生成砷钼酸喹啉沉淀，增高磷的结果。试样有砷时，可在分解试样时加入氢溴酸，使其挥发除去。（H3As）当前6页，总共61页。计算：2P——P2O5——2(C9H7N)3·H3PO4·12MoO3

1422×2214

T=142／2×2214＝0.03207允许差：即重复性指标为0.20％。当前7页，总共61页。2．磷钼酸喹啉滴定分析法原理：在酸性溶液中，磷酸根与钼酸钠和喹啉反应，生成磷钼酸喹啉沉淀，过滤并洗去所吸附的酸液后，将沉淀溶解于过量的碱标准溶液中，再用酸标准溶液返滴定过量的碱，即可求出五氧化二磷的含量。H3PO4+3C9H7N+12Na2MoO4+24HNO3＝

(C9H7N)3·H3PO4·12MoO3+24NaNO3+12H2O

(C9H7N)3·H3PO4·12MoO3+26NaOH＝3C9H7N+Na2HPO4+12Na2MoO4+14H2O

NaOH＋HCl＝NaCl＋H2O当前8页，总共61页。主要试剂：混合指示液：百里香酚蓝：PH，1.2～2.8，红～黄；酚酞：PH，8.0～9.2，无～红。其他同上要点：洗涤时采用混合指示剂，应近乎无色，表明无酸碱。当前9页，总共61页。计算：

2P—P2O5—2(C9H7N)3·H3PO4

·12MoO3

—2×26NaOH—2×26HCl

1（142）52

（142／52）×10－3＝0.00273

V3－相当于非磷钼酸喹啉的沉淀溶解时、或残留酸所消耗的碱体积；V4－水和指示剂可能消耗的酸体积。允许差：重复性指标重现性指标当前10页，总共61页。(二)细度的测定计算筛孔尺寸为0.150mm试验筛的磷矿细度质量百分数：细度%=当前11页，总共61页。(三)水分含量的测定在一定温度下，试样经加热后失去的质量即为水分的含量。水分(H2O)含量的质量百分数：

H2O%=允许差重复性指标0.10%当前12页，总共61页。

(四)氧化锶含量的测定原理：试样经氢氟酸、高氯酸分解，加入镧盐和钾盐消除共存离子的干扰后，用原子吸收分光光度计测量吸光度，以工作曲线法测定氧化锶的含量。试剂：氯化镧：释放剂；镧盐可消除磷酸根对锶的干扰，优先生成磷酸镧，而使锶从磷酸锶中释放出来；氯化钾：电离缓冲剂；碱金属的电离电位低，在火焰中强烈的电离而产生大量电子，抑制待测元素基态原子的电离作用。即保证锶在火焰中不发生电离，确保其基态原子数目。当前13页，总共61页。要点：离解：被测液体经雾化室雾化并与燃料气混合后，在燃烧器上燃烧，使细雾被火焰蒸发并离解而产生原子蒸气。电离：火焰的温度能使被测元素的化合物离解成原子，并随温度继续升高，可能会使该原子进一步电离呈气态离子。仪器条件：波长、空燃比、燃烧器高度、灯电流、狭缝等。当前14页，总共61页。计算允许差：重复性指标：0.06%再现性指标：0.08%ρ──从工作曲线上查出相应的氧化锶的浓度，μg/mL；当前15页，总共61页。1．高锰酸钾间接滴定分析法原理在弱酸性溶液中，钙离子与草酸根生成草酸钙沉淀，过滤后，将沉淀溶解于硫酸溶液中，然后用高锰酸钾标准滴定溶液滴定，即可求出氧化钙的含量。

Ca2++C2O42-=CaC2O4CaC2O4+H2SO4=CaSO4+H2C2O42MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2+8H2O(五)氧化钙含量的测定当前16页，总共61页。试剂及要点：溴酚蓝指示剂：PH－3.0～4.6黄～蓝指示沉淀酸度(PH=4)，蓝绿色;草酸钙沉淀为细晶状—慢速滤纸过滤;锶干扰测定，结果偏高—从结果中扣除;高锰酸钾标液：配制：过滤由于氧化还原可能产生的沉淀（MnO2）标定：自身指示剂

2KMnO4-

——5Na2C2O4

2（×1／5）1

C(0.2KMnO4)=m/0.06700V

T＝MNa2C2O4×10－3／2＝0.06700(g/mL)

当前17页，总共61页。

计算：

CaO—Ca2+—C2O42－—2／5MnO4-

12（×1／5）允许差：重复性指标：0.25%再现性指标：0.30%当前18页，总共61页。2.EDTA滴定分析法原理：在弱酸性溶液中，钙离子与草酸根生成草酸钙沉淀，过滤后，用盐酸将沉淀溶解，加入过量的EDTA标准滴定溶液，在PH>12的情况下，加入钙指示剂，用氧化钙标准滴定溶液滴定至溶液呈红色后，再用EDTA标准滴定溶液滴定至纯蓝色为终点，即可求出氧化钙的含量。当前19页，总共61页。铬黑T络合指示剂：本身：PH＝6.3---11.5紫红～蓝色～橙色铬黑T与金属络合显红色，固适用酸度为PH=9～10.5孔雀绿酸碱指示剂：1、0.13～2.0黄～浅蓝－绿2、11.5～11.5～13.2

蓝～绿～无色

（氧化钙标定时，用氢氧化钠调节PH＞12，溶液呈无色。）钙络合指示剂：本身：PH＝7.4～13.5酒红～蓝色～酒红钙指示剂与钙络合显红色。（在PH＞12下，用氧化钙滴定，颜色由本身的蓝色变为络合物的红色。）试剂及要点：当前20页，总共61页。溴酚蓝酸碱指示剂：

PH3.0～4.6

黄～蓝，用氢氧化钠调节PH＝4，蓝绿色。（沉淀草酸钙）指示剂的封闭现象：由于某些离子与指示剂形成十分稳定的有色络合物，不能被EDTA破坏，需加入掩蔽剂。三乙醇胺掩蔽Fe、Al，抗坏血酸还原Fe3＋和掩蔽Mn，铜试剂掩蔽Cu、Pb、Co、Ni等。锶干扰测定，需扣除。

当前21页，总共61页。计算：

CaO—Ca2+—EDTAT＝56.08×10-3=0.05608g/mL允许差：重复性指标：0.25%再现性指标：0.30%当前22页，总共61页。

(六)氧化镁含量的测定1.原子吸收分光度法原理试样经氢氟酸和高氯酸分解后，在盐酸溶液中加入锶盐消除铝、磷等共存离子的干扰，用原子吸收分光光度计测量吸光度，以标准曲线法分析氧化镁的含量。试剂：锶盐作为释放剂消除铝、磷等干扰元素的影响。锶盐可消除磷酸根对镁的干扰，优先生成磷酸锶，而使镁从磷酸镁中释放出来；因磷酸镁（钙）的盐类熔点高、难挥发及难离解，使吸光度降低。铝对镁(钙)的干扰，是因为生成具有热稳定性的MgO·Al2O3、3CaO·5Al2O3，锶盐起到替代作用。当前23页，总共61页。2.EDTA滴定分析法原理：试样溶液，加入乙二醇-双(α-氨基乙基)醚四乙酸和三乙醇胺，用以掩蔽钙铁铝等离子，在PH﹥12的碱性溶液中生成氢氧化镁沉淀，过滤后，沉淀用盐酸溶解，在PH10的溶液中以酸性铬蓝K-萘酚绿B为指示剂，用EDTA标准滴定溶液滴定，即可求出氧化镁的含量。当前24页，总共61页。铜试剂：掩蔽铜、铅、镍、钴离子；

三乙醇胺：掩蔽铁铝；

抗坏血酸：还原三价铁；

EGTA:掩蔽钙（专用）；

硫代酸酸钠：掩蔽铜、银；

亚铁氰化钾：掩蔽锰。试剂及要点：

酸性铬蓝K-萘酚绿B指示剂：

络合指示剂，碱性液本身为蓝色，与镁的络合物为红色；（用以标定EDTA和测定）

孔雀绿酸碱指示剂：

1、0.13～2.0黄～浅蓝－绿

2、11.5～13.2蓝绿～无色

（用以沉淀时，强碱性溶液的调节）当前25页，总共61页。计算：允许差：重复性指标：0.15%再现性指标：0.20%当前26页，总共61页。(七)三氧化二铁含量的测定1.重铬酸钾滴定分析法原理：在酸性溶液中，滴加三氯化钛溶液将三价铁离子还原为二价，过量的三氯化钛进一步将钨酸钠指示液还原生成“钨蓝”，使溶液呈蓝色。在有铜盐的催化下，借助水中的溶解氧，氧化过量的三氯化钛，待溶液的蓝色消失后，用二苯胺磺酸钠为指示剂，用重铬酸钾标准滴定溶液滴定，便可求出三氧化二铁的含量。

Fe3++Ti3+=Fe2++Ti4+Ti3++[O]=Ti4+Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O当前27页，总共61页。硫酸铜：氧化过量三氯化钛的催化剂；钨酸钠：三氯化钛过量指示；Na2WO4—NaWO3（钨蓝）二苯胺磺酸钠：氧化还原指示剂；氧化态：紫红，还原态：无色；磷酸：与亚铁络合以保护亚铁被溶解氧进一步氧化；同时络合三价铁以消除黄色的干扰。试剂及要点：当前28页，总共61页。计算：Cr2O72＋-—6Fe2+—3Fe2O3

1（1／6）3（1／2）T＝1／2×M×10－3＝0.08000g/mmol允许差：重复性指标：0.10%再现性指标：0.15%当前29页，总共61页。

2.EDTA滴定分析法原理：将试样溶液进行蒸干、脱水处理之后，在PH5.5溶液中，呈磷酸铁铝共沉淀沉淀与其它离子分离，然后在PH1.5～1.8的酸性溶液中，以磺基水杨酸为指示剂，用EDTA标准溶液滴定，即可求出三氧化二铁的含量。

当前30页，总共61页。磷酸二氢铵：弱酸性Fe、Al的沉淀剂；

EDTA与铁络合比较稳定，置换出磺基水杨酸。试剂及要点：刚果红酸碱指示剂：

酸性指示剂，3.5～5.2，蓝紫色～红色共沉淀磺基水杨酸络合指示液：

本身浅黄色，与铁络合呈紫红色；铬黑T络合指示剂：

本身：PH＝6.3---11.5紫红～蓝色～橙色

铬黑T与金属络合显红色，固适用酸度为PH=9～10.5标定用络合稳定常数：FeEDTA＝25.1，AlEDTA＝16.3；当前31页，总共61页。计算：

Fe2O3—2Fe2＋—2EDTA

1／21

T＝1／2×M×10－3＝0.08000g/mmol允许差：重复性指标：0.15%再现性指标：0.20%当前32页，总共61页。(八)三氧化二铝含量的测定

1.偏铝酸盐分离-EDTA滴定分析法

原理：

试样经碱熔分解，铝在强碱性溶液中呈可溶性偏铝酸盐分离后，加入适量的EDTA溶液，在PH4的溶液中，以PAN为指示剂，用铜标准溶液返滴定过量的EDTA溶液，加入氟化物以氟离子取代出与铝配位的EDTA，再用铜标准滴定溶液滴定，即可求出三氧化二铝的含量。当前33页，总共61页。磷酸三钠：低温加热转化为焦磷酸钾，熔剂；

氟化钠：置换与铝络合的EDTA。试剂及要点：刚果红酸碱指示剂：

酸性指示剂，3.5～5.2，蓝紫色～红色PAN络合指示剂：

本身：PH＝1.9---12.2黄绿～黄色～淡红

PAN与金属络合显红色；二甲酚橙络合指示剂：

本身：PH＝---

6.3---黄色～红色

与金属络合呈紫红色，固适用于PH＜6中；当前34页，总共61页。计算：

Al2O3—2Al2＋—2EDTA

1／21

T＝1／2×M×10－3＝0.05100g/mmol允许差：重复性指标：0.16%再现性指标：0.20%当前35页，总共61页。2.磷酸铁铝分离-EDTA滴定分析法

原理：铁铝的连续测定

在测铁后的溶液中，加入苦杏仁酸掩蔽Sn，林菲罗啉或钽试剂掩蔽Ti，EDTA络合、氟离子置换、金属盐返滴定法。当前36页，总共61页。(九)二氧化碳含量的测定（自学）

气量法：

原理：

在特定的二氧化碳分析仪器装置中，由于补偿管的校正作用，使一定量气体体积基本不受气压与温度的影响，先测定出校正系数F值，然后试样用磷酸分解，以铜盐消除硫化物的干扰，所释放出的二氧化碳气体用氢氧化钠溶液吸收，根据吸取前后气体体积之差，即可求出二氧化碳含量。当前37页，总共61页。图2-1二氧化碳分析仪器装置图

A-平衡瓶；B-水套管；C-补偿管；D-量气管；E-温度计；F-吸收瓶；G-冷凝管；H-加酸管；I-磨口塞；J-反应瓶；K-下口瓶；L-废液瓶；T1、T2-两通旋塞；T3、T4-双斜孔旋塞；T5-三通旋塞当前38页，总共61页。(十)三氧化硫含量的测定

重量法：

原理：

试样用盐酸溶解所有硫酸盐，加入氯化钡与硫酸根反应生成硫酸钡沉淀，经过滤、洗涤和灼烧，即可由硫酸钡沉淀的重量求出三氧化硫的含量。要点：EDTA：掩蔽试液中可能存在的铁镁钙铝等离子;过滤以分离硫化物和不溶于盐酸的物质。计算：T＝MSO3／MBaSO4＝32.06/233.4=0.3430当前39页，总共61页。(十一)氟含量的测定

1.氟离子选择性电极法

原理：

试样用盐酸分解后，在的溶液中，以饱和甘汞电极为参比电极，用氟化镧单晶薄膜电极直接测量溶液的电极电位，采用工作曲线法或标准加入法测定氟的含量。当前40页，总共61页。要点：溴甲酚绿：酸碱指示剂，PH3.8～5.4黄～蓝PH＜5，能形成HF且易挥发，降低其活度；PH＞8，OH－影响电极电位；柠檬酸-柠檬酸钠：缓冲溶液，PH=5.5～6;铝、铁等掩蔽；Fe3＋对指示剂由封闭现象,用抗坏血酸还原；氟离子选择性电极的使用及维护。当前41页，总共61页。计算：工作曲线法标准加入法允许差：重复性指标：0.16%再现性指标：0.20%当前42页，总共61页。2.硝酸钍滴定分析法

原理：

试样经硫酸分解，通入水蒸气，使氟呈氟硅酸蒸馏逸出，然后在PH2.8～3.1的溶液中，以茜素红-次甲基蓝为指示剂，用硝酸钍标准滴定溶液滴定，即可求出氟的含量。当前43页，总共61页。1-蒸汽发生瓶（1000mL）；2-放空管；3-蒸汽导管；4-螺丝夹；5-温度计（200℃）；6-分液漏斗（25～50mL）；7-三口烧瓶（250mL）；8-冷凝管；9-容量瓶；10-电炉；11-镍铬丝（接ⅠkVA调压变压器）；12-压力管毛细管当前44页，总共61页。要点：

酚酞：PH8.2～10.0无色～紫红

茜素红：3.7～5.2黄色～紫色

次甲基蓝：氧化态：蓝，还原态：无色

容量瓶中最好加几毫升氢氧化钠吸收液；

硝酸钍具有氧化性，氧化次甲基蓝为蓝色，但在有茜素红时显浅紫色；

生成四氟化钍量大时出现沉淀；

硫酸会使有机物发生氧化而出现炭化现象，并使溶液喷溅，可加入少量的高锰酸钾饱和溶液；

当前45页，总共61页。计算：

因反应无固定计量关系，故需标定。允许差：重复性指标：0.16%再现性指标：0.20%当前46页，总共61页。二、硫酸的分析

(一)试样的采取和制备

1.槽车硫酸，用细颈铅制圆桶或加重瓶，取样量不得少于500mL。

2.坛装硫酸，按坛数的3％抽样，用玻璃管取样，取样总量不得少于500mL。

3.将取得试样混合均匀，标示。

4.实验结果如有一项指标不符合要求，应按两倍量重新取样。当前47页，总共61页。(二)硫酸含量的测定

原理：

以甲基红-次甲基蓝作指示剂，用氢氧化钠标准滴定溶液中和滴定测定硫酸含量。要点：甲基红-次甲基蓝：混合酸碱指示剂，利用颜色的互补作用来提高颜色的敏锐性。PH4.4～6.2蓝紫～灰绿甲基红：PH4.4～6.2红～黄次甲基蓝：惰性染料，蓝色。当前48页，总共61页。计算：NaOH—1／2H2SO4T＝1／2×MH2SO4×10－3＝0.04904允许差：重复性指标：0.20%当前49页，总共61页。(三)砷含量的测定

1.二乙基二硫代氨基甲酸银光度法(仲裁法)

原理：

在硫酸介质中，用金属锌将砷还原为砷化氢，以二乙基二硫代氨基甲酸银的吡啶溶液吸收，生成紫红色胶态银溶液，进行吸光度测定。当前50页，总共61页。图2-3定砷仪1-100mL锥形瓶；2-连接导管；3吸收管当前51页，总共61页。要点：碘化钾＋二氯化锡：混合还原剂，将溶液中砷还原为低价（As3＋

）；锌：将三价砷进一步还原为砷化氢（As-）；紫红色络合物：由砷化氢将DDTC－Ag还原所得；吡啶：有机溶剂；乙酸铅脱脂棉：吸收反应生成的硫化氢，消除干扰；当前52页，总共61页。测定：

标准曲线绘制：

取不同含砷量的标准液，按测定方法进行。

制备试样，按测定方法进行。

吸收液无需定容，标液和试液同步，体积相当。

试样分析：

540nm0.1cm水参比允许差：平行结果相对偏差当前53页，总共61页。2.古蔡法

原理：

在硫酸介质中，用金属锌将砷还原为砷化氢，砷化氢与溴化汞反应生成红棕色砷斑，与标准色阶比较，以测定砷量。

半定量分析。当前54页，总共61页。第二节工序分析磷肥的主要成分：五氧化二磷表现形式：水溶性：磷酸二氢钙；枸溶性：磷酸氢钙；难溶性：磷酸钙。一、全五氧化二磷的测定原理：用盐酸分解试样，使不溶性磷酸盐全部转化为可溶性磷酸盐，在酸性介质和丙酮存在下，于