本发明涉及一种碳化钒待测样品制作方法及其杂质含量的分析方法，属于分析化学
技术领域：
。
背景技术：
：碳化钒，由于其本身众多优异的性能，常作为一种重要合金添加剂，在硬质合金领域中得到了广泛运用，如冶炼高强度的低合金钢等时，碳化钒的添加能提高钢耐磨性、韧性等综合机械性能。然而碳化钒中的杂质元素的存在对硬质合金的性能产生影响，进而影响硬质合金产品质量。因此，对作为硬质合金添加剂的碳化钒中铁、磷和钛等杂质元素进行检测分析显得尤为重要。现有标准gb/t20255.2-2006、gb/t20255.3-2006和gb/t20255.4-2006公开了硬质合金铁、钛化学分析方法-火焰原子吸收光谱法，但这些方法额外需要氯化铯及氯化铵试剂，带来额外的分析误差，影响分析的精度。目前公开的碳化钒中铁分析方法主要有：第1种方法：申请号为2019108599517的专利申请中使用氢氟酸和硝酸与碳化钒反应，利用电感耦合等离子体发射光谱法快速测定碳化钒中微量铁、铝、硅、钙。第2种方法：申请号为2012104377192的专利申请公开了一种碳化钒中铁元素的分析检测方法，其采用硝酸水溶液加热溶解样品，得到的不溶物游离碳使用过滤除去后，用原子吸收光谱法测定铁的含量。碳化钒中不但存在游离碳，且游离碳含量较高，约0.24％，游离碳往往会吸附一定的铁等杂质元素，如果按照已公开的这两种方法进行样品的分解，对碳化钒中的不溶物游离碳不进行消解而将其除去，造成测定结果偏低从而影响测定精度。技术实现要素：本发明要解决的第一个技术问题是提供一种碳化钒待测样品制作方法，该方法该制得的溶液样品中，待测元素损失量更少。为解决本发明的第一个技术问题，所述碳化钒待测样品制作方法包括：a.将碳化钒与王水混合，在80～90℃下分解，过滤得滤渣和滤液，冲洗滤渣得冲洗液和滤渣a，合并滤液和冲洗液得到溶液a；b.将所述滤渣a在900～950℃灰化处理，再加入混合熔剂，在950～1000℃下保温15～20min，冷却得滤渣b，所述混合熔剂为碳酸钠和硼酸的混合物；c.将所述滤渣b与盐酸水溶液混合，在70～80℃溶解完全，得溶液b；d.将所述溶液a与溶液b合并即得待测样品。a步骤在容器中操作，操作过程中容器壁上如果有残留，为了减少误差，也要用水将其冲洗下来，一同过滤。优选的，所述碳化钒与王水的比为0.5g:20～30ml。优选的，所述碳化钒与熔剂的质量比为0.5:0.3～0.4所述熔剂优选为碳酸钠与硼酸按照质量比为2～2.1:1混合。优选的，所述碳化钒与盐酸水溶液的比为0.5g:20～25ml；所述盐酸水溶液优选为：盐酸与水按照体积比为1:5～10混合。优选的，所述过滤采用滤纸，过滤后将滤纸连同滤渣a一起灰化处理；优选所述滤纸为慢速定量滤纸。本发明要解决的第二个技术问题是提供一种碳化钒中铁、磷、钛杂质元素含量的方法。为解决本发明的第二个技术问题，所述方法包括采用上述的碳化钒待测样品制作方法处理碳化钒，得到待测溶液。优选的，所述方法还包括：a.将所述待测溶液定容；b.配置铁、磷、钛杂质元素的标准品；c.将铁、磷、钛杂质元素的标准品用电感耦合等离子体发射光谱仪测定元素谱线强度，绘制标准工作曲线；将定容后的待测溶液用电感耦合等离子体发射光谱仪测定元素谱线强度，根据所述标准工作曲线得到待测溶液中铁、磷、钛杂质元素浓度，按公式计算后得到碳化钒中铁、磷、钛杂质元素含量。待测溶液引入电感耦合等离子体发射光谱仪，测定待测元素谱线强度，根据已知浓度的上述标准溶液测得的谱线强度，得出待测溶液中铁、磷和钛的质量浓度，根据以下公式(1)计算得出碳化钒样品中铁、磷和钛的含量。式中：x代表被测元素(铁、磷、钛)；ρ代表仪器测定出的试样溶液中被测元素的质量浓度，(μg/ml，微克/毫升)；v代表被测试样溶液的体积，(ml，毫升)；m代表试样的质量，(g，克)。优选的，b步骤所述铁、磷、钛杂质元素的标准品的配置方法为：移取铁标准溶液、磷标准溶液、钛标准溶液溶液混合，定容，得到混合标准溶液母液；再将混合标准溶液母液与钒基体溶液混合，定容，得到混合标准溶液；优选所述混合标准溶液母液中铁、磷、钛浓度分别为100μg/ml、15μg/ml和40μg/ml；所述钒基体溶液的浓度为20.23g/l。优选的，所述方法包括将混合标准溶液母液与钒基体溶液、王水混合；所述王水与钒基体溶液的体积比为12～18:10。优选的，b步骤所述铁、磷、钛杂质元素的标准品的配置方法为：分别取铁、磷和钛浓度分别为100μg/ml、15μg/ml和40μg/ml的混合标准溶液母液0，2.00ml，4.00ml，6.00ml，8.00ml，10.00ml于6个100ml容量瓶中，加入质量浓度为20.23g/l的钒基体溶液10ml，12ml王水；用水稀释至刻度并摇匀，即得混合标准溶液。有益效果：1、本发明的碳化钒待测样品制作方法，将固体样品处理为液体，样品用王水溶解，过滤得到的残渣经碳酸钠和硼酸混合熔剂处理后再用盐酸提取，两次得到的溶液进行合并，该方法可以样品溶解完全，待测元素损失量更少，后期检测效果更准确。2、利用本发明技术方案可快速、准确地测定碳化钒中铁、磷和钛的含量；且元素含量比较低时也可以准确测定。3、环保；本发明只需少量的盐酸、硝酸及混合熔剂，试剂消耗少且环保。具体实施方式为解决本发明的第一个技术问题，所述碳化钒待测样品制作方法包括：a.将碳化钒与王水混合，在80～90℃下分解，过滤得滤渣和滤液，冲洗滤渣得冲洗液和滤渣a，合并滤液和冲洗液得到溶液a；b.将所述滤渣a在900～950℃灰化处理，再加入混合熔剂，在950～1000℃下保温15～20min，冷却得滤渣b，所述混合熔剂为碳酸钠和硼酸的混合物；c.将所述滤渣b与盐酸水溶液混合，在70～80℃溶解完全，得溶液b；d.将所述溶液a与溶液b合并即得待测样品。a步骤在容器中操作，操作过程中容器壁上如果有残留，为了减少误差，也要用水将其冲洗下来，一同过滤。优选的，所述碳化钒与王水的比为0.5g:20～30ml。优选的，所述碳化钒与熔剂的质量比为0.5:0.3～0.4所述熔剂优选为碳酸钠与硼酸按照质量比为2～2.1:1混合。优选的，所述碳化钒与盐酸水溶液的比为0.5g:20～25ml；所述盐酸水溶液优选为：盐酸与水按照体积比为1:5～10混合。优选的，所述过滤采用滤纸，过滤后将滤纸连同滤渣a一起灰化处理；优选所述滤纸为慢速定量滤纸。为解决本发明的第二个技术问题，所述方法包括采用上述的碳化钒待测样品制作方法处理碳化钒，得到待测溶液。优选的，所述方法还包括：a.将所述待测溶液定容；b.配置铁、磷、钛杂质元素的标准品；c.将铁、磷、钛杂质元素的标准品用电感耦合等离子体发射光谱仪测定元素谱线强度，绘制标准工作曲线；将定容后的待测溶液用电感耦合等离子体发射光谱仪测定元素谱线强度，根据所述标准工作曲线得到待测溶液中铁、磷、钛杂质元素浓度，按公式计算后得到碳化钒中铁、磷、钛杂质元素含量。待测溶液引入电感耦合等离子体发射光谱仪，测定待测元素谱线强度，根据已知浓度的上述标准溶液测得的谱线强度，得出待测溶液中铁、磷和钛的质量浓度，根据以下公式(1)计算得出碳化钒样品中铁、磷和钛的含量。式中：x代表被测元素(铁、磷、钛)；ρ代表仪器测定出的试样溶液中被测元素的质量浓度，(μg/ml，微克/毫升)；v代表被测试样溶液的体积，(ml，毫升)；m代表试样的质量，(g，克)。优选的，b步骤所述铁、磷、钛杂质元素的标准品的配置方法为：移取铁标准溶液、磷标准溶液、钛标准溶液溶液混合，定容，得到混合标准溶液母液；再将混合标准溶液母液与钒基体溶液混合，定容，得到混合标准溶液；优选所述混合标准溶液母液中铁、磷、钛浓度分别为100μg/ml、15μg/ml和40μg/ml；所述钒基体溶液的浓度为20.23g/l。优选的，所述方法包括将混合标准溶液母液与钒基体溶液、王水混合；所述王水与钒基体溶液的体积比为12～18:10。优选的，b步骤所述铁、磷、钛杂质元素的标准品的配置方法为：分别取铁、磷和钛浓度分别为100μg/ml、15μg/ml和40μg/ml的混合标准溶液母液0，2.00ml，4.00ml，6.00ml，8.00ml，10.00ml于6个100ml容量瓶中，加入质量浓度为20.23g/l的钒基体溶液10ml，12ml王水；用水稀释至刻度并摇匀，即得混合标准溶液。下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。实施例1试剂：盐酸：密度为1.19g/ml；王水溶液：盐酸、硝酸体积比为3：1；盐酸水溶液：盐酸：水体积比为1：10；混合熔剂：碳酸钠：硼酸质量比为2：1。1、配制碳化钒样品的雾化溶液：称取质量为0.5000g的碳化钒样品，置于250ml锥形瓶内，以约10ml水冲洗锥形瓶内壁，再加入20ml王水于电热加热板上80℃低温消解，加热分解样品过程中适时用水冲洗锥形瓶内壁。待不再反应后取下，并用少量水冲洗锥形瓶内壁，并趁热用慢速定量滤纸过滤，热水5次冲洗滤渣并将得到的滤液收集于200ml容量瓶内。将滤纸及残渣置于铂金坩埚中，置于马弗炉中950℃灰化处理，再加入0.3g混合熔剂，在马弗炉内950℃保温15min。冷却后取出铂金坩埚并用水冲洗净坩埚外表面，再将坩埚置于200ml烧杯中，加入盐酸和水以体积比1：10混合盐酸水溶液的20ml后，75℃低温加热至溶解完全，取下稍冷后与先前收集的滤液合并，最后定容到200ml容量瓶中并摇匀，获得碳化钒样品的雾化溶液。2、钒标准溶液的配制：称取3.6120g纯度99.99％纯五氧化二钒，置于250ml的锥形瓶中，以约10ml水冲洗瓶内壁润湿试样，加入盐酸：硝酸体积比为3：1的王水20ml，于电热板上80℃低温加热至完全溶解，取下冷却，用水吹洗瓶内壁，转移至100ml的容量瓶中，用水稀释至刻度并摇匀，制备为20.23mg/ml的钒基体溶液。3、标准溶液的配置：本实施例使用的铁、磷和钛标准溶液由钢铁研究总院配制，质量浓度均为1000μg/ml。配制质量浓度分别为100μg/ml、15μg/ml和40μg/ml的铁、磷和钛混合标准溶液：分别移取钢铁研究总院配制好的上述铁标准溶液10ml、磷标准溶液1.5ml和钛标准溶液4ml，置于100ml容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，混匀，储存于容量瓶中。配制钒基体匹配的混合标准溶液系列：分别移取配制好的上述质量浓度分别为100μg/ml、15μg/ml和40μg/ml的铁、磷和钛混合标准溶液0，2.00ml，4.00ml，6.00ml，8.00ml，10.00ml于一组(6个)100ml容量瓶中，加入上述质量浓度为20.23mg/ml的钒基体溶液10ml，然后补加9ml优级纯盐酸与3ml优级纯硝酸。用水稀释至刻度并摇匀，即配制成如表1所示的混合标准溶液系列。表1混合标准溶液中铁、磷和钛的质量浓度编号铁含量μg/ml磷含量μg/ml钛含量μg/ml0000120.30.8240.61.6360.92.4481.23.25101.54.04、标准工作曲线的绘制：采用本发明方法在icap6300型电感耦合等离子体全谱直读光谱仪上测定钒基体匹配的铁、磷和钛混合标准溶液系列中的铁磷钛元素时，仪器工作条件：rf发生器功率为1250w；辅助气ar气流量为1.0l/min；雾化气流量为0.75l/min；雾化器压力为0.22mpa；泵速为50r/min；进样管冲洗时长为30s；观测高度为12mm。待测元素的分析谱线波长为：铁238.204nm、磷213.618nm、钛334.941nm。将配置好的含钒基体的混合标准溶液系列，分别引入icp发射光谱仪，测定发射光强度，绘制工作曲线。5、碳化钒样品的测定：按上述步骤4份仪器工作条件，将空白、碳化钒雾化溶液与钒基体匹配的铁、磷和钛混合标准溶液系列同时在电感耦合等离子体发射光谱仪计上测定其铁、磷和钛元素的质量浓度，根据公式(1)计算分析结果。对同一批碳化钒样品进行八次测定，并称取同一批碳化钒试样，分别加入一定量铁、磷和钛混合标准溶液，进行加标回收实验，计算测定结果的平均值、标准偏差、相对标准偏差见表2。表2分析结果及精密度元素测定结果平均值标准偏差％相对标准偏差％回收率％铁0.1130.0006410.5796.8磷0.01610.0001310.8198.3钛0.03810.0001690.4499.8根据本发明的碳化钒中铁、磷和钛杂质元素的分析检测方法，对样品进行加标回收实验，回收率均在96.8％～99.8％之间；对样品进行八次独立测定，方法的相对标准偏差均小于0.9％，说明本发明方法有良好的准确度和精密度，即利用电感耦合等离子体发射光谱法快速、准确的测定碳化钒中铁、磷和钛的含量是准确可行的。当前第1页1 2 3
技术特征：1.碳化钒待测样品制作方法，其特征在于，所述碳化钒待测样品制作方法包括：
a.将碳化钒与王水混合，在80～90℃下分解，过滤得滤渣和滤液，冲洗滤渣得冲洗液和滤渣a，合并滤液和冲洗液得到溶液a；
b.将所述滤渣a在900～950℃灰化处理，再加入混合熔剂，在950～1000℃下保温15～20min，冷却得滤渣b，所述混合熔剂为碳酸钠和硼酸的混合物；
c.将所述滤渣b与盐酸水溶液混合，在70～80℃溶解完全，得溶液b；
d.将所述溶液a与溶液b合并即得待测样品。
2.根据权利要求1所述碳化钒待测样品制作方法，其特征在于，所述碳化钒与王水的比为0.5g:20～30ml。
3.根据权利要求1或2所述碳化钒待测样品制作方法，其特征在于，所述碳化钒与混合熔剂的质量比为0.5:0.3～0.4，所述熔剂优选为碳酸钠与硼酸按照质量比为2～2.1:1混合。
4.根据权利要求1～3任一项所述碳化钒待测样品制作方法，其特征在于，所述碳化钒与盐酸水溶液的比为0.5g:20～25ml；所述盐酸水溶液优选为：盐酸与水按照体积比为1:5～10混合。
5.根据权利要求1～4任一项所述碳化钒待测样品制作方法，其特征在于，所述过滤采用滤纸，过滤后将滤纸连同滤渣a一起灰化处理；优选所述滤纸为慢速定量滤纸。
6.碳化钒中铁、磷、钛杂质元素含量的方法，其特征在于，所述方法包括采用权利要求1～5任一项所述的碳化钒待测样品制作方法处理碳化钒，得到待测溶液。
7.根据权利要求6所述的碳化钒中铁、磷、钛杂质元素含量的方法，其特征在于，所述方法还包括：
a.将所述待测溶液定容；
b.配置铁、磷、钛杂质元素的标准品；
c.将铁、磷、钛杂质元素的标准品用电感耦合等离子体发射光谱仪测定元素谱线强度，绘制标准工作曲线；将定容后的待测溶液用电感耦合等离子体发射光谱仪测定元素谱线强度，根据所述标准工作曲线得到待测溶液中铁、磷、钛杂质元素浓度，按公式计算后得到碳化钒中铁、磷、钛杂质元素含量。
8.根据权利要求7所述的碳化钒中铁、磷、钛杂质元素含量的方法，其特征在于，b步骤所述铁、磷、钛杂质元素的标准品的配置方法为：
移取铁标准溶液、磷标准溶液、钛标准溶液溶液混合，定容，得到混合标准溶液母液；再将混合标准溶液母液与钒基体溶液混合，定容，得到混合标准溶液；
优选所述混合标准溶液母液中铁、磷、钛浓度分别为100μg/ml、15μg/ml和40μg/ml；所述钒基体溶液的浓度为20.23g/l。
9.根据权利要求8所述的碳化钒中铁、磷、钛杂质元素含量的方法，其特征在于，所述方法包括将混合标准溶液母液与钒基体溶液、王水混合；所述王水与钒基体溶液的体积比为12～18:10。
10.根据权利要求8或9所述的碳化钒中铁、磷、钛杂质元素含量的方法，其特征在于，b步骤所述铁、磷、钛杂质元素的标准品的配置方法为：
分别取铁、磷和钛浓度分别为100μg/ml、15μg/ml和40μg/ml的混合标准溶液母液0，2.00ml，4.00ml，6.00ml，8.00ml，10.00ml于6个100ml容量瓶中，加入质量浓度为20.23g/l的钒基体溶液10ml，12ml王水；用水稀释至刻度并摇匀，即得混合标准溶液。
技术总结本发明涉及一种碳化钒待测样品制作方法及其杂质含量的分析方法，属于分析化学技术领域。碳化钒待测样品制作方法包括：a.将碳化钒与王水混合，在80～90℃下分解，过滤得滤渣和滤液，冲洗滤渣得冲洗液和滤渣A，合并滤液和冲洗液得到溶液A；b.将所述滤渣A在900～950℃灰化处理，再加入混合熔剂，在950～1000℃下保温15min，冷却得滤渣B；c.将所述滤渣B与盐酸水溶液混合，在70～80℃溶解完全，得溶液B；d.将所述溶液A与溶液B合并即得待测样品。本发明的碳化钒待测样品制作方法，将固体样品处理为液体，并且待测元素损失量更少，可快速、准确地测定碳化钒中铁、磷和钛的含量。
技术研发人员：张高庆;田从学;李国伟;闫月娥;王录峰
受保护的技术使用者：攀枝花学院
技术研发日：2020.01.20
技术公布日：2020.06.09
