冰晶石化学分析方法 和物理性能测定方法 第9部分：钼蓝分光光度法
测定五氧化二磷含量
编制说明 (预审稿)
中国铝业郑州有色金属研究院有限公司
2019年5月
冰晶石化学分析方法和物理性能测定方法 第9部分：钼蓝分光光度法测定五氧化二磷含量
预审稿编制说明
1 任务来源
根据全国有色金属标准化技术委员会2019年标准制（修）定计划，YS/T 273《冰晶石化学分析方法和物理性能测定方法》由中国铝业郑州有色金属研究院有限公司负责起草（修订），2018年8月21日～8月23日，全国有色金属标准化技术委员会在宁夏回族自治区银川市召开了YS/T 273《冰晶石化学分析方法和物理性能测定方法》行业标准任务落实会，会上确定了《冰晶石化学分析方法和物理性能测定方法 第9部分：钼蓝分光光度法测定五氧化二磷含量》的起草思路。根据会议讨论决定，由中国铝业郑州有色金属研究院有限公司负责YS/T 273.9-201X《冰晶石化学分析方法和物理性能测定方法 第9部分：钼蓝分光光度法测定五氧化二磷含量》的修订工作。
本部分的起草单位：中国铝业郑州有色金属研究院有限公司、中天化工有限责任公司、山东南山铝业股份有限公司、多氟多化工股份有限公司、霍煤鸿骏铝电有限责任公司。
2 起草单位情况
中国铝业郑州有色金属研究院有限公司（原中国铝业郑州研究院）是中国轻金属专业领域唯一的大型科研机构，是我国铝镁工业新技术、新工艺、新材料和新装备的重大、关键和前瞻技术的研发基地，基础研究及原创性技术成果的孵化与转化基地。主要研究领域包括铝土矿综合利用、氧化铝、电解铝、铝用炭素以及轻金属材料。建有世界上最大的氧化铝试验基地、具有世界先进水平的国家大型铝电解工业试验基地、世界上唯一的铝土矿综合利用试验基地，拥有国内唯一的国家铝冶炼工程技术研究中心，中国铝业博士后科研工作站。建立了基础研究、技术开发、扩大试验、工业试验、工程化和产业化完整的铝工业科技创新体系。拥有铝土矿处理、氧化铝工艺、铝用炭素和电解铝工艺、镁冶炼工艺、化学品氧化铝和轻金属材料工艺、轻金属检测等技术领域的研究实验室，具有完善的铝、镁冶炼基础理论研究技术平台，包括TEM、SEM、EDS、XRD、XRF、IC等在内的大型仪器设备80余套。2004年通过了中国质量认证中心(CQC)质量、健康安全、环境三大体系认证。
依托研究院设立的国家轻金属质量监督检验中心（郑州轻金属研究院检测实验室）主要负责我国铝镁及其合金12类77种产品的质量监督检验、产品质量评价仲裁等工作，多年来一直为行业提供技术支持服务，承担了铝行业绝大部分分析检测等基础技术标准的具体起草工作，是国际标准化组织ISO/TC226（铝用原材料技术委员会）、ISO/TC79（轻金属及其合金）在国内的技术支持单位，是ISO/TC79/SC12（镁及铸造和变形镁合金技术委员会）的单位，是国家工业和信息化部确定的有色金属标准样品定点研制单位，是全国有色金属标准化技术委员会铝用炭素材料工作组长单位。
3 主要工作过程和工作内容
从项目申报开始，中国铝业郑州有色金属研究院有限公司（国家轻金属质量监督检验中心）就组建了YS/T 273.9-201X《冰晶石化学分析方法和物理性能测定方法 第9部分：钼蓝分光光度法测定五氧化二磷含量》的起草项目组，由长期负责标准制修订的教授级高工、数名高级工程师及工程师组成。2018年8月全国有色金属标准化技术委员会在银川市召开了任务落实会，根据会上的讨论，广泛征求相关单位意见，根据各单位意见形成预审稿。
3.1 制定编审原则
1）以满足我国冰晶石行业的实际生产和使用的需要为原则，提高标准的适用性。 2）以与实际相结合为原则，提高标准的可操作性。 3）充分考虑国家法律、安全、卫生、环保法规的要求。
3.2 主要工作过程
从该标准项目申报开始，中国铝业郑州有色金属研究院有限公司（国家轻金属质量监督检验中心）就组建了YS/T 273.9-201X《冰晶石化学分析方法和物理性能测定方法 第9部分：钼蓝分光光度法测定五氧化二磷含量》的起草项目组，由长期负责标准制修订的教授级高工、数名高级工程师及工程师组成。针对前版标准在分析检测过程中存在的显色不完全、吸光度不稳定等现象，我们查阅了相关资料，进行了大量的实验，确定了样品和熔剂用量、熔融温度和时间、分析波长、水浴温度和时间、酸的用量以及吸收池的厚度，在此基础上，我们编写了《实验报告》，并将样品邮寄给复验复核单位，广泛征求意见和建议。
3.2.1 称样量和熔剂用量的选择
旧版本YS/T273.9-2006中称样量较多（2.0g），且加入的熔剂也较多，导致高温熔融完之后在用热水浸提时需花费较多时间去溶解熔块。本次修订根据样品中五氧化二磷的含量称
取不同的试样量，见表1；熔剂用量为6 g碳酸钠和2 g硼酸，在此条件下，冰晶石试样不仅可以熔融完全，试样不会溢出铂皿外，而且热水浸提时可以快速溶解熔块。综上，实验选择称样量为0.5/1.0 g，熔剂用量为6 g碳酸钠和2 g硼酸。
表1
五氧化二磷量的质量分数／％
≤0.040 ＞0.040～0.10 ＞0.10～0.25 ＞0.25～0.50
试料/g 1.00 0.50 0.50 0.50
分取试液量／mL
50.00 50.00 25.00 10.00
吸收池厚度/cm
5 1 1 1
3.2.2 熔融温度和时间的选择
旧版本YS/T273.9-2006中采用的是825 ℃熔融15 min，在日常检测过程中偶见样品溶不清的现象，采用850 ℃熔融30 min时，冰晶石样品可以完全溶清，并且在此条件下冰晶石标准样品中二氧化硅的测定结果令人满意。综上，实验选择熔融温度为850 ℃，熔融时间为30 min。
3.2.3 分析波长的选择
旧版本YS/T273.9-2006中的显色方法灵敏度低，为了提高分析的灵敏度，经查阅资料，将之前的分析波长662 nm改为815 nm。
3.2.4 水浴温度的选择
旧版本YS/T273.9-2006中的显色方法灵敏度低，显色不完全，因此，本次修订时由室温条件下显色改为水浴条件下显色。
实验中取4.50 mL五氧化二磷标准溶液（0.01 mg/mL）于100 mL容量瓶中，按照旧版本YS/T273.9-2006中的方法在室温条件下显色，结果见表2。从表2可以看出，溶液的显色颜色较浅，并且随着时间的延长，吸光度增大不明显，很难达到最大值。
表2 室温条件下的显色结果
显色时间/min
20 30 40 50 60
注：吸光度取两次平行实验的平均值。
吸光度 0.090 0.099 0.110 0.120 0.130
为了考察温度对显色条件的影响，实验中分别取4.50 mL五氧化二磷标准溶液（0.01 mg/mL）于3个100 mL容量瓶中，分别在60 ℃、70 ℃和80 ℃下显色，结果见表3、表4和表5。从下表可以看出，60 ℃水浴加热30 min后再静置30 min时吸光度达到稳定，但未达到最大；70 ℃水浴加热30 min后再静置10 min时吸光度达到最大；80 ℃水浴加热20 min后再静置10 min时吸光度达到最大。由此可见，水浴条件下进行显色，可以提高显色的灵敏度，70 ℃水浴加热30 min或者80 ℃水浴加热20 min均可使吸光度达到最大，为了缩短显色时间，实验选择80 ℃水浴加热20 min。
表3 60 ℃水浴条件下的显色结果
加热时间水浴完静置10 min水浴完静置20 min水浴完静置30 min水浴完静置40 min/min 10 20 30 时的吸光度 0.443 0.477 0.551 时的吸光度 0.452 0.479 0.553 时的吸光度 0.458 0.483 0.555 时的吸光度 0.466 0.4 0.555 注：吸光度取两次平行实验的平均值。
表4 70 ℃水浴条件下的显色结果
加热时间水浴完静置10 min水浴完静置20 min水浴完静置30 min水浴完静置40 min/min 10 20 30 时的吸光度 0.460 0.576 0.588 时的吸光度 0.467 0.579 0.5 时的吸光度 0.472 0.580 0.5 时的吸光度 0.475 0.579 0.5 注：吸光度取两次平行实验的平均值。
表5 80 ℃水浴条件下的显色结果
加热时间水浴完静置10 min水浴完静置20 min水浴完静置30 min水浴完静置40 min/min 10 20 30 时的吸光度 0.545 0.587 0.588 时的吸光度 0.547 0.5 0.588 时的吸光度 0.551 0.590 0.588 时的吸光度 0.552 0.588 0.588 注：吸光度取两次平行实验的平均值。
3.2.5 水浴时间的选择
见3.2.4。
3.2.6 酸及其用量的选择
采取80 ℃水浴加热时，发现水浴时间还未达到20 min时容量瓶里的蓝色溶液就已褪色成无色，可能是由于溶液中的把抗坏血酸氧化，导致抗坏血酸失去还原性。本次修订时将改为硫酸，由于称样量减少，为了保证硫酸体系的酸浓度，加入硫酸（1+1）体积为8 mL。
3.2.7 吸收池的选择
旧版本YS/T273.9-2006中采用的是5 cm的吸收池，本次修订根据样品中五氧化二磷的含量选取不同厚度的吸收池，见表1。当样品中五氧化二磷含量较低时，选用5 cm吸收池；当样品中五氧化二磷含量较高时，由于对显色条件进行调整，显色灵敏度提高，采用1 cm的吸收池进行测定完全可以满足日常检测的要求。
3.2.8 样品分析
按照标准分析方法，对提供的4个不同五氧化二磷含量的冰晶石样品分别进行了11次测定，其分析结果见表6。
表6 样品分析结果
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 平均值（%） 极差（%） 标准偏差（%） 相对标准偏差（%）
1# 0.0038 0.0034 0.0035 0.0038 0.0038 0.0032 0.0038 0.0036 0.0037 0.0032 0.0032 0.0035 0.0006 0.0003 7.29
2# 0.0675 0.0672 0.0663 0.0675 0.05 0.00 0.08 0.0662 0.06 0.00 0.05 0.0656 0.0035 0.0014 2.15
3# 0.175 0.176 0.176 0.174 0.174 0.178 0.177 0.175 0.175 0.177 0.179 0.176 0.0050 0.0016 0.92
4# 0.423 0.423 0.427 0.425 0.427 0.419 0.426 0.418 0.421 0.426 0.422 0.423 0.0090 0.0031 0.74
4 修订内容
工作中，项目组将实验报告发送给尽可能多的分析实验室，广泛征求意见和建议，经过
与提出意见和建议的实验室充分沟通，形成意见汇总如下： （1）根据冰晶石中五氧化二磷含量的不同，称取不同量的样品； （2）将熔剂用量减少至6 g碳酸钠和2 g硼酸； （3）将熔融温度和时间改为850 ℃30 min； （4）将显色条件由室温改为水浴80 ℃20 min； （5）将溶样用量改为硫酸；
（6）根据冰晶石中五氧化二磷含量的不同，选用不同厚度的吸收池。
5 标准的水平分析（采用国际标准和国外先进标准的程度（IDT、MOD或NEQ）、国际、国外同类标准水平的对比分析）
本部分标准与其他国家标准、行业标准互为补充、衔接配套，达国际领先水平。
6 与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系
本标准所规定的内容，完全满足国家法律、法规的要求。
7 重大分歧意见的处理经过和依据
无。
8 标准作为强制性或推荐性的建议和废止现行有关标准的建议
建议推荐本部分为冰晶石中五氧化二磷含量测定的行业标准。建议废止YS/T 273.9-2006《冰晶石化学分析方法和物理性能测定方法 第9部分：钼蓝分光光度法测定五氧化二磷含量》。
9 预期效果
YS/T 273《冰晶石化学分析方法和物理性能测定方法》是我国冰晶石测定的仲裁标准，是我国化工行业基础标准之一，也是目前世界上检测项目最全、技术水平最高的分析方法标准。随着中国冰晶石工业的发展，新技术、新工艺的应用，新产品的开发，冰晶石的品种也随之增多，所以就必须有更加科学、准确、快速、更加适用的分析检测标准进行技术支撑，以满足各种产品化学成分分析检测的需要。
本次修订对原标准做了系统的修改、补充和完善，无论是在分析方法还是在方法的适用性、前瞻性、可操作性上都有了很大的提高和扩充。新版标准全面反映了我国冰晶石化学检
测技术水平，能够满足冰晶石工业的实际使用和未来发展的需求，为冰晶石行业的发展提供了基础性的技术支撑。
行业标准《冰晶石化学分析方法和物理性能测定方法》编制组
2019年5月
