復混肥中氧化鉀含量分析方法技術研究

龍獻海，劉文洪，朱正紅

（中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川 750026）

氧化鉀是復混肥中單一養份的重要控制指標，它的快速、準確分析關系到工藝操作依據分析數據及時、合理調整原料配比，生產合格產品，避免原料浪費和生產成本的增加。國家標準中四苯基合硼酸鉀重量法測定氧化鉀含量，準確度雖高，但操作繁瑣，費時冗長，單樣分析需4.5 h。對于生產中間控制來說，4.5 h后的數據嚴重滯后，不能有效指導工藝調整。經過大量實驗，合理控制稱樣量、以火焰光度法測定復混肥中氧化鉀含量35～40 min即可完成，測定準確度、精密度均較好，完全滿足工藝生產中間控制所需。

1 實驗原理

火焰光度法是原子發射光譜法的一種，以火焰作為激發源，鉀元素在火焰的激發下發出特征光譜，以光電系統測量其特征譜線的光譜強度，與標準溶液的光譜強度對比，即可測得鉀含量。

2 儀器與試劑

FP640型火焰光度計；空氣壓縮機。

KCl標準溶液：準確稱取于120℃烘干后的氯化鉀0.931 9 g，溶于1 L容量瓶中，稀釋至刻度，搖勻。此溶液KCl濃度為1.25×10-2mol/L。

KCl工作溶液：取上述溶液20 mL置于500 mL容量瓶中，定容。此溶液濃度為5.0×10-4mol/L。

3 測定步驟

稱取2.000 0 g復混肥粉碎樣品于250 mL燒杯中，加水至150 mL，于電爐上加熱至沸騰并保持5 min，取下冷卻，定容于250 mL容量瓶中。干過濾，棄去最初50 mL濾液，吸取10 mL濾液于另一250 mL容量瓶中，稀釋至刻度，搖勻。

打開火焰光度計，調整燃氣與空氣比例至火焰穩定后，用蒸餾水進樣調零，再用5.0×10-4mol/L KCl工作液進樣調滿度，反復數次，直至零點與滿度指示穩定后，以待測樣品進樣，記下讀數，換上蒸餾水清洗霧化室，關閉電源。

結果計算：

式中：C標-KCl工作溶液濃度 5.0×10-4mol/L；MK2OK2O 摩爾質量，94；V-稀釋樣品體積，0.25 L；A標-KCl工作液的光譜強度，50；A樣-試樣光譜強度；m-試樣質量，g。

4 結果與討論

4.1 氧化鉀含量為6%時，火焰光度法與重量法的測定值（見表1）

將10 mL樣品濾液改為吸取5 mL濾液，測定值（見表2）。

將樣品2.0 g改為稱取1.5 g，測定值（見表3）。

三組對比數據表明：光譜強度越接近滿度值，測定值與重量法就越接近；光譜強度與滿度值的負偏差變大，測定值略高于重量法。

4.2 氧化鉀含量為15%時，火焰光度法與重量法測定值（見表4）

將10 mL樣品濾液改為吸取5 mL濾液，測定值（見表5）。

將2.0 g改稱取1.5 g，10 mL濾液取5 mL濾液，測定結果（見表6）

三組對比數據表明：光譜強度高于滿度值時，測定值會低于重量法；光譜強度與滿度值的正偏差越大，與重量法的負偏差就越大。

4.3 復混肥中7%＜K2O%≤9%時，稱樣量分別為2.0 g、1.5 g，火焰光度法與重量法測定結果（見表7）

三組對比數據表明：光譜強度與滿度值的正偏差不太大時，測定值與重量法的偏差也不太大，在一定范圍內幾乎沒有偏差。

5 結論

綜合上述分析數據，根據曲線回歸方程，可以得知：光譜強度越接近滿度時，測定值越趨近于真值，在滿度范圍外，光譜強度與濃度的線性關系變差，測定值與真實值之間發生較大偏差。考慮稱樣量、濾液吸取量與計算公式三者之間的關聯關系，以大量實驗數據為佐證，驗證了火焰光度法的可靠性：光譜強度控制在30～50，測定數據準確度較高，最大光譜強度不能超過52。根據氧化鉀含量的不同，可選擇適宜的稱樣量、取液量組合進行測定，以保證測定結果準確。具體稱樣量、取液量、計算公式（見表8）。

表1 火焰光度法與重量法的測定結果對比

表2 改變溶液取樣量后火焰光度法的測定數據

表3 改變稱樣量后火焰光度法的測定數據

表4 火焰光度法與重量法的測定結果對比

表5 改變溶液取樣量后火焰光度法的測定數據

表6 改變稱樣量后火焰光度法的測定數據

表7 不同稱樣量火焰光度法與重量法的測定結果

表8 稱樣量、濾液吸取體積與計算公式的關系

6 效果驗證

依據本文闡明的操作方法，選擇氧化鉀理論含量為6%、7%、9%、15%等4種具有代表性的樣品，分析方法改進前后測量數據（見表9）。

國家標準四苯基合硼酸鉀重量法測定氧化鉀含量規定，平行測定和不同實驗室測定結果的允許差應符合表10的規定。結合寧夏石化公司復合肥生產實際，以節約生產成本為出發點，確定測量復混肥中氧化鉀含量時，火焰光度法與國家標準重量法測定值允許絕對誤差為0.30%。從實驗數據可以看出，改進后的火焰光度法與國家標準重量法測定值的相對誤差不超過1.0%。以公司現有復混肥品種中最高氧化鉀含量15%換算，絕對誤差低于0.15%，完全滿足工藝生產控制所需。

表9 分析方法改進前后的測定數據對比

表10 重量法測定復混肥中氧化鉀含量的允許差

7 結語

采用火焰光度法測定復混肥中氧化鉀含量，方法簡便、快速，準確度和精密度較高，測定結果與國家標準重量法吻合良好。此法應用于生產中間控制分析，可及時、準確地反映生產工況，為優化工藝操作提供數據支持。

［1］郭德濟主編.光譜分析法［M］.重慶大學出版社，1994.

［2］華中師范學院，東北師范大學，陜西師范大學，編.分析化學［M］.北京：人民教育出版社，2012.

［3］朱明華編.儀器分析［M］.北京：高等教育出版社，2008.