磷酸鐵鋰化學分析方法

范圍

本標準規定了磷酸鐵鋰中磷、鐵、鋰以及碳的分析方法.

本標準適用于磷酸鐵鋰產品、半成品及磷鐵礦的分析.

1.0 引用標準

1.1 GB/T601-88 化學試劑滴定分析(容量分析)用標準溶液的制備;

1.2 GB/T4701.7-1994 《磷鐵的化學分析方法》;

1.3 GB/T 3885.4-1983 鋰輝.鋰云母精礦化學方法 火焰原子吸收光度法測定鋰量.

2.0 鐵量的測定

2.1 方法提要

在鹽酸溶液中，用二氯化錫將鐵(Ⅲ)還原成鐵(Ⅱ)，然后加入氯化高汞以氧化過量的二氯化錫，

用二苯胺磺酸鈉為指示劑，以重鉻酸鉀標準溶液滴定，其反應式如下：

2Fe3++Sn2++6Cl- → SnCl62-+2Fe2+

4Cl-+Sn2++2HgCl2 → SnCl62-+Hg2Cl2

2Fe2++Cr2O72-+14H+ → 6Fe3++2Cr3++7H2O

2.2試劑

2.2.1鹽酸：(1+1);

2.2.2 硫酸—磷酸混酸：將150ml硫酸慢慢地加入500ml水中，冷卻后加入150ml磷酸，用水稀釋至1L，混勻;

2.2.3 二氯化錫溶液(100g/L )： 稱取10g氯化錫溶于10ml(1+1)鹽酸中，用水稀釋至100ml(若溶液渾濁則需過濾);

2.2.4 二苯胺磺酸鈉指示劑(0.5%)：

2.2.5 氯化高汞飽和溶液

【C(1/6K2Cr2O7)=0.0500mol/L】溶液：稱取2.4518g預先在150度烘干1h的重鉻酸鉀(基準試劑)于

250ml燒杯中，以少量水溶解后移入1L容量瓶中，用水定容。

2.3 分析步驟

稱取0.2000g試樣于250ml三角瓶中，加入10ml鹽酸溶液，置于低溫電爐上加熱至完全溶解，取下稍

冷，加入30ml水，加熱至沸，趁熱滴加二氯化錫溶液至黃色消失后再過量1～2滴，流水冷卻至室溫，加

入10ml氯化高汞飽和溶液，混勻，靜置2min后，用水稀釋至80ml,加入20ml硫磷混酸溶液，4～5滴二

苯胺磺酸鈉指示劑，用重鉻酸鉀標準溶液滴定，溶液由綠色轉變成藍紫色為終點。

2.4 計算：

按下式計算鐵的百分含量：

Fe(%) = C x V x 0.05584 × 100

m

式中：C——重鉻酸鉀標準溶液的濃度，mol/L;

V——滴定所消耗重鉻酸鉀標準溶液的體積，ml;

m——稱取試樣的質量，g。

0.05584系數——為鐵的摩爾質量，單位為g/mol 。

注意事項：

(1)還原必須有足量的鹽酸存在，為了使三價鐵全部還原為鐵，以及阻止二價鐵再被氧化，二氯化錫必須

稍過量。

(2)二氯化汞的氧化作用較慢，當加入二氯化汞后，須不斷攪拌或搖動和放置2至3min，待作用完全后，

方可用重鉻酸鉀滴定。

(3)在滴定前加硫磷混酸是為了避免三價鐵的黃色掩蓋藍紫色終點。

(4)試樣中若有碳粉則需在鹽酸溶解好試樣后，用濾紙過濾，用水洗滌碳粉8～10次。

3.0 磷量的測定

3.1 方法提要

在硝酸介質中，磷與鉬酸銨生成磷鉬酸銨黃色沉淀，過濾后用氫氧化鈉標準溶液溶解，以酚酞為指

示劑，用硝酸標準溶液滴過量的氫氧化鈉。反應式如下：

H3PO4+12(NH4)2MoO4+21HNO3→(NH4)3PO4?12MoO3↓+21NH4NO3+12H2O

2(NH4)3PO4?12MoO3+46NaOH→2(NH4)2HPO4+ (NH4)2MoO4+23NaMoO4+22H2O

NaOH+ HNO3→NaNO3+H2O

3.2 試劑配制

3.2.1 硝酸鉀溶液：20g/L 將20g硝酸鉀溶于1升煮沸過經冷卻的水中，搖勻。

3.2.2 鉬酸銨溶液：將A溶液(70g鉬酸銨溶于53ml氨水和267ml水中制成)慢慢地傾入B溶液(267ml

硝酸與400ml水混勻而成)中，冷卻，靜置過夜。

3.2.3 硝酸標準溶液C(HNO3)≈0.1mol/L 量取7ml硝酸于1L容量瓶中，用煮沸并冷卻的水定容。

3.2.4 氫氧化鈉標準溶液C(NaOH)≈0.1mol/L稱取4g氫氧化鈉(優級純)溶于煮沸并冷卻的水定容至1

升。

標定：稱取0.1000至0.2000g120度烘2h的優級純苯二甲酸氫鉀(KHC8H4O4)于250ml錐形瓶中，加入50ml

煮沸并冷卻的水，溶解水，加入2至3滴酚酞(1%)指示劑，用0.1mol/L NaOH標準溶液滴定至粉紅色即

為終點。

C(NaOH) = m × 1000

V1 × 204.2

f = C(NaOH) x 1.347

1000

式中： m—— 苯二甲酸氫鉀的質量，g;

C(NaOH)——氫氧化鈉標準溶液的濃度，mol/L;

f——與1.00ml氫氧化鈉標準溶液相當的以克表示的磷的質量;

204.2——苯二甲酸氫鉀的摩爾質量，M(KHC8H4O4),g/mol;

1.347——磷的摩爾質量，M(1/23P),g/mol。

3.3 分析步驟

移取0.1000g試樣于250ml燒杯中，以少量水潤濕，加入15ml鹽酸，蓋上表面皿，于電熱板上加熱至

試樣完全溶解。蒸發至近干，加入5至10ml硝酸，蒸發至4至5ml，然后用少許水稀釋，用中速濾紙過濾

于500ml錐形瓶中，用熱水洗滌燒杯3至4次，洗滌沉淀8至10次，這時應保持濾液體積100ml左右, 濾

液用氨水中和至有氫氧化物沉淀出現，再用硝酸中和至氫氧化物沉淀剛好消失，加入5ml過量的硝酸，一

邊搖動錐形瓶一邊緩緩加入60至100ml鉬酸銨溶液，振蕩2至3min，沉淀放置4h以上。用密濾紙加入紙

漿過濾，先用2%(V/V)硝酸溶液洗滌錐形瓶和沉淀2至3次，再用20g/L硝酸鉀洗液將錐形瓶和沉淀均洗

至中性，將沉淀和濾紙一起移入原錐形瓶中，加入30ml煮沸并冷卻的水，小心搖蕩錐形瓶，使濾紙碎成漿

狀，滴加氫氧化鈉標準溶液使黃色沉淀溶解，加入5滴10g/L酚酞溶液，再加5至10ml過量氫氧化鈉標準

溶液，稍停片刻，再加入5至10ml過量氫氧化鈉標準溶液，稍停片刻用0.1mol/L硝酸標準溶液滴至溶液，

稍停片刻用0.1mol/L 硝酸標準溶液回滴至溶液無色為終點，與試樣分析同時進行空白試驗。

3.4 計算

以質量百分數表示的磷含量按下式計算：

(P %) = (V2 - V3K) f

m0

式中：V2——加入氫氧化鈉標準溶液總體積，ml;

V3——滴定過量氫氧化鈉標準溶液消耗硝酸標準溶液的體積，ml;

m0——稱取試樣量，g;

K——硝酸標準溶液換算成氫氧化鈉標準溶液體積的系數。

K值的確定：

吸取25ml硝酸溶液，加入50ml煮沸并冷卻的水，加入2至3滴酚酞指示劑，用氫氧化鈉溶液滴定至粉

紅色，即為終點。

K = 滴定消耗氫氧化鈉標準溶液體積

吸取硝酸標準溶液積

注意事項：

(1) 用20g/L硝酸鉀洗滌沉淀至中性必須檢查，用試管接取20滴濾液，加1至2滴酚酞指示劑，滴入1滴

氫氧化鈉溶液應呈紅色。

(2)如試樣中有釩(Ⅴ)存在，可加入少量鹽酸羥胺將釩(Ⅴ)還原為釩(Ⅳ)。

4. 鋰含量的測定

4.1 方法提要

試樣用鹽酸溶解，在1%(V/V)鹽酸介質中，使用空氣—乙炔火焰，于原子吸收分光光度計波長

670.78nm處測定鋰的吸光度。

4.2 試劑及儀器

4.2.1 硝酸：濃硝酸

4.2.2 鹽酸：1+1體積比

4.2.3 鋰標準貯存溶液：1mg/ml，貯存于塑料瓶中。

4.2.4 鋰標準溶液：100ug/ml;準確移取10.00毫升鋰標準貯液于100ml容量瓶中，以水稀釋至刻度，搖勻。

4.2.5 原子吸收光譜，附鋰空心陰極燈。

4.3 分析步驟

4.3.1 測定

稱取試樣0.5000g置于250ml燒杯中，加少量水潤濕試樣，加入25ml鹽酸(1+1)，蓋上表面皿，加熱

溶解，待試樣分解后，取下稍冷，加入10ml硝酸繼續加熱溶解，蒸發至體積5ml左右，取下稍冷，加入

20ml水，煮沸，取下冷卻，移入250ml容量瓶中，以水稀釋至刻度，搖勻。

移取5.00ml試液于250ml容量瓶中，加入5ml鹽酸(1+1)，以水稀釋至刻度，搖勻，與標準溶液同時

同條件下，于原子吸收光譜670.78nm處測量其吸光度，在工作曲線上查出鋰的濃度。

4.3.2 工作曲線的繪制

分別移取0、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00毫升鋰標準溶液(100ug/ml)于一組100ml容量瓶中，加

入2ml鹽酸(1+1)，以水稀釋至刻度，搖勻。與試樣同時同條件下于原子吸收光譜波長670.78nm處測量其

吸光度，以鋰濃度為橫坐標，吸光度為縱坐標;繪制工作曲線。

5. 碳含量的測定

5.1 方法提要

將LiFePO4/C復合材料用鹽酸溶，C則不溶于鹽酸,從而使得碳與LiFePO4分離。

5.2 試劑與材料

5.2.1 鹽酸：(1+1);

5.2.2 鹽酸：(5+95);

5.2.3 4G玻璃砂芯坩堝.

5.3 分析步驟

稱取5.0000試樣于250ml燒杯中，加60ml(1+1)鹽酸，放在電爐上加熱溶解，大約20min后，取下

冷卻，用已于105～110℃干燥至恒重的4G玻璃砂芯坩堝過濾，用(5+95)鹽酸洗滌5次，再用蒸餾水洗滌

5至10次，于105～110℃干燥至恒重。

7.4 分析結果計算

以質量百分數表示碳含量，按下式計算。

C(%) = (m1 - m2) x 100

m

式中：m1——沉淀和玻璃砂芯坩堝的質量，g;

m2——玻璃砂芯坩堝的質量，g;

m——試樣的重量，g.

備注：以上分析中未標明所用的試劑經為分析純,水為蒸餾水。