磷酸铁锂化学分析方法第1部分总铁的测定重铬酸钾滴定法讨论稿编制说明一、工作简况(包括任务来源、协作单位、主要工作过程)1.1 任务来源根据工业和信息化部《关于印发2012年第二批行业标准制修订计划的通知》(工信厅科【2012】119号)文件及全国有色金属标准化技术委员会“关于转发2012年有色金属国家、行业标准制(修)订项目计划的通知”,“磷酸铁锂化学分析方法(5部分)”行业标准制订项目(项目号:2012-0637T-YS、2012-0638T-YS、2012-0639T-YS、2012-0640T-YS、2012-0641T-YS)由佛山市邦普循环科技有限公司(现更名为广东邦普循环科技股份有限公司)牵头起草,计划完成年限2013年。
1.2 起草单位情况邦普,创立于2005年。
企业总部(广东邦普循环科技股份有限公司)位于广东南海新材料产业基地核心区,总注册资本7645万元人民币;循环基地(湖南邦普循环科技有限公司)位于湖南长沙国家节能环保新材料产业基地,总注册资本6000万元人民币。
邦普,是全球专业的废旧电池及报废汽车资源化回收处理和高端电池材料生产的国家级高新技术企业。
通过几年的快速发展,邦普已形成“电池循环、载体循环和循环服务”三大产业板块,专业从事数码电池(手机和笔记本电脑等数码电子产品用充电电池)和动力电池(电动汽车用动力电池)回收处理、梯度储能利用;传统报废汽车回收拆解、关键零部件再制造;以及高端电池材料和汽车功能瓶颈材料的工业生产、商业化循环服务解决方案的提供。
其中,邦普年处理废旧电池总量超过6000吨、年生产镍钴锰氢氧化物4500吨,总收率超过98.58%,回收处理规模和资源循环产能已跃居亚洲首位。
邦普通过独创的“逆向产品定位设计”技术,在全球废旧电池回收领域率先破解“废料还原”的行业性难题,并成功开发和掌握了废料与原料对接的“定向循环”核心技术,一举成为回收行业为数不多的新材料企业。
邦普是国内同时拥有电池回收和汽车回收双料资质的资源综合利用企业。
邦普围绕电池和汽车回收产业,邦普作为广东省创新型试点企业和战略性新兴产业骨干培育企业,已全面投入电动汽车全产业链循环服务解决方案的研究,以“静脉回收”推动“动脉制造”产业升级,为国家“循环经济”和“低碳经济”多做贡献。
1.3 主要工作过程和内容根据任务落实会议精神,我公司组建《磷酸铁锂化学分析方法》行业标准起草小组,主要由研发检测中心、技术部人员组成。
1.3.1 制定编审原则1)以满足国内磷酸铁锂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)完全按照GB/T1.1-2009的要求编写。
1.3.2 编制过程1)申报计划。
2)组建《磷酸铁锂化学分析方法》起草小组,主要由研发检测、技术人员组成。
3)进行调研及资料搜集工作,撰写《磷酸铁锂化学分析方法文献小结》发送至各验证单位征求意见。
4)整理各验证单位意见。
5)形成讨论稿。
6)2013年5月28日,全国有色金属标准化技术委员会在天津召开了有色金属标准工作会议,来自北京有色金属研究院、北京矿冶研究总院、广州有色金属研究院、四川天齐锂业股份有限公司、烟台卓能电池材料有限公司、海门容汇通用锂业有限公司的各位代表对本标准的讨论稿提出了宝贵意见。
7)2013年6月~8月,标准起草小组根据讨论会的意见和建议,对部分方法进行了进一步试验验证,并对标准讨论稿进行了修改、补充、完善,形成了标准预审稿。
二、标准的主要内容标准由九个部分组成:范围、规范性引用文件、方法原理、试剂和材料、试样、分析步骤、分析结果的计算、精密度、实验报告。
三、试验报告(附录一)四、验证报告(附录二)五、与现行法规、标准的关系本标准的制定与现行标准没有冲突,且符合国家相关法律法规的规定。
六、重大分歧意见的处理经过和依据无。
七、预期效果本项目是为行业标准《磷酸铁锂》制订的配套分析方法,本标准的发布、实施,使磷酸铁锂的分析检测有标准可依,将规范磷酸铁锂的分析检测。
通过对本标准的推广和应用,确保分析数据的准确性,将为国内磷酸铁锂的贸易提供技术支撑和依据,从而能够有效地推动行业的健康发展,无疑具有重要的经济效益和社会效益。
八、标准实施的建议建议该标准作为推荐性行业标准。
九、废止现有有关标准的建议本标准为初次制定,无现行相关标准。
十、其他应予以说明的事项无。
《磷酸铁锂化学分析方法》行业标准起草工作小组2013.8附录一重铬酸钾容量法测定磷酸铁锂中总铁含量谢英豪,黎俊茂,袁杰摘要:在酸性介质中,三价铁离子被二氯化锡还原成二价铁离子,用二苯胺磺酸钠作为指示剂,以重铬酸钾溶液滴定,溶液由绿色变为蓝紫色即为终点,求出总铁含量。
采用灼烧的预处理方法除碳和使用三氯化钛作还原剂对比两者的精密度。
发现不经灼烧使用三氯化碳还原三价铁的方案精密度最高,RSD为0.03%。
关键词:滴定法;磷酸铁锂;测定;铁前言:测定总铁含量的方法有很多种,但归纳起来分为三类,即火焰原子吸收法[1,2]、容量法[3,4]和分光光度法[5,6],目前主要采用分光光度法和容量法进行测定。
本文在借鉴传统分析方法的基础上,研究了以重铬酸钾容量法测定磷酸铁锂正极材料中总铁含量,实验结果良好,该方法能满足科研及产业化生产的需要。
1 实验部分1.1 主要试剂除非另有说明外,在分析中仅使用确认为分析纯的试剂和电阻率不小于18.2MΩ·cm 的纯水。
1.1.1盐酸,1+1,以盐酸(ρ=1.19 g/mL)稀释。
1.1.2硫酸—磷酸混合溶液:将15 mL浓硫酸缓慢加至70 mL水中,冷却后加入15 mL浓磷酸混匀。
1.1.3三氯化钛溶液(1+14):取2mL三氯化钛溶液(约15%的三氯化钛溶液)用盐酸(1+5)稀释至30mL。
1.1.4重铬酸钾标准滴定溶液[c(1/6K2Cr2O7)=0.1 mol/L]:按GB/T 601-2002中4.5的方法进行配制。
1.1.5重铬酸钾溶液[c(1/6K2Cr2O7)=0.01 mol/L]:取重铬酸钾标准滴定溶液(4.4)用水稀释10倍,混匀。
1.1.6钨酸钠溶液(250 g/L):称取25 g钨酸钠溶于适量水中,加5mL磷酸。
用水稀释至100mL。
1.1.7二苯胺磺酸钠指示剂溶液(5 g/L):称取0.50 g二苯胺磺酸钠溶于水中,用水稀释至100 mL,混匀,保存在棕色瓶中。
1.2 仪器1.2.1 50mL酸式滴定管1.2.2 电炉1.3 分析步骤1.3.1试料称取0.40g 试料,精确至0.0001 g 。
(试样粒度应不大于0.10 mm 。
) 1.3.2 空白试验随同试样做空白试验。
1.4测定1.4.1将试料(1.3.1)置于250 mL 烧杯中,加入20 mL 盐酸(1.1.1),盖上表面皿,在通风柜中低温加热至近沸3~5min ,用少量水吹洗表面皿,冷却后用滤纸过滤,滤渣用水洗涤5次~7次,滤液接收于250 mL 锥形瓶中。
1.4.2将试样溶液(1.4.1)加入1mL 钨酸钠溶液(1.1.6),在不断摇动下滴加三氯化钛溶液(1.1.3)至试液出现稳定的蓝色,缓慢滴加重铬酸钾溶液(1.1.5)至蓝色消失,或稍等至空气中的氧氧化至蓝色消失。
1.4.3立即加入20mL 硫酸—磷酸混合溶液(1.1.2),加4滴二苯胺磺酸钠指示剂溶液(1.1.7),用重铬酸钾标准滴定溶液(1.1.4)滴定至溶液呈紫色30s 不消失为终点。
1.5分析结果的计算铁含量以铁的质量分数)(Fe w 计,数值以%表示,按公式(1)计算:10010)()(3⨯⨯⨯⨯=-mFe M V c Fe w (1)式中:c ——重铬酸钾标准滴定溶液的实际浓度,单位为摩尔每毫升(mol/L ); V ——滴定所消耗重铬酸钾标准滴定溶液的体积,单位为毫升(mL );M(Fe)——铁的摩尔质量,单位为克每摩尔(g/mol )[M(Fe)=55.85g/mol]; m ——试料的质量,单位为克(g )。
所得结果表示至小数点后两位。
2 结果与讨论2.1 精密度实验按照本实验方法测定总铁含量,其平均相对标准偏差不大于0.50%,有很高的的精密度。
结果见表1。
表1 精密度实验结果厂家总铁含量/%平均值/% RSD/%天齐 32.80 32.81 32.82 32.80 32.81 32.82 32.81 32.81 32.79 32.83 32.81 0.03 卓能 32.59 32.60 32.61 32.63 32.62 32.62 32.62 32.61 32.60 32.63 32.61 0.04 海门 33.21 33.20 33.19 33.20 33.19 33.20 33.19 33.22 33.19 33.2233.200.042.2 加标回收率实验按本实验方法,分别向试样溶液中加入不同量的铁标准溶液,进行加标回收实验,铁的回收率为99.72%~100.20%之间,结果见表2。
表2 回收率实验结果厂家样品中的含量/mg加入量/mg 测定量/mg 回收量/mg 回收率/%天齐65.66 50 115.57 49.9199.82 65.66 65 130.79 65.13100.20 65.66 80 145.61 79.9599.94卓能65.26 50 115.12 49.8699.72 65.26 65 130.23 64.9799.95 65.26 80 145.39 80.13100.16海门66.44 50 116.36 49.9299.84 66.44 65 131.55 65.11100.17 66.44 80 146.48 80.04100.052.3 650℃灼烧样品30min除碳实验过程:2.3.1准确称量4.0g样品,放置于坩埚瓷舟中,利用马弗炉将样品从室温加热至650℃保温30min后自然冷却至室温。
将灼烧后的粉末转移至500mL烧杯,用少量水吹洗坩埚瓷舟,加入20mL水和20mL盐酸(1.1.1)盖上表面皿,在通风柜中加热至70~90℃使试样溶解完全,用少量水吹洗表面皿,转移至250mL容量瓶,定容。
2.3.2移取25mL试样溶液(2.3.1)至250mL锥形瓶,加入10mL盐酸(1.1.1),将试样溶液加热至近沸,趁热边摇动锥形瓶边逐滴加入二氯化锡溶液(100g/L),溶液颜色变成淡黄色时,加入6滴甲基橙指示剂(1g/L),溶液颜色由橙变红。
2.3.3再逐滴滴加二氯化锡溶液(50g/L),使溶液(2.3.2)变为淡粉色,再摇几下直至粉色褪去。
2.3.4立即流水冷却,加50 mL经煮沸冷却后的水,20 mL硫酸—磷酸混合溶液(1.1.2),4~6滴二苯胺磺酸钠指示剂(2g/L),立即用重铬酸钾标准溶液(1.1.4)滴定到稳定的紫红色为终点。