质谱法测定矿石中贵金属铂钯金
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质谱法测定矿石中贵金属铂钯金

时间:2019-12-27 作者:钯碳回收 分享到:

铂、钯在地壳中丰度较低,又很少单独成矿,由于其在现代工业及首饰等行业的大量应用,使得在一些金属矿产中要对其作综合评价,铂、钯的测定样品处理方法有试金法、酸溶法、碱熔法等,富集方法有色谱分离及共沉淀技术,在测量方式上质谱是一种具有广阔前景的痕量(超痕量)无机多元素分析技术,在铂族元素分析中得到了广泛应用。

这种方法采用酸溶提取、阴离子树脂分离后质谱测定,具有灵敏度高、检出限低、线性动态范围宽和可以进行多元素同时测定等优点,检测下限为10纳克/克,RSD%小于20,准确度及精密度均满足地质矿产综合评价要求,并成功用于某硫化铜镍矿中铂、钯、金的测定。

一、试验部分

1、仪器与主要试剂V G PQ Excell型电感耦合等离子体质谱仪(美国热电公司)。

金标准溶液:称取0.1克标准海绵金,加20毫升王水加热溶解,用1%硝酸稀释至100毫升容量瓶中,摇匀。此溶液浓度为1克/升。

铂标准溶液:称取0.1克标准海绵铂,加20毫升王水加热溶解,用1%硝酸稀释至100毫升容量瓶中,摇匀。此溶液浓度为1克/升。

钯标准溶液:称取0.1克标准海绵钯,加20毫升王水加热溶解,用1%硝酸稀释至100毫升容量瓶中,摇匀。此溶液浓度为1克/升。

分别取金、铂和钯标准溶液,用1%硝酸溶液逐步稀释制备混合元素浓度为10微克/升的工作液。

201阴离子交换树脂将干树脂用水浸泡24小时,使其充分溶胀,用2mol/L的盐酸溶液浸泡24小时后转为氯型,用水洗至淋洗液呈中性,装入高90毫米,内径=5.5毫米的树脂柱中,干树脂质量约0.5克。

由于超痕量分析过程中试剂纯度及空白控制至关重要,故常规试剂均为优级纯,用水为蒸馏水,所用器皿预先用1+3(V+V)王水处理24小时后备用。

二、试验方法

于瓷坩埚中称取10克标准样品,置入马弗炉中于650度焙烧2小时,冷却后取出移入250毫米三角瓶中,加浓盐酸150毫升,置电热板上加热微沸30分钟,取下冷却,缓慢倒入浓硝酸20毫升,边倒边摇匀,置电热板上加热微沸2小时(勿干涸),取下冷却。用水稀至王水含量在5%-10%之间,减压抽滤,滤液盛于400毫升烧杯中,用2%盐酸洗烧杯及残渣各3遍。将滤液缓慢倒入装好的树脂柱中,控制溶液流出速度为2m升/分钟以内。待试液流尽后,用5%盐酸溶液洗涤树脂3次,用水将树脂转移至10毫升瓷坩埚中,干燥,于高温炉中650度灰化2小时,用1毫升王水水浴溶解、蒸干,用1%硝酸定容于25毫升容量瓶。于ICP-MS仪上按表1所列参数。

质谱法测定矿石中贵金属铂钯金

三、结果与与讨论

1、试验条件的选择

铂、钯、金的样品处理有酸溶、碱熔、火试金等,原理分为先消解,后富集和先富集,后消解的方式。本方法酸溶属于先消解,后富集,具有取样量大,代表性强,简便、快速的特点。克服了碱熔法不适合大取样量及需脱硅和火试金劳动强度大的缺点。样品预先灼烧除去有机质和硫。常用的分离富集方法是色谱分离和共沉淀技术,其中共沉淀主要使用碲共沉淀技术,在王水介质中不适用。用色谱分离技术主要使用阴离子交换树脂,利用铂、钯、金在王水消解后,以络阴离子团形式存在于试液中,这些络阴离子能够保留在阴离子交换树脂上。

树脂吸附的待测元素如采用硫脲等洗脱下,会引入了大量试剂,而且酸类型及酸度等不适宜质谱的测定,因此本法采用直接灰化树脂后灰分酸溶测定。

王水溶解试样,试样中大量硅酸盐未溶解,因此不需要脱硅,消解完后试液体积较小,用水溶解盐类及稀释酸度,试液酸度控制在5%-15%之间,对树脂吸附率的影响不大,因此操作起来较方便。树脂吸附交换时溶液流出速度对吸附率的影响较大,应严格控制流速在2毫升/分钟以内。抽滤后试液必须透明,减少树脂灰分。由于所测元素其含量较低,而且铂、钯、金又以络阴离子存在,易被器皿吸附,尤其是塑料类有机器具。因此对所用器皿应严格处理,并避免使用塑料器具盛装分析试液等。

试液测定时选用硝酸介质,用盐酸时引入大量氯元素,空白高,不稳定。硝酸浓度在1%-5%,对试验无影响,本试验选用1%硝酸为测量介质。标准溶液浓度为0,0.1微克/升,1微克/升,10微克/升。

仪器测定选用同位素为1金、铂、钯,因测定铂族元素,样品中有铑存在的可能,因此不用铑为内标,样品预先灼烧,铼已不存在,故选用铼为内标。

2、分析方法的精密度及检出限

检出限与精密度在确定的工作条件下,以空白溶液8次测定值的3倍标准偏差所对应值为检出限,得到:金为0.3微克/升,铂为0.4微克/升,钯为0.2微克/升。测定金、铂和钯均为1微克/升的试液,金的RSD%为4.8,铂的RSD%为5.2,钯的RSD%为4.5。

3、样品分析同试验方法。实验结果见表2

质谱法测定矿石中贵金属铂钯金

采用王水溶矿,减压抽滤后用阴离子树脂分离富集,树脂灰化后用王水溶解灰分,所得试液用质谱测定,满足地质矿产综合评价要求,并成功用于某硫化铜镍矿中铂、钯、金的测定。