電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP－MS）測定純金中的13種雜質(zhì)元素

孔令強 邵國強

（1山東國大黃金股份有限公司，山東 招 遠(yuǎn)265400；2煙臺國大薩菲納高技術(shù)環(huán)保精煉有限公司，山東 招 遠(yuǎn)265400）

1 引言

近年來，黃金交易在我國日趨活躍。目前，上海黃金交易所交易的金錠大都是金含量在99.95%以上的2＃金，這種含量的金錠國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定用雜質(zhì)差減法來確定金的純度。隨著純金在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸增加，工業(yè)用金在雜質(zhì)方面有特殊要求，因此純金中雜質(zhì)元素的準(zhǔn)確測定顯得尤為重要?，F(xiàn)行純金中銀、銅、鐵、鉛、銻、鉍、鈀、鎂、錫、鎳、錳、鉻、砷13種雜質(zhì)元素測定的國家標(biāo)準(zhǔn)方法［1］（GB／T 11066.3～10—2009）采用原子吸收光譜法、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法、火花源原子發(fā)射光譜法、原子熒光光譜法。原子吸收光譜法和原子熒光光譜法只能進行單元素分析，需要分離金基體，分析過程較長，容易損失或者污染待測元素，不太適合生產(chǎn)企業(yè)對分析結(jié)果快速性的要求；火花源原子發(fā)射光譜法需要對樣品進行物理加工，且不能以液體方式進樣，方法的適應(yīng)性不強。鑒于電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICPMS）所具有的高靈敏度、干擾少、超痕量檢測、多元素同時分析的特點［2］，建立了電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定純金中的13種雜質(zhì)元素的分析方法。該方法靈敏度高、檢出限低、干擾少、不用分離基體、分析速度快、能夠進行多元素同時分析，特別適合于生產(chǎn)企業(yè)的質(zhì)量控制分析。

2 實驗部分

2.1 儀器及試劑

X SERIESⅡ 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（美國熱電公司）。

質(zhì)譜儀工作參數(shù)為射頻功率1150W，霧化氣流量0.85L／min，冷卻氣流量14.0L／min，輔助氣流量1.0L／min，分子泵轉(zhuǎn)速1000Hz，分子泵電流1.80A，鎳采樣錐孔徑1.0mm，鎳截取錐孔徑1.0mm，駐留時間20.0ms。

混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的系列濃度分別為0.00，5.00，50.00ng／mL：由1000μg／mL或100μg／mL濃度的銀、銅、鐵、鉛、銻、鉍、鈀、鎂、錫、鎳、錳、鉻、砷標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液（國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心購買）逐級稀釋而成，用王水（5%）定容。

硝酸（MOS級）、鹽酸（MOS級）、高純水（電阻率≥18.2MΩ·cm）。

2.2 樣品溶液的制備

依據(jù)樣品中雜質(zhì)元素的含量，準(zhǔn)確稱取0.0500～0.1000g試樣于50mL燒杯中，加入5mL混酸（硝酸∶鹽酸∶水＝1∶3∶4），蓋上表皿，低溫加熱使試樣完全溶解，打開表皿揮發(fā)氮的氧化物，冷卻至室溫，用高純水定容至100mL容量瓶中，隨同試料做空白試驗。

將儀器調(diào)至最佳條件，用10ng／mL的銠作內(nèi)標(biāo)，在CCT模式下，將樣品空白和待測試樣引入測量儀器，由標(biāo)準(zhǔn)曲線法計算試樣的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，為了控制分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，最好每次測試都要帶管理樣。

3 結(jié)果與討論

3.1 溶樣條件的選擇

金的化學(xué)性質(zhì)不活潑，不能溶于單一的酸，因此采用硝酸和鹽酸的混酸（王水）溶樣。質(zhì)譜儀靈敏度特別高（一般金屬元素的檢出限為ng／mL數(shù)量級），因此對于硝酸、鹽酸和水的純度要求以及實驗室的環(huán)境要求較高，硝酸、鹽酸要求用高純級（mos級），水要求超純級。為了降低空白，每批硝酸和水在使用前都要進行空白測試。特別是鐵、銅、鉛、鎂等比較容易被污染的元素一定要控制好，樣品在稱量前要用強力磁鐵處理一下，從稱樣到最后定容每一步都要精細(xì)操作，燒杯和容量瓶要專用，平時浸泡在稀王水介質(zhì)中，使用前要用高純水仔細(xì)刷凈。為了和標(biāo)準(zhǔn)溶液保持同樣的酸度以及適應(yīng)ICP－MS對試樣測試的要求，待測試液王水濃度控制在5%。

3.2 分析元素質(zhì)量數(shù)的選擇

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀在儀器檢出限方面有很大的優(yōu)勢，比電感耦合等離子體光譜儀低約3～6個數(shù)量級［3－4］。質(zhì)譜儀的干擾主要來自于多原子離子的干擾，為了提高信背比，在排除干擾的情況下，一般選擇每種元素同位素豐度最高的譜線作為分析譜線。表1給出了所選擇的待測元素質(zhì)量數(shù)。

表1 測定元素的質(zhì)量數(shù)Table 1 The atomic masses of the analyzed elements

3.3 方法的檢出限

在優(yōu)化的儀器工作條件下，對樣品空白溶液連續(xù)測定11次，以3倍信噪比計算所得的各元素的檢出限見表2。

表2 元素的檢出限Table 2 The detection limits of the elements ／（ng·mL－1）

3.4 方法的回收率

為了檢驗測定結(jié)果的準(zhǔn)確度性，根據(jù)回收率實驗方法，在樣品中加入適量的分析元素，在優(yōu)化儀器工作條件下，進行加標(biāo)回收實驗，實驗結(jié)果見表3。其回收率在98.6%～102.8%，方法準(zhǔn)確可靠。

表3 回收率實驗結(jié)果Table 3 Recovery test results ／%

3.5 方法的準(zhǔn)確度和精密度

在最佳儀器條件下，按實驗方法用ICP－MS法測定標(biāo)準(zhǔn)樣品，每個樣品連續(xù)測定6次，測定結(jié)果與火焰原子吸收光譜法（AAS）測定值進行對照，發(fā)現(xiàn)兩種方法所測的值與推薦值基本一致，樣品測定6次所得結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為1.0%～3.0%，結(jié)果見表4。

表4 準(zhǔn)確度和精密度 （n＝6）Table 4 Accuracy and precision tests ／%

4 結(jié)論

建立了用ICP－MS法測定純金中鐵、銅、鉛、銻、鉍、鈀、銀、鎳、鎂、砷、錫、錳、鉻13種雜質(zhì)元素的分析方法。該方法具有較高的準(zhǔn)確度、靈敏度和較低的檢出限。與其它方法相比，該方法不用分離金基體，在同一溶液中對上述元素進行同時測定，簡便、快速，工作效率高，滿足了生產(chǎn)企業(yè)的質(zhì)量控制分析中樣品量多的實際情況。

［1］國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局 .GB／T11066.3～9—2009金化學(xué)分析方法［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

［2］馮先進，屈太原 .電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP－MS）最新應(yīng)用進展［J］.中國無機分析化學(xué)，2011，1（1）：46－52.

［3］符廷發(fā).新一代電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP－MS）全譜同時測定技術(shù)［J］.中國無機分析化學(xué)，2011，1（2）：70－73.

［4］陳永紅，陳菲菲，趙玉娥，等.純金雜質(zhì)元素研究方法進展［J］.黃金，2012，33（1）：52－57.