一種合金物料中金鉑鈀的連續(xù)測(cè)定

張學(xué)歡，劉同銀，馬旻銳

（1.甘肅有色冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 金昌 737100；2.金川集團(tuán)股份有限公司，甘肅 金昌 737100）

合金物料是貴金屬生產(chǎn)的原料，此種物料未經(jīng)貴金屬生產(chǎn)分離富集工藝處理，所以基體高，干擾大，待測(cè)貴金屬元素品位低，一直是貴金屬工業(yè)分析的難點(diǎn)，金鈀鉑的分析采用火試金分離富集—ICP-AES測(cè)定[1，2]，涉及到火試金鉛富集崗位和濕法分析方位。樣品在測(cè)定過程中周轉(zhuǎn)流程長(zhǎng)，導(dǎo)致分析數(shù)據(jù)滯后，新建方法可實(shí)現(xiàn)金鈀鉑于ICP-MS同時(shí)測(cè)定，所用試劑簡(jiǎn)單價(jià)廉，操作流程短，測(cè)定快速，分析質(zhì)量完全滿足質(zhì)量控制要求，經(jīng)與現(xiàn)方法對(duì)照分析優(yōu)勢(shì)明顯[3]。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器

PE ICP-MS 350X。

1.2 試劑

鹽酸、發(fā)煙硝酸、硝酸均為分析純；過氧化氫（30%）；王水（鹽酸：硝酸=3：1(V/V)），用時(shí)現(xiàn)配；金標(biāo)準(zhǔn)溶液（1mg/mL），鈀標(biāo)準(zhǔn)溶液（1mg/mL），鉑標(biāo)準(zhǔn)溶液（1mg/mL）。金、鉑、鈀混合標(biāo)準(zhǔn)溶液：分別移取10 mL金、鉑、鈀標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液于200 mL容量瓶中，加入100mL鹽酸，以水定容，此溶液分別含Au、Pt、Pd 50 mg/L[3，4]。

1.3 試驗(yàn)方法

（1）試樣的處理。稱取0.2000g試樣于400mL燒杯中，加入15 mL發(fā)煙硝酸溶解至小體積，取下冷卻后加入20mL王水，溶解至小體積，再加入20mL鹽酸，2mL過氧化氫，溶解至小體積，再加入80mL鹽酸，用水吹洗表皿及杯壁，加熱煮沸，冷卻后以水定容于200mL容量瓶中。分取適量試液于100mL容量瓶中，保持測(cè)試液為2%的鹽酸體系，以水定容，于ICP-MS上按設(shè)定的儀器工作條件進(jìn)行測(cè)定[4，5]。

（2）工作曲線的繪制。分別移取金鈀鉑混合標(biāo)準(zhǔn)溶液0.00mL、2.00mL、4.00mL、12.00mL、于100mL容 量 瓶中，調(diào)整測(cè)定介質(zhì)為2%鹽酸，以水定容，于ICP-MS上按設(shè)定的儀器工作條件測(cè)定[5，6]，儀器自動(dòng)繪制出工作曲線。

2 結(jié)果討論

2.1 儀器工作條件

ICP-MS的最佳分析狀態(tài)是通過Daily Performance.wrk文件來完成的，它通過對(duì)含Mg、In、U10μg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)定，根據(jù)分析結(jié)果的綜合指標(biāo)來確定儀器工作狀態(tài)是否最佳，主要指標(biāo)是：滿足Ba2+/Ba＜3%的情況下Mg、In、U的靈敏度最大，Bkg220＜3cps，否則需對(duì)儀器進(jìn)行優(yōu)化，直到滿足條件為止。在ICP-MS的使用中質(zhì)量數(shù)是可選的，遵循的原則是無干擾的情況下靈敏度最高[7，8]。通過實(shí)驗(yàn)確定了金鈀鉑元素的質(zhì)量數(shù)，見表1，表2。

表1 ICP-MS中貴金屬元素的質(zhì)譜干擾情況

表2 質(zhì)量數(shù)選擇

2.2 測(cè)定介質(zhì)的選擇

通過試驗(yàn)硝酸介質(zhì)、王水介質(zhì)、鹽酸介質(zhì)對(duì)測(cè)定的影響，結(jié)果見表3。

表3 各種介質(zhì)的空白值

由表3數(shù)據(jù)可得，不同試劑的空白結(jié)果不同，測(cè)定過程中須隨同試樣做試劑空白以消除其對(duì)測(cè)定過程的影響。質(zhì)譜較適用于硝酸介質(zhì)，但貴金屬元素在鹽酸介質(zhì)中最穩(wěn)定，確定采用鹽酸介質(zhì)[9]。

2.3 溶樣條件選擇

試驗(yàn)比較了合金物料管理樣的三種溶樣方法，在相同條件下于ICP-MS上測(cè)定，分析結(jié)果如表4。

表4 不同溶樣方法的結(jié)果比較

從表4數(shù)據(jù)中可得，三種溶樣方法的分析結(jié)果還存在一定差異，堿熔結(jié)果明顯偏低，因?yàn)閴A熔過程中帶進(jìn)了大量的鈉鹽和鎳基體[10]，其他兩種溶解方法的結(jié)果基本吻合。酸溶和微波溶樣均可滿足要求的條件下，二者在操作中存在一定差異，酸溶方法可同時(shí)處理20批～40批物料，酸消耗量大；微波溶樣方法一次最多可處理7批物料，酸消耗不足酸溶方法的三分之一[11]。因工業(yè)生產(chǎn)需要，選擇酸溶法作為合金物料的溶樣條件。

2.4 共存元擾素干擾

該合金物料含鎳70%，銅10%，鐵5%，鈷2%，物料在溶解過程中硫以二氧化硫形式揮發(fā)除去，不產(chǎn)生干擾。下表對(duì)鎳、銅、鐵、鈷的干擾[12]情況進(jìn)行分析，數(shù)據(jù)見表5。

表5 基體元素干擾試驗(yàn)

從表4結(jié)果中可得，鎳、銅基體達(dá)到0.3g/L時(shí)，鐵、鈷基體達(dá)到0.2g/L時(shí)，對(duì)待測(cè)元素未見明顯干擾。合金物料經(jīng)溶解稀釋分取后，直接測(cè)定的溶液中存留的鎳基體＜0.2g/L，其他元素含量均遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于此值，所以利用ICP-MS技術(shù)可有效解決高基體的干擾問題[12]。

2.5 方法的檢出限及測(cè)定下限

在儀器最佳工作條件，用含痕量金鈀鉑的溶液連續(xù)測(cè)定11次，以測(cè)定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差3倍作為檢出限，標(biāo)準(zhǔn)偏差10倍作為該方法的測(cè)定下限[10]，測(cè)定結(jié)果見表6。

表6 方法的檢出限及測(cè)定下限

表6的數(shù)據(jù)表明，方法的檢出限滿足痕量分析要求。

2.6 精密度試驗(yàn)

在最佳工作條件下，對(duì)該合金物料進(jìn)行11次測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見表7。

表7 精密度試驗(yàn)

金鈀鉑的RSD分別為6.20%，5.82%，5.59%，完全滿足分析方法要求。

2.7 加標(biāo)回收試驗(yàn)

分別進(jìn)行了兩種溶樣方法的加標(biāo)回收試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表8。

表8 酸溶方法加標(biāo)回收試驗(yàn)

從表7的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可看出，酸溶方法Au、Pd、Pt的回收率分別在95.0%～119.5%、99.4%～112.4%、89.5%～106.3%之間，滿足微量分析的要求。

2.8 對(duì)照實(shí)驗(yàn)

為了進(jìn)一步驗(yàn)證方法的準(zhǔn)確性，對(duì)合金物料管理樣品進(jìn)行了方法對(duì)照，對(duì)照結(jié)果見表9。

表9 對(duì)照實(shí)驗(yàn)

從表9數(shù)據(jù)可看出新舊方法測(cè)定結(jié)果基本吻合，體現(xiàn)了兩種分析方法的一致性，實(shí)際生產(chǎn)中可互相替代。

3 結(jié)論

通過大量實(shí)驗(yàn)，建立了ICP-MS測(cè)定合金物料中金鈀鉑的分析方法，該方法可實(shí)現(xiàn)多崗位合并，縮短了分析流程，提高了分析速度，降低了分析成本。