稀贵金属系统中金、钯、铂、铑、铱、银、镍、铜、铁快速测定方法

摘要

一种稀贵金属系统中金、钯、铂、铑、铱、银、镍、铜、铁快速测定方法，依据电感耦合等离子体发射光谱法检测原理，方法包括实验条件、样品处理、工作曲线绘制、干扰及其消除、检出限情况和准确性情况，其中实验条件包括仪器选择、分析谱线的选择、测量体系酸度的确定；样品处理包括试样处理及测量；工作曲线绘制包括标准系列溶液的配置、绘制工作曲线、分析结果的计算；共存元素干扰考察分析所选待测元素分析谱线附近有无共存元素的谱线；用不含待测元素的空白溶液连续测定11次，得出本方法的检出限及测定下限；对样品重复测定11次进行精密度实验，并对样品进行加标回收实验，最后，和原测定方法结果对照，进一步确定本发明测定结果的可靠性。

说明书

技术领域

本发明属于冶金行业的金属测试分析技术领域，特别涉及到一种利用稀贵金属冶炼富集工序产生的富含贵金属物料中金、钯、铂、铑、铱、银、镍、铜、铁快速测定方法。

背景技术

镍铜冶炼企业，如氯化渣、碱浸渣和精矿等，这些物料的分析方法采用碱熔酸浸后萃取分离分光光度法和酸溶后分光光度法等传统的化学分析方法。金、钯、铂、铑、铱、银、镍、铜、铁九种元素的分析涉及四种分析方法，不仅操作流程冗长、繁杂，严重制约分析速度，而且碱熔过程带进大量钠盐和镍基体，影响后续分析，分析质量受环境温度和人为因素影响也较大，分析质量易波动。且萃取过程需用大量强酸和有毒有害试剂，劳动强度大，工作环境差，严重影响岗位工人的身心健康。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种稀贵金属系统中金、钯、铂、铑、铱、银、镍、铜、铁快速测定方法，能同时快速测定稀贵金属冶炼富集工序产生的富含贵金属物料中的各种贵元素。

为此，采用如下技术方案：一种稀贵金属系统中金、钯、铂、铑、铱、银、镍、铜、铁快速测定方法，其特征在于：其测定依据电感耦合等离子体发射光谱法检测原理进行，方法包括实验条件、样品处理、工作曲线绘制、干扰及其消除、检出限情况和准确性情况，其中：

一、实验条件

1）仪器选择：选用电感耦合等离子体发射光谱仪作实验仪器，使用该仪器的最佳参数为：高频发生器功率：1150W，辅助气流量：0.5L/min，泵速：50r/min，垂直观测高度：15mm； 

2）分析谱线的选择：谱线的选择遵循所选谱线灵敏度高，干扰少的原则；通过在同一条件下，同时测定各谱线的强度及对待侧谱线周围干扰谱线的观察分析，确定了金、钯、铂、铑、铱、银、镍、铜、铁的分析谱线为：金：242.7 nm，钯：340.4 nm ，铂：214.4 nm，铑：343.4 nm，铱：215.2 nm，Ag：328.0，镍：221.6 nm，铜：324.7 nm，铁：259.9 nm；

3）盐酸的酸度在体积比为10%~50%对金、钯、铂、铑、铱、银、镍、铜、铁的测定均无影响，但为了保证在测定体系中大量的银以离子状态存在，盐酸酸度必须保证在体积比为50%；

二、样品处理

1）试样处理：称取0.200g试样，精确至0.0001g，于400mL烧杯中，加入10mL发烟硝酸溶解至3~5mL，再加入20mL王水， 1g氟化氢铵溶解至3~5mL，加入5 mL体积百分比为50%的硫酸至硫酸烟冒尽，加入20mL王水溶解至3~5mL，再用20mL浓盐酸，2mL浓过氧化氢转化，冷却后以体积百分比浓度为50%的盐酸定容于100mL容量瓶中作试液；移取该试液2mL于25mL容量瓶中，以体积百分比浓度为50%的盐酸定容，于所述电感耦合等离子体发射光谱仪上按所述的仪器工作条件进行测定；

2）测量：以体积百分比浓度为50%的盐酸调节仪器零点，测定系列标准溶液，建立校准曲线，然后对试样溶液测定，仪器自动给出试样中金、钯、铂、铑、铱、银、镍、铜、铁的质量浓度；

三、工作曲线绘制

1）标准系列溶液的配置

金、钯、铂标准贮存溶液：分别称取99.99%的1.0000g纯金、1.0000g纯钯、1.0000g纯铂于烧杯中，加入20mL浓盐酸、5mL浓硝酸，盖上表皿，于电热板上溶解并蒸发至3~5mL，移至水浴中或置于电热板上的石棉板上保持低温100~150℃蒸干，用5mL体积百分比浓度为50%的盐酸冲洗表皿及杯壁并蒸干，反复一次，冷却；加入20mL浓盐酸、2mL浓过氧化氢，盖上表皿，蒸发至3~5mL，冷却；用体积百分比浓度为50%的盐酸冲洗表皿及杯壁并移入1000mL容量瓶中，以体积百分比浓度为50%的盐酸定容；该溶液lmL含lmg金、或钯或铂；

铑、铱标准贮存溶液：外购国家级标准溶液，该溶液1m1含1mg铑或1mg铱；

银标准贮存溶液：称取99.95%的0.5000g金属银于200mL烧杯中，加20mL体积百分比浓度为50%的硝酸，加热至完全溶解，冷却至室温,移入500mL棕色容量瓶中，用无氯离子水稀释至刻度,混匀，该溶液1mL含1mg银；

镍标准贮存溶液：称取99.90%的1.000g金属镍于烧杯中，加入20mL体积百分比浓度为50%的硝酸，盖上表皿，加热溶解并蒸至3~5mL，取下冷却，用水冲洗表皿及杯壁，加热溶解盐类，冷却后，移入1000mL的容量瓶中，以水定容；该溶液1mL含1mg镍；

铜标准贮存溶液：称取99.98%的1.000g金属铜于烧杯中，加入20mL体积百分比浓度为50%的硝酸，盖上表皿，低温溶解至3~5mL，再加入5mL体积百分比浓度为50%的稀硫酸，并加热至冒大量白烟后，取下冷却，用水冲洗表皿及杯壁，加热煮沸使盐类溶解，冷却后移入1000mL容量瓶中，以水定容，摇匀；该溶液1mL含1mg铜；

铁标准贮存溶液：称取99.90%的1.4297g三氧化二铁于500mL烧杯中，加入20mL浓盐酸，盖上表皿，低温加热溶解至3~5mL，取下冷却，用水冲洗表皿及杯壁，移入l000mL容量瓶中，以水定容；该溶液lmL含lmg铁；

金、钯、铂、铑、铱、镍、铜、铁混合标准溶液：分别移取25 mL金、钯、铂、铑、铱、镍、铜、铁标准贮存溶液于500 mL容量瓶中，以体积百分比浓度为50%的盐酸定容；此溶液1mL含金、钯、铂、铑、铱、镍、铜、铁 各50μg；

银标准溶液：移取银标准贮存溶液10.0mL于200mL容量瓶中，以体积百分比浓度为50%的盐酸定容；此溶液1mL含50μg银；

2）绘制工作曲线：分别移取所述金、钯、铂、铑、铱、镍、铜、铁混合标准溶液0mL、1mL 、2mL、10mL、20mL、30mL于100mL容量瓶中，以体积百分比浓度为50%的盐酸定容，于电感耦合等离子体发射光谱仪上以体积百分比浓度为50%的盐酸调节仪器零点，测定金、钯、铂、铑、铱、镍、铜、铁系列标准溶液，仪器自动绘制出工作曲线；

移取所述银标准溶液0mL、1mL、2mL、10mL于100mL容量瓶中，以体积百分比浓度为50%的盐酸定容，于电感耦合等离子体发射光谱仪以体积百分比浓度为50%的盐酸调节仪器零点测定银系列标准溶液，仪器自动绘制出工作曲线；

3）分析结果的计算

按下式计算金、钯、铂、铑、铱、银、镍、铜、铁的含量：

式中：ρ——仪器给出的被测元素的质量浓度，mg/L；

     V₀——溶液的体积，即100mL；

     V₁——分取时溶液体积，即2mL；

     V₂——测定时溶液体积，即25mL；

m₀——试料量，即0.200 g；

四、共存元素干扰考察

在稀贵金属冶炼系统固体物料中共存元素主要有金、钯、铂、铑、铱、银、镍、铜、铁、硅、硫，在物料溶解过程中，硅、硫分别以氟化硅、二氧化硫等形式挥发除去，随着待测溶液的逐级稀释，待测溶液中的共存元素浓度均大大降低，再加上所选待测元素分析谱线附近无共存元素的谱线，因此，在测定过程中未见共存元素产生明显干扰；

五、方法的检出限及测定下限

在所述的仪器工作条件下，用不含待测元素的空白溶液连续测定11次，以测定结果的标准偏差的3倍作为检出限，标准偏差的10倍作为该方法的测定下限，

检出限：金：0.017mg/L，钯：0.011 mg/L，铂：0.0066 mg/L，铑：0.047 mg/L，铱：0.10 mg/L，银：0.0066 mg/L，镍：0.0053 mg/L，铜：0.0033 mg/L，铁：0.0067 mg/L；

测定下限：金：0.058mg/L，钯：0.036 mg/L，铂：0.022 mg/L， 铑：0.14 mg/L，       铱：0.30 mg/L，银：0.0220 mg/L，镍：0.016 mg/L，铜：0.010 mg/L，铁：0.020 mg/L，   显然，元素的检出限满足分析需要；

六、精密度实验      

在所述的仪器工作条件下，通过对贵金属精矿样品重复测定11次，金、钯、铂、铑、铱、银、镍、铜、铁的RSD分别为2.82%，2.10%，1.89%，1.85%，4.16%，3.77%，2.33%，2.35%，4.16%，完全满足分析方法要求；

七、回收率实验

对贵金属精矿样品进行加标回收实验，得出金、钯、铂、铑、铱、银、镍、铜、铁的回收率分别在97.7~101.3%， 94.1~100.2%， 92.6~102.8%， 91.1~96.8%， 96.4~100.0%， 91.8~109.3%， 99.1~101.1%, 96.6~102.1%，98.4-100.9%，完全满足分析方法的要求；

八、方法对照实验

 本发明和原测定方法结果进行对照，两种测定方法的结果在分析误差允许范围内，进一步说明本发明测定结果的可靠性。

本发明建立了样品经酸溶并吸入雾化器中雾化后直接于电感耦合等离子发射光谱法同时快速测定稀贵金属冶炼系统富集工序产生的富含贵金属的物料中的分析方法，不仅有效地避免了原分析方法的弊端，而且方法简便快速，分析结果稳定可靠，避免了原方法中有毒有害试剂的大量使用，减轻了岗位人员的劳动强度和健康危害，非常适用于生产中大批量样品的分析。

具体实施方式

本发明仅适用确认为分析纯的试剂和蒸馏水或去离子水或相当纯度的水。

一种稀贵金属系统中金、钯、铂、铑、铱、银、镍、铜、铁快速测定方法，其测定依据电感耦合等离子体发射光谱法检测原理进行，方法包括实验条件、样品处理、工作曲线绘制、干扰及其消除、检出限情况和准确性情况，其中：

一、实验条件

1）仪器选择：选用iCAP6300的电感耦合等离子体发射光谱仪，使用该仪器的最佳参数为：高频发生器功率：1150W，辅助气流量：0.5L/min，泵速：50r/min，垂直观测高度：15mm； 

2）分析谱线的选择：谱线的选择遵循所选谱线灵敏度高，干扰少的原则；通过在同一条件下，同时测定各谱线的强度及对待侧谱线周围干扰谱线的观察分析，确定了金、钯、铂、铑、铱、银、镍、铜、铁的分析谱线为：金：242.7 nm，钯：340.4 nm ，铂：214.4 nm，铑：343.4 nm，铱：215.2 nm，Ag：328.0，镍：221.6 nm，铜：324.7 nm，铁：259.9 nm；

3）盐酸的酸度在体积比为10%~50%对金、钯、铂、铑、铱、银、镍、铜、铁的测定均无影响，但为了保证在测定体系中大量的银以离子状态存在，盐酸酸度必须保证在体积比为50%。

二、样品处理

1）试样处理：称取0.200g试样，精确至0.0001g，于400mL烧杯中，加入10mL发烟硝酸溶解至3~5mL，再加入20mL王水， 1g氟化氢铵溶解至3~5mL，加入5 mL体积百分比为50%的硫酸至硫酸烟冒尽，加入20mL王水溶解至3~5mL，再用20mL浓盐酸，2mL浓过氧化氢转化，冷却后以体积百分比浓度为50%的盐酸定容于100mL容量瓶中。移取2mL试液于25mL容量瓶中，以体积百分比浓度为50%的盐酸定容，于电感耦合等离子体发射光谱仪上按所述的仪器工作条件进行测定；

2）测量：以体积百分比浓度为50%的盐酸调节仪器零点，测定系列标准溶液，建立校准曲线，然后对试样溶液测定，仪器自动给出试样中金、钯、铂、铑、铱、银、镍、铜、铁的质量浓度。

三、工作曲线绘制

1）标准系列溶液的配置

金、钯、铂标准贮存溶液：分别称取99.99%以上的1.0000g纯金、1.0000g纯钯、1.0000g纯铂于烧杯中，加入20mL浓盐酸、5mL浓硝酸，盖上表皿，于电热板上溶解并蒸发至3~5mL，移至水浴中或置于电热板上的石棉板上保持低温100~150℃蒸干，用5mL体积百分比浓度为50%的盐酸冲洗表皿及杯壁并蒸干，反复一次，冷却。加入20mL浓盐酸、2mL浓过氧化氢，盖上表皿，蒸发至3~5mL，冷却。用体积百分比浓度为50%的盐酸冲洗表皿及杯壁并移入1000mL容量瓶中，以体积百分比浓度为50%的盐酸定容。此溶液lmL含lmg金、或钯或铂；

铑、铱标准贮存溶液：外购国家级标准溶液，此溶液1m1含1mg铑或1mg铱；

银标准贮存溶液：称取99.95%以上的0.5000g金属银于200mL烧杯中，加20mL体积百分比浓度为50%的硝酸，加热至完全溶解，冷却至室温,移入500mL棕色容量瓶中，用无氯离子水稀释至刻度,混匀，此溶液1mL含1mg银；

镍标准贮存溶液：称取99.90%以上的1.000g金属镍于烧杯中，加入20mL体积百分比浓度为50%的硝酸，盖上表皿，加热溶解并蒸至3~5mL，取下冷却，用水冲洗表皿及杯壁，加热溶解盐类，冷却后，移入1000mL的容量瓶中，以水定容；此溶液1mL含1mg镍；

铜标准贮存溶液：称取99.98%以上的1.000g金属铜于烧杯中，加入20mL体积百分比浓度为50%的硝酸，盖上表皿，低温溶解至小体积，再加入5mL体积百分比浓度为50%的稀硫酸，并加热至冒大量白烟后，取下冷却，用水冲洗表皿及杯壁，加热煮沸使盐类溶解，冷却后移入1000mL容量瓶中，以水定容，摇匀；此溶液1mL含1mg铜；

铁标准贮存溶液：称取99.90%以上的1.4297g三氧化二铁于500mL烧杯中，加入20mL浓盐酸，盖上表皿，低温加热溶解至3~5mL，取下冷却，用水冲洗表皿及杯壁，移入l000mL容量瓶中，以水定容；此溶液lmL含lmg铁；

金、钯、铂、铑、铱、镍、铜、铁混合标准溶液：分别移取25 mL金、钯、铂、铑、铱、镍、铜、铁标准贮存溶液于500 mL容量瓶中，以体积百分比浓度为50%的盐酸定容；此溶液1mL含金、钯、铂、铑、铱、镍、铜、铁 各50μg；

银标准溶液：移取银标准贮存溶液10.0mL于200mL容量瓶中，以体积百分比浓度为50%的盐酸定容；此溶液1mL含50μg银；

2）绘制工作曲线：分别移取所述金、钯、铂、铑、铱、镍、铜、铁混合标准溶液0mL、1mL 、2mL、10mL、20mL、30mL于100mL容量瓶中，以体积百分比浓度为50%的盐酸定容，于电感耦合等离子体发射光谱仪上以体积百分比浓度为50%的盐酸调节仪器零点，测定金、钯、铂、铑、铱、镍、铜、铁系列标准溶液，仪器自动绘制出工作曲线。

移取所述银标准溶液0mL、1mL、2mL、10mL于100mL容量瓶中，以体积百分比浓度为50%的盐酸定容，于电感耦合等离子体发射光谱仪以体积百分比浓度为50%的盐酸调节仪器零点测定银系列标准溶液，仪器自动绘制出工作曲线；

3）分析结果的计算

按下式计算金、钯、铂、铑、铱、银、镍、铜、铁的含量：

式中：ρ——仪器给出的被测元素的质量浓度，mg/L；

     V₀——溶液的体积，即100mL；

     V₁——分取时溶液体积，即2mL；

     V₂——测定时溶液体积，即25mL；

m₀——试料量，即0.200 g。

四、共存元素干扰考察

在稀贵金属冶炼系统固体物料中共存元素主要有金、钯、铂、铑、铱、银、镍、铜、铁、硅、硫，在物料溶解过程中，硅、硫分别以氟化硅、二氧化硫等形式挥发除去，随着待测溶液的逐级稀释，待测溶液中的共存元素浓度均大大降低，再加上所选待测元素分析谱线附近无共存元素的谱线，因此，在测定过程中未见共存元素产生明显干扰；

五、方法的检出限及测定下限

在所述的仪器工作条件下，用不含待测元素的空白溶液连续测定11次，以测定结果的标准偏差的3倍作为检出限，标准偏差的10倍作为该方法的测定下限，

其中：检出限：金：0.017mg/L，钯：0.011 mg/L，铂：0.0066 mg/L，铑：0.047 mg/L，铱：0.10 mg/L，银：0.0066 mg/L，镍：0.0053 mg/L，铜：0.0033 mg/L，铁：0.0067 mg/L；

测定下限：金：0.058mg/L，钯：0.036 mg/L，铂：0.022 mg/L， 铑：0.14 mg/L，铱：0.30 mg/L，银：0.0220 mg/L，镍：0.016 mg/L，铜：0.010 mg/L，铁：0.020 mg/L， 显然，元素的检出限满足分析需要；具体数据见表1。

六、精密度实验      

在所述的仪器工作条件下，通过对贵金属精矿样品重复测定11次，金、钯、铂、铑、铱、银、镍、铜、铁的RSD分别为2.82%，2.10%，1.89%，1.85%，4.16%，3.77%，2.33%，2.35%，4.16%，完全满足分析方法要求；具体数据见表2。

七、回收率实验

对贵金属精矿样品进行加标回收实验，得出金、钯、铂、铑、铱、银、镍、铜、铁的回收率分别在97.7~101.3%， 94.1~100.2%， 92.6~102.8%， 91.1~96.8%， 96.4~100.0%， 91.8~109.3%， 99.1~101.1%, 96.6~102.1%，98.4-100.9%，完全满足分析方法的要求；具体见表3。

八、方法对照实验

 本发明和原测定方法结果进行对照，两种测定方法的结果在分析误差允许范围内，进一步说明本发明测定结果的可靠性。具体见表4。