鉛試金富集—電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定銅冶金浸出渣中微量銠、鉑和鈀

陳 林

(云南錫業(yè)股份有限公司銅業(yè)分公司， 云南 個舊 661000)

鉛試金富集—電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定銅冶金浸出渣中微量銠、鉑和鈀

陳 林

(云南錫業(yè)股份有限公司銅業(yè)分公司， 云南 個舊 661000)

提出了一種測定銅冶金浸出渣中微量銠、鉑和鈀的方法。樣品經(jīng)鉛試金富集，分離大量雜質(zhì)后形成的貴金屬合粒以混合酸溶解并定容，在選定的儀器工作條件下，利用電感耦合等離子體發(fā)射光譜測定溶液中銠、鉑和鈀含量。銠、鉑和鈀的質(zhì)量濃度在0～10 μg/mL范圍內(nèi)與強(qiáng)度值呈正比，校準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)大于0.999 9，樣品加標(biāo)回收率在96%～104%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于10%。所擬方法應(yīng)用于銅冶金富集渣的測定值與有色金屬行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)分析方法的測定值一致。

鉛試金富集； 電感耦合等離子體發(fā)射光譜法； 銅冶金浸出渣： 銠； 鉑； 鈀

銅冶金浸出渣是銅陽極泥經(jīng)硫酸化焙燒提取粗硒，酸浸分離銅、鎳、銀等元素后產(chǎn)出的一種浸出富集渣。銅陽極泥中銅、鉛、鉍、銻、鎳、錫、金、銀、硒、碲及鉑族金屬都有綜合回收價值。銅陽極泥經(jīng)上述工藝處理后，產(chǎn)出的浸渣中金及鉑族金屬都有所富集，測定其中微量銠、鉑和鈀，可以指導(dǎo)后續(xù)的生產(chǎn)。

常用的測定礦物及冶金渣中微量鉑族金屬的方法有以試金或有機(jī)試劑萃取富集被測組分，以分光光度法、催化示波極譜法[1]、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法[2]或火焰原子吸收光譜法[3]進(jìn)行測定。本文通過參考有關(guān)文獻(xiàn)，提出了一種以鉛試金富集電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定銅冶金浸出渣中微量銠、鉑和鈀的方法，用于生產(chǎn)樣品的分析，結(jié)果令人滿意。

本方法關(guān)鍵點之一是將鉑族金屬從浸出渣中富集出來形成貴金屬合粒。鉛試金作為一種經(jīng)典的試驗方法，有很多著作，標(biāo)準(zhǔn)方法[4]都對其進(jìn)行了詳細(xì)研究，若樣品中金和銀的含量遠(yuǎn)大于銠、鉑和鈀的含量時，這三個元素完全可富集到貴金屬合粒中，當(dāng)貴金屬合粒中鉑族金屬占比小于5%，以鹽酸- 硝酸的混合酸熱溶即可分解合粒，不需要聚四氟乙烯內(nèi)襯的壓力消解罐在高溫高壓下消解鉑族金屬，簡化了操作步驟。

1 試驗部分

1.1 主要儀器

ICAP- 6300電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(美國賽飛世爾科技有限公司)，儀器最佳工作條件通過改變儀器的參考條件以正交法選出，見表1。

表1儀器最佳工作條件

參數(shù)RF功率/W載氣流量/L·min-1霧化器氣體流量/L·min-1清洗時間/s泵速/r·min-1觀測高度/mm積分時間/s設(shè)定值11500.50.625501210

1.2 試劑

鉑標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液：100 μg/mL，用王水分解純度為99.99%的金屬鉑，水浴上蒸干，以鹽酸(3+1)溶解配制而成；鈀標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液：100 μg/mL，用王水分解純度為99.99%的金屬鈀，水浴上蒸干，以鹽酸(3+1)溶解配制而成；銠標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液：20 μg/mL，用氯銠酸銨以鹽酸(3+1)溶解配制而成；硝酸；鹽酸；冰乙酸；無水碳酸鈉；硼砂；淀粉；二氧化硅；氧化鉛；氯化鈉；所有試劑均為分析純，實驗室用水為一級純水。

1.3 實驗方法

1.3.1 試樣的處理

根據(jù)樣品中待測組分的含量，稱取5.0 g以下的樣量(精準(zhǔn)至0.001 g)于坩堝中鉛試金配料，置于試金爐中高溫熔煉后得到(40±5)g的鉛扣，取出錘打后于灰皿中高溫灰吹至得到貴金屬合粒，取出合粒放入30 mL瓷坩堝中分別以熱乙酸和熱水清洗數(shù)次，烤干，加入20 mL熱硝酸(1+7)于電熱板上微熱保持近沸，使銀溶解，反應(yīng)停止后小心傾出溶液，以少量熱水洗滌三次，分金液和洗滌液置于50 mL燒杯中待用；加10 mL王水于瓷坩堝中，加熱保持近沸至其中固體顆粒物完全溶解，將溶液移至盛有分金液的燒杯中，微熱，冷卻后移至50 mL容量瓶中，定容，混勻，靜置10 min，以定量濾紙干過濾，取清液測定，同時做空白試驗。

1.3.2 混合標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的配制

分別移取0、1.0、2.0、3.0、4.0 mL銠標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液，分別移取0、1.0、2.0、3.0、4.0 mL鉑標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液，分別移取0、1.0、2.0、4.0、8.0 mL鈀標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液，依次置于同一組100 mL容量瓶中。加入8 mL王水，以水稀釋至刻度，混勻。

1.3.3 測量

在電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀最佳條件下測量混合標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的譜線強(qiáng)度，建立銠、鉑和鈀元素的校準(zhǔn)曲線，隨后進(jìn)行試樣溶液的測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 鉛試金配料熔融及灰吹條件選擇

根據(jù)試樣大致組分確定各熔劑的需要量，調(diào)整還原劑淀粉加入量確保高溫熔煉后得到(40±5)g的鉛扣，經(jīng)考察，鉛扣灰吹溫度為880 ℃～900 ℃之間，灰吹后得到的貴金屬合粒主要由金、銀及鉑族金屬構(gòu)成，常規(guī)元素在其中含量極微。

2.2 測定介質(zhì)的選擇

考察了鹽酸- 硝酸混合酸介質(zhì)酸的用量，結(jié)果表明：鹽酸的體積分?jǐn)?shù)在2%～8%，硝酸的體積分?jǐn)?shù)在2%～7%之間對測定銠、鉑和鈀無影響。

2.3 共存元素的干擾

考察銠、鉑和鈀質(zhì)量濃度分別為2 μg/mL時，20倍金、30倍銀、10倍鉛、10倍鉍的共存元素對銠、鉑和鈀的測定無影響。

2.4 分析譜線的選擇

分析譜線的選擇可能影響到測定結(jié)果的準(zhǔn)確性，微量元素分析選擇分析譜線必須考慮靈敏度、共存元素干擾、背景干擾等因素。通過查閱元素譜線表，初選出各元素數(shù)條靈敏線，經(jīng)過試驗比較，選出三條譜線作為分析譜線。

2.5 校準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)、檢出限和測定下限

各元素標(biāo)準(zhǔn)系列溶液質(zhì)量濃度為0～10 μg/mL時，質(zhì)量濃度與相應(yīng)的強(qiáng)度呈正比，相關(guān)系數(shù)大于0.999 9。連續(xù)測定11次校準(zhǔn)空白，按3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計算檢出限，按測定結(jié)果的10倍，5.0 g的取樣量及50 mL的定容體積計算元素的測定下限，結(jié)果見表2。

表2分析線、線性相關(guān)系數(shù)、檢出限和測定下限

元素分析線波長/nm線性相關(guān)系數(shù)檢出限/μg·mL-1測定下限/μg·g-1Rh369.2360.99990.00280.1Pt265.9450.99990.00190.1Pd340.4581.00000.00470.2

3 樣品分析

按試驗方法測定二個浸出渣樣品中銠、鉑和鈀的含量，進(jìn)行7次平行測定，同時完成樣品的加標(biāo)回收試驗。將本法的測定結(jié)果與YS/T745—2010國家有色行標(biāo)的測定結(jié)果進(jìn)行對照，來考察方法的準(zhǔn)確性，結(jié)果見表3。

表3樣品中各元素分析結(jié)果(n=7)

編號元素測定值w/%RSD/%加標(biāo)量/μg·g-1回收量/μg·g-1回收率/%YS/T745—2010測定值Jz5#Rh0.0000408.70.60.594990.60.61102Pt0.000797.61010.11010.00081109.898

續(xù)表3

編號元素測定值w/%RSD/%加標(biāo)量/μg·g-1回收量/μg·g-1回收率/%YS/T745—2010測定值Pd0.00842.85049980.00795048.597Jz9#Rh0.0000599.00.80.811010.80.82102Pt0.000689.487.7960.0006288.3104Pd0.00695.44039980.00624039.699

從表3可以看出，本方法測定值與有色金屬行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)分析方法的測定值吻合，樣品加標(biāo)回收率在96%～104%之間。

4 結(jié)論

采用鉛試金富集，預(yù)先分離了絕大部份常見元素，延伸了銠、鉑和鈀的測定下限；以電感耦合等離子體發(fā)射光譜法同時測定樣品中微量銠、鉑和鈀，提高了工作效率；用于浸出渣中微量銠、鉑和鈀的測定，效果很好。

[1] 劉永琴，孫淑嬡. 礦石及有色金屬分析手冊[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1990.

[2] 李小玲，林海山. 銻試金富集-ICP-AES法測定冶金富集渣中的銥[J].貴金屬,2012,32(3):63-65.

[3] 施意華，王晟.火焰原子吸收光譜法測定尾氣凈化金屬載體催化劑中的鉑鈀銠[J]. 冶金分析，2012，32(3):14-19.

[4] YS/T745.1—745.9—2010.銅陽極泥化學(xué)分析方法[S].

[5] 蘇愛萍，陳林. 電感耦合等離子體發(fā)射光譜測定粗硒中17種雜質(zhì)元素[J].冶金分析，2014，34(11):11-17.

[6] 劉偉，方衛(wèi).還原、沉淀分離ICP-AES法測定純銀中20個雜質(zhì)元素[J].貴金屬,2009,30(1):53-58.

Determination of trace rhodium, platinum and palladium in copper metallurgical leaching residue by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry after lead fire assay preconcentration

CHEN Lin

A determination method of trace rhodium, platinum and palladium in copper metallurgical leaching residues was proposed. Samples aftere fire lead assaying enrichment, separation of a large number of impurities, formed a noble metal alloy particle, mixed in acid solution after dilution to constant volume, the content of rhodium, platinum and palladium in solution was determined by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry under selected instrumental conditions. The intensity of rhodium, platinum and palladium was in direct ratio to its concentration in range of 0～10 g/mL. The correlation coefficient of the calibration curve was higher than 0.9999. The recoveries of standard addition were between 96%～104%, The relative standard deviations was less than 10%. The proposed method was applied to the determination of the concentration of copper metallurgical leaching residues,the determination results were consistent with those obtained by nonferrous metals industry standard analysis method.

lead fire assay preconcentration; inductively coupled plasma atomic emission spectrometry; copper metallurgical leaching residues: rhodium; platinum; palladium

陳林(1966—)，男，云南個舊市人，理學(xué)學(xué)士，化學(xué)分析高級工程師，主要從事光譜儀器分析及方法研究。

2015-12-25

TF03+<1 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] B class="emphasis_bold">1 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] B [文章編號] 1672-6103(2016)02-0076-031 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] B

1672-6103(2016)02-0076-03

B [文章編號] 1672-6103(2016)02-0076-03