地質樣品中鉑族元素測定研究

周俊仁(廣東省地質局第五地質大隊，廣東 肇慶 526060)

鉑族元素本身的超痕量性，對測定實驗中空白值控制以及干擾元素控制等要求更為嚴格，必須要采取一定措施來消除塊金效應。因此，在對地質樣品中鉑族元素進行測定時，需要結合地質樣品的特點，對測定方法進行調整，合理選擇各項配料，降低各因素對測定結果的影響，爭取不斷提高元素測定準確率。

1 消解過程分析

1.1 酸溶法

此種處理技術具有經濟性、便捷性以及空白值低等優點，已經被廣泛的應用到地質樣品的分解試驗中。利用其對地質樣品鉑族元素進行測定試驗時，可以利用HF與王水，一起與0.5-5g的地質樣品置于將燒杯中，進行加熱處理使其分解，另外HCLO4、HBr、Br2與H2O2等也可以用于樣品的分解處理。例如應用王水酸溶法對超基性巖標樣進行消解處理，并用大空隙陰離子交換樹脂完成富集，成功測定得出樣品中Pt與Au。

1.2 火試金法

此種處理技術來源于傳統的冶金技術，現在經過更多新型技術的改良，已經被廣泛的用于分離、富集鉑族元素的測定。其中，鎳锍試金法主要是利用PGE親硫性特征，PGE與Ni元素化學與物理性質相似，為元素間形成合金提供了條件，PGE晶體結構大部分為立方晶系，與Ni3S2晶體半徑相似。其中，Os與Ru為緊密六方晶系，但是在高溫環境下會發生畸變，將與硫化鎳等貴金屬等進行合金。PGE氧化物與硫化物生成自由能與其他金屬差異性比較大，能夠使得PGE在高溫熔融時分離，達到在SiS扣中富集的效果。在進行消解處理時，選擇待測定樣品與Na2CO3、Na2B4O7、SiO2、硫以及羥基鎳粉等按照不同比例混合于粘土坩堝中，然后放入到馬弗爐加熱到1000-1200℃[1]。經過冷卻后，受硫化物與硅酸鹽不相容特點影響，PGE與Ni3S2將會沉降于坩堝底部形成鎳扣。將鎳扣粉碎處理后用HCl溶解處理，Te共沉淀分離既可以達到分離的處理效果。例如應用共沉淀法、離子交換法對將鎳粉進行提純處理，可以降低流程空白值，PGE檢出限可以達到0.09-2.1ng/g，Rh、Ir檢出限可以達到0.01-0.396ng/g。

1.3 堿熔法

堿熔法能夠有效分解多種地質樣品，在進行處理時，選擇樣品4-5倍的Na2O2或者Na2O2與NaOH的混合物于坩堝中，對其進行充分攪拌，并持續加熱到700℃左右進行熔融處理。待恢復到常溫狀態后，用水提取并用HCl酸化，最后富集處理后進行結果測試。例如利用Na2O2對0.5g地質樣品進行溶解處理，并用同位素稀釋法對Ru、Pb以及Pt等元素進行測定，檢出限為0.3-2.0ng/g。其中，利用直接熔融法可以直接分解所有鉑族元素，并對地質樣品進行有效溶解，與火試金方法相比綜合效率更高。

2 分離富集過程分析

2.1 離子交換法

對于PGE的分離富集，可以利用陽離子與陰離子交換樹脂來完成，其中陽離子交換樹脂柱會使得溶液中所有鉑族元素以氯化絡陰離子通過，剩余的大部分基體與干擾因素則會留在交換柱上。而陰離子交換樹脂測定時則會將鉑族元素富集在樹脂上，剩余金屬離子則會直接穿過交換柱。一方面，陽離子交換樹脂。如常用的AG50W2X8，已經有效的作用于土質樣品中PGE富集處理，能夠有效的從混合溶液中富集PGE。在富集試驗時，因為基體與干擾因素會富集在樹脂柱上，而樹脂柱吸附能力有限，能夠富集的樣品數量有限。另一方面，陰離子交換數值。如常用的Dowex1X8，可以將PGE全部富集在樹脂柱上，對樹脂柱的吸附力要求比較低，可以完成對大樣品量的富集。

2.2 溶劑萃取

在鉑族元素中存在多種氧化態原子結構，可以利用溶劑萃取的方式進行富集試驗。例如利用液液萃取與同位素稀釋的方式，通過ICP-MS對鉻鐵礦中的鉑族元素進行萃取測定。或者是利用溶劑萃取與離子交換的方法，對礦樣進行溶解與介質轉換處理后，通過MIBK將礦樣中的鐵以及堿金屬去除，后利用離子交換方式處理，對礦石中含有的鉑族元素進行富集[2]。

3 測試過程分析

第一，可以利用中子活化的方式進行鉑族元素的測試，與鎳試金法相結合可以實現鎳扣的非破壞性分析。例如應用小鎳锍試金法與中子活化法進行結合，對樣品中PGE濃度進行了測定，可以達到90%以上的準確率。第二，也可以利用原子光譜法進行分析，即利用石墨爐原子吸收光譜完成固體進樣，對地質樣品中痕量貴金屬進行測定。常見的有電感耦合等離子體原子發射光譜法，試驗所需高溫條件，可以更好的降低化學因素的干擾。并且與小試金富集法相結合，還可以同時快速測定地質樣品中的鉑族元素。

[1]趙正,漆亮,黃智龍,許成.地質樣品中鉑族元素的分析測定方法[J].地學前緣,2009,01:181-193.

[2]柯于球.硫化物礦物中鉑族元素和金LA-ICP-MS微區分析及其地質應用[D].中國地質大學,2014.