火試金富集—電感耦合等離子體質譜法測定鐵精礦中金鉑鈀

魏凡書， 谷東杰

(天津華北地質勘查局二四七大隊，天津 300270)

火試金富集—電感耦合等離子體質譜法測定鐵精礦中金鉑鈀

魏凡書， 谷東杰

(天津華北地質勘查局二四七大隊，天津 300270)

采用鉛試金法富集鐵精礦中貴金屬，用鹽酸溶解貴金屬合粒的銀，再加入硝酸配成王水溶液溶解貴金屬合粒，然后定容于容量瓶中，然后利用電感耦合等離子體質譜儀測定該溶液[1]。確定了在熔融溫度為1150℃，熔融時間在20min，灰吹溫度為1000℃，灰吹時間為1h。在王水溶解條件下，討論加入酸量。確定了在100℃電熱板上先加入5mL硝酸溶解10min再加入15mL鹽酸溶解5min的方法，并對ICP-MS的干擾消除進行了討論。測定的鐵精礦的樣品中的金、鉑、鈀的檢出限分別為0.05,0.03,0.03 ng/g，相對標準偏差為1.1%～3.2%。

鉛試金富集;電感耦合等離子體質譜法；鐵精礦；貴金屬

鐵礦石作為主要冶煉鐵的主要原料之一，主要包括有磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦等。天然的鐵礦石經過破碎、磨碎、選礦等加工處理成礦粉叫精礦粉。精礦粉按照選礦方法的不同分為多種精礦粉，如磁選、浮選、重選等精礦粉。一般鐵精礦的鐵元素的含量在60%以上，還有其他有害成分有硫、磷、二氧化硅等。鐵精礦中貴金屬的研究主要集中在金銀上，其他貴金屬含量非常低，但是使用檢出限更低的方法可對其含量進行測定。

火試金法具有代表性好，實用性廣，富集效果好等優點，結合電感耦合等離子體質譜法的超高靈敏度，可有效測量鐵精礦中低含量的貴金屬。在實際樣品分析中，其精密度和準確度均能滿足要求。

1 實驗部分

1.1 主要儀器及其參數

試金爐：EMF-3，澳大利亞Furnace Industries公司。

灰吹爐：SX-8-10，天津泰斯特儀器有限公司。

電感耦合等離子體質譜儀：XSeries2，美國Thermo Fisher公司。

質譜儀的工作條件及參數見表1。

1.2 試劑

金標準溶液：由1000mg/L標準溶液逐級稀釋到濃度為

0.20,1,10,100,200μg/L的標準溶液(國家有色金屬及電子材料分析測試中心)。

鉑標準溶液：由1000mg/L標準溶液逐級稀釋到濃度為

0.20,0.50,1,5,10μg/L的標準溶液(國家有色金屬及電子材料分析測試中心)。

鈀標準溶液：由1000mg/L標準溶液逐級稀釋到濃度為

0.20,0.50,1,5,10μg/L的標準溶液(國家有色金屬及電子材料分析測試中心)。

鹽酸溶液：微電子級(北京青紅精細化學品科技有限公司)。

硝酸溶液：微電子級(北京青紅精細化學品科技有限公司)。

無水碳酸鈉：分析純(天津市風船化學試劑科技有限公司)。

二氧化硅：工業純，粉狀。

氧化鉛：工業純，粉狀。

淀粉：粉狀。

硼砂：分析純(天津市風船化學試劑科技有限公司)。

硝酸銀溶液：分析純，稀釋至20mg/L(天津市風船化學試劑科技有限公司)。試樣：粒度為200目，于100～105℃烘箱中烘干1h后置于冷卻器中冷卻至室溫。實驗室用水均為高純水。

表1 質譜儀操作條件

1.3 試驗方法

1.3.1 火試金富集

準確稱取樣品10g(精確至0.01g),稱取碳酸鈉30g，硼砂10g，氧化鉛150g，二氧化硅22g，淀粉4.5g，于粘土坩堝中并混勻。然后在表面挖初一小坑，滴入1mL硝酸銀溶液，然后搖勻坩堝將硝酸銀溶液液滴覆蓋，再將配好料的坩堝置于900℃的試金爐中，在30min升溫至1150℃，保溫20min，然后出爐將熔融物倒于鐵模具中，冷卻后，將鉛扣與熔渣分離，收集鉛扣錘成立方塊。合適的鉛扣表面應光亮無熔渣附著，質量在25～45g之間，否則應重新調整配料來過。隨同試樣做空白實驗。

先將灰皿在900℃中灰吹爐內預熱30min，然后取出灰皿，將鉛扣放置于灰皿中，將載有鉛扣的灰皿再次置于900℃灰吹爐內，微開爐門，將溫度調至1000℃，等待鉛扣灰吹完畢。待灰吹完畢后，取出冷卻[3]。

1.3.2 酸溶消解

用鑷子將貴金屬合粒夾出到30mL的瓷坩堝內，用(1+3)的醋酸煮沸5min，然后用蒸餾水洗滌干凈，冷卻至室溫。將貴金屬合粒放置于100mL聚四氟乙烯坩堝內，先加入5mL硝酸，放置于100℃電熱板上，約10min后待合粒中的銀反應完全，合粒呈現黑色時，加入15mL的鹽酸，約5min后待合粒完全溶解，溶液蒸至小體積，冷卻后定容于100mL的容量瓶中，混勻，靜止1h。

1.3.3 ICP-MS測定

靜止1h的容量瓶中的溶液可直接測定金鉑鈀，若金含量高，可稀釋10倍或100倍后上機測試。同時測定空白溶液，將Rh選為內標元素。

2 結果與討論

2.1 王水溶解貴金屬合粒用酸量

處理貴金屬合粒有多種辦法，王水直接溶解可以說是最為經濟便利的方法，且能夠保證準確度。金、鉑溶于王水，鈀溶于硝酸和王水。分別選擇在100℃電熱板上直接加入20mL王水和先加入5mL硝酸，在加入15mL的鹽酸的方法，在相同的條件下，直接加入王水溶解，會有少量的白色絮狀沉淀析出，溶液不是十分清亮。但是先加入5mL硝酸溶解合粒中的銀，待銀完全溶解后，合粒會變成黑色，此時再加入15mL的鹽酸配成王水溶液，合粒可以很快的完全溶解在王水溶液中，且溶解后的溶液非常清亮，無沉淀和雜質析出。

2.2 ICP-MS的干擾與消除

干擾主要有同量異位素和多原子離子的干擾，其中多原子離子的干擾更為嚴重，具體干擾項見表3。但是其中對于金、鉑、鈀的干擾離子主要為Ta，Hf和Cu，但火試金實驗中捕集劑鉛不會捕集Hf，Cu在熔渣中與貴金屬合粒分離，Ta在貴金屬合粒的檢測中含量非常低，可以忽略不計，所以可以忽略多原子離子的干擾。測定貴金屬合粒時，同量異位素的干擾可以規避，每個元素都至少存在一個沒有同量異位素質譜重疊干擾的同位素，因此只要選擇合適的同位素，就可以排除同量異位素的干擾，本實驗中選擇了105Pd、195Pt、197Au。

表3 多原子離子干擾

3 樣品分析

按照試驗方法對三個鐵精礦樣品進行了測定(n=5)，結果見表4。其中金的測定結果采用泡沫吸附-火焰原子吸收法[4]進行對照，對鉑鈀進行了加標回收試驗，回收率在85%～95%之間。

表4 樣品分析結果

[1] 李春生, 柴之芳, 毛雪瑛,等. 火試金預濃集結合中子活化和電感耦合等離子體質譜法測定鉑族元素[J]. 分析化學, 2001, 29(5):534-537.

[2] 曾妙先.火試金法在貴金屬元素分析中的應用[J]. 黃金, 2003, 24(5):48-50.

[3] 王東輝,楊 肅. 提高火試金法可操作性的探討[J].黃金, 2001, 22(8):45-47.

[4] 陳 冰,刁銀軍, 肖珊美. 泡沫塑料吸附原子吸收光譜法測定礦石中金的含量[J].廣東化工, 2012, 39(6):222-223.

[5] 宋 毅.火試金法樣品前處理方法的探討[J]. 品牌與標準化, 2014(15):74-77.

(本文文獻格式：魏凡書， 谷東杰 .火試金富集—電感耦合等離子體質譜法測定鐵精礦中金鉑鈀[J].山東化工，2017，46(12)：94-95，97.)

Fire After Enrichment-Inductively CoupledPlasma Mass Spectrometry Iron Ore Au,Pt and Pd

WeiFanshu,GuDongjie

(Nucles industry NO.247 Brigade of North China Geological Exploration Bureau in Tianjin, Tianjin 300270,China)

Using lead test gold enrichment of iron ore in the precious metals,dissolved silver from Precious metal granules with HNO3,then add HCl into the water solution of precious metal particles dissolved,and then fixed in the volumetric flask, and then use the inductively coupled plasma mass spectrometer to determine the Solution[1]. The melting time was set at 1150℃,the melting time was 20min, the ash blowing temperature was 1000℃, and the soaking time was 1h.Under the condition of chloroazotic acid dissolution, the amount of acid added was discussed.the method of dissolving 5mL HNO3for 10min and adding 15mL HCl for 5min was added to the heating plate at 100℃,and the interference elimination of ICP-MS was discussed.The detection limits of gold, platinum and palladium in the samples were 0.05ng/g, 0.03ng/g, 0.03ng/g,and the relative standard deviations were 1.1% to 3.2%, respectively.

lead test gold enrichment; inductively coupled plasma mass spectrometry; iron concentrate; precious metal

2017-04-12

通訊作者：魏凡書(1990—)，女，河北承德人，助理工程師，主要從事化學檢測。

TS934

A

1008-021X(2017)12-0094-02