土壤、水系沉積物、巖石礦物中超痕量鉑的測(cè)定

鄔曉蒙

(青海省地質(zhì)礦產(chǎn)測(cè)試應(yīng)用中心，青海 西寧 810008)

鉑族金屬包含鉑、鈀、釕、銠、銥和鋨六種，按比重釕、銠、鈀為輕鉑系，稱鈀組，鋨、銥、鉑為重鉑系，稱鉑組，屬第Ⅷ副族的兩個(gè)三元素組合。地殼豐度極低，地球化學(xué)性質(zhì)非常類似，自然界密切共生。測(cè)試鉑元素，歷來(lái)用的是火試金分析方法，它的優(yōu)點(diǎn)是取樣多，富集倍率高，但火試金分析需專用設(shè)施和場(chǎng)所，對(duì)于超痕量元素分析而言，火試金分析由于使用大量的試劑，空白問(wèn)題相對(duì)較難解決。本方法采用濕法，試樣經(jīng)前處理后，鉑溶解于分析溶液中，然后采用共沉淀、離子交換、吸附、萃取等方法進(jìn)行分離富集。儀器設(shè)備在國(guó)內(nèi)普及、方法操作簡(jiǎn)便、分析成本低、方法易推廣。

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1　儀器及主要試劑

1.1.1儀器

WP—Ⅰ型一米平面光柵攝譜儀(北京瑞利分析儀器公司)；GBZ—Ⅱ型自動(dòng)測(cè)微光度儀(湖北省巖礦測(cè)試研究所)。

1.1.2主要試劑

標(biāo)準(zhǔn)溶液ρ(pt)=1mg/mL：稱取0.1000g光譜純鉑絲，置于100mL燒杯中。加入10mL王水中，蓋上表面皿，于沸水浴上溶解后加入0.2gNaCl，蒸至濕鹽狀，用HCl趕HN(3次)。加入10mL濃HCl和20mL水,待鹽類溶解后將溶液移入100mL容量瓶中。用水稀釋至刻度，搖勻備用。

活性炭：粉狀(小于160目)分析純，灰分為2%～4%活性炭，用10%氟化氫銨溶液和10%王水各浸泡兩次(每次七天以上，每天攪拌數(shù)次)。用蒸餾水浸洗，抽濾并充分洗滌殘留的酸和鹽，烘干備用。

濾紙漿：30g中速定量濾紙浸濕后撕碎置于3000mL蒸餾水中。電動(dòng)攪拌，制成濾紙漿。

活性炭石墨粉濾紙漿：取1000mL紙漿，在電動(dòng)攪拌下加入300mg石墨粉(用乙醇濕潤(rùn))和活性炭10g充分?jǐn)嚢杈鶆颍瞥苫钚蕴渴珵V紙漿。

氯化亞錫(分析純)、鹽酸(分析純)、硝酸(分析純)、過(guò)氧化氫(分析純)、氟化氫銨(分析純)、石墨粉(光譜純)、石墨電極。天津紫外Ⅰ型光感板、A+B顯影液(米杜爾、無(wú)水亞硫酸鈉、對(duì)苯二酚、無(wú)水硫酸鈉、溴化鉀，試劑均為分析純)、定形液(硫代硫酸鈉、無(wú)水亞硫酸鈉、冰醋酸、硼酸、鉀明礬，試劑均為分析純)。

1.2　儀器及工件參數(shù)

1.2.1WP—Ⅰ型一米平面光柵攝譜儀

光源為交流電弧、三透照明系統(tǒng)、光柵刻線1200條/mm、中心波長(zhǎng)300nm、中間光欄3.2mm、狹縫寬12μm、電弧電流15A、穩(wěn)定電壓220V、曝光時(shí)間20s。

1.2.2GBZ—Ⅱ型自動(dòng)測(cè)微光度儀

測(cè)量狹縫寬20μm、狹縫高10mm。首先利用相關(guān)指數(shù)自動(dòng)選取回歸方程，把由測(cè)量得到的分析曲線標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)與擬合得到的分析曲線標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)相比較，并進(jìn)行校正。然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行插值計(jì)算、平滑處理，用樣條函數(shù)擬合工作曲線。

1.2.3石墨電極規(guī)格

上電極選擇錐型電極，下電極為頸杯型小孔徑電極(孔徑2mm、孔深1.2mm、壁厚0.5mm)。

1.3　實(shí)驗(yàn)步驟

準(zhǔn)確稱取10.0g樣品于方瓷舟中，于650℃灼燒1～2h。冷卻后，將樣品轉(zhuǎn)入250mL燒杯中，加少許蒸餾水潤(rùn)濕，加入30mL濃 HCl搖勻，再加30% 10mL搖勻，蓋表皿，室溫下放置2h,期間二次加入 5～10mL并搖勻數(shù)次燒杯。而后加熱溶液控制體積至35mL，溶液待作分離富集用。分析溶液經(jīng)過(guò)抽氣過(guò)濾，濾去酸不溶物，用5%HCl洗滌數(shù)次。溶液加熱，控制體積100mL左右，趁熱加入20%，使濾液內(nèi)分兩次加入吸附劑溶液10mL(含0.10g活性炭、0.30～0.50g紙漿)期間攪動(dòng)2～3次，

放置1～2h.然后將靜動(dòng)態(tài)吸附的試液倒入做好的活性炭柱子內(nèi)。吸附時(shí)可不用抽氣，洗滌時(shí)再抽氣。用5%HCl、10%洗滌數(shù)3次，再用5%HCl和蒸餾水各洗三次。抽干取出紙餅，放入小坩堝中，于650℃灰化。灰分和緩沖劑(石墨粉)混勻全部裝入石墨下電極。

2　結(jié)果與討論

2.1　吸附鉑的鹽酸濃度實(shí)驗(yàn)

鉑的標(biāo)準(zhǔn)溶液加入不同濃度的HCl后，測(cè)得被活性炭吸附的百分率。見(jiàn)表1。

表1　分析溶液的鹽酸濃度試驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)表明：鹽酸在分析溶液百分體積5%～15%時(shí)，吸附率最高。

2.2　緩沖劑的選擇

緩沖劑選用光譜石墨粉，同時(shí)每件樣品吸附的錫也起到緩沖作用。可以控制電弧的穩(wěn)定性，增加超痕量元素鉑的譜線強(qiáng)度。

2.3　內(nèi)標(biāo)的選擇

由于超痕量元素鉑的分析，大多試樣含量較低，處于工作曲線的下端。背景的影響舉足輕重，選擇背景內(nèi)標(biāo)法較為合理。

2.4　氯化亞錫用量的實(shí)驗(yàn)

一份試樣溶液，分取多份，加入不同含量的，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2　加入用量與吸附率

實(shí)驗(yàn)表明：過(guò)量加入能使吸附率高，但加入2g時(shí)，吸附率會(huì)減少。不僅是還原劑且能與構(gòu)成絡(luò)合陰離子，被活性炭吸附，使的吸附率提高。

2.5　靜動(dòng)態(tài)活性碳吸附實(shí)驗(yàn)

將分析溶液直接倒入活性炭與紙漿的吸附柱內(nèi)，鉑被吸附是處于流動(dòng)態(tài)成為動(dòng)態(tài)吸附。將活性炭紙漿放入分析溶液，稱為靜態(tài)吸附。靜動(dòng)態(tài)吸附是指二者接合使用。實(shí)驗(yàn)表明，試樣溶液?jiǎn)斡脛?dòng)態(tài)吸附，鉑吸附率波動(dòng)大，靜動(dòng)態(tài)接合吸附，吸附率可在90%以上。選取鉑族元素地球化學(xué)成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07290、GBW07291進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3　動(dòng)態(tài)吸附、靜動(dòng)態(tài)吸附方式比對(duì)

2.6　方法的準(zhǔn)確度和精密度

準(zhǔn)確稱取鉑族元素地球化學(xué)成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07288、GBW07340、GBW07289、GBW07290平行測(cè)定(n=12次)，計(jì)標(biāo)出分析元素的平均值，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)誤差和相對(duì)誤差。見(jiàn)表4。

表4　方法準(zhǔn)確度、精密度

3　結(jié)論

鉑族金屬與金、銀合稱為貴金屬，其中鉑最為貴重，從經(jīng)濟(jì)發(fā)展上看鉑礦價(jià)值也最大。鉑元素的開(kāi)發(fā)和利用，也顯得越來(lái)越重要。本方法具有靈敏度高、檢出限低、成本低等特點(diǎn)。適用于土壤、水系沉積物、巖礦礦物樣品中超痕量鉑的檢測(cè)，結(jié)果滿足分析質(zhì)量要求。