濕法預處理-電感耦合等離子體原子發射光譜法測定低冰鎳的金、銀、鉑、鈀含量

史博洋，劉 宇，王皓瑩，朱明偉，任晨陽

（北礦檢測技術股份有限公司，北京 102628）

金、銀、鉑和鈀是高鎳锍物料中主要的伴生計價元素，目前國內外還沒有統一的檢測低冰鎳[1-2]中金、銀、鉑和鈀含量的標準，生產者和購買者基本采用自己的方法檢測其含量，由于高鎳锍中存在約80%的鎳銅鐵鈷等金屬和約20%的硫，金、銀、鉑和鈀分析難度較大，導致貿易結算時常有爭議出現，即便找仲裁單位檢測，也存在沒有被行業認可的統一標準方法可采用的問題。因此，有必要加強研究，建立低冰鎳中金、銀、鉑和鈀的統一分析標準，確保行業認可，為企業低冰鎳生產及市場貿易提供有力的指導。本研究采用濕法預處理-電感耦合等離子體原子發射光譜法（ICP-AES）同時測定低冰鎳中金、銀、鉑和鈀含量，為后續低冰鎳中貴金屬檢測提供依據，該方法檢測方便，靈敏度高，檢出限低，檢測范圍寬，穩定性好。

1 試驗部分

1.1 試驗儀器與試劑

主要試驗儀器為電感耦合等離子體原子發射光譜儀，品牌為島津SHIMADZU，型號為ICPE-9820。其他儀器有燒杯（容積500 mL、100 mL）、濾紙、黏土坩堝和容量瓶（容積25 mL）等。試驗材料為低冰鎳，呈粉末狀，購自金川集團股份有限公司。主要試劑為金、鉛、鉍、鉑、鈀單元素標準溶液，濃度為1 000 mg/L，購自鋼研納克檢測技術股份有限公司。其他試劑有硝酸、濃硫酸、醋酸和鹽酸等。

1.2 試驗方法

稱取15 g 低冰鎳置于500 mL 燒杯中，用水沖洗杯壁，加入20 mL 硝酸（1+7），待有墨綠色硝酸銅出現后加入60 mL 濃硫酸，高溫蒸至糊狀，冷卻后加入紙漿、氯化鈉和少量水，煮沸后用濾紙過濾。將沉淀物全部轉移到濾紙上，置于黏土坩堝內，加入合適配料，按照火試金法的步驟進行熔煉、灰吹等，最終得到含有金、銀、鉑、鈀的合粒。用醋酸洗滌合粒，稱重后加入硝酸（1+1），待合粒溶解完全后，將溶液轉移至100 mL 燒杯中，加入10 mL 鹽酸煮沸，冷卻后將溶液轉移至25 mL 容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻，靜置至溶液澄清，得到待測溶液。樣品中的金、鉑、鈀含量由ICP-AES[3]直接測定，合粒減去金、鉑、鈀及其雜質后計算銀含量。

2 結果與討論

2.1 方法的選擇

低冰鎳的主要組分如表1所示。低冰鎳含有大量的銅和鎳，直接采用火試金法不能大量去除樣品中的雜質，會導致試驗失敗。因此，本研究采用濕法預處理-電感耦合等離子體原子發射光譜法測定低冰鎳中金、銀、鉑和鈀含量。

表1 低冰鎳的主要組分

2.2 稱樣量的選擇

取適量低冰鎳樣品（編號C1），研究不同稱樣量對金、銀、鉑、鈀測定結果的影響，結果如表2所示。由表2 可以看出，稱樣量過小，銀含量偏低，灰吹結束后，夾取合粒時容易損失或者丟失，為了更好地夾取合粒，建議稱取15 g 樣品。

表2 稱樣量選擇試驗

2.3 氧化鉛用量的確定

經濕法預處理，低冰鎳樣品中的大部分銅和鎳已被除去。取適量樣品（編號C2）開展試驗，合理確定氧化鉛用量，結果如表3所示。由表3 可以看出，不同的氧化鉛用量對測定結果無明顯影響。從經濟環保考慮，氧化鉛用量取80 g。

表3 氧化鉛用量選擇試驗

2.4 濾液殘留

為驗證樣品過濾過程中是否有損失，將濾液低溫加熱至近干，然后加入5 mL 鹽酸，低溫加熱至微沸，取下稍冷，在容量瓶中用水定容至25 mL，靜置澄清。用ICP-AES[4-6]測定濾液中殘留的各元素濃度。從表4 可以看出，濾液中沒有Au、Ag、Pt、Pd 等元素的殘留。

表4 濾液殘留對測定的影響

2.5 方法對比

一是直接采用火試金法測定金、鉑、鈀含量。稱取5.0 g 樣品C2，將20 mg 金屬銀、40 g 碳酸鈉、200 g氧化鉛、20 g 二氧化硅、15 g 硼砂、1.0 g 淀粉加入灰化好的黏土坩堝中，攪拌均勻，附蓋10 mm 厚的氯化鈉。按照火試金法步驟進行熔煉、灰吹和分金，在電感耦合等離子體原子發射光譜儀最佳工作條件下測定金、鉑、鈀的發射強度，分別從工作曲線上查出各元素相應的濃度。二是采用火焰原子吸收法測定銀含量。將0.3 g 低冰鎳置于250 mL 燒杯中，加入少量水潤濕，依次加入5 mL 濃硝酸、15 mL 濃鹽酸、5 mL濃高氯酸，然后蓋上表面皿，加熱至冒煙，蒸至濕鹽狀，冷卻。繼續加入15 mL 濃鹽酸，低溫加熱溶解，冷卻后移入100 mL 容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻，靜置。用原子吸收光譜儀測定銀的濃度。如表5所示，濕法預處理-電感耦合等離子體原子發射光譜法測定結果（簡稱方法一）與火試金-火焰原子吸收法（簡稱方法二）測定結果幾乎相同。

表5 不同方法的測定結果對比

2.6 方法精密度驗證

按照試驗方法對所有樣品進行分析，每個樣品平行測定7 次，結果如表6所示。測定結果的標準偏差（SD）介于0.062 9～2.982 0 g/t，相對標準偏差（RSD）介于0.86%～13.97%，該方法的精密度較好。

表6 方法精密度驗證結果

2.7 加標回收試驗

稱取一定量的低冰鎳樣品，加入與樣品含量相同的金、銀標準溶液，按照相應步驟進行試驗，計算加標回收率，測定結果如表7所示。金的加標回收率在98.24%～104.08%，銀的加標回收率在98.36%～103.61%，鉑的加標回收率在97.20%～102.12%，鈀的加標回收率在99.41%～101.18%，待測元素的加標回收率都較高。由此可以得出，試驗方法準確度較高，適用于測定低冰鎳中金、銀、鉑、鈀的含量。

表7 加標回收試驗結果

3 結論

濕法預處理-電感耦合等離子體原子發射光譜法可以同時測定低冰鎳中金、銀、鉑和鈀含量，節約時間，簡便快捷。試驗結果表明，4 種元素的加標回收率均介于97.20%～104.08%。傳統的火試金-火焰原子吸收法測定時無法形成合粒，需要加入銀進行保護，同時銀含量需要單獨使用原子吸收光譜儀進行測量，測定步驟多，操作不便。與傳統方法相比，濕法預處理-電感耦合等離子體原子發射光譜法檢測方便，靈敏度高，檢出限低，檢測范圍寬，穩定性好。