分析化学(FENXIHUAXUE) 研究简报ChineseJournalofAnalyticalChemistry
第11期1363~1366
C-410树脂分离富集-电感耦合等离子体质谱法
测定地质样品中的金、铂、钯
来雅文 段太成 甘树才
1
2
1
*1
曹淑琴 郭锦勇 李 静
3
3
1
(吉林大学化学学院,长春130026)
3
2
(中国科学院长春应用化学研究所,长春130022)
(北京化工冶金研究院,北京101149)
摘 要 研究了地质样品中超痕量Au、Pt和Pd的测定方法。采用C-410阴离子交换树脂在1.5molPLHCl条件下对Au、Pt、Pd的吸附率分别为91.2%、100.0%、95.7%。共存离子除Ge4+、Cr6+、Ti4+外,无显著性干扰。用ICP-MS测定Au、Pt、Pd的检出限分别为0.27、0.40和0.19LgPL。当n=8时,Au的RSD为19.2%;Pt的RSD为28.1%;Pd的RSD为15.6%。
关键词 C-410树脂,电感耦合等离子体质谱,金,铂,钯
1 引 言
由于铂族元素在地壳中含量甚微,分布极为分散,因而给分析测试带来了困难。目前铂族元素分离富集的主要方法有:火试金法、沉淀法、溶剂萃取法及离子交换法等法、火花源质谱法、石墨炉原子吸收光谱法、感耦等离子体质谱法等
[2~4]
[1]
。测定方法主要有:活化分析
[5~8]
。本文采用C-410阴离子交换
树脂,通过控制溶液中HCl浓度,将Au、Pt、Pd转化为络阴离子,使它们与贱金属在阴离子交换柱上得到
分离,电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定。实验证明,本法准确、快速、简便,并成功地应用于地质样品中超痕量金铂钯的测定。
2 实验部分
2.1 仪器与主要试剂
POEMS-Ñ型电感耦合等离子体质谱仪(美国TJA公司)。
Au标准溶液:称取1.0000g光谱纯Au,置于50mL烧杯中,加入新配制的王水20mL。放在沸水浴上溶解并蒸发至小体积,移入1000mL容量瓶中加氯化钾2g,王水200mL,用水稀释至1000mL、摇匀。此溶液中金的浓度为1gPL。
Pb标准溶液:称取0.1000g光谱纯Pd,置于100mL烧杯中,用王水溶解后加入0.2gNaCl,在水浴上蒸干。用8molPL盐酸赶走硝酸3次。加入浓盐酸10mL,待盐类溶解后移溶液入100mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。此溶液中钯的浓度为1gPL。
Pt标准溶液:配制方法与Pd相同。
分别取Au、Pt和Pd标准溶液,用1.2molPL的HCl溶液逐步稀释制备混合元素浓度为100LgPL、10LgPL和1LgPL的工作液。
C-410阴离子交换树脂(核工业总公司北京化工冶金研究院提供)粒度0.30mm粒径。将干树脂用水浸泡24h,使其充分溶胀,用4molPLHCl溶液浸泡转型后,用去离子水洗至中性,装入高90mm,内径5=5.5mm的树脂柱中,干树脂质量0.50g。
由于超痕量分析过程中试剂纯度及空白控制至关重要,故常规试剂均为优级纯,蒸馏水为石英蒸馏器二次蒸馏。2.2 实验方法
准确移取一定量Au、Pt和Pd工作溶液于25mL比色管中,调节HCl酸度至1.5molPL,缓慢倒入已
2001-12-31收稿;2002-06-19接受
本文系国家重点基础研究发展规划项目(G1999043212)
1364 分析化学第30卷
装好的树脂柱中,控制溶液流出速度为0.5mLPmin。待试液流尽后,用1.5molPLHCl溶液20mL洗涤树脂,再将树脂转移至瓷坩埚中,干燥,灰化,王水溶解,定容于10mL容量瓶。于ICP-MS仪上按表1所列参数进行测定。
表1 仪器工作参数
Table1 TheoperationparametersforPOEMS-Ñinductivelycoupledplasma-massspectrometer
工作参数Parameter
功率Forwardpower
辅助气流速Auxiliarygasflowrate样品提升率Sampleuptake积分时间Integrationtime扫描次数Numberofsweep分辨率Resolution采样锥Sampleconeorifice截取锥Skimmerconeorifice
设定值Values 1.35kW
1.5LPmin1.48mLPmin0.8s20.86amu1.0mm1.0mm
工作参数Parameter
冷却流速Coolantgasflowrate载气流速Nebulizergasflowrate扫描方式MSsweepway单峰采样点Pointsperpeak采样深度Samplingdepth
工作舱压力(第一)Operatingpressurefirstly工作舱压力(第二)Operatingpressuresecondly工作舱压力(第二)Operatingpressurethirdly
设定值Values 14.0LPmin
0.68LPmin Peakjumping
58mm2.9@103Pa6@10-2Pa3@10-4Pa
3 结果与讨论
3.1 溶液酸度的选择
配制HCl浓度为0.25、0.50、0.75、1.00、1.50和1.75molPL的试液,进行酸度对吸附率的影响实验。影响情况如图1。
由图中曲线可见,C-410离子交换树脂对于Au、Pt和Pd的吸附率,在酸度为1.5molPL时同时达到最大值。由此选择最佳溶液酸度为1.5molPL。3.2 溶液流速的选择
改变上柱液流速0.25、0.5、1.0、1.5、2.0和2.5mLPmin,酸度1.5molPL,进行溶液流出速度对吸附率的影响实验。结果如图2。由曲线可看出,C-410阴离子交换树脂分离富集Au、Pt和Pd时,溶液的最佳流出速度为0.5mLPmin。
图1 盐酸浓度对吸附率的影响
Fig.1 TheeffectofHClconcentrationontheadsorption (s)Au;(u)Pt;(w)Pd
图2 溶液流出速度对吸附率的影响 Fig.2 Theeffectofflowrateontheadsorption (s)Au;(u)Pt;(w)Pd
3.3 吸附率实验
准确分取10LgPLAu、Pt和Pd的工作溶液1.00mL于25mL比色管中,余同实验方法进行吸附率测定实验,结果汇于表2。实验结果表明:Au、Pt和Pd的吸附率均大于90%。3.4 干扰元素的影响
在含有10LgPLAu、Pt和Pd的工作溶液中加入以下常见元素离子:Al(1mg),Fe(1mg),Ca(1mg),Mg(1mg),Cu(100Lg),Ni(100Lg),Co(100Lg),Ti(1mg),WG(5Lg),MoG(10Lg),GeE(10Lg),CrG(300Lg),调节酸度至1.5molPL,定容于25mL比色管中,Au、Pt、Pd浓度为10LgPL。具体操作同前。实验测定结果见表3。
从表3可以看出,除Ge、Cr和Ti外,其它离子对C-410树脂吸附Au、Pt和Pd无显著性影响。
4+
6+
4+
2+
2+
2+
2+
4+
3+
3+
2+
第11期来雅文等:C-410树脂分离富集-电感耦合等离子体质谱法测定地质样品中的金、铂、钯1365
表2 吸附率实验
Table2 AdsorptionrateofAu、Pt、Pd
No.1
23No.123
加入量Added(ng)
Au10.010.010.0Au2.051.042.99
Pt
10.010.010.0
残液含量Residuecontent(ng)
Pt0.340.420.19
Pd10.010.010.0Pd0.010.460.19
Au9.119.898.07Au91.198.980.7
吸附量Adsorptioncapacity(ng)
Pt
10.510.49.33
吸附率Adsorptionrate(%)
Pt100.0100.093.3
Pd9.579.128.67Pd95.791.286.7
表3 干扰元素影响实验(LgPL)
Table3 Interferenceofforeignions(LgPL)
No.离子IonQ(Au)Q(Pt)Q(Pd)No.离子IonQ(Au)Q(Pt)Q(Pd)
1P9.779.6910.18Co2+8.818.878.58
2P10.49.7610.29Ni2+9.329.929.79
3Fe3+
9.928.2810.610Ge4+7.976.017.70
4Al3+9.527.5310.911W6+11.57.9811.0
5Ca2+9.799.849.3412Mo6+6.567.1910.2
6Mg2+10.510.59.2713Ti4+9.397.657.71
7Cu2+8.338.8110.614Cr6+8.847.317.47
3.5 检出限与精密度
在确定的工作条件下,以空白溶液8次测定值的3倍标准偏差所对应值为检出限,得到:Au为0.27LgPL,Pt为0.40LgPL,Pd为0.19LgPL。测定Au、Pt和Pd均为0.50LgPL的试液,得当n=8时,Au的RSD为1912%,Pt的RSD为28.1%,Pd的RSD为15.6%。
4 样品分析
分别称取国家标准物质及贵州等地岩石样品5.00g于瓷舟中,650e焙烧2h,取出冷却,转移至聚四氟乙烯烧杯中,加入氢氟酸25mL,110e回流1h,加热蒸干。加入(1+1)王水40mL溶解残渣,继续蒸发至小体积,调节HCl浓度约为1.5molPL,离心,余同实验方法。实验结果见表4和表5。
表4 国家标准样品测定结果(X(B)P10-9)
Table4 DeterminationresultsofAu,PtandPdinstandardmaterials(X(B)P10-9)
样 品SampleGBW07289GBW07291GBW07293GBW07294
Au10.74.1243.01.82
测定值Found*
Pt
2.1051.836813.0
推荐值Recom.value
Pd52.348412.7
Au104.3451.8
Pt1.65844014.7
Pd2.36056815.2
Au7.04.24.41.1
RE(%)Pt31.210.716.311.6
Pd)12.814.816.4
)
*为二次测定平均值(averagevaluefordoubledetermination)
表5 样品分析结果(X(B)P10-9)
Table5 Analyticalresultsofsamples(X(B)P10-9)
样 品
SampleSP-2013SP-2037SP-2042SP-2057PD-2
本法ThismethodAu8.525.845.626.162.55
Pt13.8414.346.3316.675.66
Pd9.248.107.2911.717.10
Au10.56.016.895.952.17
其它方法Other[5]*
Pt13.3917.527.3814.856.17
Pd10.767.178.9310.090.84
Au18.82.818.43.517.5
RE(%)Pt3.418.114.212.28.2
Pd14.112.918.316.1)
*由中国科学院贵阳地球化学研究所提供(resultsprovidedbyGuiyangInstituteofGeochemistry,ChineseAcademyofSciences) 1366 分析化学第30卷
从实验结果可以看到,本法测定地质样品中Au、Pt和Pd,相对误差小于18.8%。可满足地球化学找矿要求。References
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DeterminationofGold,PlatinumandPalladiuminGeologicalSamples
byInductivelyCoupledPlasma-MassSpectrometryafterSeparation
andPreconcentrationwithC-410AnionExchangeResin
LaiYawen1,DuanTaicheng2,GanShucai*1,CaoShuqin3,GuoJinyong3,LiJing1
1
2
(DepartmentofChemistry,JilinUniversity,Changchun130026)
(ChangchunInstituteofAppliedChemistry,ChineseAcademyofSciences,Changchun130022)
3
(BeijingInstituteofChemicalEngineeringMetallurgy,Beijing101149)
Abstract AmethodforthedeterminationofAu,PtandPdingeologicalsamplesisdescribed.Au,PtandPdcanbeseparatedandconcentratedquantitativelybyC-410anion-exchangeresinintheconditionof1.5molPLHClwith
theadsorptionratesof91.2%,100.0%and95.7%respectively.NointerferenceexistsfromcoexistingelementsexceptforGeE,CrG,TiEininductivelycoupledplasma-massspectrometry.Thedetectionlimitsare0.27LgPL,0.40LgPLand0.19LgPLforAu,PtandPdrespectively.Theresultsoftheseelementsinstandardgeologicalmaterialsareinagreementwithcertifiedvalueswithprecisionof19.2%RSDforAu(n=8),28.1%RSDforPt(n=8),and15.6%RSDforPd(n=8).
Keywords Anion-exchangeresin,inductivelycoupledplasma-massspectrometry,gold,platinum,palladium
(Received31December2001;accepted19June2002)
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