火试金富集—电感耦合等离子体质谱法测定铁精矿中金铂钯

魏凡书， 谷东杰

(天津华北地质勘查局二四七大队，天津 300270)

火试金富集—电感耦合等离子体质谱法测定铁精矿中金铂钯

魏凡书， 谷东杰

(天津华北地质勘查局二四七大队，天津 300270)

采用铅试金法富集铁精矿中贵金属，用盐酸溶解贵金属合粒的银，再加入硝酸配成王水溶液溶解贵金属合粒，然后定容于容量瓶中，然后利用电感耦合等离子体质谱仪测定该溶液[1]。确定了在熔融温度为1150℃，熔融时间在20min，灰吹温度为1000℃，灰吹时间为1h。在王水溶解条件下，讨论加入酸量。确定了在100℃电热板上先加入5mL硝酸溶解10min再加入15mL盐酸溶解5min的方法，并对ICP-MS的干扰消除进行了讨论。测定的铁精矿的样品中的金、铂、钯的检出限分别为0.05,0.03,0.03 ng/g，相对标准偏差为1.1%～3.2%。

铅试金富集;电感耦合等离子体质谱法；铁精矿；贵金属

铁矿石作为主要冶炼铁的主要原料之一，主要包括有磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿等。天然的铁矿石经过破碎、磨碎、选矿等加工处理成矿粉叫精矿粉。精矿粉按照选矿方法的不同分为多种精矿粉，如磁选、浮选、重选等精矿粉。一般铁精矿的铁元素的含量在60%以上，还有其他有害成分有硫、磷、二氧化硅等。铁精矿中贵金属的研究主要集中在金银上，其他贵金属含量非常低，但是使用检出限更低的方法可对其含量进行测定。

火试金法具有代表性好，实用性广，富集效果好等优点，结合电感耦合等离子体质谱法的超高灵敏度，可有效测量铁精矿中低含量的贵金属。在实际样品分析中，其精密度和准确度均能满足要求。

1 实验部分

1.1 主要仪器及其参数

试金炉：EMF-3，澳大利亚Furnace Industries公司。

灰吹炉：SX-8-10，天津泰斯特仪器有限公司。

电感耦合等离子体质谱仪：XSeries2，美国Thermo Fisher公司。

质谱仪的工作条件及参数见表1。

1.2 试剂

金标准溶液：由1000mg/L标准溶液逐级稀释到浓度为

0.20,1,10,100,200μg/L的标准溶液(国家有色金属及电子材料分析测试中心)。

铂标准溶液：由1000mg/L标准溶液逐级稀释到浓度为

0.20,0.50,1,5,10μg/L的标准溶液(国家有色金属及电子材料分析测试中心)。

钯标准溶液：由1000mg/L标准溶液逐级稀释到浓度为

0.20,0.50,1,5,10μg/L的标准溶液(国家有色金属及电子材料分析测试中心)。

盐酸溶液：微电子级(北京青红精细化学品科技有限公司)。

硝酸溶液：微电子级(北京青红精细化学品科技有限公司)。

无水碳酸钠：分析纯(天津市风船化学试剂科技有限公司)。

二氧化硅：工业纯，粉状。

氧化铅：工业纯，粉状。

淀粉：粉状。

硼砂：分析纯(天津市风船化学试剂科技有限公司)。

硝酸银溶液：分析纯，稀释至20mg/L(天津市风船化学试剂科技有限公司)。试样：粒度为200目，于100～105℃烘箱中烘干1h后置于冷却器中冷却至室温。实验室用水均为高纯水。

表1 质谱仪操作条件

1.3 试验方法

1.3.1 火试金富集

准确称取样品10g(精确至0.01g),称取碳酸钠30g，硼砂10g，氧化铅150g，二氧化硅22g，淀粉4.5g，于粘土坩埚中并混匀。然后在表面挖初一小坑，滴入1mL硝酸银溶液，然后摇匀坩埚将硝酸银溶液液滴覆盖，再将配好料的坩埚置于900℃的试金炉中，在30min升温至1150℃，保温20min，然后出炉将熔融物倒于铁模具中，冷却后，将铅扣与熔渣分离，收集铅扣锤成立方块。合适的铅扣表面应光亮无熔渣附着，质量在25～45g之间，否则应重新调整配料来过。随同试样做空白实验。

先将灰皿在900℃中灰吹炉内预热30min，然后取出灰皿，将铅扣放置于灰皿中，将载有铅扣的灰皿再次置于900℃灰吹炉内，微开炉门，将温度调至1000℃，等待铅扣灰吹完毕。待灰吹完毕后，取出冷却[3]。

1.3.2 酸溶消解

用镊子将贵金属合粒夹出到30mL的瓷坩埚内，用(1+3)的醋酸煮沸5min，然后用蒸馏水洗涤干净，冷却至室温。将贵金属合粒放置于100mL聚四氟乙烯坩埚内，先加入5mL硝酸，放置于100℃电热板上，约10min后待合粒中的银反应完全，合粒呈现黑色时，加入15mL的盐酸，约5min后待合粒完全溶解，溶液蒸至小体积，冷却后定容于100mL的容量瓶中，混匀，静止1h。

1.3.3 ICP-MS测定

静止1h的容量瓶中的溶液可直接测定金铂钯，若金含量高，可稀释10倍或100倍后上机测试。同时测定空白溶液，将Rh选为内标元素。

2 结果与讨论

2.1 王水溶解贵金属合粒用酸量

处理贵金属合粒有多种办法，王水直接溶解可以说是最为经济便利的方法，且能够保证准确度。金、铂溶于王水，钯溶于硝酸和王水。分别选择在100℃电热板上直接加入20mL王水和先加入5mL硝酸，在加入15mL的盐酸的方法，在相同的条件下，直接加入王水溶解，会有少量的白色絮状沉淀析出，溶液不是十分清亮。但是先加入5mL硝酸溶解合粒中的银，待银完全溶解后，合粒会变成黑色，此时再加入15mL的盐酸配成王水溶液，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，无沉淀和杂质析出。

2.2 ICP-MS的干扰与消除

干扰主要有同量异位素和多原子离子的干扰，其中多原子离子的干扰更为严重，具体干扰项见表3。但是其中对于金、铂、钯的干扰离子主要为Ta，Hf和Cu，但火试金实验中捕集剂铅不会捕集Hf，Cu在熔渣中与贵金属合粒分离，Ta在贵金属合粒的检测中含量非常低，可以忽略不计，所以可以忽略多原子离子的干扰。测定贵金属合粒时，同量异位素的干扰可以规避，每个元素都至少存在一个没有同量异位素质谱重叠干扰的同位素，因此只要选择合适的同位素，就可以排除同量异位素的干扰，本实验中选择了105Pd、195Pt、197Au。

表3 多原子离子干扰

3 样品分析

按照试验方法对三个铁精矿样品进行了测定(n=5)，结果见表4。其中金的测定结果采用泡沫吸附-火焰原子吸收法[4]进行对照，对铂钯进行了加标回收试验，回收率在85%～95%之间。

表4 样品分析结果

[1] 李春生, 柴之芳, 毛雪瑛,等. 火试金预浓集结合中子活化和电感耦合等离子体质谱法测定铂族元素[J]. 分析化学, 2001, 29(5):534-537.

[2] 曾妙先.火试金法在贵金属元素分析中的应用[J]. 黄金, 2003, 24(5):48-50.

[3] 王东辉,杨 肃. 提高火试金法可操作性的探讨[J].黄金, 2001, 22(8):45-47.

[4] 陈 冰,刁银军, 肖珊美. 泡沫塑料吸附原子吸收光谱法测定矿石中金的含量[J].广东化工, 2012, 39(6):222-223.

[5] 宋 毅.火试金法样品前处理方法的探讨[J]. 品牌与标准化, 2014(15):74-77.

(本文文献格式：魏凡书， 谷东杰 .火试金富集—电感耦合等离子体质谱法测定铁精矿中金铂钯[J].山东化工，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

通讯作者：魏凡书(1990—)，女，河北承德人，助理工程师，主要从事化学检测。

TS934

A

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