湿法预处理-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定低冰镍的金、银、铂、钯含量

史博洋，刘 宇，王皓莹，朱明伟，任晨阳

（北矿检测技术股份有限公司，北京 102628）

金、银、铂和钯是高镍锍物料中主要的伴生计价元素，目前国内外还没有统一的检测低冰镍[1-2]中金、银、铂和钯含量的标准，生产者和购买者基本采用自己的方法检测其含量，由于高镍锍中存在约80%的镍铜铁钴等金属和约20%的硫，金、银、铂和钯分析难度较大，导致贸易结算时常有争议出现，即便找仲裁单位检测，也存在没有被行业认可的统一标准方法可采用的问题。因此，有必要加强研究，建立低冰镍中金、银、铂和钯的统一分析标准，确保行业认可，为企业低冰镍生产及市场贸易提供有力的指导。本研究采用湿法预处理-电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）同时测定低冰镍中金、银、铂和钯含量，为后续低冰镍中贵金属检测提供依据，该方法检测方便，灵敏度高，检出限低，检测范围宽，稳定性好。

1 试验部分

1.1 试验仪器与试剂

主要试验仪器为电感耦合等离子体原子发射光谱仪，品牌为岛津SHIMADZU，型号为ICPE-9820。其他仪器有烧杯（容积500 mL、100 mL）、滤纸、黏土坩埚和容量瓶（容积25 mL）等。试验材料为低冰镍，呈粉末状，购自金川集团股份有限公司。主要试剂为金、铅、铋、铂、钯单元素标准溶液，浓度为1 000 mg/L，购自钢研纳克检测技术股份有限公司。其他试剂有硝酸、浓硫酸、醋酸和盐酸等。

1.2 试验方法

称取15 g 低冰镍置于500 mL 烧杯中，用水冲洗杯壁，加入20 mL 硝酸（1+7），待有墨绿色硝酸铜出现后加入60 mL 浓硫酸，高温蒸至糊状，冷却后加入纸浆、氯化钠和少量水，煮沸后用滤纸过滤。将沉淀物全部转移到滤纸上，置于黏土坩埚内，加入合适配料，按照火试金法的步骤进行熔炼、灰吹等，最终得到含有金、银、铂、钯的合粒。用醋酸洗涤合粒，称重后加入硝酸（1+1），待合粒溶解完全后，将溶液转移至100 mL 烧杯中，加入10 mL 盐酸煮沸，冷却后将溶液转移至25 mL 容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，静置至溶液澄清，得到待测溶液。样品中的金、铂、钯含量由ICP-AES[3]直接测定，合粒减去金、铂、钯及其杂质后计算银含量。

2 结果与讨论

2.1 方法的选择

低冰镍的主要组分如表1所示。低冰镍含有大量的铜和镍，直接采用火试金法不能大量去除样品中的杂质，会导致试验失败。因此，本研究采用湿法预处理-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定低冰镍中金、银、铂和钯含量。

表1 低冰镍的主要组分

2.2 称样量的选择

取适量低冰镍样品（编号C1），研究不同称样量对金、银、铂、钯测定结果的影响，结果如表2所示。由表2 可以看出，称样量过小，银含量偏低，灰吹结束后，夹取合粒时容易损失或者丢失，为了更好地夹取合粒，建议称取15 g 样品。

表2 称样量选择试验

2.3 氧化铅用量的确定

经湿法预处理，低冰镍样品中的大部分铜和镍已被除去。取适量样品（编号C2）开展试验，合理确定氧化铅用量，结果如表3所示。由表3 可以看出，不同的氧化铅用量对测定结果无明显影响。从经济环保考虑，氧化铅用量取80 g。

表3 氧化铅用量选择试验

2.4 滤液残留

为验证样品过滤过程中是否有损失，将滤液低温加热至近干，然后加入5 mL 盐酸，低温加热至微沸，取下稍冷，在容量瓶中用水定容至25 mL，静置澄清。用ICP-AES[4-6]测定滤液中残留的各元素浓度。从表4 可以看出，滤液中没有Au、Ag、Pt、Pd 等元素的残留。

表4 滤液残留对测定的影响

2.5 方法对比

一是直接采用火试金法测定金、铂、钯含量。称取5.0 g 样品C2，将20 mg 金属银、40 g 碳酸钠、200 g氧化铅、20 g 二氧化硅、15 g 硼砂、1.0 g 淀粉加入灰化好的黏土坩埚中，搅拌均匀，附盖10 mm 厚的氯化钠。按照火试金法步骤进行熔炼、灰吹和分金，在电感耦合等离子体原子发射光谱仪最佳工作条件下测定金、铂、钯的发射强度，分别从工作曲线上查出各元素相应的浓度。二是采用火焰原子吸收法测定银含量。将0.3 g 低冰镍置于250 mL 烧杯中，加入少量水润湿，依次加入5 mL 浓硝酸、15 mL 浓盐酸、5 mL浓高氯酸，然后盖上表面皿，加热至冒烟，蒸至湿盐状，冷却。继续加入15 mL 浓盐酸，低温加热溶解，冷却后移入100 mL 容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，静置。用原子吸收光谱仪测定银的浓度。如表5所示，湿法预处理-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定结果（简称方法一）与火试金-火焰原子吸收法（简称方法二）测定结果几乎相同。

表5 不同方法的测定结果对比

2.6 方法精密度验证

按照试验方法对所有样品进行分析，每个样品平行测定7 次，结果如表6所示。测定结果的标准偏差（SD）介于0.062 9～2.982 0 g/t，相对标准偏差（RSD）介于0.86%～13.97%，该方法的精密度较好。

表6 方法精密度验证结果

2.7 加标回收试验

称取一定量的低冰镍样品，加入与样品含量相同的金、银标准溶液，按照相应步骤进行试验，计算加标回收率，测定结果如表7所示。金的加标回收率在98.24%～104.08%，银的加标回收率在98.36%～103.61%，铂的加标回收率在97.20%～102.12%，钯的加标回收率在99.41%～101.18%，待测元素的加标回收率都较高。由此可以得出，试验方法准确度较高，适用于测定低冰镍中金、银、铂、钯的含量。

表7 加标回收试验结果

3 结论

湿法预处理-电感耦合等离子体原子发射光谱法可以同时测定低冰镍中金、银、铂和钯含量，节约时间，简便快捷。试验结果表明，4 种元素的加标回收率均介于97.20%～104.08%。传统的火试金-火焰原子吸收法测定时无法形成合粒，需要加入银进行保护，同时银含量需要单独使用原子吸收光谱仪进行测量，测定步骤多，操作不便。与传统方法相比，湿法预处理-电感耦合等离子体原子发射光谱法检测方便，灵敏度高，检出限低，检测范围宽，稳定性好。