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股票投資經濟學 2021-06-17 16:24:20

貴金屬釕的測定

發布時間: 2021-06-03 18:31:06

① GB/T 18043《貴金屬首飾含量的無損檢測方法X射線熒光光譜法》

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標准編號:GB/T 18043-2000
標准名稱:貴金屬首飾含量的無損檢測方法 X射線熒光光譜法
標准狀態:現行
英文標題:Precious metal jewellery content non-damaged test method--X-ray fluorescence spectrometry
替代情況:被GB/T 18043-2008代替
實施日期:2000-9-1
頒布部門:中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局
內容簡介:本標准規定了貴金屬首飾含量的X射線熒光光譜無損檢測方法及要求。本標准適用於首飾及其他工藝品中貴金屬金、銀、鉑等表層含量的測定及委託檢驗(需徵得委託方及被委託方同意)和生產企業內部管理(不包括生產質量控制)。
出處: http://www.csres.com/detail/58233.html
下載:http://www.csres.com/upload/qy/in/GBT18043-2000.PDF

② 貴金屬檢測一般需要檢測哪些元素

根據國標的要求,看你要檢測什麼純度的那種貴金屬。
可以咨詢國家有色金屬及電子材料分析測試中心

③ 鈀金怎麼檢驗

GB/T11066.6-2009 金化學分析方法鎂、鎳、錳和鈀量的測定火焰原子吸收光譜法
GB/T11066.7-2009 金化學分析方法銀、銅、鐵、鉛、銻、鉍、鈀、鎂、錫、鎳、錳和鉻量的測定火花原子發射光譜法
GB/T11066.8-2009 金化學分析方法銀、銅、鐵、鉛、銻、鉍、鈀、鎂、鎳、錳和鉻量的測定乙酸乙酯萃取-電感耦合等離子體原子發射光譜法
GB/T15072.1- 貴金屬合金化學分析方法金、鉑、鈀合金中金量的測定硫酸亞鐵電位滴定法
GB/T15072.15- 貴金屬合金化學分析方法金、銀、鈀合金中鎳、鋅和錳量的測定電感耦合等離子體原子發射光譜法
GB/T15072.3- 貴金屬合金化學分析方法金、鉑、鈀合金中鉑量的測定高錳酸鉀電流滴定法
GB/T15072.4- 貴金屬合金化學分析方法鈀、銀合金中鈀量的測定二甲基乙二醛肟重量法
GB/T15072.5- 貴金屬合金化學分析方法金、鈀合金中銀量的測定碘化鉀電位滴定法
GB/T15072.6- 貴金屬合金化學分析方法鉑、鈀合金中銥量的測定硫酸亞鐵電流滴定法
GB/T15072.8- 貴金屬合金化學分析方法金、鈀、銀合金中銅量的測定硫脲析出EDTA絡合返滴定法
GB/T17418.3-2010 地球化學樣品中貴金屬分析方法第3部分:鈀量的測定硫脲富集-石墨爐原子吸收分光光度法
GB/T17418.6-2010 地球化學樣品中貴金屬分析方法第6部分:鉑量、鈀量和金量的測定火試金富集-發射光譜法
GB/T19720-2005 鉑合金首飾鉑、鈀含量的測定氯鉑酸銨重量法和丁二酮肟重量法
GB/T21198.3-2007 貴金屬合金首飾中貴金屬含量的測定ICP光譜法第3部分:鈀合金首飾鈀含量的測定採用釔為內標
GB/T23275-2009 釕粉化學分析方法鉛、鐵、鎳、鋁、銅、銀、金、鉑、銥、鈀、銠、硅量的測定輝光放電質譜法
GB/T23276-2009 鈀化合物分析方法鈀量的測定二甲基乙二醛肟析出EDTA絡合滴定法
GB/T23277-2009 貴金屬催化劑化學分析方法汽車尾氣凈化催化劑中鉑、鈀、銠量的測定分光光度法
GB/T23613-2009 鋨粉化學分析方法鎂、鐵、鎳、鋁、銅、銀、金、鉑、銥、鈀、銠、硅量的測定電感耦合等離子體原子發射光譜法
GB/T4698.23-1996 海綿鈦、鈦及鈦合金化學分析方法氯化亞錫--碘化鉀分光光度法測定鈀量
HJ509-2009 車用陶瓷催化轉化器中鉑、鈀、銠的測定電感耦合等離子體發射光譜法和電感耦合等離子體質譜法
QB/T2382-1998 亮金水亮鈀金水試驗方法
SH/T0684-1999 分子篩和氧化鋁基催化劑中鈀含量測定法(原子吸收光譜法)
SJ/Z1091-1976 鍍鈀溶液典型分析方法
YS/T362-2006 純鈀中雜質素的發射光譜分析
YS/T372.1-2006 貴金屬合金素分析方法銀量的測定碘化鉀電位滴定法
YS/T372.3-2006 貴金屬合金素分析方法鈀量的測定丁二肟析出EDTA絡合滴定法
YS/T563-2009 貴金屬合金化學分析方法鉑鈀銠合金中鈀量、銠量的測定丁二肟重量法、氯化亞錫分光光度法
YS/T745.3-2010 銅陽極泥化學分析方法第3部分:鉑量和鈀量的測定火試金富集-電感耦合等離子體發射光譜法

④ 蒸餾分離-催化光度法測定鋨、釕

方法提要

RuO4和OsO4具有揮發性,利用該特性,用蒸餾的方法使它們與伴生金屬分離。選擇適當的氧化劑或吸收劑,使鋨和釕再分離,然後利用鋨、釕對Ce4+-As3+系統的催化作用進行催化光度法測定。固定時間法測得的吸光度A的負對數與鋨(或釕)的濃度有良好的線性關系,適用於鋨、釕含量低的試樣,測定的濃度范圍為鋨0.5~2.5ng/mL,釕0.2~1ng/mL。固定濃度法測得的反應時間t的倒數與鋨(或釕)的濃度有良好的線性關系,適用於鋨、釕含量較高的試樣,測定的濃度范圍為鋨2~16ng/mL,釕1~5ng/mL。

蒸餾裝置見圖64.1。

圖64.1 鋨釕蒸餾器(數字單位:mm)

試劑

氫氧化鈉。

過氧化鈉。

乙醇。

硫酸。

鹽酸。

氯化鈉溶液(20g/L)。

高錳酸鉀溶液(15g/L)。

溴酸鈉溶液(15g/L)。

氯化鈉溶液(200g/L)。

鋨吸收液(0.05mol/LAs2O3-2mol/LH2SO4溶液)稱取10.0g三氧化二砷於250mL燒杯中,加入5gNaOH及約20mL水,加熱溶解後移入1000mL容量瓶,加水稀釋至700mL左右,加入230mL(1+1)H2SO4,冷卻,用水稀釋至刻度,搖勻。

鋨稀釋液吸取100mL鋨吸收液於200mL容量瓶中。加入8mL乙醇,用水稀釋至刻度,搖勻。

釕吸收液稱取0.15g亞硫酸鈉,置於1000mL容量瓶中,加600mL水,加100mL100g/L硫酸汞溶液,立即搖勻。加入40mL乙醇,再加入222mL(1+1)H2SO4,用水稀釋至刻度,搖勻。

三氧化二砷溶液(0.05mol/LAs2O3-1mol/LH2SO4溶液)稱取10.0gAs2O3,加入5gNaOH及約20mL水,加熱溶解後,用水稀釋至約700mL,加入118mL(1+1)H2SO4,冷卻,移入1000mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。

硫酸汞溶液(50g/LHgSO4-1mol/LH2SO4)稱取25g硫酸汞,溶於500mL1mol/LH2SO4

硫酸鈰銨溶液稱取11g硫酸鈰銨,溶於500mL1mol/LH2SO4中。

釕標准儲備溶液ρ(Ru)=100.0μg/mL准確稱取32.92mg光譜純氯釕酸銨[(NH4)2Ru(H2O)Cl5],置於100mL燒杯中,用1mol/LH2SO4使之溶解,並將其移入100mL容量瓶中,用1mol/LH2SO4稀釋至刻度,搖勻。

釕標准溶液ρ(Ru)=1.0ng/mL用釕標准儲備溶液(100.0μg/mL)逐級用1mol/LH2SO4稀釋配製。

鋨標准儲備溶液ρ(Os)=100.0μg/mL准確稱取23.08mg光譜純氯釕酸銨[(NH4)2OsCl6],置於100mL燒杯中,用1mol/LH2SO4使之溶解,並將其移入100mL容量瓶中,用1mol/LH2SO4稀釋至刻度,搖勻。

鋨標准溶液ρ(Os)=20.0ng/mL用鋨標准儲備溶液(100.0ng/mL)逐級用1mol/LH2SO4稀釋配製。

釕的校準曲線

(1)固定時間法

移取0.00mL、0.02mL、0.04mL、0.06mL、0.08mL、0.12mL、0.16mL、0.20mL釕標准溶液(1.0ng/mL),置於25mL比色管中。用1mol/LH2SO4補足至2mL。加入2mL三氧化二砷溶液、1mL硫酸汞溶液,搖勻。再加入1mL硫酸鈰銨溶液,搖勻。在恆溫水浴或室溫放置一定時間(以校準曲線中的最高釕量之吸光度值降至0.3附近時所需時間來確定),以水作參比,用1cm比色皿,在波長420nm處測量溶液的吸光度A和試劑空白吸光度A0,以lg(A0/A)對釕量作圖,繪制校準曲線。

(2)固定濃度法

移取0.00mL、0.05mL、0.10mL、0.20mL、0.30mL、0.40mL鋨標准溶液(1.0ng/mL),置於25mL比色管中。補加1mol/LH2SO4至2mL。加入2mL三氧化二砷溶液、1mL硫酸汞溶液,搖勻。置於35℃恆溫水浴中20min(若含量高可降低溫度),迅速加入1.00mL已恆溫至相同溫度的硫酸鈰銨溶液,搖勻;同時立即啟動秒錶計時,將溶液移入1cm比色皿中,在波長420nm處測量溶液的吸光度降至0.3所需的時間,求出1/t值。對釕量作圖,繪制校準曲線。

鋨的校準曲線

(1)固定時間法

移取0.00mL、0.20mL、0.40mL、0.60mL、0.80mL、1.00mL釕標准溶液(20.0ng/mL),置於25mL比色管中,補加鋨稀釋液至5mL。加入2mL三氧化二砷溶液、1mL硫酸汞溶液,搖勻。再加入1mL硫酸鈰銨溶液,以下步驟同釕的固定時間法校準曲線。

(2)固定濃度法

移取0.00mL、0.20mL、0.40mL、0.60mL、0.80mL、1.20mL、1.60mL釕標准溶液(100.0ng/mL),置於25mL比色管中,補加鋨稀釋液至5mL。加入2mL三氧化二砷溶液、1mL硫酸汞溶液,搖勻。置於35℃恆溫水浴中20min,以下步驟同釕的固定濃度法校準曲線。

分析步驟

稱取5g(精確至0.1g)試樣於50mL高溫坩堝中,加入2倍的過氧化鈉,混勻,再覆蓋約2倍的過氧化鈉,放入已升至700~750℃的高溫爐中熔融20~30min取出,冷卻。若試樣中含硫、碳或有機物較多,用過氧化鈉直接熔融會使坩堝炸裂,因此要先焙燒。在焙燒過程中,鋨易氧化為OsO4揮發損失。為減少損失,加少量NaOH作Os的保護劑,從低溫緩慢升至500℃並焙燒10~20min,就能使硫、碳或有機物分解完全。焙燒完畢,取出,趁熱在不斷搖動下撒入過氧化鈉直到劇烈反應停止。再分次加入約15g過氧化鈉,再在700~750℃熔融15~20min,取出坩堝,冷卻,放入預先盛有200mL水的500mL燒杯中浸取。劇烈反應後,用水洗凈坩堝,並將浸取物用水洗入蒸餾瓶中,加入幾粒玻璃珠。連接蒸餾瓶與支管,並在瓶頸及蒸餾瓶和支管連接之磨口處滴加數滴(1+1)H2SO4。在第一吸收管中加入25mL釕吸收液,第二吸收管中加入25mL鋨吸收液。將吸收管與導管連接,從漏斗中慢慢加入120mL(1+1)H2SO4,搖動蒸餾瓶使沉澱完全溶解。再加入10mL高錳酸鉀溶液和10mL溴酸鈉溶液及4~5滴氯化鈉溶液。洗凈漏斗,關閉活塞。

將蒸餾瓶架於可調電爐上,第二吸收管浸入冷水槽中。加熱蒸餾,待溶液沸騰後適當調節爐溫。蒸餾進行到第二吸收管內溶液增至37~40mL時,迅速取下導管和吸收系統,將吸收管置於水中冷卻至室溫,用水稀釋至50mL刻度,搖勻。第一吸收管中溶液測定釕,第二吸收管中溶液測定鋨。

(1)釕的測定

移取1.0~2.0mL第一吸收管中溶液於乾的25mL比色管中,不足2mL時,用1mol/LH2SO4補足至2mL。以下步驟同校準曲線,用固定時間法或固定濃度法測定。

(2)鋨的測定

移取1.0~5.0mL第二吸收管中溶液於乾的25mL比色管中,補加鋨稀釋液至5mL,以下步驟同校準曲線,用固定時間法或固定濃度法測定。

釕、鋨含量的計算參見式(64.2)。

注意事項

1)坩堝的選擇:按照傳統方法,用過氧化鈉熔解貴金屬時,通常使用鐵坩堝。測定1×10-9以上的鋨、釕時,使用鐵坩堝對其影響不大。測定1×10-9以下的鋨釕時,其空白值對測定結果影響很大,尤其對0.0x×10-9的鋨、釕,基本上是測不準確的。試驗發現,高鋁坩堝的空白值遠遠低於鐵坩堝。

2)Na2O2的選擇:通常使用的Na2O2中鋨、釕空白值較高。由於Na2O2用量大,氧化性強,實際提純困難較大。故應選用空白值低的Na2O2產品。

3)蒸餾裝置:蒸餾器必須是全部磨口玻璃連接,保持干凈。任何有機物都會把四氧化釕還原成不揮發的釕的低價化合物而沉積在容器上、導管壁上。連接處不能塗油脂類的潤滑劑,可用硫酸或高氯酸代替之。

4)氧化劑的選用:氧化還原電位因配合物的配位體不同而改變,氧化劑的氧化還原電位也受溶液中的酸度和其他物質的影響而改變。在蒸餾鋨、釕所使用的氧化劑中,人們通常選擇價格便宜、氧化能力強的KMnO4。對於痕量分析,KMnO4的氧化能力及空白值均能滿足需要。對於超痕量分析,KMnO4的空白值已經超出我們的要求。對幾種主要的氧化劑進行空白值檢查,結果見表64.13。

表64.13 不同氧化劑的空白值 (wB∶10-9)

從表64.13可以看出,K2Cr2O7、NaBrO3、KIO4的空白值都比較低。但是,用K2Cr2O7或KIO4作氧化劑時,釕的回收率只有70%,鋨的回收率還不到70%;用NaBrO3作氧化劑時,也會分解出大量的Br,干擾測定。

所以選用高錳酸鉀和溴酸鈉混合氧化劑用於蒸餾鋨、釕。這種混合氧化劑既能提高鋨、釕的回收率,又不會析出干擾測定的物質。

5)酸度對反應速度的影響:選用0.5mol/L、1.5mol/L、2mol/L硫酸介質,考察其對鋨、釕反應速度的影響。結果看出,體系酸度越小,反應速度越快,靈敏度越高。當體系酸度到達0.5mol/L時,雖然反應速度大大提高,整個體系卻處於不穩定狀態,而且曲線線性關系不好。因此,採用1mol/L的硫酸酸度。

6)As、Ce用量對鋨釕催化As3+-Ce4+反應速度的影響:As3+-Ce4+反應速度隨As3+濃度的增大而加快,即反應速度隨[As3+]/[Ce4+]比值的增加而增加。當增加到一定程度時,曲線向下彎曲,線性不好。因此選定的砷用量為0.05mol/L的As2O32mL,鈰用量為0.02mol/L的硫酸鈰銨1.00mL。

7)溫度、時間對反應速度的影響:一般來說,溫度高則催化時間短,溫度低則催化時間長。如果溫度過高,反應速度過快,曲線陡峭,線性關系被破壞,濃度范圍也相應縮小。溫度太低,反應速度緩慢,曲線斜率太小。需通過實驗確定合適的反應溫度和反應時間。准確的測定要求反應溫度控制在±0.2℃以內。

⑤ 貴金屬是什麼

貴金屬,是黃金、白銀、釕、銠、鈀、鋨、銥、鉑等八種金屬的總稱,這些金屬都有美麗的色澤,且化學屬性穩定。以下是各種貴金屬的特性:
黃金:在空氣中加熱直到熔化都不發生氧化。金不溶於3種強酸,但溶於王水.氰化鉀(鈉)溶液。
白銀:銀是貴金屬中耐蝕性最差的金屬。在潮濕空氣中,它容易被硫及硫化物腐蝕,生成硫化銀。加熱時溶於鹽酸.硫酸.硝酸.王水。銀與汞發生反應,生成汞齊合金,用於補牙。
釕:釕是極好的催化劑,用於氫化、異構化、氧化和重整反應中。純金屬釕用途很少。它是鉑和鈀的有效硬化劑。用它製造電接觸合金,以及硬磨硬質合金等。
銠:耐蝕性較高,甚至不溶於沸騰的王水。但是氫溴酸微腐蝕銠,潮濕的碘和次氯酸鈉也能腐蝕銠。
鈀:耐硫化氫腐蝕,常溫下表面不晦暗。氫氟酸.高氯酸.磷酸.醋酸常溫下不腐蝕鈀,但鹽酸.硫酸.氫溴酸可輕微腐蝕鈀。硝酸.氯化鐵.次氯酸鹽和濕的鹵素會快速腐蝕鈀。
鋨:用來製造超高硬度的合金。鋨同銠、釕、銥或鉑的合金,用作電唱機、自來水筆尖及鍾表和儀器中的軸承。
銥:貴金屬中最耐蝕的金屬。不與普通酸(包括熱硫酸.王水)作用。在次氯酸溶液中稍被腐蝕。
鉑:鉑由於有很高的化學穩定性(除王水外不溶於任何酸,鹼)和催化活性,因此,應用很廣。可與鈷合制強磁體。多用來製造耐腐蝕的化學儀器,如各種反應器皿、蒸發皿、坩堝、電極、鉑網等,鉑和鉑銠合金常用作熱電偶,來測定1200~1750℃的溫度。還可用於製造首飾。

⑥ 任務貴金屬分析方法的選擇

任務描述

貴金屬元素由於其性質的特殊性,在樣品溶解、分離富集等方面與一般元素有很大的不同之處。通過本次任務的學習,加深對貴金屬元素性質的了解,能根據礦石的特性、分析項目的要求及干擾元素的分離等情況正確選擇分離和富集方法,學會基於被測試樣中貴金屬元素含量的高低不同以及對分析結果准確度的要求不同而選用適當的分析方法,能正確填寫樣品流轉單。

任務分析

一、貴金屬在地殼中的分布、賦存狀態及其礦石的分類

貴金屬元素是指金、銀和鉑族(銠、釕、鈀、鋨、銥、鉑)共8 種元素,在元素周期表中位於第五、六周期的第Ⅷ族和第IB副族中。由於鑭系收縮使得第二過渡元素(釕、銠、鈀、銀)與第三過渡元素(鋨、銥、鉑、金)的化學性質相差很小,因此貴金屬元素的化學性質十分相近。

鉑族元按其密度不同,分為輕重兩族。釕、銠、鈀為輕族;鋨、銥、鉑為重族。

金在自然界大都以自然金形式存在,也能和銀、銅和鉑族元素形成天然合金。根據最新研究成果,金的地殼豐度值僅為1 ng/g。金礦床中伴生的有用礦產很多。在脈金礦或其他原生金礦床中,常伴生有銀、銅、鉛、鋅、銻、鉍和釔等;在砂金礦床中,常伴生有金紅石、鈦鐵礦、白鎢礦、獨居石和剛玉等礦物。此外,在有色金屬礦床中,也常常伴生金。金的邊界品位一般為1 g/t。一般自然金里的金含量大於80%,還有少量的銅、鉍、銀、鉑、銻等元素。

銀在地殼中的平均含量為1×10-7,在自然界多以硫化物形式存在,單獨存在的輝銀礦(Ag2S)很少遇見,而且主要伴生在銅礦、鉛鋅礦、銅鉛鋅礦等多金屬硫化物礦床和金礦床中。在開采和提煉銅、鉛、鋅、鎳和金主要組分時,可順便回收銀。一般含銀品位達到5~10 g/t即有工業價值。

鉑族元素在自然界分布量很低,鉑在地殼中的平均豐度僅為5×10-9,鈀為5×10-8。它們和鐵、鈷、鎳在周期表上同屬第Ⅷ族,因此也與鐵、鈷、鎳一樣,具有親硫性。鉑族元素常與鐵元素共生,它們主要富集在與超基性岩和基性岩有關的銅鎳礦床、鉻鐵礦床和砂礦床內。銅鎳礦床中所含鉑族元素以鉑、鈀為主,其次是銠、釕、鋨、銥。鉻鐵礦中所含鉑族元素以鋨、釕、銥為主。鉑族元素之間,以及它們與鐵、鈷、鎳、銅、金、銀、汞、錫、鉛等元素之間能構成金屬互化物。在自然界存在自然鉑和自然鈀。自然鉑含鉑量為84%~98%,其餘為鐵,及少量鈀、銥、鎳、銅等。自然鈀含鈀量為86.2%~100%,同時含有少量鉑、銥、銠等。自然釕很少見,我國廣東省發現的自然釕中含有91.1%~100% 的釕。鉑族元素還可以與非金屬性較強的第Ⅵ主族元素氧、硫、硒、碲及第V主族元素砷、銻、鉍等組成不同類型的化合物。目前已知的鉑族元素礦物有120多種。在一些普通金屬礦物(如黃銅礦、磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃鐵礦、鉻鐵礦等)以及普通非金屬礦物(如橄欖石、蛇紋石、透輝石等)中也可能含有微量鉑族元素。

鉑族元素的共同特性是具有優良的抗腐蝕性、穩定的熱電性、高的抗電火花蝕耗性、高溫抗氧化性能以及良好催化作用,故在工業上應用很廣泛,特別是在國防、化工、石油精煉、電子工業上不可缺少的重要原料。

二、貴金屬的分析化學性質

(一)化學性質

1.金

金具有很高的化學穩定性,即使在高溫條件下也不與氧發生化學作用,這大概就是在自然界中能夠以自然金甚至是以微小金顆粒存在的重要原因。金與單一的鹽酸、硫酸、硝酸和強鹼均不發生化學反應。金能夠溶解在鹽酸和硝酸的混合酸中,其中在王水中的溶解速率是最快的。用於分析化學中的金標准溶液通常就是以王水溶解純金來制備,但需要用鹽酸反復蒸發除去多餘的硝酸或氮氧化合物。在有氧化劑存在的鹽酸中,如 H2O2、KMnO4、KClO3、KBrO3、KNO3和溴水等,金也能夠很好被溶解,這主要是由於鹽酸與氧化劑相互作用產生新生態的氯氣同金發生反應所致。

2.銀

銀有較高的化學穩定性,常溫下不與氧發生化學作用,在自然界同樣能夠以元素形態存在。當與其他元素發生化學反應時,通常形成正一價的銀化合物。在某些條件下也可生成正二價化合物,例如AgO和AgF2,但這些化合物不穩定。

金屬銀易溶於硝酸生成硝酸銀,也易溶於熱的濃硫酸生成硫酸銀,而不溶於冷的稀硫酸中。銀在鹽酸和王水中並不會很快溶解,原因在於初始反應生成的Ag-以AgCl沉澱沉積在金屬表面而形成一層灰黑色的保護膜,阻止了銀的進一步溶解。但是如果在濃鹽酸中加入少量的硝酸,銀的溶解是比較快的。這是因為形成的 AgCl 又生成可溶性的[AgCl2-配離子。這一反應對含銀的貴金屬合金材料試樣的溶解是很有用的。銀與硫接觸時,會生成黑色硫化銀;與游離鹵作用生成相應的鹵化物。銀飾品在空氣中長久放置或佩戴後失去光澤常常與其表面上硫化物及其氯化物的形成有關。在有氧存在時,銀溶解於鹼金屬氰化物而生成[Ag(CN)2-配離子。銀在氧化劑參與下,如有Fe3+時也能溶於酸性硫脲溶液而形成復鹽。

3.鉑族金屬

鉑族金屬在常溫條件下是十分穩定的,不被空氣腐蝕,也不易與單一酸、鹼和很多活潑的非金屬元素反應。但是在確定的條件下,它們可溶於酸,並同鹼、氧和氯氣相互作用。鉑族金屬的反應活性在很大程度上依賴於它們的分散性以及同其他元素,即合金化的元素形成中間金屬化合物的能力。

就溶解能力而言,鉑族金屬粉末較海綿狀的易於溶解,而塊狀金屬的溶解是非常緩慢的。與無機酸的反應,除鈀外,鉑族金屬既不溶於鹽酸也不溶於硝酸。鈀與硝酸反應生成Pd(NO32。海綿鋨粉與濃硝酸在加熱條件下反應生成易揮發的OsO4。鈀、海綿銠與濃硫酸反應,生成相應的PdSO4、Rh2(SO43。鋨與熱的濃硫酸反應生成OsO4或OsO2。鉑、銥、釕不與硫酸反應。王水是溶解鉑、鈀的最好溶劑。但王水不能溶解銠、銥、鋨和釕,只有當它們為高分散的粉末和加熱條件下可部分溶解。在有氧化劑存在的鹽酸溶液中(如H2O2、Cl2等)於封管的壓力條件下,所有的鉑族金屬都能被很好地溶解。

通常,鹼溶液對鉑族金屬沒有腐蝕作用,但當加入氧化劑時則有較強的相互作用。如OsO4就能夠在鹼溶液中用氯酸鹽氧化金屬鋨來獲得。在氧化劑存在條件下,粉末狀鉑族金屬與鹼高溫熔融,反應產物可溶於水(對於Os和Ru)、鹽酸、溴酸和鹽酸與硝酸的混合物中,由此可將難溶的鉑族金屬轉化為可溶性鹽類。高溫熔融時,常用的混合熔劑有:NaOH+NaNO3(或NaClO3)、K2CO3+KNO3、BaO2+BaNO3、NaOH+Na2O2和Na2O2等。利用在硝酸鹽存在條件下的NaOH或KOH的熔融、利用Na2O2的熔融以及利用BaO2的高溫燒結方法通常被認為是將鉑族金屬如銠、銥、鋨、釕轉化成可溶性化合物的方便途徑。

在鹼金屬氯化物存在條件下,鉑族金屬的氯化作用同樣是將其轉化成可溶性化合物的最有效途徑之一。

(二)貴金屬分析中常用的化合物和配合物

1.貴金屬的鹵化物和鹵配合物

貴金屬的鹵化物或鹵配合物是貴金屬分析中最重要的一類化合物,尤其是它們的氯化物或氯配合物。因為貴金屬分析中大多數標准溶液的制備主要來自這些物種;鉑族金屬與游離氯反應,即氯化作用,被廣泛用於分解這些金屬;更重要的是在鉑族金屬的整個分析化學中幾乎都是基於在鹵配合物水溶液中所發生的反應,包括分離和測定它們的方法。

鉑族金屬配合物種類繁多,能與其配位的除鹵素外,還有含O、S、N、P、C、As等配位基團,常見的有

NH3、NO、NO2、PH3、PF3、PCl3、PBr3、AsCl3、CO、CN-和多種含S、N、P的有機基團。貴金屬的簡單化合物在分析上的重要性遠不如其配合物。對於金或銀雖然形成某些穩定配合物,但無論其種類或數量都無法與鉑族金屬相比擬。

2.貴金屬氧化物

金、銀的氧化物在分析上並不重要。金的氧化物有Au2O3、Au2O,Au2O很不穩定,與水接觸分解為Au2O3和Au。用硝酸汞、乙酸鹽、酒石酸鹽等還原劑還原Au(Ⅲ)可得到Au2O。Au(Ⅲ)與NaOH作用時,生成Au(OH)3沉澱。通常,Au(OH)3以膠體形態存在,所形成的膠粒直徑一般為80~200 nm。

向銀溶液中小心加入氨溶液時可形成白色的氫氧化銀。當以鹼作用時則有棕色的氧化銀析出。氧化銀呈鹼性,能微溶於鹼並生成[Ag(OH )2-;在300℃條件下分解為 Ag和O2

鉑族金屬及其化合物在空氣中灼燒可形成各種組分的氧化物。由於許多氧化物不穩定,或者穩定的溫度范圍比較窄,或者某些氧化物具有揮發性,因此在用某些分析方法測定時要十分注意。例如,一些採用重量法的測定需在保護氣氛中灼燒成金屬後稱重。Os(Ⅷ)、Ru(Ⅷ)的氧化物易揮發,這也是與其他貴金屬分離的最好方法。鉑族金屬對氧的親和力順序依次為:Pt<Pd<Ir<Ru<Os。鉑的親和力最差,但粉末狀的鉑能很好與氧結合。貴金屬的氧化物在溶液中多呈水合氧化物形式存在。

3.貴金屬的硫化物

形成硫化物是貴金屬元素的共性,但難易程度不同。其中IrS生成較難,而PdS、AgS較容易形成。貴金屬硫化物均不溶於水,其溶解度按下列順序依次減小:Ir2S3、Rh2S3、PtS2、RuS2、OsS2、PdS、Au2S3、Ag2S。在貴金屬的氯化物或氯配合物(銀為硝酸鹽)溶液中,通入H2S氣體或加入Na2S溶液可得到相應的硫化物沉澱。

4.貴金屬的硝酸鹽和亞硝酸鹽化合物或配合物

在貴金屬的硝酸鹽中,AgNO3是最重要的化合物。分析中所用的銀標准溶液都是以AgNO3為初始基準材料配製的。其他貴金屬的硝酸鹽及硝基配合物不穩定,易水解,在分析中較少應用。鉑族金屬的亞硝基配合物是一類十分重要的配合物。鉑族金屬的氯配合物與NaNO2在加熱條件下反應,生成相應的亞硝基配合物。這些配合物很穩定,在pH 8~10的條件下煮沸也不會發生水解。利用這種性質可進行貴金屬與賤金屬的分離。

三、貴金屬礦石礦物的取樣和制樣

含有貴金屬元素的樣品在分析之前必須具備兩個條件:①樣品應是均勻的;②樣品應具有代表性。否則,無論分析方法的准確度如何高或分析人員的操作如何認真,獲得的分析結果往往是毫無意義的。此外,隨著科學技術的發展,貴金屬資源被廣泛應用於各工業部門和技術領域,由於貴金屬資源逐漸減少,供需矛盾日漸突出,其價格日趨昂貴,因此對分析結果准確性的要求比其他金屬要高。

貴金屬礦石礦物的取樣、加工是為了得到具有較好代表性和均勻性的樣品,使所測試樣品中貴金屬的含量能夠較真實地反映原礦的情況,避免取樣帶來的誤差。貴金屬在自然界中的賦存狀態很復雜,又由於貴金屬元素的含量較低,故分析試樣的取樣量必須滿足兩個因素:①分析要求的精度;②試樣的均勻程度,即取出的少量試樣中待測元素的平均含量要與整個分析試樣中的平均含量一致。實際上貴金屬元素在礦石中的分布並不均勻,往往集中在少數礦物顆粒中,要達到取出的試樣與總試樣完全一致的要求是很難做到的。因此,只能在滿足所要求的分析誤差范圍內進行取樣,增加取樣量,分析誤差可能會減小。試樣中貴金屬礦物的破碎粒度與取樣量有很大關系,粒度愈大,試樣愈不均勻,取樣量也應愈大,因此加工礦物試樣時應盡可能磨細。為了達到一定的測量精度,除滿足上述取樣量的條件外,還應滿足測定方法的靈敏度。

一般的礦樣,可按常規方法取樣、制樣。金多以自然金的形式存在於礦石礦物中,它的粒度變化較大,大的可達千克以上,而微小顆粒甚至在顯微鏡下都難以分辨。金的延展性很好,它的破碎速度比脈石的破碎速度慢,因此對未過篩的和殘留在篩縫中的樣品部分絕對不能棄之,此部分大多含有自然金。金礦石的取樣與加工一般按切喬特經驗公式進行。對於比較均勻的樣品,K取值為0.05,一般金礦石樣品,K取值為0.6~1.5。

對於較難加工的金礦石,在棒磨之前加一次盤磨碎樣並磨至0.154mm,因為棒磨機的作用是用鋼棒沖擊和擠壓岩石再磨細金粒,能滿足一般金粒較細的試樣所需的破碎粒度。含有較粗金粒的試樣,用棒磨機只能使金粒壓成片狀或帶狀,達不到破碎的目的。而盤磨機是利用搓壓的作用力使石英等硬度較大的物料搓壓金粒來達到破碎的目的。

在金礦樣的加工過程中,應注意以下幾個方面:

(1)如果礦樣量在1kg以下,碎樣時應磨至200目。一半送分析用,一半作為副樣。如果礦樣量在1 kg以上,按加工流程進行破碎,作基本分析的樣品重量不應少於500~600 g。

(2)若樣品中含有明金時,應增設80目過篩和篩上收金的過程。

(3)對於1∶20萬區域化探水系沉澱物樣品,應將原分析樣混勻後分取40g,用盤磨粉碎至200目,混勻後作為金的測定樣。

(4)在過篩和縮分過程中,任何時間都不能棄去篩上物和損失樣品。

(5)所使用的各種設備每加工完一個樣品後必須徹底清掃干凈,並認真檢查在縫隙等處有無金粒殘留。

(6)礦樣經棒磨機粉碎至200 目後,送分析之前必須再進行混勻,以防止因金的密度大在放置時間過久或運送過程中金下沉而導致樣品不均勻。

由於金在礦石中的不均勻性,要製取有代表性、供分析用的礦樣,應盡可能地增大礦石取樣量。在磨樣過程中,對分離出粗粒的金應分別處理。其他貴金屬礦樣的取樣與加工要比金礦石的容易。

為了獲得准確的分析結果,貴金屬試樣在分析之前,取樣與樣品的加工,試樣的分解將是整個分析工作中的重要環節。另一方面,由於在大多數的分析方法中,獲得的分析結果常常是通過與已知的標准物質的含量,包括標准溶液和標准樣品進行比較獲得的,因此,准確的分析結果同樣也依賴於貴金屬標准溶液的准確制備。

四、貴金屬礦樣的樣品處理技術

貴金屬礦石礦物的分解有其特殊性,是分析化學中的難題之一。因為多數貴金屬具有很強的抗酸、鹼腐蝕的特點,常用的無機溶劑和分解技術難以分解。

含銠、銥和釕等試樣,在常溫、常壓,甚至較高溫度、壓力下用王水也難以分解。

砂鉑礦多由超基性岩體中的鉻-鉑礦風化次生而成,其密度及硬度極高、化學惰性極強,在高溫、高壓條件下溶解也較慢。

鋨銥礦是以鋨和銥為主的天然合金,晶格類型的差別較大(銥為等軸晶系,鋨為六方晶系)。含鋨高時稱為銥鋨礦,呈鋼灰色至亮青銅色;含銥高時稱為鋨銥礦,呈明亮錫白色。它們的密度都很大,性脆且硬,含銥、釕高時磁性均較強,鋨高時相反。化學性質也都很穩定,於王水中長時間煮沸難以被分解。

為了分解這些難溶物料,需要引入一些特殊的技術,如焙燒預處理技術、鹼熔融技術、加壓酸消解技術等。

(一)焙燒預處理方法

貴金屬在礦石中除以自然金、自然鉑等形式存在外,還以各種金屬互化物形式存在,並常伴生在硫化銅鎳礦和其他硫化礦中。用王水分解此類礦樣時,由於硫的氧化不完全,易產生元素硫,並吸附金、鉑、鈀等,使測定結果偏低,尤其對金的吸附嚴重,故需要先進行焙燒處理,使硫氧化為SO2而揮發。焙燒溫度的控制是很重要的,溫度過低,分解不完全;溫度過高,會燒結成塊,影響分析測定。常用的焙燒溫度為600~700℃,焙燒時間與試樣量和礦石種類有關,一般為1~2h。不同硫化礦的焙燒分解情況不同,其中黃鐵礦最易分解,其次是黃銅礦,最難分解的是方鉛礦。以下是幾種貴金屬礦石的焙燒處理方法。

(1)含砷金礦的焙燒。先將礦石置於高溫爐中,升溫至400℃恆溫2h,使大部分砷分解、揮發,繼續升溫至650℃,使硫和剩餘的少量砷完全揮發。於礦石中加入NH4NO3、Mg(NO32等助燃劑,可提高焙燒效率,縮短焙燒時間。如果金礦中砷的含量在0.2% 以上,且砷含量比金含量高800倍的條件下焙燒時,會生成砷和金的一種易揮發的低沸點化合物而使金損失,此時的焙燒溫度應控制在650℃以下。當金礦石中硅含量較高時,加入一定量NH4HF2可分解SiO2

(2)含銀硫化礦的焙燒。先將礦石置於高溫爐中,升溫至650℃,恆溫2h,使硫完全揮發。當礦石中硅含量較高時,即使加入NH4HF2,由於焙燒過程中生成難溶的硅酸銀,使測定結果嚴重偏低。為此,用酸分解焙燒試樣時,加入HF以分解硅酸銀,可獲得滿意的結果。

(3)含鉑族元素硫化礦的焙燒。與含金硫化礦的焙燒方法相同。

(4)含鋨硫化礦的焙燒。試樣進行焙燒時,易氧化為OsO4形式揮發損失,於焙燒爐中通入氫氣,硫以H2S形式揮發;或按10∶1∶1∶1比例將礦石、NH4Cl、(NH42CO3、炭粉混合後焙燒,可加速硫的氧化,對鋨起保護作用。

(二)酸分解法

貴金屬物料的酸分解法是最常用的方法,操作簡便,不需特殊設備。常用的溶劑是王水,它所產生的新生態氯具有極強的氧化能力,是溶解金礦和某些鉑族礦石的有效試劑。溶解金時可在室溫下浸泡,加熱使溶解加速。溶解鉑、鈀時,需用濃王水並加熱。此外,分解金礦的試劑很多,如HCl-H2O2、HCl-KClO3、HCl-Br2等。被硅酸鹽包裹的礦物,應在王水中加少量HF或其他氟化物分解硅酸鹽。酸分解方法不能用於含銠、銥礦石的分解,此類礦石只有在高溫、高壓的特定條件下強化溶解才能完全溶解。

(三)鹼熔法

固體試劑與試樣在高溫條件下熔融反應可達到分解的目的。最常用的是過氧化鈉熔融法,幾乎可以分解所有含貴金屬的礦石,但對粗顆粒的鋨銥礦很難分解完全,常需要用合金碎化後再鹼熔才能分解完全。本法的缺點是引入了大量無機鹽,對坩堝腐蝕嚴重,又帶入了大量鐵、鎳。使用鎳坩堝還能帶入微量貴金屬元素。此法多用於無機酸難以分解的礦石。

五、貴金屬元素的分離和富集方法

貴金屬元素在岩石礦物中的含量較低,因此,在測定前對其進行分離富集往往是必要且關鍵的一步。貴金屬元素的分離和富集有兩種方法;一種是干法分離和富集——火法試金;一種是濕法分離和富集——將樣品先轉為溶液,然後採用沉澱、吸附、離子交換、萃取、色層等方法進行分離富集貴金屬與賤金屬分離,主要有共沉澱分離法、溶劑萃取法、離子交換分離法、活性炭分離富集法、泡沫塑料富集法及液膜分離富集法等。目前應用最廣泛的是火試金法、泡沫塑料法、萃取法。具體方法詳見任務2、任務3、任務4的相關內容。

六、貴金屬元素的測定方法

(一)化學分析法

1.重量法測定金與銀

將鉛試金法得到的金、銀合粒,稱其總量。經「分金後」得到金粒,稱重。兩者重量之差為銀的重量。

為了減少金在灰吹中的損失和便於分金,在熔煉時通常加入毫克量的銀。如果試樣中含金量較高,加入的銀量必須相應增加,以達金量的3倍以上為宜。低於此數時,分金不完全,且銀不能完全溶解,影響測定結果。

在實際應用中,不同含金量可按表7-1所示的銀與金的比例加入銀,可滿意地達到分金效果。

表7-1 銀與金的比例

如合粒中含銀量低、金量高時,可稱取兩份試樣,一份不加銀,所得合粒稱重,為金銀合量。另一份加銀,分金後測金。二者重量之差為銀量。亦可先將金、銀合粒稱重,再加銀灰吹,然後進行分金,測得金量。差減法得銀量。

分金可採用熱硝酸(1∶7),此時合粒中的銀、鈀以及部分鉑溶解,而金不溶並呈一黑色的整粒留下來。如果留的下金粒帶黃色,則表示分金不完全,應當取出,補加適量銀,包在鉛片中再灰吹,然後分金。

用硝酸(1∶7)分金後,金粒中還殘留有微量銀,可再用硝酸(1∶1)加熱數分鍾除去。

2.滴定法

在貴金屬元素的滴定法中,主要利用貴金屬離子在溶液中進行的氧化還原反應、形成穩定配合物反應、生成難溶化合物沉澱或被有機試劑萃取的化合反應。被滴定的貴金屬離子本身多數是有顏色的,而且存在著復雜的化學形態和化學平衡反應,故導致滴定法的應用有一定的局限性。

金的滴定法主要依據氧化還原反應,包括碘量法、氫醌法、硫酸鈰滴定法、釩酸銨滴定法及少數催化滴定法和原子吸收-碘量法聯合的分析方法。其中碘量法和氫醌法在我國應用最普遍,它們與活性炭或泡塑吸附分離聯用,方法的選擇性較好,且可測得微量至常量的金,已成為經典的測定方法或實際生產中的例行測定規程。由於樣品的成分的復雜性,故用活性炭吸附分離-碘量法測定金時,還應針對試樣的特殊性採取相應的預處理手段。例如,含鉛、銀高的試樣,可加入5~7g硫酸鈉,煮沸使二氯化鉛轉化為硫酸鉛沉澱過濾除去,銀用鹽酸溶液(2+98)洗滌,可避免氯化銀沉澱以銀的氯配離子形式進入溶液中而被活性炭吸附。含鐵、鉛、銅、鋅的試樣,在滴定時加入0.5~1 g氟化氫銨可掩蔽50mg鐵、鉛,3~5mL的EDTA溶液(25g/L)可掩蔽大量鉛、銅、鋅,但需立即加入碘化鉀,以避免Au(Ⅲ)被還原為Au(Ⅰ)。含硫高時,於馬弗爐中500℃溫度下焙燒3h後再於650~700℃恆溫1~2h,可避免金的分析結果偏低。含銻的試樣,用氫氟酸蒸發2次,可消除其對金的影響。試樣中含鉑和鈀時,會與碘化鉀形成紅色和棕色碘化物,且消耗硫代硫酸鈉,可於滴定時加入5mL硫氰酸鉀溶液(250g/L),使之形成穩定的配合物而消除干擾。用碘量法測定金的誤差源於多種因素:金標准溶液的穩定性、活性炭吸附金的酸度、水浴蒸發除氮氧化物的條件、澱粉指示劑用量、滴定前碘化鉀的加入量、分取試液和滴定液的濃度、標定量的選擇等,因此應予以注意。

關於銀的化學滴定法,應用最普遍的是硫氰酸鉀(銨)和碘化鉀沉澱滴定法,其次是硫代硫酸鈉返滴定法、硫酸亞鐵氧化還原滴定法和二硫腙萃取滴定法等。

硫氰酸鉀滴定法測定銀:將試金所得的金、銀合粒用稀硝酸溶解其中的銀,以硫酸鐵銨為指示劑,用硫氰酸鉀標准溶液滴定至淡紅色,即為終點。其主要反應式如下:

Ag+KCNS→K+AgCNS↓

Fe3++3KCNS→3K+Fe(CNS)3

在鉑族金屬的滴定中,以莫爾鹽還原Pt(Ⅳ),用釩酸銨返滴定法或二乙基二硫代氨基甲酸鈉滴定法的條件苛刻,選擇性差,不能用於組成復雜的試樣分析中。於pH為3~4酸性介質中,長時間煮沸的條件下,Pt(Ⅳ)能與EDTA定量絡合,在乙酸-乙酸鈉緩沖介質中,用二甲酚橙作指示劑,乙酸鋅滴定過量的EDTA,可測定5~30mg Pd。利用這一特性,採用丁二肟分離鈀,用酸分解濾液中的丁二肟,可測定含鉑、鈀的冶金物料中的鉑。Pd(Ⅱ)的滴定測定方法較多,常見的是利用形成難溶化合物沉澱和穩定配合物的反應。在較復雜的冶金物料中,採用選擇性試劑掩蔽鈀,二甲酚橙作指示劑,鋅(鉛)鹽滴定析出與鈀等量的EDTA測定鈀的方法較多。

(二)儀器分析法

貴金屬在地殼中的含量很低,因此各種儀器分析方法在貴金屬的測定中獲得了非常廣泛的應用。主要有可見分光光度法、原子吸收光譜法、發射光譜法、電感耦合等離子體原子發射光譜法、電感耦合等離子體質譜法等。具體的應用請參閱本項目的任務2、任務3、任務4的相關內容。

七、貴金屬礦石的分析任務及其分析方法的選擇

貴金屬礦石的分析項目主要是金、銀、銠、釕、鈀、鋨、銥、鉑含量的測定,除精礦外,一般礦石中貴金屬的含量都比較低,因此,在選擇分析方法時,靈敏度是需要重點考慮的因素。一般,銀的測定主要用原子吸收光譜法和可見分光光度法,且10 g/t以上含量的不需要預富集,可直接測定。可見分光光度法、原子吸收光譜法、電感耦合等離子體原子發射光譜法、電感耦合等離子體質譜法在金的測定上都獲得了廣泛的應用。金的測定一般都需要採取預富集手段。銠、釕、鈀、鋨、銥、鉑在礦石中含量甚微,因此對方法的靈敏度要求較高。目前,電感耦合等離子體質譜法在銠、釕、鈀、鋨、銥、鉑的測定的應用已經越來越廣泛和成熟。另外光度法、電感耦合等離子體發射光譜法也在銠、釕、鈀、鋨、銥、鉑的測定中發揮了重要作用。

技能訓練

實戰訓練

1.學生實訓時按每組5~8人分成幾個小組。

2.每個小組進行角色扮演,利用所學知識並上網查詢相關資料,完成貴金屬礦石委託樣品從樣品驗收到派發樣品檢驗單工作。

3.填寫附錄一中質量表格1、表格2。

⑦ 鋶試金分離富集-電感耦合等離子體質譜法測定鉑、鈀、銠、銥、鋨、釕、金

方法提要

試樣與混合熔劑於1100℃熔融,鉑族元素進入鎳扣與基體分離。用鹽酸溶解鎳扣,濾出不溶於鹽酸的鉑族元素硫化物,在封閉溶樣器中用王水溶解,ICP-MS法測定,其中鋨用同位素稀釋法測定。取樣20g時測定下限為0.01~0.2ng/g。

儀器和裝置

電感耦合等離子體質譜儀。

試金用高溫爐、300mL黏土坩堝及鑄鐵模具。

負壓抽濾裝置(濾膜孔徑0.45μm)

PFA封閉溶樣器容積10mL。

試劑

鋶試金熔劑見本章64.2.1.2。

鹽酸。

硝酸。

王水 鹽酸和硝酸銨(3+1)比例混合均勻。

氯化亞錫溶液(1mol/L,介質6mol/LHCl),制備後一個月內使用。

碲共沉澱劑ρ(Te)=0.5mg/mL稱取0.1072g碲酸鈉(Na2TeO4·2H2O)溶解於100mL3mol/LHCl。

釕、銠、鈀、銥、鉑、金的單元素標准儲備溶液ρ(B)=100.0μg/mL

鉑標准儲備溶液ρ(Pt)=100.0μg/mL稱取0.1000g光譜純(99.99%)鉑絲,置於100mL燒杯中,加入15mLHCl、5mLHNO3,蓋上表面皿,放在電熱板上加熱溶解後,加入5滴200g/LNaCl溶液,在水浴上蒸干。用鹽酸趕硝酸3次。加入10mLHCl和20mL水,加熱溶解後移入1000mL容量瓶中,補加90mLHCl,用水稀釋至刻度,搖勻。

鈀標准儲備溶液ρ(Pd)=100.0μg/mL稱取0.1000g光譜純鈀絲(99.99%),置於100mL燒杯中,加入15mLHCl、5mLHNO3,蓋上表面皿,放在電熱板上加熱溶解後,加入5滴200g/LNaCl溶液,在水浴上蒸干。用鹽酸趕硝酸3次。加入10mLHCl和20mL水,加熱溶解後移入1000mL容量瓶中,補加90mLHCl,用水稀釋至刻度,搖勻。

銠標准儲備溶液ρ(Rh)=100.0μg/mL稱取35.93mg光譜純氯銠酸銨[(NH4)3RhCl6]置於100mL燒杯中,加入20mL水,加20mLHCl,溶解後移入100mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。

銥標准儲備溶液ρ(Ir)=100.0μg/mL稱取57.35mg光譜純氯銥酸銨[(NH4)2IrCl6],置於100mL燒杯中,加入25mL水,再加25mLHCl,溫熱使其溶解,取下冷卻。移入250mL容量瓶中,補加25mLHCl,用水稀釋至刻度,搖勻。

釕標准儲備溶液ρ(Ru)=100.0μg/mL稱取82.23mg光譜純氯釕酸銨[(NH4)2Ru(H2O)Cl5],置於100mL燒杯中,用水潤濕,加入0.5g硫酸亞鐵銨、5mL(1+1)H2SO4,攪拌使之溶解,蓋上表面皿,於中溫電熱板上加熱至微冒白煙。取下冷卻。用水洗燒杯壁及表面皿,再加熱至冒白煙並繼續保持5min,取下,冷卻後用1mol/LH2SO4移入250mL容量瓶中,並稀釋至刻度,搖勻。

金標准儲備溶液ρ(Au)=100.0μg/mL稱取純金0.1000g,置於50mL燒杯中,加入10mL新配製的王水,放在沸水浴上溶解並蒸發至小體積。移入1000mL容量瓶中,加入100mL王水,用水稀釋至刻度,搖勻備用。

組合元素標准儲備溶液ρ(B)=10.0μg/mL由釕、銠、鈀、銥、鉑、金的單元素標准儲備溶液制備組合稀釋配製,介質(1+9)王水,存放期限為一年。

組合元素標准工作溶液根據試樣中的實際含量稀釋為適當濃度的混合元素工作溶液,一般為ρ(B)=5.0ng/mL,(1+9)王水介質。保存期限為兩周。

190Os稀釋劑 從美國橡樹嶺實驗室購置的稀釋劑190Os金屬粉末,190Os豐度為97.04%,192Os豐度為1.61%,制備為鋨含量適當的溶液(約100ng/mL),介質為0.5mol/LNaOH。用同位素稀釋法,加入普通鋨標准溶液,准確標定稀釋劑溶液中鋨的濃度。也可採用其他適當的鋨稀釋劑。

內標元素混合溶液含In、Tl各10.0ng/mL,在測定過程中通過三通在線引入。

儀器調試溶液含Co、In、U各1.0ng/mL。

分析步驟

(1)試樣處理

稱取10~20g(精確至0.1g)試樣,置於錐形瓶中,加入混合熔劑,充分搖動混勻後,轉入黏土坩堝中,准確加入適量鋨稀釋劑(含鋨量與試樣中鋨相當),覆蓋少量熔劑,放入已升溫至1100℃的高溫爐中熔融1.5h。取出坩堝,將熔融體注入鑄鐵模具,冷卻後,取出鎳扣,轉入加有水的燒杯中,待扣鬆散成粉末後,加入60mLHCl,加熱溶解至溶液變清且不再冒泡為止。加入0.5~1mL碲共沉澱劑、1~2mLSnCl2溶液,繼續加熱半小時出現沉澱並放置數小時使碲沉澱凝聚,然後用0.45μm濾膜進行負壓抽濾,用(1+4)HCl和水洗滌沉澱數次。將沉澱和濾膜一同轉入PFA封閉溶樣器中,加入1~2.5mL王水,封閉。於100℃左右溶解2~3h,冷卻後轉入10~25mL比色管,用水稀釋至刻度,搖勻待測。

(2)上機測定

ICP-MS的操作和數據獲取參數見表64.2。

表64.2 等離子體質譜儀工作參數(以TJAPQ-ExCellICP-MS為例)

測量同位素選擇:

101Ru/115In、103Rh/115In、105Pd/115In(注:含銅高的樣品,應選用106Pd或108Pd)、193Ir/205Tl、195Pt/205Tl、197Au/205Tl、192Os/190Os。

點燃等離子體後穩定15min後,用儀器調試溶液進行最佳化,要求儀器靈敏度達到計數率大於2×104s-1。同時以CeO/Ce為代表的氧化物產率小於2%,以Ce2+/Ce為代表的雙電荷離子產率小於5%。

以高純水為空白,用組合標准工作溶液對儀器進行校準,然後測定試樣溶液。在測定的全過程中,通過三通在線引入內標溶液。

在測定過程中,計算機始終在監測內標元素的信號強度,如發生變化(可能因儀器漂移或試樣溶液基體的變化引起),則對所有與此內標相關聯的元素進行相應補償。

計算機根據標准溶液中各元素的已知濃度和測量信號強度建立各元素的校準曲線公式,然後根據未知試樣溶液中各元素的信號強度,以及預先輸入的試樣稱取量和製得試樣溶液體積,直接給出Ru、Rh、Pd、Ir、Pt和Au的含量。同時給出試樣溶液中的192Os/190Os比值,根據以下同位素稀釋法計算公式計算試樣中Os的含量:

岩石礦物分析第三分冊有色、稀有、分散、稀土、貴金屬礦石及鈾釷礦石分析

式中:w(Os)為試樣中Os的質量分數,ng/g;R為測得的192Os/190Os比值;mS為稀釋劑加入量,ng;K為試樣中Os的原子質量與稀釋劑中Os的原子質量之比(使用本190Os稀釋劑時,該值為1.10015);AS為稀釋劑中192Os的同位素豐度(本稀釋劑為0.0161);BS為稀釋劑中190Os的同位素豐度(本稀釋劑為0.9704);AX為試樣中192Os的同位素豐度,其值為0.41;BX為試樣中190Os的同位素豐度,其值為0.264;m為稱取試樣的質量,g。

計算機給出的測定結果沒有扣除流程空白。每批試樣必須同時進行數份空白分析,最終隨同試樣上機測定,根據測定結果進行適當的空白修正。

注意事項

1)本法不適用於含錸高的試樣中鋨的測定,因為高錸試樣中可能存在較高含量的放射成因187Os,而本法是基於普通同位素組成的鋨進行稀釋法測定。

2)對於超痕量鉑族元素的分析,試劑空白是主要的制約因素,作為捕集劑的鎳是試劑空白的主要來源,對於低含量試樣的准確測定影響很大。羰基鎳的空白很低,可以滿足要求。若使用一般氧化鎳或金屬鎳試劑,需預先測定其鉑族元素空白值進行篩選,並進行必要的提純。具體提純方法為:按鋶鎳試金流程空白處理,其中Ni2O3加入量為15g,硫粉10g,其餘試劑量不變。高溫熔融後,溶解鎳扣,碲共沉澱兩次。用0.45μm濾膜過濾除去鉑族元素硫化物沉澱。提純後的鎳溶液在電熱板上加熱濃縮至較小體積,加入Na2CO3中和至pH8,生成碳酸鎳沉澱,水洗至中性,離心,棄清液,將沉澱轉入瓷皿,於105℃烘乾,再放入高溫爐,於500℃焙燒2h,得黑色Ni2O3粉末。提純後Ni2O3用於超痕量貴金屬分析後,再回收每次溶扣後濾液循環使用。在此循環流程中,鎳粉中金的含量可能逐漸增高,故按此法提純的氧化鎳不能用於金的分析。

3)本法對金的回收率約為80%。可能的原因為鹽酸溶解鎳扣時,部分金被溶解,且不能隨金屬碲完全共沉澱。可根據同時分析的標准物質的結果進行適當校正。

4)用同位素稀釋法測定鋨是必要的。一方面不能確保封閉溶解過程沒有鋨的泄漏損失,另一方面由於不同氧化程度的鋨在ICP技術中靈敏度的巨大差異,採用標准溶液標化會造成分析結果的極大誤差。為了便於保存,鋨的標准溶液一般制備為低價(+4價),其靈敏度與其他元素相當。而試樣在制備過程中可能全部或部分被氧化為高價(+8價),其靈敏度會有不同程度的提高。在同位素稀釋法中,從試金開始加入稀釋劑,經歷了高溫熔融,鋶鎳捕集,HC1溶扣,王水溶渣全流程,試樣中鋨與加入的稀釋劑充分平衡,保持了一致的氧化態,從而保證了分析結果的可靠性。

5)為了提高回收率,在溶解鋶鎳扣後加入Te使少量溶解的貴金屬隨碲共沉澱。

⑧ 鋶鎳試金分離富集-電感耦合等離子體質譜法測定鉑、鈀、銠、銥、鋨、釕、金

方法提要

試樣與混合熔劑於1100℃熔融,鉑族元素進入鎳扣與基體分離。用鹽酸溶解鎳扣,濾出不溶於鹽酸的鉑族元素硫化物,在封閉溶樣器中用王水溶解,ICP-MS測定,其中鋨用同位素稀釋法測定。取樣20g時測定下限為0.01~0.2ng/g。

儀器和裝置

電感耦合等離子體質譜儀。

試金用高溫爐、300mL黏土坩堝及鑄鐵模具。

負壓抽濾裝置濾膜孔徑0.45μm。

PFA封閉溶樣器容積10mL。

試劑

鋶鎳試金熔劑及配方見表84.40。

表84.40 鋶鎳試金熔劑配比(單位:g)

鹽酸。

硝酸。

王水鹽酸和硝酸按(3+1)比例混合均勻。

氯化亞錫溶液(1mol/L,介質6mol/LHCl)制備後一個月內使用。

碲共沉澱劑ρ(Te)=0.5mg/mL稱取0.1072g碲酸鈉(Na2TeO4·2H2O)溶解於100mL3mol/LHCl。

釕、銠、鈀、銥、鉑、金的單元素標准儲備溶液ρ(B)=100.0μg/mL。

鉑標准儲備溶液ρ(Pt)=100.0μg/mL稱取0.1000g光譜純(99.99%)鉑絲,置於100mL燒杯中,加入15mLHCl、5mLHNO3,蓋上表面皿,放在電熱板上加熱溶解後,加入5滴200g/LNaCl溶液,在水浴上蒸干。用鹽酸趕硝酸3次。加入10mLHCl和20mL水,加熱溶解後移入1000mL容量瓶中,補加90mLHCl,用水稀釋至刻度,搖勻。

鈀標准儲備溶液ρ(Pd)=100.0μg/mL稱取0.1000g光譜純鈀絲(99.99%),置於100mL燒杯中,加入15mLHCl、5mLHNO3,蓋上表面皿,放在電熱板上加熱溶解後,加入5滴200g/LNaCl溶液,在水浴上蒸干。用鹽酸趕硝酸3次。加入10mLHCl和20mL水,加熱溶解後移入1000mL容量瓶中,補加90mLHCl,用水稀釋至刻度,搖勻。

銠標准儲備溶液ρ(Rh)=100.0μg/mL稱取38.56mg光譜純氯銠酸銨〔(NH4)3RhCl6·1/2H2O〕置於100mL燒杯中,加入20mL水,加20mLHCl,溶解後移入100mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。

銥標准儲備溶液ρ(Ir)=100.0μg/mL稱取57.35mg光譜純氯銥酸銨〔(NH4)2IrCl6〕,置於100mL燒杯中,加入25mL水,再加25mLHCl,溫熱使其溶解,取下冷卻。移入250mL容量瓶中,補加25mLHCl,用水稀釋至刻度,搖勻。

釕標准儲備溶液ρ(Ru)=100.0μg/mL稱取8.22mg光譜純氯釕酸銨(NH4)2Ru(H2O)Cl5,置於100mL燒杯中,用水潤濕,加入0.5g硫酸亞鐵銨、5mL(1+1)H2SO4,攪拌使之溶解,蓋上表面皿,於中溫電熱板上加熱至微冒白煙。取下冷卻。用水洗燒杯壁及表面皿,再加熱至冒白煙並繼續保持5min,取下,冷卻後用1mol/LH2SO4移入500mL容量瓶中,並稀釋至刻度,搖勻。

金標准儲備溶液ρ(Au)=100.0μg/mL稱取純金0.1000g,置於50mL燒杯中,加入10mL新配製的王水,放在沸水浴上溶解並蒸發至小體積。移入1000mL容量瓶中,加入100mL王水,用水稀釋至刻度,搖勻備用。

組合元素標准儲備溶液ρ(B)=10.0μg/mL由釕、銠、鈀、銥、鉑、金的單元素標准儲備溶液制備組合稀釋配製,介質(1+9)王水,存放期限為一年。

組合元素標准工作溶液根據試樣中的實際含量稀釋為適當濃度的混合元素工作溶液,一般為ρ(B)=5.00ng/mL,(1+9)王水介質。保存期限為兩周。

190Os稀釋劑從美國橡樹嶺實驗室購置的稀釋劑190Os金屬粉末,190Os豐度為97.04%,192Os豐度為1.61%,制備為鋨含量適當的溶液(約100ng/mL),介質為0.5mol/LNaOH。用同位素稀釋法,加入普通鋨標准溶液,准確標定稀釋劑溶液中鋨的濃度。也可採用其他適當的鋨稀釋劑。

內標元素混合溶液含In、Tl各10ng/mL,在測定過程中通過三通在線引入。

儀器調試溶液含Co、In、U各1.0ng/mL。

分析步驟

1)試樣處理。稱取10~20g(精確至0.1g)試樣,置於錐形瓶中,加入混合熔劑,充分搖動混勻後,轉入黏土坩堝中,准確加入適量鋨稀釋劑(含鋨量與試樣中鋨相當),覆蓋少量熔劑,放入已升溫至1100℃的高溫爐中熔融1.5h。取出坩堝,將熔融體注入鑄鐵模具,冷卻後,取出鎳扣,轉入加有水的燒杯中,待扣鬆散成粉末後,加入60mLHCl,加熱溶解至溶液變清且不再冒泡為止。加入0.5~1mL碲共沉澱劑。1~2mLSnCl2溶液,繼續加熱半小時出現沉澱並放置數小時使碲沉澱凝聚,然後用0.45μm濾膜進行負壓抽濾,用(1+4)HCl和水洗滌沉澱數次。將沉澱和濾膜一同轉入PFA封閉溶樣器中,加入1~2.5mL王水,封閉。於100℃左右溶解2~3h,冷卻後轉入10~25mL比色管,用水稀釋至刻度,搖勻待測。

2)上機測定。ICP-MS的儀器操作和數據獲取參數見表84.41。

表84.41 電感耦合等離子體質譜儀工作參數

注:以TJAPQ-ExCellICPMS為例。

測量同位素選擇:101Ru/115In、103Rh/115In、105Pd/115In(注:含銅高的樣品,應選用106Pd或108Pd)、193Ir/205Tl、195Pt/205Tl、197Au/205Tl、192Os/190Os。

點燃等離子體後穩定15min後,用儀器調試溶液進行最佳化,要求儀器靈敏度達到計數率大於2×104s-1。同時以CeO/Ce為代表的氧化物產率<2%,以Ce2+/Ce為代表的雙電荷離子產率<5%。

以高純水為空白,用組合標准工作溶液對儀器進行校準,然後測定試樣溶液。在測定的全過程中,通過三通在線引入內標溶液。

在測定過程中,計算機始終在監測內標元素的信號強度,如發生變化(可能因儀器漂移或試樣溶液基體的變化引起),則對所有與此內標相關聯的元素進行相應補償。

計算機根據標准溶液中各元素的已知濃度和測量信號強度建立各元素的校準曲線公式,然後根據未知試樣溶液中各元素的信號強度,以及預先輸入的試樣稱取量和製得試樣溶液體積,直接給出Ru、Rh、Pd、Ir、Pt和Au的含量。同時給出試樣溶液中的192Os/190Os比值,根據以下同位素稀釋法計算公式計算試樣中Os的含量:

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

式中:w(Os)為試樣中Os的質量分數,ng/g;R為測得的192Os/190Os比值;mS為稀釋劑加入量,ng;K為試樣中Os的原子質量與稀釋劑中Os的原子質量之比(使用本190Os稀釋劑時,該值為1.10015);AS為稀釋劑中192Os的同位素豐度(本稀釋劑為0.0161);BS為稀釋劑中190Os的同位素豐度(本稀釋劑為0.9704);AX為試樣中192Os的同位素豐度,其值為0.41;BX為試樣中190Os的同位素豐度,其值為0.264;m為稱取試樣的質量,g。

計算機給出的測定結果沒有扣除流程空白。每批試樣必須同時進行數份空白分析,最終隨同試樣上機測定,根據測定結果進行適當的空白修正。

192Os存在192Pt的同量異位素干擾,按下式校正:

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

式中:I192Os為192Os的計數率;I192為192質量數的總計數率;0.023為192Pt和195Pt兩種同位素的天然同位素豐度比值。

注意事項

1)本法不適用於含錸高的試樣中鋨的測定,因為高錸試樣中可能存在較高含量的放射成因187Os,而本法是基於普通同位素組成的鋨進行稀釋法測定。

2)對於超痕量鉑族元素的分析,試劑空白是主要的制約因素,作為捕集劑的鎳是試劑空白的主要來源,對於低含量試樣的准確測定影響很大。羰基鎳的空白很低,可以滿足要求。若使用一般氧化鎳或金屬鎳試劑,需預先測定其鉑族元素空白值進行篩選,並進行必要的提純。具體提純方法為:按鋶鎳試金流程空白處理,其中Ni2O3加入量為15g,硫粉10g,其餘試劑量不變。高溫熔融後,溶解鎳扣,碲共沉澱兩次。用0.45μm濾膜過濾除去鉑族元素硫化物沉澱。提純後的鎳溶液在電熱板上加熱濃縮至較小體積,加入Na2CO3中和至pH8,生成碳酸鎳沉澱,水洗至中性,離心,棄清液,將沉澱轉入瓷皿,於105℃烘乾,再放入高溫爐,於500℃焙燒2h,得黑色Ni2O3粉末。提純後Ni2O3用於超痕量貴金屬分析後,再回收每次溶扣後濾液循環使用。在此循環流程中,鎳粉中金的含量可能逐漸增高,故按此法提純的氧化鎳不能用於金的分析。

3)本法對金的回收率約為80%。可能的原因為鹽酸溶解鎳扣時,部分金被溶解,且不能隨金屬碲完全共沉澱。可根據同時分析的標准物質的結果進行適當校正。

4)用同位素稀釋法測定鋨是必要的。一方面不能確保封閉溶解過程沒有鋨的泄漏損失,另一方面由於不同氧化程度的鋨在ICP技術中靈敏度的巨大差異,採用標准溶液標化會造成分析結果的極大誤差。為了便於保存,鋨的標准溶液一般制備為低價(+4價),其靈敏度與其他元素相當。試樣在制備過程中可能全部或部分被氧化為高價(+8價),其靈敏度會有不同程度的提高。在同位素稀釋法中,從試金開始加入稀釋劑,經歷了高溫熔融,鋶鎳捕集,HCl溶扣,王水溶渣全流程,試樣中鋨與加入的稀釋劑充分平衡,保持了一致的氧化態,從而保證了分析結果的可靠性。

5)為了提高回收率,在溶解鋶鎳扣後加入Te使少量溶解的貴金屬隨碲共沉澱。

⑨ 什麼是貴金屬

貴金屬主要指金、銀和鉑族金屬(釕、銠、鈀、鋨、銥、鉑)等8種金屬元素。這些金屬大多數擁有美麗的色澤,具有較強的化學穩定性,一般條件下不易與其他化學物質發生化學反應。

貴金屬投資分為實物投資和電子盤交易投資。其中實物投資是指投資人在對貴金屬市場看好的情況下,低買高賣賺取差價的過程。也可以是在不看好經濟前景的情況下所採取的一種避險手段,以實現資產的保值增值。

電子盤交易是指根據黃金、白銀等貴金屬市場價格的波動變化,確定買入或賣出,這種交易一般都存在杠桿,可以用較小的成本套取較大的回報。

隨著通貨膨脹威脅的加劇,全球經濟形勢的動盪,以及世界金融危機的爆發,具有避險保值功能的貴金屬投資需求呈現出爆發式的增長趨勢。由於貴金屬的變現性和保值性高,可以抵禦通脹帶來的幣值變動和物價上漲。

(9)貴金屬釕的測定擴展閱讀:

貴金屬投資的政策法規:

正規貴金屬交易中心指出,由於前期國務院發布的38號文整頓交易市場,隨後央行等五部委聯合發文,嚴格禁止除了上海黃金交易所和上海期貨交易所以外任何機構和個人設立黃金交易所,或黃金交易平台。

根據相關文件,2011年國務院發布38號文《國務院關於清理整頓各類交易場所切實防範金融風險的決定》,38號文指出,除依法經國務院或國務院期貨監管機構批准設立從事期貨交易的交易場所外,

任何單位一律不得以集中競價、電子撮合、匿名交易、做市商等集中交易方式進行標准化合約交易。從事保險、信貸、黃金等金融產品交易的交易場所,必須經國務院相關金融管理部門批准設立。

目前國內貴金屬投資以可以使用交易平台的現貨白銀和部分實物黃金為主,其中不乏許多非法的平台,如許多以美元報價的倫敦金、倫敦銀等地下盤,多年來也出現過許多詐騙的案例,需要投資者謹慎。

⑩ 鋶試金富集-微堆中子活化測定鉑、鈀、銥、銠、鋨、釕

方法提要

用鎳鋶試金富集鉑族元素,鎳扣用(1+1)HCl溶解後制備靶樣,送入反應堆中輻照。經適當時間的冷卻,用γ能譜儀測量被測核素的特徵γ峰。

方法適用於地球化學勘查水系沉積物、土壤、岩石等樣品中鉑、鈀、釕、銠、鋨、銥的測定。方法的檢出限w(B):Pt0.6×10-9、Pd0.46×10-9、Ru0.6×10-9、Rh0.05×10-9、Os0.27×10-9、Ir0.006×10-9

儀器與裝置

微型核反應堆中子通量1×1012n·cm-2·s-1

快速氣動樣品傳輸系統。

數字多道γ能譜儀系統。

同軸高純鍺探測器對60Co1332keV相對效率大於30%,解析度為小於2.0keV,峰康比>50∶1。

平面鍺探測器。

低本底鉛室。

試劑

鹽酸。

鋶試金試劑見64.2.1.2鋶試金。

鉑、鈀、銥、銠、釕標准儲備溶液ρ(B)=100.0μg/mL配製方法同64.3.1。

鋨標准儲備溶液ρ(Os)=100.0μg/mL稱取0.1154g光譜純氯鋨酸銨[(NH4)2Os(H2O)Cl5]置於200mL燒杯中,加入0.2~0.3mg(NH4)2Fe(SO4)2和25mL水,待鹽類溶解後,加25mLH2SO4,在電熱板上加熱至微冒白煙,再繼續5min。取下,冷卻,用水稀釋至500mL。

混合標准溶液由標准儲備溶液逐級稀釋,並配製成Pd、Pt為5.0μg/mL,Ir、Os、Rh、Ru為1.0μg/mL混合工作溶液。

分析步驟

稱取20~50g(精確至0.1g)試樣,按64.2.1.2鋶試金的操作步驟處理,將粉化後的鎳扣用鹽酸溶解後,取下,稍冷,趁熱用微孔(0.45μm)濾膜過濾,用(2+98)熱HCl溶液洗滌殘渣,再用熱水沖洗殘渣,將濾膜烘乾,用處理後的聚乙烯薄膜包裝成1cm×1cm的靶樣,裝入樣品盒,用快速氣動裝置送入反應堆中輻照。輻照後的試樣經過適當時間的冷卻,用γ能譜儀測量被測核素的特徵γ峰,由IAE/SPA分析軟體進行譜分析和數據處理,相對法計算分析結果。測量條件見表64.3,鉑族元素分析所用核參數見表64.4。

表64.3 照射、測量條件

注:104Rh是用平面鍺探測器測量的,其他均用高純鍺探測器測量。

表64.4核素參數

注意事項

1)試金扣要粉碎得細一些,掌握好溶解時間,時間太短,扣中的雜質溶解不完全,對測定造成影響;時間太長,貴金屬硫化物長期與熱HCl溶液接觸,不可避免地造成了貴金屬的損失。

2)金對鉑的干擾的校正:

測定Pt是用核素199Au的158keVγ峰,其核反應如下:

198Pt(n,γ)→199Pt→199Au,而197Au(n,γ)→198Au(n,γ)→199Au

顯然Au產生的199Au對Pt測定有正干擾。因此應用金標准,跟著試樣一起照射,計算Au對Pt的干擾系數k,用以下公式對Pt進行校正:

w(Pt)=w'(Pt)—k×w(Au)式中:w(Pt)為校正後Pt含量;k為Au對Pt的干擾系數;w'(Pt)為校正前Pt含量;w(Au)為Au的含量。