稀贵金属冶炼废水中金、银、铂、钯快速测定方法

技术领域

本发明属于冶金行业的金属测试分析技术领域，特别涉及到一种测定稀贵金属冶炼系统产生的废水中金、银、钯、铂快速测定方法。

背景技术

镍铜冶炼企业工业废水中各种成分的分析，对于了解废水的污染情况及金属的综合利用具有重要意义。就稀贵金属冶炼过程产生的废水中贵金属的分析测试而言，一般采用分光光度法和原子吸收分光光度法，但分光光度法操作繁琐，耗时较长；原子吸收分光光度法虽然操作简单，耗时也较短，但只能进行单元素分别分析，检测完一种元素后需要更换一次空心阴极灯。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种稀贵金属冶炼废水中金、银、铂、钯等贵金属元素的快速测定方法。

为此，采用如下技术方案： 一种稀贵金属冶炼废水中金、银、铂、钯快速测定方法，其测定依据电感耦合等离子体发射光谱法检测原理进行，方法包括实验条件、样品处理、工作曲线绘制、干扰及其消除、检出限情况和准确性情况，其中：

一、实验条件

1）仪器选择：选用电感耦合等离子体发射光谱仪作实验仪器，使用该仪器的最佳参数为：高频发生器功率：1150W，辅助气流量：0.5L/min，泵速：50r/min，垂直观测高度：15mm； 

2）分析谱线的选择：谱线的选择遵循所选谱线灵敏度高，干扰少的原则；通过在同一条件下，同时测定各谱线的强度及对待侧谱线周围干扰谱线的观察分析，确定了金、银、铂、钯的分析谱线为：金：242.7 nm，Ag：328.0，铂：265.9 nm，钯：340.4 nm；

3）测定体系的酸度：由于样品中含有大量的钠，盐酸介质很容易引起盐类析出而造成银的包裹损失，因此测定体系选择体积百分比为2%的硝酸介质； 

二、样品处理

1）试样处理：移取5.0mL试样，置于150mL烧杯中，加入10mL浓硝酸，1mL体积百分比为50%的稀硫酸，1mL浓过氧化氢，蒸发至冒SO₃白烟，冷却后加入2mL浓高氯酸，冒白烟并蒸发至近干，冷却后用2mL体积百分比为10%稀硝酸溶解残渣，用体积百分比为2%稀硝酸定容至25mL容量瓶中；试液于所述电感耦合等离子体发射光谱仪上按所述工作条件进行测定；

2）测量：以体积百分比浓度为2%的稀硝酸调节仪器零点，测定系列标准溶液，建立校准曲线，然后对试样溶液测定，仪器自动给出试样中金、钯、铂、银的质量浓度；

三、工作曲线绘制

1）标准系列溶液的配置

金、钯、铂标准贮存溶液：分别称取99.99%的1.0000g纯金、1.0000g纯钯、1.0000g纯铂于烧杯中，加入20mL浓盐酸、5mL浓硝酸，盖上表皿，于电热板上溶解并蒸发至3~5mL，移至水浴中或置于电热板上的石棉板上保持低温100~150℃蒸干，用5mL体积百分比浓度为50%的盐酸冲洗表皿及杯壁并蒸干，反复一次，冷却。加入20mL浓盐酸、2mL浓过氧化氢，盖上表皿，蒸发至3~5mL，冷却。用体积百分比浓度为50%的盐酸冲洗表皿及杯壁并移入1000mL容量瓶中，以体积百分比浓度为50%的盐酸定容；此溶液lmL含lmg金、或钯或铂；

银标准贮存溶液：称取99.95%的0.5000g金属银于200mL烧杯中，加20mL体积百分比浓度为50%的硝酸，加热至完全溶解，冷却至室温,移入500mL棕色容量瓶中，用无氯离子水稀释至刻度,混匀，此溶液1mL含1mg银；

金、钯、铂混合标准溶液：分别移取5.00mL的金、钯、铂标准贮存溶液于200mL容量瓶，以体积百分比为10%稀硝酸定容；此溶液lmL分别含25μg金、25μg 钯、25μg铂；

银标准溶液：移取银标准贮存溶液5.00mL于200mL容量瓶中，以以体积百分比为10%稀硝酸定容；此溶液1mL含25μg银；

2）绘制工作曲线：分别移取所述金、钯、铂混合标准溶液0mL、0.8mL、2.0mL、4.0mL于100mL容量瓶中，加入10mL含钠100g/L的硝酸钠溶液，以体积百分比为2%稀硝酸定容，于电感耦合等离子体发射光谱仪上，按所述的仪器最佳工作条件测定，仪器自动绘制出工作曲线， 为了保证系列标准溶液的稳定性，该标准系列溶液必须现用现配；

移取所述银标准溶液0mL、0.4mL、2.0mL、4.0mL于100mL容量瓶中，加入10mL含钠100g/L的硝酸钠溶液，以体积百分比为2%稀硝酸定容，于电感耦合等离子体发射光谱仪上，按所述的仪器工作条件测定，仪器自动绘制出工作曲线，为了保证系列标准溶液的稳定性，此标准系列溶液必须现用现配；

3）分析结果的计算

按下式计算金、钯、铂、银的含量，结果以g/L表示：

式中：x—表示金、铂、钯、银；

ρ₀—仪器给出的被测元素的质量浓度，mg/L；

    V₀—试料量，即5mL；

    V₁—测定时溶液量，即25mL；

四、共存元素干扰考察

由于现工艺上废水的后期处理采用碱化方式，所以样品中含有大量的钠离子，对待测元素干扰明显，为了消除钠离子的干扰，进行了如下试验：

钠基体匹配： 根据试验分析数据统计，待测样品中钠离子的含量在8—12g/L之间，考察了含钠在0-24g/L之间对金钯铂银测定的干扰，随着钠离子含量的增加，测定结果均逐渐降低，在钠离子含量为8-16g/L时结果较稳定；结合待测样品含量，确定钠基体匹配含量为10g/L，即满足待测元素分析需求；

五、方法的检出限及测定下限

在所述的仪器工作条件下，用不含待测元素的空白溶液连续测定11次，以测定结果的标准偏差的3倍作为检出限，标准偏差的10倍作为该方法的测定下限，

检出限：金：0.0245mg/L，钯：0.0288 mg/L，铂：0.0149 mg/L，银：0.0066 mg/L；

测定下限：金：0.0815mg/L，钯：0.0960 mg/L，铂：0.0496 mg/L，银：0.0220 mg/L；    显然，元素的检出限满足分析需要；

六、精密度实验      

在所述的仪器工作条件下，对废水样品重复测定11次，金、钯、铂、银的RSD在0.73 %~ 1.84%之间，完全满足分析方法要求；

七、回收率实验

为了验证分析方法的准确度，进行了加标回收试验。由于待测样品中待测元素大都低于方法检出限，无法确定加标量，所以选择工作曲线的中间两点作为加标量，得出金、钯、铂、银的回收率在98.9~110.7%， 95.8~109.4%， 97.6~111.6%， 96.3~112.5%之间，完全满足分析方法的要求；

八、方法对照实验

 本发明和原测定方法结果进行对照，两种测定方法的结果在分析误差允许范围内，进一步说明本发明测定结果的可靠性。

本发明建立了样品经酸处理后，直接于电感耦合等离子体发射光谱上同时快速测定稀贵金属系统废水中金、银、铂、钯等贵金属元素的快速测定方法，不仅有效地避免了原分析方法的弊端，而且方法简便快速，分析结果稳定可靠，减轻了岗位人员的劳动强度和健康危害，适用于生产中大批量样品的分析。

具体实施方式

本发明仅适用确认为分析纯的试剂和蒸馏水或去离子水或相当纯度的水。

一种稀贵金属冶炼废水中金、银、铂、钯快速测定方法，其测定依据电感耦合等离子体发射光谱法检测原理进行，方法包括实验条件、样品处理、工作曲线绘制、干扰及其消除、检出限情况和准确性情况，其中：

一、实验条件

1）仪器选择：选用iCAP6300的电感耦合等离子体发射光谱仪，使用该仪器的最佳参数为：高频发生器功率：1150W，辅助气流量：0.5L/min，泵速：50r/min，垂直观测高度：15mm； 

2）分析谱线的选择：谱线的选择遵循所选谱线灵敏度高，干扰少的原则；通过在同一条件下，同时测定各谱线的强度及对待侧谱线周围干扰谱线的观察分析，确定了金、钯、铂、银的分析谱线为：金：242.7 nm，钯：340.4 nm ，铂：265.9 nm， Ag：328.0；

3）测定体系的酸度：由于样品中含有大量的钠，盐酸介质很容易引起盐类析出而造成银的包裹损失，因此测定体系选择体积百分比为2%的硝酸介质。

二、样品处理

1）试样处理：移取5.0mL试样，置于150mL烧杯中，加入10mL浓硝酸，1mL体积百分比为50%的稀硫酸，1mL浓过氧化氢，蒸发至冒SO₃白烟，冷却后加入2mL浓高氯酸，冒白烟并蒸发至近干，冷却后用2mL体积百分比为10%稀硝酸溶解残渣，用体积百分比为2%稀硝酸定容至25mL容量瓶中。试液于电感耦合等离子体发射光谱仪上按所选定的工作条件进行测定；

2）测量：以体积百分比浓度为2%的稀硝酸调节仪器零点，测定系列标准溶液，建立校准曲线，然后对试样溶液测定，仪器自动给出试样中金、钯、铂、银的质量浓度；

三、工作曲线绘制

1）标准系列溶液的配置

金、钯、铂标准贮存溶液：分别称取99.99%的1.0000g纯金、1.0000g纯钯、1.0000g纯铂于烧杯中，加入20mL浓盐酸、5mL浓硝酸，盖上表皿，于电热板上溶解并蒸发至3~5mL，移至水浴中或置于电热板上的石棉板上保持低温100~150℃蒸干，用5mL体积百分比浓度为50%的盐酸冲洗表皿及杯壁并蒸干，反复一次，冷却。加入20mL浓盐酸、2mL浓过氧化氢，盖上表皿，蒸发至3~5mL，冷却。用体积百分比浓度为50%的盐酸冲洗表皿及杯壁并移入1000mL容量瓶中，以体积百分比浓度为50%的盐酸定容。此溶液lmL含lmg金、或钯或铂；

银标准贮存溶液：称取99.95%的0.5000g金属银于200mL烧杯中，加20mL体积百分比浓度为50%的硝酸，加热至完全溶解，冷却至室温,移入500mL棕色容量瓶中，用无氯离子水稀释至刻度,混匀，此溶液1mL含1mg银；

金、钯、铂混合标准溶液：分别移取5.00mL的金、钯、铂标准贮存溶液于200mL容量瓶，以体积百分比为10%稀硝酸定容。此溶液lmL分别含25μg金、25μg 钯、25μg铂；

银标准溶液：移取银标准贮存溶液5.00mL于200mL容量瓶中，以以体积百分比为10%稀硝酸定容；此溶液1mL含25μg银；

2）绘制工作曲线：分别移取所述金、钯、铂混合标准溶液0mL、0.8mL、2.0mL、4.0mL于100mL容量瓶中，加入10mL含钠100g/L的硝酸钠溶液，以体积百分比为2%稀硝酸定容，于电感耦合等离子体发射光谱仪上，按设定的仪器最佳工作条件测定，仪器自动绘制出工作曲线， 为了保证系列标准溶液的稳定性，此标准系列溶液必须现用现配。

移取所述银标准溶液0mL、0.4mL、2.0mL、4.0mL于100mL容量瓶中，加入10mL含钠100g/L的硝酸钠溶液，以体积百分比为2%稀硝酸定容，于电感耦合等离子体发射光谱仪上，按设定的仪器最佳工作条件测定，仪器自动绘制出工作曲线，为了保证系列标准溶液的稳定性，此标准系列溶液必须现用现配。

3）分析结果的计算

按下式计算金、钯、铂、银的含量，结果以g/L表示：  

式中：x—表示金、铂、钯、银；

ρ₀—仪器给出的被测元素的质量浓度，mg/L；

    V₀—试料量，即5mL；

    V₁—测定时溶液量，即25mL；

四、共存元素干扰考察

由于现工艺上废水的后期处理采用碱化方式，所以样品中含有大量的钠离子，对待测元素干扰明显，为了消除钠离子的干扰，进行了如下试验：

钠基体匹配： 根据试验分析数据统计，待测样品中钠离子的含量在8—12g/L之间，考察了含钠在0-24g/L之间对金钯铂银测定的干扰，随着钠离子含量的增加，测定结果均逐渐降低，在钠离子含量为8-16g/L时结果较稳定。结合待测样品含量，确定钠基体匹配含量为10g/L，即满足待测元素分析需求。

五、方法的检出限及测定下限

在所述的仪器工作条件下，用不含待测元素的空白溶液连续测定11次，以测定结果的标准偏差的3倍作为检出限，标准偏差的10倍作为该方法的测定下限，

检出限：金：0.0245mg/L，钯：0.0288 mg/L，铂：0.0149 mg/L，银：0.0066 mg/L；

测定下限：金：0.0815mg/L，钯：0.0960 mg/L，铂：0.0496 mg/L，银：0.0220 mg/L；    显然，元素的检出限满足分析需要；具体数据见表1。

六、精密度实验      

在所述的仪器工作条件下，对废水样品重复测定11次，金、钯、铂、银的RSD在0.73 %~ 1.84%之间，完全满足分析方法要求；具体数据见表2。

七、回收率实验

为了验证分析方法的准确度，进行了加标回收试验。由于待测样品中待测元素大都低于方法检出限，无法确定加标量，所以选择工作曲线的中间两点作为加标量，得出金、钯、铂、银的回收率在98.9~110.7%， 95.8~109.4%， 97.6~111.6%， 96.3~112.5%之间，完全满足分析方法的要求；具体见表3。

八、方法对照实验

 本发明和原测定方法结果进行对照，两种测定方法的结果在分析误差允许范围内，进一步说明本发明测定结果的可靠性。具体见表4。