地质样品中铂族元素测定研究

周俊仁(广东省地质局第五地质大队，广东 肇庆 526060)

铂族元素本身的超痕量性，对测定实验中空白值控制以及干扰元素控制等要求更为严格，必须要采取一定措施来消除块金效应。因此，在对地质样品中铂族元素进行测定时，需要结合地质样品的特点，对测定方法进行调整，合理选择各项配料，降低各因素对测定结果的影响，争取不断提高元素测定准确率。

1 消解过程分析

1.1 酸溶法

此种处理技术具有经济性、便捷性以及空白值低等优点，已经被广泛的应用到地质样品的分解试验中。利用其对地质样品铂族元素进行测定试验时，可以利用HF与王水，一起与0.5-5g的地质样品置于将烧杯中，进行加热处理使其分解，另外HCLO4、HBr、Br2与H2O2等也可以用于样品的分解处理。例如应用王水酸溶法对超基性岩标样进行消解处理，并用大空隙阴离子交换树脂完成富集，成功测定得出样品中Pt与Au。

1.2 火试金法

此种处理技术来源于传统的冶金技术，现在经过更多新型技术的改良，已经被广泛的用于分离、富集铂族元素的测定。其中，镍锍试金法主要是利用PGE亲硫性特征，PGE与Ni元素化学与物理性质相似，为元素间形成合金提供了条件，PGE晶体结构大部分为立方晶系，与Ni3S2晶体半径相似。其中，Os与Ru为紧密六方晶系，但是在高温环境下会发生畸变，将与硫化镍等贵金属等进行合金。PGE氧化物与硫化物生成自由能与其他金属差异性比较大，能够使得PGE在高温熔融时分离，达到在SiS扣中富集的效果。在进行消解处理时，选择待测定样品与Na2CO3、Na2B4O7、SiO2、硫以及羟基镍粉等按照不同比例混合于粘土坩埚中，然后放入到马弗炉加热到1000-1200℃[1]。经过冷却后，受硫化物与硅酸盐不相容特点影响，PGE与Ni3S2将会沉降于坩埚底部形成镍扣。将镍扣粉碎处理后用HCl溶解处理，Te共沉淀分离既可以达到分离的处理效果。例如应用共沉淀法、离子交换法对将镍粉进行提纯处理，可以降低流程空白值，PGE检出限可以达到0.09-2.1ng/g，Rh、Ir检出限可以达到0.01-0.396ng/g。

1.3 碱熔法

碱熔法能够有效分解多种地质样品，在进行处理时，选择样品4-5倍的Na2O2或者Na2O2与NaOH的混合物于坩埚中，对其进行充分搅拌，并持续加热到700℃左右进行熔融处理。待恢复到常温状态后，用水提取并用HCl酸化，最后富集处理后进行结果测试。例如利用Na2O2对0.5g地质样品进行溶解处理，并用同位素稀释法对Ru、Pb以及Pt等元素进行测定，检出限为0.3-2.0ng/g。其中，利用直接熔融法可以直接分解所有铂族元素，并对地质样品进行有效溶解，与火试金方法相比综合效率更高。

2 分离富集过程分析

2.1 离子交换法

对于PGE的分离富集，可以利用阳离子与阴离子交换树脂来完成，其中阳离子交换树脂柱会使得溶液中所有铂族元素以氯化络阴离子通过，剩余的大部分基体与干扰因素则会留在交换柱上。而阴离子交换树脂测定时则会将铂族元素富集在树脂上，剩余金属离子则会直接穿过交换柱。一方面，阳离子交换树脂。如常用的AG50W2X8，已经有效的作用于土质样品中PGE富集处理，能够有效的从混合溶液中富集PGE。在富集试验时，因为基体与干扰因素会富集在树脂柱上，而树脂柱吸附能力有限，能够富集的样品数量有限。另一方面，阴离子交换数值。如常用的Dowex1X8，可以将PGE全部富集在树脂柱上，对树脂柱的吸附力要求比较低，可以完成对大样品量的富集。

2.2 溶剂萃取

在铂族元素中存在多种氧化态原子结构，可以利用溶剂萃取的方式进行富集试验。例如利用液液萃取与同位素稀释的方式，通过ICP-MS对铬铁矿中的铂族元素进行萃取测定。或者是利用溶剂萃取与离子交换的方法，对矿样进行溶解与介质转换处理后，通过MIBK将矿样中的铁以及碱金属去除，后利用离子交换方式处理，对矿石中含有的铂族元素进行富集[2]。

3 测试过程分析

第一，可以利用中子活化的方式进行铂族元素的测试，与镍试金法相结合可以实现镍扣的非破坏性分析。例如应用小镍锍试金法与中子活化法进行结合，对样品中PGE浓度进行了测定，可以达到90%以上的准确率。第二，也可以利用原子光谱法进行分析，即利用石墨炉原子吸收光谱完成固体进样，对地质样品中痕量贵金属进行测定。常见的有电感耦合等离子体原子发射光谱法，试验所需高温条件，可以更好的降低化学因素的干扰。并且与小试金富集法相结合，还可以同时快速测定地质样品中的铂族元素。

[1]赵正,漆亮,黄智龙,许成.地质样品中铂族元素的分析测定方法[J].地学前缘,2009,01:181-193.

[2]柯于球.硫化物矿物中铂族元素和金LA-ICP-MS微区分析及其地质应用[D].中国地质大学,2014.