火试金富集-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铜铂钯合金中铂量和钯量

秦 龙，孙 寒，程 飞

（江苏北矿金属循环利用科技有限公司，江苏 徐州 221000）

铂（Pt）、钯（Pd）材料广泛应用于各种精密行业，铜铂钯合金作为一种新型材料，性能好，深受市场的欢迎，材料中的铂钯含量也越来越受到重视，因此要建立一种快速检测方法，满足日常检测需求。火试金法具有试样代表性强、富集性好、实用性强等优点，电感耦合等离子体原子发射光谱分析[1]具有检出限低、重复性好、回收率高等优势，二者结合可以满足样品检测的准确度和精密度要求。

1 试验部分

1.1 试剂及规格

一是无水碳酸钠，呈粉状，为工业纯；二是氧化铅，呈粉状，为工业纯；三是硼砂，呈粉状，为工业纯；四是二氧化硅，呈粉状，为工业纯；五是淀粉，呈粉状；六是高纯二级水；七是硝酸，为（1+1）优级纯；八是冰乙酸（1+3），为分析纯；九是混合酸，一份硝酸和三份盐酸混匀，现配现用；十是盐酸，为（1+19）分析纯；十一是纯银，纯度为99.99%。

1.2 设备

一是天平，精度为0.000 1 g；二是电感耦合等离子体原子发射光谱ICP-AES（安捷伦）；三是箱式试金电炉，最高温度达1 300 ℃；四是试金灰吹炉，最高温度达1 100 ℃；五是电热板炉，最高温度为300 ℃；六是黏土坩埚，材质为耐火黏土，容积约为350 mL；七是镁砂灰皿，深度约为17 mm。

1.3 标准溶液

铂、钯单元素的标准溶液浓度均为1 ㎎/L；铂、钯元素的混合标准溶液浓度为0.1 ㎎/L。

1.4 试验方法

1.4.1 配料

试样粒径应小于0.44 mm，样品提前放置于105 ℃烘箱中烘干2 h，准确称取试样5 g，精确至0.001 g，并按照《黑铜化学分析 第7部分：铂量和钯量的测定 火试金富集-电感耦合等离子体原子发射光谱法和火焰原子吸收光谱法》（YS/T 716.7—2016）进行配料[2]，配料方面，无水碳酸钠∶氧化铅∶硼砂∶二氧化硅∶淀粉比例为40 g∶200 g∶10 g∶20 g∶3.5 g，覆盖剂方面，碳酸钠+硼砂=2+1。

1.4.2 熔融

将配好料的坩埚置于900 ℃的试金炉中，待炉温稳定后，在50～60 min内升温至1 150 ℃并保温5 min出炉，将坩埚在铁板上轻敲2～3下，将熔融物倒入已预热的铸铁模中，冷却后敲出铅扣，铅扣质量保持在35～45 g。同时，做试料空白试验对照。

1.4.3 灰吹

灰皿提前30 min放置于950 ℃试金灰吹炉中预热，铅扣放到灰皿中2 min左右，待熔铅脱膜后将炉门稍开，炉温控制在850 ℃灰吹，合粒出现闪光点时取出。

1.4.4 溶解

合粒轻轻敲打，敲下底部灰皿渣，放到瓷坩埚中，加入冰乙酸（1+3），加热微沸3 min，倒出冰乙酸溶液，然后用高纯二级水洗净、烘干，再将合粒砸成薄片，放入50 mL烧杯中，加入硝酸（1+1），盖上表面皿，低温加热直至合粒完全溶解；加入15 mL盐酸，升高温度到300 ℃，煮至湿盐状，取下冷却；用盐酸（1+19）冲洗表面皿和烧杯，加热至微沸，冷却至室温，再以盐酸（1+19）进行定容，将烧杯中溶样转移至100 mL容量瓶中，并稀释至刻度线，摇匀、静置。

1.4.5 测定

将电感耦合等离子体原子发射光谱ICP-AES（安捷伦）调试至最佳状态，选定分析谱线（推荐铂214.423 nm、钯340.458 nm），测定试样及随行空白溶液中铂和钯的发射强度，由工作曲线计算出被测元素的质量浓度。

1.5 工作曲线的绘制

分别移取0.00、0.50、1.00、3.00、5.00、10.00 mL铂、钯标准混合溶液置于一组100 mL容量瓶中，并用盐酸（1+19）定容至刻度线，摇匀。按测定的仪器状态，测定出铂、钯的谱线强度，以铂、钯质量浓度为横坐标，发射强度为纵坐标，分别绘制铂、钯工作曲线。

1.6 分析结果计算

按式（1）、式（2）分别计算铂量和钯量，其单位均为g/t。

式中：ρ1为分金液中铂的质量浓度，mg/L；ρ2为空白试验中铂的质量浓度，mg/L；ρ3为分金液中钯的质量浓度，mg/L；ρ4为空白试验中钯的质量浓度，mg/L；V为分金液定容体积，mL；m为样品质量，g。

2 结果与讨论

2.1 熔融时间对试验结果的影响

以A1样品为例，按试验方法，在不同温度下进炉，试验结果如表1所示。

表1 熔融时间试验

由表1可以看出，选900 ℃进炉为宜。当进炉温度低时，还原性物质随着炉温升高分解，导致铅扣偏小，结果偏低；当进炉温度太高时，反应剧烈，产生的气体使物料飞溅，结果偏低。

2.2 灰吹温度对试验结果的影响

灰吹温度对试验结果有较大影响。灰吹温度太低会使铅扣冻结，导致无法完成灰吹得到合粒；灰吹温度太高会使铂钯损失增大，导致结果偏低。同样以1#样品为例，在不同温度下进行灰吹试验，试验结果如表2所示。

表2 灰吹温度试验

由表2可以看出，当灰吹温度过低时，铅扣冻结，无法完成灰吹；当灰吹温度过高时，Pt、Pd损失增大，导致结果偏低。用850 ℃灰吹，灰皿表面出现羽毛状结晶，此结晶为氧化铅结晶，表示温度最佳，因此选择850 ℃灰吹。

2.3 样品的测定

2.3.1 仪器参数选择

下面利用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铂、钯，并考虑铂、钯的检出限及其他元素的干扰情况。在电感耦合等离子体原子发射光谱ICP-AES（安捷伦）最佳工作状态下，选择分析线中准确度好和强度较高的波长谱线，最大限度地避开干扰[3]。试验测定中，分别从钯、铂的工作曲线上查出相应的浓度。铂、钯的分析线分别采用214.423 nm（Pt）和340.458 nm（Pd），并确定仪器参数，如表3所示。

表3 仪器参数

2.3.2 共存干扰元素影响

在火试金富集后合粒分金过程中，贵金属合粒中贱金属元素含量很少，可以忽略大部分贱金属元素对测定的干扰，主要考虑合粒中贵金属元素以及可能残留量多的贱金属元素的干扰。存在干扰的合粒贵金属元素以银为主，经过硝酸溶解，将其转化为硝酸银，加入盐酸处理后，形成氯化银沉淀，消除较大部分的干扰，但溶液中可能存在少量的Au、Ag、Pb、Bi等元素。配制已知干扰元素Au、Ag、Pb、Bi标准溶液和四元素混合标准溶液，其干扰元素浓度如表4所示。

表4 干扰元素浓度

试验保持铂、钯的浓度均为1.00 μg/mL、5.00 μg/mL和10.00 μg/mL，在铂、钯不同浓度条件下，分别加入元素Au、Ag、Pb、Bi标准溶液和四元素混合标准溶液测定铂、钯浓度，试验结果如表5所示。其中，测定结果单位均为μg/mL。

表5 干扰元素测定结果

从表5结果可以看出，Au、Ag、Pb、Bi等干扰元素对铜铂钯合金中的铂、钯的测定干扰较小，可以忽略不计。

2.4 加标回收试验

按照试验方法对试样进行测定，并加入一定量Pt、Pd标准溶液开展加标回收试验，计算Pt、Pd加标回收率，试验结果如表6所示。

表6 加标回收试验

由表3可以看出，本方法测定的Pt加标回收率为99.7%～100.6%，测定的Pd加标回收率为99.1%～100.5%，结果满意。

2.5 精密度试验

选择试验样品，按照试验方法对样品进行平行测定，在最佳工作条件下试验，试验结果如表7所示。

表7 精密度试验

由表7可以看出，经本方法测定，样品的铂相对标准偏差为1.6%～2.3%，钯相对标准偏差为1.8%～2.3%。

3 结论

用火试金富集-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铜铂钯合金中的铂钯，铂相对标准偏差保持在1.6%～2.3%，钯相对标准偏差保持在1.8%～2.3%，铂加标回收率为99.7%～100.6%，钯加标回收率为99.1%～100.5%。此方法稳定性好，精密度高，能满足批量检测要求。