混合吸附剂分离富集-电感耦合等离子体质谱法测定地质样品中铂钯金

王琳; 唐志中; 来新泽; 连文莉; 胡家祯; 周岚

混合吸附剂分离富集-电感耦合等离子体质谱法测定地质样品中铂钯金

王琳^1,2,,
唐志中^1,2,
来新泽^1,2,
连文莉^1,2,
胡家祯^1,2,
周岚³

1.
河南省岩石矿物测试中心，河南郑州 450012
2.
国土资源部贵金属分析与勘查技术重点实验室，河南郑州 450012
3.
青海省地质矿产测试应用中心，青海西宁 810008

基金项目:

国土资源部公益性行业科研专项(201211016-3)

国土资源部公益性行业科研专项 201211016-3

详细信息

作者简介:
王琳，高级工程师，长期从事贵金属元素分析方法研究。E-mail: wanglin0630@126.com

中图分类号: O614.826;O614.823;O614.123;O657.63
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出版历程
- 收稿日期: 2012-03-26
- 录用日期: 2013-01-17
- 发布日期: 2013-05-31

Determination of Platinum, Palladium and Gold in Geological Samples by Bomb-inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry with Concentrate and Extraction by Mixed Adsorbent

1.
Henan Province Rock & Mineral Testing Centre，Zhengzhou 450012, China
2.
Key Laboratory of Precious Metals Analysis and Exploration Technology，Ministry of Land and Resources, Zhengzhou 450012, China
3.
Qinghai Province Geology Ore Test Application Centre，Xining 810008，China

摘要

摘要: 贵金属分析应用火试金法分离富集时，试金配料复杂、耗时较长，分析成本相对较高，空白较难控制。本文建立了采用过氧化氢-盐酸湿法分解样品，电感耦合等离子体质谱同时测定地质样品中Pt、Pd、Au的分析方法。在10%的盐酸介质中，以LSC-400巯基树脂和活性炭为混合吸附剂，采用动态吸附方式对样品中的Pt、Pd、Au分离富集，用Lu作内标元素，¹⁹⁵Pt、¹⁹⁷Au、¹⁰⁸Pd为待测同位素消除了非谱线干扰和谱线干扰，三元素的回收率均大于96.4%。方法检出限(3σ)：Pt为0.06 ng/g，Pd为0.08 ng/g，Au为0.12 ng/g，优于火试金等其他分离富集方法的检出限。应用于测定国家标准物质，Pt、Pd、Au的测定结果与标准值相符，12次测定的相对标准偏差均小于16.1%，满足区域地球化学调查样品的分析要求。该方法操作简便、成本低廉，提高了分析速度，有效地降低了测试过程的空白值。
- 地质样品 /
- 铂 /
- 钯 /
- 金 /
- LCS-400巯基树脂 /
- 混合吸附剂 /
- 电感耦合等离子体质谱法
Abstract: Fire assay separation enrichment technology has been applied to precious metals analysis, however, its ingredients are complex, time-consuming, analysis costs are relatively high and blank controls are more difficult. A new method was set up such as the samples were dissolved with H₂O₂-HCl before Pt, Pd and Au were determined by Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry (ICP-MS). In 10% hydrochloric acid solution, LSC-400 mercapto resin and activated carbon were mixed as the adsorbent. Pt，Pd and Au in the sample solution were separated and enriched by using dynamic adsorption. Lu was selected as the internal standard element to eliminate non-spectral interference and spectrum interference along with tracers of ¹⁹⁵Pt, ¹⁹⁷Au and ¹⁰⁸Pd. The recovery rates of each element were more than 96.4%. The detection limits were 0.06 ng/g for Pt, 0.08 ng/g for Pd and 0.12 ng/g for Au. Compared with the detection limits, this established method was better than the fire assaying method and other separation and enrichment methods. The method has been applied to the determination of these elements in National Standard Materials for PGEs and results were in agreement with the certified values. The relative standard deviations (RSD, n=12) was less than 16.1%. The method is simple, low cost and greatly improves the speed of analysis，and effectively reduces the blanks of the chemical processing.
- geological samples /
- platinum /
- palladium /
- gold /
- LCS-400 sulfhydryl resin /
- composite adsorbent /
- Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry

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图 1 树脂粒度对吸附铂钯金的影响

Figure 1. Effect of grain size of the resin on adsorption of Pt，Pd，Au

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图 2 树脂用量对吸附铂钯金的影响

Figure 2. Effect of resin dosage on adsorption of Pt，Pd，Au

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表 1 仪器工作条件

Table 1 Working parameters of the instrument

工作参数	条件
入射功率	1300 W
反射功率	1.0 W
辅助气流速	0.8 L/min
冷却气流速	13.5 L/min
载气流速	0.85 L/min
采样深度	150 mm
采样锥直径	1.1 mm
截取锥直径	0.7 mm
扫描方式	跳峰
扫描次数	50
积分时间	20 s

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表 2 不同吸附材料对铂钯金的吸附效果

Table 2 adsorption effect of the different adsorption materials on Pt，Pd，Au

样品	元素	w_B/(ng·g^-1)
样品	元素	标准值	活性炭吸附	树脂吸附	活性炭-树脂混合材料吸附
GBW 07288	Pt	0.26	0.20	0.21	0.26
	Pd	0.26	0.25	0.27	0.27
	Au	0.90	0.90	1.00	0.90
GBW 07289	Pt	1.60	1.10	1.35	1.62
	Pd	2.30	2.22	2.28	2.35
	Au	10.0	10.6	9.80	9.7
GBW 07290	Pt	6.40	5.20	5.89	6.32
	Pd	4.60	4.57	4.61	4.64
	Au	1.10	0.99	1.20	1.21
标准溶液 ρ_B/(ng·mL^-1)	Pt	5.00	3.62	4.38	4.82
	Pd	5.00	4.63	4.89	4.93
	Au	5.00	5.02	4.97	5.01

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表 3 介质及酸度对铂钯金吸附率的影响

Table 3 Effect of medium and acidity on adsorption of Pt,Pd,Au

介质	盐酸的浓度/%	m_B/ng
介质	盐酸的浓度/%	1	3	5	10	20	30	50
盐酸	Pt	98	100	99	101	98	96	95
	Pd	95	97	96	97	96	87	76
	Au	96	98	101	100	101	100	97
王水	Pt	100	97	98	89	82	70	45
	Pd	89	82	79	68	62	53	23
	Au	98	97	100	99	101	101	99

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表 4 吸附方式对树脂吸附铂钯金的影响

Table 4 Effect of adsorption way of the resin on adsorption of Pt，Pd，Au

吸附方式	振荡时间 t/h	加入量 m/ng	吸附率/%
吸附方式	振荡时间 t/h	加入量 m/ng	Pt	Pd	Au
静态	0.5	100	82	65	89
	1	100	90	85	98
	2	100	100	96	101
	4	100	101	97	100
动态	-	100	100	96	101

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表 5 铂族元素和金在ICP-MS测试中单原子和多原子离子的同位素干扰

Table 5 Isotopic interferences by monatomic and polyatomic ions in the determination of PGE and Au by ICP-MS

质量数	元素(同位素浓度/%)	干扰离子
102	Ru (31.6)，Pd (0.96)	⁸⁶SrO
104	Ru (18.6)，Pd (11.0)	⁴⁰Ar⁶⁴Zn，⁸⁷SrO
105	Pd (22.2)	⁸⁸SrOH，⁸⁹Yo，⁶⁵Cu ⁴⁰Ar
106	Pd (27.3)，Cd (1.2)	⁹⁰ZrO，⁸⁹YOH
108	Pd (26.7)，Cd (0.88)	⁹⁰ZrO，⁹²MoO
110	Pd (11.8)，Cd (12.4)	⁹⁴ZrO，⁹⁴MoO
190	Os (26.4)，Pt (0.01)	¹⁷³YbO，¹⁷⁴HfO
192	Os (41)，Pt (0.8)	¹⁷⁶YbO，¹⁷⁶HfO，¹⁷⁶LuO
194	Pt (32.9)	¹⁷⁸HfO
195	Pt (33.8)	¹⁷⁹HfO，¹⁷⁸HfOH
196	Pt (25.3)，Hg (0.2)	¹⁸⁰HfO，¹⁸⁰WO，¹⁸⁰TaO
197	Au (100)	¹⁸¹TaO，¹⁸⁰HfOH
198	Pt (7.2)，Hg (10.0)

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表 6 方法回收率试验

Table 6 Recovey test of the method

元素	w_B/(ng·g^-1)				回收率/%
元素	标准值	加入量	测定值	回收量	回收率/%
Pt	6.4	5.0	11.50	5.10	102.0
Pt	6.4	10	16.26	9.86	98.6
Pd	4.6	5.0	9.51	4.91	98.2
Pd	4.6	10	14.24	9.64	96.4
Au	1.1	1.0	2.15	1.05	105.0
2.0	3.14	2.04	102.0

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表 7 不同分离富集方式的检出限

Table 7 Detection limit of different separation and enrichment methods

分离富集方式	检出限/(ng·g^-1)			数据来源
分离富集方式	Pt	Pd	Au	数据来源
铜试金	3220	2750	5810	[17]
铋试金	1.0	1.0	5.0	[19]
锑试金	-	-	0.1	[16]
共沉淀	2.0	2.0	1.0	[22]
锍镍试金	0.026	0.06	-	[14]
锡试金	0.15	0.20	0.20	本单位
717树脂	0.125	0.15	0.175	[23]
巯基树脂-活性炭	0.06	0.08	0.12	本法

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表 8 方法准确度和精密度

Table 8 Accuracy and precision tests of the method

标准物质编号	元素	w_B/(ng·g^-1)		RE/%	RSD/%
标准物质编号	元素	标准值	平均值	RE/%	RSD/%
GBW 07288 (土壤)	Pt	0.26	0.23	-11.5	13.2
	Pd	0.26	0.28	7.69	10.4
	Au	0.9	1.1	22.2	16.1
GBW 07294 (土壤)	Pt	14.7	15.4	4.76	4.26
	Pd	15.2	14.7	-3.29	3.88
	Au	1.8	1.6	-11.1	12.3
GBW 07340 (土壤)	Pt	0.66	0.62	-6.06	10.1
	Pd	0.66	0.64	-3.03	7.32
	Au	2.3	2.5	8.70	9.57
GBW 07289 (水系沉积物)	Pt	1.6	1.8	12.5	8.92
	Pd	2.3	2.1	-8.70	6.43
	Au	10	9.8	-2.00	6.24

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