Ensayo de separación y enriquecimiento de oro mate: determinación de platino, paladio, rodio, iridio, osmio, rutenio y oro mediante espectrometría de masas de plasma acoplado inductivamente

Resumen del método

La muestra y el fundente mezclado se funden a 1100 ℃ y los elementos del grupo del platino ingresan a la hebilla de níquel y se separan de la matriz. Disuelva la hebilla de níquel con ácido clorhídrico, filtre el sulfuro del elemento del grupo del platino que es insoluble en ácido clorhídrico, disuélvalo con agua regia en un disolvente de muestras cerrado y mídalo mediante ICP-MS, en el que el osmio se mide mediante el método de dilución isotópica. . Cuando se toman muestras de 20 g, el límite inferior de determinación es 0,01 ~ 0,2 ng/g.

Instrumentos y Aparatos

Espectrómetro de masas de plasma acoplado inductivamente.

Horno de alta temperatura, crisol de arcilla de 300mL y molde de hierro fundido para ensayo de oro.

Dispositivo de filtración por succión de presión negativa (tamaño de poro de la membrana filtrante 0,45 μm)

El disolvente de muestra cerrado PFA tiene un volumen de 10 ml.

Reactivos

Para fundentes para pruebas de oro mate, consulte 64.2.1.2 de este capítulo.

Ácido clorhídrico.

Ácido nítrico.

El agua regia, el ácido clorhídrico y el nitrato de amonio (3:1) se mezclan uniformemente.

Solución de cloruro estannoso (1mol/L, media 6mol/LHCl), utilizar dentro del mes siguiente a su preparación.

Telurio*** agente precipitante ρ (Te) = 0,5 mg/mL Pesar 0,1072 g de telurato de sodio (Na2TeO4·2H2O) y disolverlo en 100 ml 3 mol/LHCl.

Soluciones madre estándar de un solo elemento de rutenio, rodio, paladio, iridio, platino y oro ρ(B)=100,0μg/mL

Soluciones madre estándar de platino ρ(Pt)=100,0 μg/mL Pesar 0,1000 g de alambre de platino espectralmente puro (99,99), colocarlo en un vaso de precipitados de 100 ml, agregar 15 ml de LHCl y 5 ml de LHNO3, cubrir con un vidrio de reloj, colocarlo en una placa eléctrica y calentar hasta que se disuelva, agregar 5 gotas de 200 g/ Solución de LNaCl y colocar en un baño de agua para secar al vapor. Use ácido clorhídrico para eliminar el ácido nítrico 3 veces. Agregue 10 ml de HCl y 20 ml de agua, caliente para disolver, luego transfiera a un matraz volumétrico de 1000 ml, agregue 90 ml de HCl, diluya a volumen con agua y agite bien.

Solución madre estándar de paladio ρ (Pd) = 100,0μg/mL Pesar 0,1000g de alambre de paladio espectralmente puro (99,99), colocarlo en un vaso de precipitados de 100mL, añadir 15mLHCl y 5mLHNO3, cubrir con un vidrio de reloj y colocar después de calentar y disolver en una placa eléctrica, agregar 5 gotas de solución de NaCl de 200 g/L y evaporar hasta sequedad en un baño de agua. Use ácido clorhídrico para eliminar el ácido nítrico 3 veces. Agregue 10 ml de HCl y 20 ml de agua, caliente para disolver, luego transfiera a un matraz volumétrico de 1000 ml, agregue 90 ml de HCl, diluya a volumen con agua y agite bien.

Solución madre estándar de rodio ρ (Rh) = 100,0 μg/mL Pesar 35,93 mg de clororrodato de amonio espectralmente puro [(NH4)3RhCl6] en un vaso de precipitados de 100 mL, agregar 20 mL de agua, agregar 20 mL de HCl y disolver. Luego transferirlo a un matraz aforado de 100 ml, diluir hasta la marca con agua y agitar bien.

Solución madre estándar de iridio ρ(Ir)=100,0μg/mL. Pese 57,35 mg de cloroiridato de amonio espectralmente puro [(NH4)2IrCl6], colóquelo en un vaso de precipitados de 100 ml, agregue 25 ml de agua y luego agregue 25 ml de HCl. , calentar para disolver, retirar y enfriar. Transfiera a un matraz volumétrico de 250 ml, agregue 25 ml de HCl, diluya a volumen con agua y agite bien.

Solución madre estándar de rutenio ρ(Ru)=100,0μg/mL Pesar 82,23 mg de clororutenato de amonio espectralmente puro [(NH4)2Ru(H2O)Cl5], colocarlo en un vaso de precipitados de 100 ml y humedecerlo con agua. , agregue 0,5 g de sulfato ferroso de amonio y 5 ml (1 1) de H2SO4, revuelva para disolver, cubra con un vidrio de reloj y caliente en una placa eléctrica de temperatura media hasta que se emita humo blanco. Retirar y enfriar. Lavar la pared del vaso y el cristal de reloj con agua, luego calentar hasta que desprenda humo blanco y conservar durante 5 minutos. Retirar, enfriar y transferir a un matraz aforado de 250mL con 1mol/LH2SO4, diluir hasta la marca y agitar bien. .

Solución madre de patrón oro ρ(Au)=100,0μg/mL Pesar 0,1000g de oro puro, colocarlo en un vaso de precipitados de 50mL, añadir 10mL de agua regia recién preparada, disolverlo en un baño de agua hirviendo y evaporar a tamaño pequeño. Transfiera a un matraz aforado de 1000 ml, agregue 100 ml de agua regia, diluya a volumen con agua, agite bien y reserve.

La solución madre estándar de elemento combinado ρ (B) = 10,0 μg/mL se prepara diluyendo la solución madre estándar de elemento único de rutenio, rodio, paladio, iridio, platino y oro. El medio (1 9. ) Wang Water, el período de almacenamiento es de un año.

La solución de trabajo estándar de elementos combinados se diluye en una solución de trabajo de elementos mixtos de concentración adecuada según el contenido real de la muestra, generalmente ρ (B) = 5,0 ng/mL, (1 9) agua regia medio. La vida útil es de dos semanas.

El diluyente 190Os es un diluyente en polvo metálico de 190Os adquirido en Oak Ridge Laboratory en los Estados Unidos. La abundancia de 190Os es 97,04 y la abundancia de 192Os es 1,61. Se prepara como una solución con un contenido de osmio adecuado (aproximadamente 100 ng). /ml). El medio es 0,5 mol/LNaOH. Utilizando el método de dilución de isótopos, agregue una solución estándar de osmio común para calibrar con precisión la concentración de osmio en la solución diluyente. También se pueden utilizar otros diluyentes de osmio adecuados.

La solución mixta del elemento estándar interno contiene 10,0 ng/mL de In y Tl cada uno, y se introduce en línea a través de la T durante el proceso de medición.

La solución de depuración del instrumento contiene 1,0 ng/ml de Co, In y U.

Pasos del análisis

(1) Procesamiento de la muestra

Pesar de 10 a 20 g (con una precisión de 0,1 g) y colocarla en un matraz Erlenmeyer. Añadir la mezcla. fundente, agítelo bien y mezcle bien, luego transfiéralo al crisol de arcilla, agregue con precisión una cantidad adecuada de diluyente de osmio (el contenido de osmio es equivalente al osmio en la muestra), cubra una pequeña cantidad de fundente y colóquelo en un horno de alta temperatura que se ha calentado a 1100°C para fundir durante 1,5 h. Saque el crisol y vierta la masa fundida en el molde de hierro fundido. Después de enfriar, saque la hebilla de níquel y transfiérala a un vaso de precipitados con agua. Después de que la hebilla se haya aflojado hasta convertirla en polvo, agregue 60 ml de HCl y caliente y disuelva hasta que se convierta en la solución. claro y sin burbujas. Agregue 0,5 ~ 1 ml de precipitante de teluro *** y 1 ~ 2 ml de solución de SnCl2, continúe calentando durante media hora para precipitar y déjelo durante varias horas para condensar el precipitado de teluro, luego use una membrana de filtro de 0,45 μm para succión de presión negativa. filtración, y usar (1 4) HCl y lavar el precipitado con agua varias veces. Transfiera el precipitado y la membrana del filtro juntos a un disolvente de muestras cerrado de PFA, agregue de 1 a 2,5 ml de agua regia y selle. Disolver a aproximadamente 100°C durante 2 a 3 horas. Después de enfriar, transferir a un tubo colorimétrico de 10 a 25 ml, diluir con agua hasta la marca, agitar bien y esperar la medición.

(2) Medición en máquina

Los parámetros de operación y adquisición de datos del ICP-MS se muestran en la Tabla 64.2.

Tabla 64.2 Parámetros de funcionamiento del espectrómetro de masas de plasma (tomando como ejemplo TJAPQ-ExCellICP-MS)

Selección de isótopos de medición:

101Ru/115In, 103Rh/ 115In, 105Pd/115In (Nota: Para muestras con alto contenido de cobre, se debe seleccionar 106Pd o 108Pd), 193Ir/205Tl, 195Pt/205Tl, 197Au/205Tl, 192Os/190Os.

Después de encender el plasma y estabilizarlo durante 15 minutos, utilice la solución de depuración del instrumento para optimizar la sensibilidad del instrumento para alcanzar una tasa de conteo superior a 2×104s-1. Al mismo tiempo, el rendimiento de óxidos representado por CeO/Ce es inferior a 2, y el rendimiento de iones doblemente cargados representados por Ce2/Ce es inferior a 5.

Utilice agua de alta pureza como blanco, utilice la solución de trabajo estándar combinada para calibrar el instrumento y luego mida la solución de muestra. Durante todo el proceso de medición, la solución del estándar interno se introduce en línea a través de la T.

Durante el proceso de medición, la computadora siempre monitorea la intensidad de la señal del elemento estándar interno. Si hay un cambio (que puede ser causado por la deriva del instrumento o cambios en la matriz de la solución de muestra), todas las señales. asociados con esta norma interna serán los elementos compensados ​​en consecuencia.

La computadora establece la fórmula de la curva de calibración de cada elemento basándose en la concentración conocida y la intensidad de la señal medida de cada elemento en la solución estándar, y luego basándose en la intensidad de la señal de cada elemento en la solución de muestra desconocida y el pesaje de muestra previamente ingresado Mida y prepare el volumen de la solución de muestra para obtener directamente los contenidos de Ru, Rh, Pd, Ir, Pt y Au. Al mismo tiempo, se proporciona la relación 192Os/190Os en la solución de muestra y el contenido de Os en la muestra se calcula de acuerdo con la siguiente fórmula de cálculo del método de dilución de isótopos:

Análisis de minerales de roca Volumen 3 Coloreado, Análisis de metales preciosos, tierras raras y dispersas de minerales y minerales de uranio-torio

En la fórmula: w (Os) es la fracción de masa de Os en la muestra, ng/g es la medida; relación 192Os/190Os; mS es la cantidad de diluyente añadido, ng K es la relación entre la masa atómica de Os en la muestra y la masa atómica de Os en el diluyente (cuando se utiliza este diluyente de 190Os, el valor es 1,10015); AS es la abundancia de isótopos de 192O en el diluyente (este diluyente es 0,0161); BS es la abundancia de isótopos de 190Os en el diluyente (este diluyente es 0,9704); AX es la abundancia de isótopos de 192Os en la muestra, su valor es 0,41; BX es la abundancia de isótopos de 190O en la muestra, su valor es 0,264 m es la masa de la muestra pesada, g.

Los resultados de medición dados por el ordenador no deducen el blanco del proceso. Cada lote de muestras debe someterse a varios análisis de blancos al mismo tiempo y, finalmente, probarse en la máquina junto con las muestras. Se deben realizar las correcciones apropiadas en blanco en función de los resultados de la medición.

Notas

1) Este método no es adecuado para la determinación de osmio en muestras con alto contenido de renio, porque puede haber un mayor contenido de 187O radiogénico en muestras con alto contenido de renio. Este método se basa en el método de dilución del osmio compuesto de isótopos comunes.

2) Para el análisis de elementos del grupo del platino ultratraza, el blanco de reactivo es el principal factor limitante. El níquel como colector es la principal fuente de blanco de reactivo, lo que tiene un gran impacto en la determinación precisa de. muestras de bajo contenido grandes. El blanco de níquel carbonilo es muy bajo y puede cumplir con los requisitos. Si se utiliza óxido de níquel general o reactivo de níquel metálico, el valor en blanco del elemento del grupo del platino debe determinarse de antemano para la detección y se debe realizar la purificación necesaria. El método de purificación específico es: tratamiento en blanco según el proceso de ensayo de níquel mate, en el que la cantidad agregada de Ni2O3 es de 15 g, el azufre en polvo es de 10 gy las cantidades restantes de reactivo permanecen sin cambios. Después de fundirse a alta temperatura, la hebilla de níquel se disuelve y el telurio se precipita dos veces. Utilice una membrana de filtro de 0,45 μm para eliminar los precipitados de sulfuro del elemento del grupo del platino. La solución de níquel purificada se calienta y se concentra a un volumen menor en una placa eléctrica, y se agrega Na2CO3 para neutralizarla a pH 8 para generar un precipitado de carbonato de níquel. Lavar con agua hasta que esté neutral, centrifugar y desechar el líquido transparente. , transferir el precipitado a un plato de porcelana y hornear a 105°C. Secarlo, luego ponerlo en un horno de alta temperatura y tostarlo a 500°C durante 2 horas para obtener polvo de Ni2O3 negro. Después de que el Ni2O3 purificado se utiliza para el análisis de metales preciosos de ultratraza, el filtrado después de cada disolución se recupera y se recicla. Durante este ciclo, el contenido de oro en el polvo de níquel puede aumentar gradualmente, por lo que el óxido de níquel purificado mediante este método no se puede utilizar para el análisis de oro.

3) La tasa de recuperación de oro de este método es aproximadamente del 80%. La posible razón es que cuando el ácido clorhídrico disuelve las hebillas de níquel, parte del oro se disuelve y no puede precipitar completamente con el metal teluro. Se pueden realizar las correcciones adecuadas basándose en los resultados de los materiales estándar analizados simultáneamente.

4) Es necesario determinar el osmio mediante el método de dilución isotópica. Por un lado, no se puede garantizar que no habrá pérdidas de osmio en el proceso de disolución cerrado. Por otro lado, debido a la enorme diferencia en la sensibilidad del osmio con diferentes grados de oxidación en la tecnología ICP, el uso de estándar. Las soluciones de estandarización provocarán grandes errores en los resultados del análisis. Para facilitar el almacenamiento, la solución estándar de osmio se prepara generalmente a bajo precio (cuatrivalente) y su sensibilidad es comparable a la de otros elementos. La muestra puede oxidarse total o parcialmente a una valencia alta (ocho valencia) durante el proceso de preparación, y su sensibilidad mejorará en diversos grados. En el método de dilución de isótopos, se agrega diluyente a partir del oro de prueba y se completa todo el proceso de fusión a alta temperatura, captura de níquel mate, disolución de HC1 y disolución de escoria en agua regia. El osmio en la muestra está completamente equilibrado con el. diluyente agregado, manteniendo un estado de oxidación constante, asegurando así la confiabilidad de los resultados analíticos.

5) Para mejorar la tasa de recuperación, se agrega Te después de disolver la hebilla de níquel mate para provocar que una pequeña cantidad de metales preciosos disueltos precipite con el teluro ***.