土壤、水系沉積物、巖石礦物中超痕量鉑的測定

鄔曉蒙

(青海省地質礦產測試應用中心，青海 西寧 810008)

鉑族金屬包含鉑、鈀、釕、銠、銥和鋨六種，按比重釕、銠、鈀為輕鉑系，稱鈀組，鋨、銥、鉑為重鉑系，稱鉑組，屬第Ⅷ副族的兩個三元素組合。地殼豐度極低，地球化學性質非常類似，自然界密切共生。測試鉑元素，歷來用的是火試金分析方法，它的優點是取樣多，富集倍率高，但火試金分析需專用設施和場所，對于超痕量元素分析而言，火試金分析由于使用大量的試劑，空白問題相對較難解決。本方法采用濕法，試樣經前處理后，鉑溶解于分析溶液中，然后采用共沉淀、離子交換、吸附、萃取等方法進行分離富集。儀器設備在國內普及、方法操作簡便、分析成本低、方法易推廣。

1　實驗部分

1.1　儀器及主要試劑

1.1.1儀器

WP—Ⅰ型一米平面光柵攝譜儀(北京瑞利分析儀器公司)；GBZ—Ⅱ型自動測微光度儀(湖北省巖礦測試研究所)。

1.1.2主要試劑

標準溶液ρ(pt)=1mg/mL：稱取0.1000g光譜純鉑絲，置于100mL燒杯中。加入10mL王水中，蓋上表面皿，于沸水浴上溶解后加入0.2gNaCl，蒸至濕鹽狀，用HCl趕HN(3次)。加入10mL濃HCl和20mL水,待鹽類溶解后將溶液移入100mL容量瓶中。用水稀釋至刻度，搖勻備用。

活性炭：粉狀(小于160目)分析純，灰分為2%～4%活性炭，用10%氟化氫銨溶液和10%王水各浸泡兩次(每次七天以上，每天攪拌數次)。用蒸餾水浸洗，抽濾并充分洗滌殘留的酸和鹽，烘干備用。

濾紙漿：30g中速定量濾紙浸濕后撕碎置于3000mL蒸餾水中。電動攪拌，制成濾紙漿。

活性炭石墨粉濾紙漿：取1000mL紙漿，在電動攪拌下加入300mg石墨粉(用乙醇濕潤)和活性炭10g充分攪拌均勻，制成活性炭石墨濾紙漿。

氯化亞錫(分析純)、鹽酸(分析純)、硝酸(分析純)、過氧化氫(分析純)、氟化氫銨(分析純)、石墨粉(光譜純)、石墨電極。天津紫外Ⅰ型光感板、A+B顯影液(米杜爾、無水亞硫酸鈉、對苯二酚、無水硫酸鈉、溴化鉀，試劑均為分析純)、定形液(硫代硫酸鈉、無水亞硫酸鈉、冰醋酸、硼酸、鉀明礬，試劑均為分析純)。

1.2　儀器及工件參數

1.2.1WP—Ⅰ型一米平面光柵攝譜儀

光源為交流電弧、三透照明系統、光柵刻線1200條/mm、中心波長300nm、中間光欄3.2mm、狹縫寬12μm、電弧電流15A、穩定電壓220V、曝光時間20s。

1.2.2GBZ—Ⅱ型自動測微光度儀

測量狹縫寬20μm、狹縫高10mm。首先利用相關指數自動選取回歸方程，把由測量得到的分析曲線標準點與擬合得到的分析曲線標準點相比較，并進行校正。然后對數據進行插值計算、平滑處理，用樣條函數擬合工作曲線。

1.2.3石墨電極規格

上電極選擇錐型電極，下電極為頸杯型小孔徑電極(孔徑2mm、孔深1.2mm、壁厚0.5mm)。

1.3　實驗步驟

準確稱取10.0g樣品于方瓷舟中，于650℃灼燒1～2h。冷卻后，將樣品轉入250mL燒杯中，加少許蒸餾水潤濕，加入30mL濃 HCl搖勻，再加30% 10mL搖勻，蓋表皿，室溫下放置2h,期間二次加入 5～10mL并搖勻數次燒杯。而后加熱溶液控制體積至35mL，溶液待作分離富集用。分析溶液經過抽氣過濾，濾去酸不溶物，用5%HCl洗滌數次。溶液加熱，控制體積100mL左右，趁熱加入20%，使濾液內分兩次加入吸附劑溶液10mL(含0.10g活性炭、0.30～0.50g紙漿)期間攪動2～3次，

放置1～2h.然后將靜動態吸附的試液倒入做好的活性炭柱子內。吸附時可不用抽氣，洗滌時再抽氣。用5%HCl、10%洗滌數3次，再用5%HCl和蒸餾水各洗三次。抽干取出紙餅，放入小坩堝中，于650℃灰化。灰分和緩沖劑(石墨粉)混勻全部裝入石墨下電極。

2　結果與討論

2.1　吸附鉑的鹽酸濃度實驗

鉑的標準溶液加入不同濃度的HCl后，測得被活性炭吸附的百分率。見表1。

表1　分析溶液的鹽酸濃度試驗

實驗表明：鹽酸在分析溶液百分體積5%～15%時，吸附率最高。

2.2　緩沖劑的選擇

緩沖劑選用光譜石墨粉，同時每件樣品吸附的錫也起到緩沖作用。可以控制電弧的穩定性，增加超痕量元素鉑的譜線強度。

2.3　內標的選擇

由于超痕量元素鉑的分析，大多試樣含量較低，處于工作曲線的下端。背景的影響舉足輕重，選擇背景內標法較為合理。

2.4　氯化亞錫用量的實驗

一份試樣溶液，分取多份，加入不同含量的，實驗結果見表2。

表2　加入用量與吸附率

實驗表明：過量加入能使吸附率高，但加入2g時，吸附率會減少。不僅是還原劑且能與構成絡合陰離子，被活性炭吸附，使的吸附率提高。

2.5　靜動態活性碳吸附實驗

將分析溶液直接倒入活性炭與紙漿的吸附柱內，鉑被吸附是處于流動態成為動態吸附。將活性炭紙漿放入分析溶液，稱為靜態吸附。靜動態吸附是指二者接合使用。實驗表明，試樣溶液單用動態吸附，鉑吸附率波動大，靜動態接合吸附，吸附率可在90%以上。選取鉑族元素地球化學成分分析標準物質GBW07290、GBW07291進行實驗，實驗結果見表3。

表3　動態吸附、靜動態吸附方式比對

2.6　方法的準確度和精密度

準確稱取鉑族元素地球化學成分分析標準物質GBW07288、GBW07340、GBW07289、GBW07290平行測定(n=12次)，計標出分析元素的平均值，相對標準誤差和相對誤差。見表4。

表4　方法準確度、精密度

3　結論

鉑族金屬與金、銀合稱為貴金屬，其中鉑最為貴重，從經濟發展上看鉑礦價值也最大。鉑元素的開發和利用，也顯得越來越重要。本方法具有靈敏度高、檢出限低、成本低等特點。適用于土壤、水系沉積物、巖礦礦物樣品中超痕量鉑的檢測，結果滿足分析質量要求。