CN102706860A

CN102706860A - 一种铑含量的化学分析方法

Info

Publication number: CN102706860A
Application number: CN2012102219847A
Authority: CN
Inventors: 林海山; 唐维学; 戴凤英; 刘天平
Original assignee: Guangzhou Research Institute of Non Ferrous Metals
Current assignee: Guangzhou Research Institute of Non Ferrous Metals
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2012-06-29
Publication date: 2012-10-03

Abstract

一种铑含量的化学分析方法。其特征是：称取试样，置于坩埚，加入无水碳酸钠、硼砂、二氧化硅、面粉和氧化铅，加入海绵钯粉和银粉，把坩埚放入800℃的炉内，升温至1100℃，并保温，移出坩埚冷却，取出铅扣，把铅扣放入已在炉中预热的灰皿中，灰吹；将生成的合粒放入容器，加入HNO₃，加热溶解，加入HCl，加热，蒸发，定容，ICP-AES测定铑含量。本发明是一种简单、快速、结果准确的铑含量的分析方法，适合各种复杂样品中0.1～1000g/t铑量的测定，特别适用于含银的阳极泥、熔炼渣等物料中铑含量的快速测定。

Description

一种铑含量的化学分析方法

技术领域

本发明涉及一种化学分析方法，特别涉及一种贵金属元素化学分析方法。

背景技术

铑属于贵金属，价格非常昂贵，具有良好的催化性能、稳定的化学性质，因而在冶金、化工、石油、玻璃、分析化学及现代化工业中极为重要。阳极泥、催化剂、熔炼渣等物料中含有铑，在冶炼、回收利用、贸易流通、产品仲裁等各环节都需要提供铑含量的准确测量结果。

铑含量的准确测定一直是分析化学的难题。由于物料成分复杂且含量较低，含铑物料的分析，首先要对样品进行富集和分离，然后再采用分光光度法、原子吸收法、重量法或等离子发射光谱法等测定铑含量。

蔡树型(铅试金法在贵金属分析中的作用，《分析试验室》1988，7(9)，P46～48)的论文详细讨论了铅试金中灰吹保护剂的作用，要求加入的保护剂在灰吹的温度下能与欲测贵金属形成合金，可以防止机械损失。例如铑不溶于银，用银作保护剂时，大量的铑损失在灰皿中，金能与铑生成合金，灰吹时以金代银，可使铑的损失大大减小。

管有祥等人(用金作保护剂铅试金富集汽车尾气净化催化剂中铂钯铑的研究，《贵金属》2011，32(2)，P67～71)的论文提出的测定方法是采用铅火试金造渣，用铅富集铑，以金作保护剂，可达到富集铑的目的。该方法不适用于含有银的阳极泥、熔炼渣等物料中铑量的测定，因为合粒的主成分是金银时，会给合粒的分解带来困难。

铅试金测定铑量的分析方法中银是有害元素，阳极泥、熔炼渣中通常含有银。目前，铅试金测定含有银的阳极泥、熔炼渣等物料中0.1～1000g/t铑含量的分析方法未见报导。

此外，铑化学性质稳定，在常压下，无机酸很难把铑溶解完全，一般需要在高压溶样罐中加入无机酸加热溶解样品，但流程长，操作步骤繁锁，工作量大。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单、快速、结果准确的铑含量的分析方法，特别适用于含银的阳极泥、熔炼渣等物料中0.1～1000g/t铑含量的测定。

本发明的技术方案是：称取0.5000～10.00g试样，置于坩埚，加入15～30g无水碳酸钠、8～10g硼砂、6～15g二氧化硅、2～4g面粉和60～120g氧化铅，加入15～300mg海绵钯粉和0～100mg银粉，把坩埚放入已升温到800℃的炉内，快速升温至1100℃，并保温20min，移出坩埚冷却，取出铅扣，把铅扣放入已在炉中预热的灰皿中，在880～920℃灰吹；将生成的合粒放入容器，加入10～20mL1∶3的HNO₃∶水，加热溶解，加入10～15mL的ρ1.19g/mLHCl，加热，蒸发，定容，电感偶合等离子体发射光谱法(ICP-AES)测定铑含量。

钯粉和银粉对铑含量测定的影响

按比例添加纯银、纯钯和纯铑于试金坩埚内，按技术方案测定铑含量，结果列于表1。

银与铑熔融态下不能互溶，不能形成合金，灰吹时如果存在大量银会严重干扰铑的测定，使大量的铑机械损失于灰皿中。表1中前四行的结果表明：当合粒的成分主要是银时，会导致分析结果严重偏低，铑的回收率＜10％。

钯在熔融态可以与银互溶形成合金，钯在熔融态也可以与铑互溶形成合金，在试金过程中，加入的钯粉可以与样品中的银和铑形成钯银铑合金，如果样品不含银，可以同时加入钯粉和银粉与试样中的铑形成钯银铑合金。表1表明：随着钯量比例的提高，铑量的损失不断减少，当钯量∶银量≥2∶1时，铑的回收率在98.80～100.5％之间，结果理想，可以消除银干扰铑量的测定影响。

添加银粉可以使合粒更容易溶解，试验发现，当钯量∶银量≤10∶1时，合粒在常压下就可以用1∶3的HNO₃∶水快速溶解。

表1钯粉和银粉对铑含量测定的影响

合粒中铑在常压下的溶解实验

按表2添加纯银、纯钯和纯铑于试金坩埚内，按技术方案得到合粒，合粒放于容器内，加入20mL1∶3的HNO₃∶水，加热分解，加入15mL的ρ1.19g/mL HCl，加热至约5mL，冷却，过滤，滤液定容于100mL容量瓶，ICP-AES测定铑含量。滤渣移入高压溶样罐中并加入新配的王水，把高压溶样罐密闭后在180℃的烘箱内保温8小时，冷却后，定容于100mL容量瓶，ICP-AES测定铑含量。结果列于表2。结果表明：当钯银∶铑≥40∶1时常压溶解完全，随着铑量比例的提高，常压溶解不完全，残渣中含有铑。

表2常压分解合粒实验

钯量对测定的影响

移取2.00mL的100μg/mL铑标准溶液于一组100mL容量瓶中，分别加入不同量的钯标准溶液，定容至100mL，在选定的实验条件下测定吸光度。实验结果表明：钯浓度＜300μg/mL对铑测定结果没有明显影响，当钯浓度在300～1000μg/mL之间时，通过标准工作溶液的基体匹配可以消除钯量对铑测定结果的影响。

添加钯粉和银粉的量的计算方法

本方法对添加的钯粉和银粉的量必须满足以下条件：

①钯量∶银量≥2∶1，银不干扰铑的测定；

②钯量∶银量≤10∶1，合粒快速溶解；

③钯银合量∶铑量≥40∶1，铑在常压下可溶解完全。

本方法的测定范围是：0.1～1000g/t，假定样品的含量是1000g/t，然后根据取样量可以计算铑量。

如：取样0.5000g，则样品中铑量0.5mg，根据钯银∶铑≥40∶1，则加入银钯的总量是≥20mg，根据钯量∶银量≥2∶1，钯量∶银量≤10∶1，如果样品中不含银，则加入15mg钯和5mg银。

如：取样10.00g，则样品中铑量10mg，根据钯银∶铑≥40∶1，则加入银钯的总量是≥400mg，根据钯量∶银量≥2∶1，钯量∶银量≤10∶1，如果样品中不含银，则加入300mg钯和100mg银。

如：取样2.0000g，则样品中铑量2mg，根据钯银∶铑≥40∶1，则加入银钯的总量是≥80mg，根据钯量∶银量≥2∶1，钯量∶银量≤10∶1，如果样品中含有银量是46.9mg，则只需加入115mg的钯。

样品加标回收

选用不含铑，基体元素含量相近似的阳极泥样品，分别加入铑标准溶液，以钯粉和银粉作灰吹保护剂，按技术方案测定铑含量，结果列于表3。

样品加标回收率在98.24～100.5％之间。

表3样品加标回收

具体实施方式

实施例1

称取0.5002g1#催化剂，加入20g无水碳酸钠、10g硼砂、9g二氧化硅、3.2g面粉和80g氧化铅，称取5mg银粉、15mg海绵钯粉作灰吹保护剂，混匀，移入试金坩埚，把坩埚放入已经升温到800℃的试金炉内，关闭炉门，快速升温至1100℃并保温20min，把坩埚移出炉外，冷却，取出铅扣，把铅扣放入已经在920℃的马弗炉中预热20min以上的灰皿中，关闭炉门2min，使铅扣熔融，待铅扣脱皮后，打开炉门，降低炉温至900℃，继续灰吹，当银珠出现闪光后，取出灰皿，冷却；将合粒放入100mL烧杯，加入10mL1∶3的HNO₃∶水，加热溶解，加入10mL的ρ1.19g/mLHCl，加热，蒸发至0.5mL，冷却，定容于100mL容量瓶，ICP-AES测定铑含量。

实施例2

称取1.5010g1#催化剂，加入20g无水碳酸钠、10g硼砂、8g二氧化硅、3.2g面粉和80g氧化铅，称取10mg银粉、50mg海绵钯粉到混样瓶中，混匀，移入试金坩埚，把坩埚放入已经升温到800℃的试金炉内，关闭炉门，快速升温至1100℃并保温20min，把坩埚移出炉外，冷却，取出铅扣，把铅扣放入已经在920℃的马弗炉中预热20min以上的灰皿中，关闭炉门2min，使铅扣熔融，待铅扣脱皮后，打开炉门，降低炉温至900℃，继续灰吹，当银珠出现闪光后，取出灰皿，冷却。将合粒放入100mL烧杯，加入20mL1∶3的HNO₃∶水，加热溶解，加入15mL的ρ1.19g/mLHCl，加热，蒸发至5mL，冷却，定容于100mL容量瓶，ICP-AES测定铑含量。

实施例3

称取10.00g2#熔炼渣，加入30g无水碳酸钠、10g硼砂、15g二氧化硅、4g面粉和120g氧化铅，计算出试样中含有银量5.5mg，称取100mg银粉、300mg海绵钯粉到混样瓶中，混匀，移入试金坩埚，把坩埚放入已经升温到800℃的试金炉内，关闭炉门，快速升温至1100℃并保温20min，把坩埚移出炉外，冷却，取出铅扣，把铅扣放入已经在920℃的马弗炉中预热20min以上的灰皿中，关闭炉门2min，使铅扣熔融，待铅扣脱皮后，打开炉门，降低炉温至900℃，继续灰吹，当银珠出现闪光后，取出灰皿，冷却。将合粒放入100mL烧杯，加入15mL1∶3的HNO₃∶水，加热溶解，加入15mL的ρ1.19g/mLHCl，加热，蒸发至3mL，冷却，定容于100mL容量瓶，移取5.00mL到50mL容量瓶，ICP-AES测定铑含量。

实施例4

称取5.0021g加入20g无水碳酸钠、10g硼砂、8g二氧化硅、3.5g面粉和80g氧化铅，已知5.0021g样品中含有银量2.75mg，称取50mg银粉、150mg海绵钯粉到混样瓶中，混匀，移入试金坩埚，把坩埚放入已经升温到800℃的试金炉内，关闭炉门，快速升温至1100℃并保温20min，把坩埚移出炉外，冷却，取出铅扣，把铅扣放入已经在920℃的马弗炉中预热20min以上的灰皿中，关闭炉门2min，使铅扣熔融，待铅扣脱皮后，打开炉门，降低炉温至910℃，继续灰吹，当银珠出现闪光后，取出灰皿，冷却。将合粒放入100mL烧杯，加入20mL1∶3的HNO₃∶水，加热溶解，加入15mL的ρ1.19g/mL的HCl，加热，蒸发至5mL，冷却，定容于100mL容量瓶，移取5.00mL到50mL容量瓶，ICP-AES测定铑含量。

实施例5

称取2.0002g铜阳极泥，加入20g无水碳酸钠、10g硼砂、8g二氧化硅、3.2g面粉和80g氧化铅，已知2.0002g样品中含有银量46.9mg，称取117.3mg海绵钯粉混样瓶中，混匀，移入试金坩埚，把坩埚放入已经升温到800℃的试金炉内，关闭炉门，快速升温至1100℃并保温20min，把坩埚移出炉外，冷却，取出铅扣，把铅扣放入已经在920℃的马弗炉中预热20min以上的灰皿中，关闭炉门2min，使铅扣熔融，待铅扣脱皮后，打开炉门，降低炉温至900℃，继续灰吹，当银珠出现闪光后，取出灰皿，冷却。将合粒放入200mL烧杯，加入20mL1∶3的HNO₃∶水，加热溶解，加入15mL的ρ1.19g/mLHCl，加热，蒸发至5mL，冷却，定容于100mL容量瓶，ICP-AES测定铑含量。

实施例6

称取1.0062g铅阳极泥加入15g无水碳酸钠、8g硼砂、6g二氧化硅、2g面粉和60g氧化铅，已知1.0062g样品中含有银量85mg，称取212.4mg海绵钯粉，混匀，移入试金坩埚，把坩埚放入已经升温到800℃的试金炉内，关闭炉门，快速升温至1100℃并保温20min，把坩埚移出炉外，冷却，取出铅扣，把铅扣放入已经在920℃的马弗炉中预热20min以上的灰皿中，关闭炉门2min，使铅扣熔融，待铅扣脱皮后，打开炉门，降低炉温至900℃，继续灰吹，当银珠出现闪光后，取出灰皿，冷却。将合粒放入200mL烧杯，加入20mL1∶3的HNO₃∶水，加热溶解，加入15mL的ρ1.19g/mL HCl，加热，蒸发至5mL，冷却，定容于100mL容量瓶，移取5.00mL到50mL容量瓶，ICP-AES测定铑含量。

按实施例平行进行5次实验，测定结果列于表4。表中催化剂的推荐值是国标标准值，熔炼渣、铜阳极泥、铅阳极泥的推荐值是样品单位提供的分析结果。结果表明：本发明是一种简单、快速、结果准确的铑含量的分析方法，适合各种复杂样品中0.1～1000g/t铑量的测定，特别适用于含银的阳极泥、熔炼渣等物料中铑含量的快速测定。

表4实施例样品分析结果

Claims

1.一种铑含量的化学分析方法，其特征是称取0.5000～10.00g试样，置于坩埚，加入15～30g无水碳酸钠、8～10g硼砂、6～15g二氧化硅、2～4g面粉和60～120g氧化铅，加入15～300mg海绵钯粉和0～100mg银粉，把坩埚放入已升温到800℃的炉内，快速升温至1100℃，并保温20min，移出坩埚冷却，取出铅扣，把铅扣放入已在炉中预热的灰皿中，在880～920℃灰吹；将生成的合粒放入容器，加入10～20mL1∶3的HNO3∶水，加热溶解，加入10～15mL的ρ1.19g/mLHCl，加热，蒸发，定容，电感偶合等离子体发射光谱法(ICP-AES)测定铑含量。