CN108844949A - 一种准确高效的矿石中铂钯含量的测定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种准确高效的矿石中铂钯含量的测定方法，属于含铂钯的矿石样品的测定方法。使用火试金富集样品中的铂钯，将火试金得到的铅扣简单碾压处理后，剪成细丝状方便样品溶解，使用1：3硝酸溶液溶解铅丝，待铅丝溶解澄清后，向溶液中加入盐酸以形成王水体系，继续溶解未溶的铂钯，过滤除去铅沉淀，滤液定容后使用ICP测定铂钯含量。本发明省去了火试金灰吹过程，节约了成本，提高了铂钯的回收率，减少了铅烟对环境和人体的危害，最终保证测定的结果的准确与稳定，减少了实验步骤，提高实验的准确度，有效提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种含铂钯的矿石样品的测定方法。
背景技术
铂钯属于铂族元素，铂族元素均具有高熔点、高稳定性、高硬度和强耐蚀抗磨性等特性，但其在地壳中含量极低，要想准确测量必须加大称样量才能使结果有很好的代表性，所以现有铂族元素的测定通常需要使用富集手段，通过火试金富集，得到的铅扣经过灰吹后可得到含铂族元素的合粒，进而使用ICP测定铂族元素含量，但灰吹过程中会产生铅蒸汽，对环境造成一定程度的污染，也对人体造成了伤害。
发明内容
本发明提供一种准确高效的矿石中铂钯含量的测定方法，以解决目前存在的灰吹过程中会产生铅蒸汽，对环境造成一定程度的污染，以及实验程序复杂的问题。
本发明采取的技术方案是：包括下列步骤：
(1)配料：准确称取5-20g试料m0，放入盛有10-40g碳酸钠、10-12g硼砂、80-120g氧化铅的试金坩埚中，根据其还原力加入硝酸钾或面粉，再加入玻璃粉，搅拌均匀后覆盖8-10mm覆盖剂；
(2)熔融：将坩埚置于炉温为900℃的熔融电炉内，关闭炉门，25min升温至930℃，保温14-16min，再经30min升温至1150℃后出炉，将钳祸平稳地旋动数次，并在铁板上轻轻敲击2-3下，使附着在钳祸壁上的铅珠下沉，然后将熔融物小心地全部倒入预热的铸铁模中，冷却后，把铅扣与熔渣分离，将铅扣锤成扁片；
(3)使用碾片机将扁片状的铅扣进一步碾成0.5-1mm厚的薄片，用剪刀剪碎成铅屑，置于400mL洗净的烧杯中；
(4)向烧杯中加入40-50mL硝酸溶液溶解铅屑，待铅屑完全溶解后向烧杯中加入30-40mL浓盐酸，使溶液成王水体系，溶解没溶于硝酸的铂钯，此时有大量氯化铅沉淀产生，加热煮沸溶液3-5分钟后，静置冷却；
(5)使用单层定量滤纸将所得溶液过滤于200mL容量瓶中，洗涤烧杯及滤渣数次后弃去滤渣，加水定容滤液至刻线；
(6)工作曲线绘制：移取0.00、1.00、5.00、10.00mL铂钯混标基准溶液，浓度100ug/mL，分别置于一组100mL容量瓶中，加入10mL王水，用蒸馏水稀释至刻度，混匀，以铂钯浓度为横坐标，强度为纵坐标，绘制工作曲线；
(7)使用ICP-AES对试样进行测定，自工作曲线上得到相应的铂钯浓度，计算得铂钯含量；
(8)随同试样做空白实验。
本发明所述步骤(1)中，样品还原力计算方法如下：称取5g试料m2，10g碳酸钠、60g氧化铅、10g玻璃粉，搅拌均匀后经熔融得到铅扣m1；
式中：F-试样的还原力；
m1-铅扣质量，单位是g；
m2-试料质量，单位是g；
硝酸钾或面粉的加入量：
当m0×F>30时，
当m0×F<30时，
式中：m4-硝酸钾加入量，单位是g；
m3-面粉加入量，单位是g；
m0-试料的质量，单位是g；
F-试样的还原力；
玻璃粉的加入量：为在熔融过程中生成的金属氧化物，以及加入的碱性溶剂，在0.5-1硅酸度时，所需的二氧化硅总量中，减去称取试样中含有的二氧化硅量；此二氧化硅量的三分之一用硼砂代替，三分之二按0.4g二氧化硅相当于1g玻璃粉计算出玻璃粉加入量；
覆盖剂的配制方法为：按质量比2份碳酸钠与1份硼砂混匀。
所述步骤(2)中，铅扣与熔渣分离时，要保证铅扣洁净，不要粘连滤渣，将铅扣锤成扁片方便使用碾片机进一步将铅扣碾成薄片。
所述步骤(3)中，需用不含氯的水将烧杯洗净，以防有沉淀产生。
所述步骤(4)中，加入的硝酸溶液为1份浓硝酸加入3份水中配制而成，煮沸样品过程中监控样品溶解状态，保证不容黑渣全部溶解。
所述步骤(5)中，过滤滤渣是为了保证定容体积更加精准，如沉淀较少，不过滤，直接定容。
所述步骤(6)中，所用王水为3份盐酸与1份硝酸混合配制而成，现用现配。
所述步骤(7)中，按下式计算铂钯的质量分数：
式中：ω-铂钯的质量分数，单位是g/t；
c-自工作曲线查得的铂钯浓度，单位是ug/mL；
c0-自工作曲线查得空白的铂钯浓度，单位是ug/mL；
V-定容体积，单位是mL；
m0-试料的质量，单位是g；
分析结果表示至小数点后第二位。
本发明的有益效果：
本发明方法与目前方法相比，省去了火试金灰吹过程，使用富集所得铅扣直接溶解处理，测定铂钯含量，节约了灰吹使用的灰皿以及电力成本，同时避免了灰吹造成的铂钯损失，提高了铂钯的回收率；目前灰吹方法不可避免的会产生铅烟，对人体及环境都有很大的影响，本发明专利避免了铅烟的产生，减少了对环境和人体的危害；灰吹过程对电炉温度要求较为苛刻，本发明专利直接使用硝酸溶解铅扣，降低了实验难度，简化了实验步骤，提高实验的准确度，有效提高了工作效率。
具体实施方式
实施例1
包括下列步骤：
(1)配料：准确称取5g试料m0，放入盛有10g碳酸钠、10g硼砂、80g氧化铅的试金坩埚中，根据其还原力加入适量硝酸钾或面粉，再加入适量玻璃粉，搅拌均匀后覆盖8mm覆盖剂；
(2)熔融：将坩埚置于炉温为900℃的熔融电炉内，关闭炉门，25min升温至930℃，保温14min，再经30min升温至1150℃后出炉，将钳祸平稳地旋动数次，并在铁板上轻轻敲击2下，使附着在钳祸壁上的铅珠下沉，然后将熔融物小心地全部倒入预热的铸铁模中，冷却后，把铅扣与熔渣分离，将铅扣锤成扁片；
(3)使用碾片机将扁片状的铅扣进一步碾成0.5mm厚的薄片，用剪刀剪碎成铅屑，置于400mL洗净的烧杯中；
(4)向烧杯中加入40mL硝酸溶液溶解铅屑，待铅屑完全溶解后向烧杯中加入30mL浓盐酸，使溶液成王水体系，溶解没溶于硝酸的铂钯，此时有大量氯化铅沉淀产生，加热煮沸溶液3分钟后，静置冷却；
(5)使用单层定量滤纸将所得溶液过滤于200mL容量瓶中，洗涤烧杯及滤渣数次后弃去滤渣，加水定容滤液至刻线；
(6)工作曲线绘制：移取0.00、1.00、5.00、10.00mL铂钯混标基准溶液，浓度100ug/mL，分别置于一组100mL容量瓶中，加入10mL王水，用蒸馏水稀释至刻度，混匀，以铂钯浓度为横坐标，强度为纵坐标，绘制工作曲线；
(7)使用ICP-AES对试样进行测定，自工作曲线上得到相应的铂钯浓度，计算得铂钯含量；
(8)随同试样做空白实验。
实施例2
包括下列步骤：
(1)配料：准确称取12g试料m0，放入盛有25g碳酸钠、11g硼砂、100g氧化铅的试金坩埚中，根据其还原力加入适量硝酸钾或面粉，再加入适量玻璃粉，搅拌均匀后覆盖9mm覆盖剂；
(2)熔融：将坩埚置于炉温为900℃的熔融电炉内，关闭炉门，25min升温至930℃，保温15min，再经30min升温至1150℃后出炉，将钳祸平稳地旋动数次，并在铁板上轻轻敲击3下，使附着在钳祸壁上的铅珠下沉，然后将熔融物小心地全部倒入预热的铸铁模中，冷却后，把铅扣与熔渣分离，将铅扣锤成扁片；
(3)使用碾片机将扁片状的铅扣进一步碾成0.8mm厚的薄片，用剪刀剪碎成铅屑，置于400mL洗净的烧杯中；
(4)向烧杯中加入45mL硝酸溶液溶解铅屑，待铅屑完全溶解后向烧杯中加入35mL浓盐酸，使溶液成王水体系，溶解没溶于硝酸的铂钯，此时有大量氯化铅沉淀产生，加热煮沸溶液4分钟后，静置冷却；
(5)使用单层定量滤纸将所得溶液过滤于200mL容量瓶中，洗涤烧杯及滤渣数次后弃去滤渣，加水定容滤液至刻线；
(6)工作曲线绘制：移取0.00、1.00、5.00、10.00mL铂钯混标基准溶液，浓度100ug/mL，分别置于一组100mL容量瓶中，加入10mL王水，用蒸馏水稀释至刻度，混匀，以铂钯浓度为横坐标，强度为纵坐标，绘制工作曲线；
(7)使用ICP-AES对试样进行测定，自工作曲线上得到相应的铂钯浓度，计算得铂钯含量；
(8)随同试样做空白实验。
实施例3
包括下列步骤：
(1)配料：准确称取20g试料m0，放入盛有40g碳酸钠、12g硼砂、120g氧化铅的试金坩埚中，根据其还原力加入适量硝酸钾或面粉，再加入适量玻璃粉，搅拌均匀后覆盖10mm覆盖剂；
(2)熔融：将坩埚置于炉温为900℃的熔融电炉内，关闭炉门，25min升温至930℃，保温16min，再经30min升温至1150℃后出炉，将钳祸平稳地旋动数次，并在铁板上轻轻敲击3下，使附着在钳祸壁上的铅珠下沉，然后将熔融物小心地全部倒入预热的铸铁模中，冷却后，把铅扣与熔渣分离，将铅扣锤成扁片；
(3)使用碾片机将扁片状的铅扣进一步碾成1mm厚的薄片，用剪刀剪碎成铅屑，置于400mL洗净的烧杯中；
(4)向烧杯中加入50mL硝酸溶液溶解铅屑，待铅屑完全溶解后向烧杯中加入40mL浓盐酸，使溶液成王水体系，溶解没溶于硝酸的铂钯，此时有大量氯化铅沉淀产生，加热煮沸溶液5分钟后，静置冷却；
(5)使用单层定量滤纸将所得溶液过滤于200mL容量瓶中，洗涤烧杯及滤渣数次后弃去滤渣，加水定容滤液至刻线；
(6)工作曲线绘制：移取0.00、1.00、5.00、10.00mL铂钯混标基准溶液，浓度100ug/mL，分别置于一组100mL容量瓶中，加入10mL王水，用蒸馏水稀释至刻度，混匀，以铂钯浓度为横坐标，强度为纵坐标，绘制工作曲线；
(7)使用ICP-AES对试样进行测定，自工作曲线上得到相应的铂钯浓度，计算得铂钯含量；
(8)随同试样做空白实验。
上述各实施例中：
本发明所述步骤(1)中，样品还原力计算方法如下：称取5g试料m2，10g碳酸钠、60g氧化铅、10g玻璃粉，搅拌均匀后经熔融得到铅扣m1；
式中：F-试样的还原力；
m1-铅扣质量，单位是g；
m2-试料质量，单位是g；
硝酸钾或面粉的加入量：
当m0×F>30时，
当m0×F<30时，
式中：m4-硝酸钾加入量，单位是g；
m3-面粉加入量，单位是g；
m0-试料的质量，g；
F-试样的还原力；
玻璃粉的加入量：为在熔融过程中生成的金属氧化物，以及加入的碱性溶剂，在0.5-1硅酸度时，所需的二氧化硅总量中，减去称取试样中含有的二氧化硅量；此二氧化硅量的三分之一用硼砂代替，三分之二按0.4g二氧化硅相当于1g玻璃粉计算出玻璃粉加入量；
覆盖剂的配制方法为：按质量比2份碳酸钠与1份硼砂混匀。
所述步骤(2)中，铅扣与熔渣分离时，要保证铅扣洁净，不要粘连滤渣，将铅扣锤成扁片方便使用碾片机进一步将铅扣碾成薄片。
所述步骤(3)中，需用不含氯的水将烧杯洗净，以防有沉淀产生。
所述步骤(4)中，加入的硝酸溶液为1份浓硝酸加入3份水中配制而成，煮沸样品过程中监控样品溶解状态，保证不容黑渣全部溶解。
所述步骤(5)中，过滤滤渣是为了保证定容体积更加精准，如沉淀较少，不过滤，直接定容。
所述步骤(6)中，所用王水为3份盐酸与1份硝酸混合配制而成，现用现配。
所述步骤(7)中，按下式计算铂钯的质量分数：
式中：ω-铂钯的质量分数，单位是g/t；
c-自工作曲线查得的铂钯浓度，单位是ug/mL；
c0-自工作曲线查得空白的铂钯浓度，单位是ug/mL；
V-定容体积，单位是mL；
m-试料的质量，单位是g；
分析结果表示至小数点后第二位。
下边通过实验例来进一步说明本发明。
实验例1：对内部样品进行加标回收测定(铂钯各加入50ug)：
(1)配料：准确称取试料10g，放入盛有20g碳酸钠、10g硼砂、80g氧化铅的试金坩埚中，根据其还原力加入适量硝酸钾或面粉，再加入适量玻璃粉，搅拌均匀后覆盖8mm覆盖剂。
(2)熔融：将坩埚置于炉温为900℃的熔融电炉内，关闭炉门，25min升温至930℃，保温15min，再经30min升温至1150℃后出炉。将钳祸平稳地旋动数次，并在铁板上轻轻敲击2-3下，使附着在钳祸壁上的铅珠下沉，然后将熔融物小心地全部倒入预热的铸铁模中。冷却后，把铅扣与熔渣分离，将铅扣锤成扁片。
(3)使用碾片机将扁片状的铅扣进一步碾成0.5mm厚的薄片，用剪刀剪碎成铅屑，置于400mL洗净的烧杯中。
(4)向烧杯中加入40mL硝酸溶液溶解铅屑，待铅屑完全溶解后向烧杯中加入30mL浓盐酸，使溶液成王水体系，溶解没溶于硝酸的铂钯，此时有大量氯化铅沉淀产生，加热煮沸溶液3分钟后，静置冷却。
(5)使用单层定量滤纸将所得溶液过滤于200mL容量瓶中，洗涤烧杯及滤渣数次后弃去滤渣，加水定容滤液至刻线。
(6)工作曲线绘制：移取0.00、1.00、5.00、10.00mL铂钯混标基准溶液(100ug/mL)，分别置于一组100mL容量瓶中，加入10mL王水，用蒸馏水稀释至刻度，混匀，以铂钯浓度为横坐标，强度为纵坐标，绘制工作曲线。
(7)使用ICP-AES对试样进行测定，自工作曲线上得到相应的铂钯浓度，计算得铂钯含量。
(8)随同试样做空白实验。
计算得铂回收率为98.2％，钯回收率为99.8％。
实验例2：对内部样品进行加标回收测定(铂钯各加入30ug)：
(1)配料：准确称取试料20g，放入盛有40g碳酸钠、12g硼砂、100g氧化铅的试金坩埚中，根据其还原力加入适量硝酸钾或面粉，再加入适量玻璃粉，搅拌均匀后覆盖10mm覆盖剂。
(2)熔融：将坩埚置于炉温为900℃的熔融电炉内，关闭炉门，25min升温至930℃，保温16min，再经30min升温至1150℃后出炉。将钳祸平稳地旋动数次，并在铁板上轻轻敲击2-3下，使附着在钳祸壁上的铅珠下沉，然后将熔融物小心地全部倒入预热的铸铁模中。冷却后，把铅扣与熔渣分离，将铅扣锤成扁片。
(3)使用碾片机将扁片状的铅扣进一步碾成1mm厚的薄片，用剪刀剪碎成铅屑，置于400mL洗净的烧杯中。
(4)向烧杯中加入50mL硝酸溶液溶解铅屑，待铅屑完全溶解后向烧杯中加入40mL浓盐酸，使溶液成王水体系，溶解没溶于硝酸的铂钯，此时有大量氯化铅沉淀产生，加热煮沸溶液5分钟后，静置冷却。
(5)使用单层定量滤纸将所得溶液过滤于200mL容量瓶中，洗涤烧杯及滤渣数次后弃去滤渣，加水定容滤液至刻线。
(6)工作曲线绘制：移取0.00、1.00、5.00、10.00mL铂钯混标基准溶液(100ug/mL)，分别置于一组100mL容量瓶中，加入10mL王水，用蒸馏水稀释至刻度，混匀，以铂钯浓度为横坐标，强度为纵坐标，绘制工作曲线。
(7)使用ICP-AES对试样进行测定，自工作曲线上得到相应的铂钯浓度，计算得铂钯含量。
(8)随同试样做空白实验。
计算得铂回收率为99.1％，钯回收率为99.2％。
Claims (8)
1.一种准确高效的矿石中铂钯含量的测定方法，其特征在于，包括下列步骤：
(1)配料：准确称取5-20g试料m0，放入盛有10-40g碳酸钠、10-12g硼砂、80-120g氧化铅的试金坩埚中，根据其还原力加入适量硝酸钾或面粉，再加入适量玻璃粉，搅拌均匀后覆盖8-10mm覆盖剂；
(2)熔融：将坩埚置于炉温为900℃的熔融电炉内，关闭炉门，25min升温至930℃，保温14-16min，再经30min升温至1150℃后出炉，将钳祸平稳地旋动数次，并在铁板上轻轻敲击2-3下，使附着在钳祸壁上的铅珠下沉，然后将熔融物小心地全部倒入预热的铸铁模中，冷却后，把铅扣与熔渣分离，将铅扣锤成扁片；
(3)使用碾片机将扁片状的铅扣进一步碾成0.5-1mm厚的薄片，用剪刀剪碎成铅屑，置于400mL洗净的烧杯中；
(4)向烧杯中加入40-50mL硝酸溶液溶解铅屑，待铅屑完全溶解后向烧杯中加入30-40mL浓盐酸，使溶液成王水体系，溶解没溶于硝酸的铂钯，此时有大量氯化铅沉淀产生，加热煮沸溶液3-5分钟后，静置冷却；
(5)使用单层定量滤纸将所得溶液过滤于200mL容量瓶中，洗涤烧杯及滤渣数次后弃去滤渣，加水定容滤液至刻线；
(6)工作曲线绘制：移取0.00、1.00、5.00、10.00mL铂钯混标基准溶液，浓度100ug/mL，分别置于一组100mL容量瓶中，加入10mL王水，用蒸馏水稀释至刻度，混匀，以铂钯浓度为横坐标，强度为纵坐标，绘制工作曲线；
(7)使用ICP-AES对试样进行测定，自工作曲线上得到相应的铂钯浓度，计算得铂钯含量；
(8)随同试样做空白实验。
2.根据权利要求1所述的一种准确高效的矿石中铂钯含量的测定方法，其特征在于：所述步骤(1)中，样品还原力计算方法如下：称取5g试料m2，10g碳酸钠、60g氧化铅、10g玻璃粉，搅拌均匀后经熔融得到铅扣m1；
式中：F-试样的还原力；
m1-铅扣质量，单位是g；
m2-试料质量，单位是g；
硝酸钾或面粉的加入量：
当m0×F>30时，
当m0×F<30时，
式中：m4-硝酸钾加入量，单位是g；
m3-面粉加入量，单位是g；
m0-试料的质量，g；
F-试样的还原力；
玻璃粉的加入量：为在熔融过程中生成的金属氧化物，以及加入的碱性溶剂，在0.5-1硅酸度时，所需的二氧化硅总量中，减去称取试样中含有的二氧化硅量；此二氧化硅量的三分之一用硼砂代替，三分之二按0.4g二氧化硅相当于1g玻璃粉计算出玻璃粉加入量；
覆盖剂的配制方法为：按质量比2份碳酸钠与1份硼砂混匀。
3.根据权利要求1所述的一种准确高效的矿石中铂钯含量的测定方法，其特征在于：所述步骤(2)中，铅扣与熔渣分离时，要保证铅扣洁净，不要粘连滤渣，将铅扣锤成扁片方便使用碾片机进一步将铅扣碾成薄片。
4.根据权利要求1所述的一种准确高效的矿石中铂钯含量的测定方法，其特征在于：所述步骤(3)中，需用不含氯的水将烧杯洗净，以防有沉淀产生。
5.根据权利要求1所述的一种准确高效的矿石中铂钯含量的测定方法，其特征在于：所述步骤(4)中，加入的硝酸溶液为1份浓硝酸加入3份水中配制而成，煮沸样品过程中监控样品溶解状态，保证不容黑渣全部溶解。
6.根据权利要求1所述的一种准确高效的矿石中铂钯含量的测定方法，其特征在于：所述步骤(5)中，过滤滤渣是为了保证定容体积更加精准，如沉淀较少，不过滤，直接定容。
7.根据权利要求1所述的一种准确高效的矿石中铂钯含量的测定方法，其特征在于：所述步骤(6)中，所用王水为3份盐酸与1份硝酸混合配制而成，现用现配。
8.根据权利要求1所述的一种准确高效的矿石中铂钯含量的测定方法，其特征在于：所述步骤(7)中，按下式计算铂钯的质量分数：
式中：ω-铂钯的质量分数，单位是g/t；
c-自工作曲线查得的铂钯浓度，单位是ug/mL；
c0-自工作曲线查得空白的铂钯浓度，单位是ug/mL；
V-定容体积，单位是mL；
m0-试料的质量，单位是g；
分析结果表示至小数点后第二位。
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