CN114441623A - 一种阳极铜中铂和钯含量的快速检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阳极铜中铂和钯含量的快速检测方法，属于阳极铜中贵金属定量检测技术领域，该方法先取待测样品加入硝酸溶液溶解、定容；然后取等体积若干份溶液，从第二份开始依次加入铂和钯的混合标准液；每份铂和钯的混合标准液的浓度相同且加入量递增，然后定容至相同体积；最后用镥标准液作为内标，对上述这些溶液进行测定，以待测元素含量为横坐标，强度值为纵坐标的绘制标准曲线；利用外推法计算出待测样品中铂和钯的含量。本发明将标准加入法和内标法进行联用，并且以镥溶液作为内标物，具有操作简单，分析速度快，检出限低，精密度高，污染少等优点；相比常规基体匹配测定法，节约了成本，避免引入待测元素影响结果准确性。

Description

一种阳极铜中铂和钯含量的快速检测方法

技术领域

本发明属于阳极铜中贵金属定量检测技术领域，特别是阳极铜中铂和钯含量的快速检测方法。

背景技术

阳极铜是铜冶炼的一种中间产物，由于工艺条件的局限性，阳极铜中往往含有一定量的铂和钯等贵金属元素。铂和钯均为稀有贵金属，有着较高的实际应用价值。贵金属元素进入阳极铜会造成企业的经济损失。阳极铜的后续电解条件也需要根据阳极铜中各杂质元素(除了铜之外的元素都是杂质元素)的含量进行调整。因此，准确测定阳极铜中铂和钯的含量，对企业提高经济效益(例如使用分析数据指导阳极铜工艺进行优化)，提高阴极铜产品的质量(例如提高阴极铜的纯度)有着重要的意义。

目前国内外尚未发布测定阳极铜中铂和钯含量的标准化学分析方法；行业内主要采用火试金富集-电感耦合等离子体发射光谱进行测定，例如《铜冶炼中间物料中铂和钯分析方法的研究》(韩丽娟，湖北师范学院，2013年05月)中采用铅火试金富集-ICP-OES技术测定阳极铜泥、铂钯精矿、一次碲渣、氯化渣、水解渣、酸浸渣等铜冶炼中间物料中的铂、钯含量。但是，上述这种方法存在明显的问题和缺陷：(1)火试金法操作复杂繁琐，使用了大量的氧化铅试剂，对操作人员健康和环境会造成较大危害；(2)富集后形成的合粒需要用酸溶解，而银离子将形成沉淀并吸附部分铂和钯，引起最终检测结果的误差；(3)有的阳极铜中铂和钯的含量较低，在电感耦合等离子体发射光谱的检测范围之外，而且电感耦合等离子体发射光谱的检出限不能满足部分阳极铜的测定。

中国授权专利CN106770200B提供了一种废汽车尾气催化剂中铂钯铑含量的测定方法，该方法通过使用助溶剂将尾气催化剂试样熔融富集，获得铂钯铑金属铜扣；然后制备不同浓度梯度的铂、钯、铑混合标准液，以及铜基体溶液，以铜基体溶液和硝酸钇溶液为介质，利用电感耦合等离子体发射光谱仪测定混合标准溶液，绘制标准工作曲线；最后将铜扣样品溶解测定；最终计算出铂、钯、铑的含量。然而，由于阳极铜中除了铂和钯以外，还可能存在其他的基体干扰因素，因此该方法不能适用于阳极铜中的铂和钯的快速检测。

发明内容

针对以上现有技术的不足，本发明提供了一种阳极铜中铂和钯含量的快速检测方法，具体通过以下技术实现。

一种阳极铜中铂和钯含量的快速检测方法，包括以下步骤：

S1、取一定量的待测样品，加入硝酸溶液，直至待测样品完全反应溶解，将溶液定容；

S2、取等体积的步骤S1的溶液若干份，从第二份开始依次加入铂和钯的混合标准液；每份铂和钯的混合标准液的浓度相同，且加入量递增；每份定容至相同体积，摇匀后待用；由于采用的是标准加入法，每份铂和钯的混合标准液的加入量根据实际需要进行递增即可，并非必须按照某种固定的递增量递增。

S3、以已知浓度的镥标准液作为内标，对步骤S2制得的溶液进行测定，以待测元素含量为横坐标，强度值为纵坐标的绘制标准曲线；利用外推法计算出待测样品中铂和钯的含量。

上述方法的步骤S1中，加入硝酸后首先会剧烈反应，可以待剧烈反应停止后置于电热板上进一步低温加热，使待测样品完全溶解。低温加热一般为70-80℃，加热时间以待测样品完全溶解为准。上述方法的各个步骤的定容过程可以选用容量瓶等常用仪器完成。所用的镥溶液具体可以选用直接购买的商品，并不清楚其具体化学形式，标准物质证书编号为BWB2432-2016的镥标准溶液镥的浓度为100μg/ml，标准物质证书编号为BWB2402-2016的镥标准溶液镥的浓度为1000μg/ml。

上述快速检测方法专门用于阳极铜中待测元素(铂和钯)的含量测定，通过使用标准加入法绘制得到待测元素(铂和钯)的标准曲线，并且采用内标法首次引入镥溶液作为内标元素对系统进行校准，最大程度地共同消除了基体效应、接口效应和仪器波动，提高了分析结果的精密度和准确度，对待测样品中铂和钯的最低检测线可达。整个操作过程快速、便捷，只需要不超过2h即可获得检测结果。

优选地步骤S1中取待测样品1-5g，加入的硝酸溶液体积为10-25ml，浓度1:1；定容体积为100-500ml。称取的待测样品量与定容体积有相应的联系，取样多时，定容则选择定容体积相对更大的容量瓶。

更优选地，步骤S1中取待测样品2.000g，加入的硝酸溶液体积为15ml。可以选择定容体积为200ml。

优选地，步骤S2中，取步骤S1的溶液6-10份，每份5-20ml，每份加入的铂和钯的混合标准液的浓度均为0.1μg/ml，定容体积为100ml；

更优选地，步骤S2中，取步骤S1的溶液7份，从第二份开始向每个容量瓶中依次加入铂和钯的混合标准液10μl、20μl、50μl、100μl、500μl、1000μl。

优选地，步骤S2中定容所用的稀释液为2-4％的盐酸。

更优选地，步骤S2中定容所用的稀释液为3％的盐酸。

优选地，步骤S3中，镥标准液的浓度为0.005-0.02μg/ml。

更优选地，步骤S3中镥标准液的浓度为0.01μg/ml。

优选地，步骤S3中，铂标准曲线方程为：y＝691187.2x+8331.0，R²＝0.9999。钯的标准曲线方程为：y＝1591022.4x+17311.6，R²＝0.999。

与现有技术相比，本发明的有益之处在于：本方法采用标准加入法和内标法联用的方式，以镥溶液作为内标物，具有操作简单，分析速度快，检出限低，精密度高，污染少等优点。相较于基体匹配的测定方法，节约了购买高纯铜的费用，避免引入待测元素影响分析结果准确性。

附图说明

图1为样品1某次的测定曲线和公式；

图2为样品2某次的测定曲线和公式；

图3为样品3某次的测定曲线和公式；

图4为样品4某次的测定曲线和公式；

图5为样品5某次的测定曲线和公式。

具体实施方式

下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例提供的阳极铜中铂和钯含量的快速检测方法。

1、仪器和试剂如下：

(1)电感耦合等离子体质谱仪，美国PE公司(珀金埃尔默)，型号(Nexion2000)；其工作参数如下表1：

表1PE公司Nexion2000ICP-MS测定参数

项目	工作参数	项目	工作参数
				ICPRFPower	1250	DiscriminatorThreshold	12
PlasmaGasFlow	15	DeflectorVoltage	-11
				AuxiliaryGasFlow	1.2	QuadrupoleRodOffset	0
NebulizerGasFlow	0.88	CellEntranceVoltage	-7
				AnalogStageVoltage	-1862	CellExitVoltage	-7
PulseStageVoltage	1000	CellRodOffset	-8

(2)铂和钯混合标准溶液：浓度100μg/L；

即分别取1mg/ml的铂标准溶液(购买有证的国家标准物质)10μl，和1mg/ml钯标准溶液(购买有证的国家标准物质)10μl，置于同一个100ml容量瓶中，以10％盐酸定容至刻度，摇匀制得；

(3)镥标准溶液

浓度10μg/L；即取100μg/ml镥标准溶液(购买有证的国家标准物质)10μl于100ml容量瓶中，以10％盐酸定容至刻度，摇匀制得；

(4)阳极铜：来源于大冶有色金属集团控股有限公司、铜陵有色金属集团控股有限公司；

2、检测方法

S1、取2.000g待测样品(阳极铜)，加入硝酸溶液(体积比1+1)，盖上表面皿，待剧烈反应停止后，置于电热板上(75±5)℃加热直至待测样品完全反应溶解，用超纯水洗涤表面皿和烧杯杯壁，冷却至室温，将溶液移入200ml容量瓶中，用超纯水稀释至刻度将溶液定容；

S2、取10ml步骤S1的溶液置于第一个100ml容量瓶中，再取10ml步骤S1的溶液置于第二个100ml容量瓶中，依此进行，共移取7份，分别放置于7个100ml的容量瓶中；从第二个容量瓶开始，依次在第二到七个容量瓶中加入铂和钯的混合标准液10μl、20μl、50μl、100μl、500μl、1000μl(浓度均为0.1μg/ml)；永超纯水吹洗容量瓶的瓶口，以3％的盐酸溶液依次定容，摇匀后待用；

S3、以0.01μg/ml的镥标准液作为内标，对仪器最优条件(如表1所示)下对步骤S2制得的各个容量瓶中的溶液进行测定，以待测元素含量为横坐标，强度值为纵坐标的绘制标准曲线；利用外推法计算出待测样品中铂和钯的含量。

3、精密度试验

选取5个不同阳极铜待测样品，每个阳极铜待测样品按照上述实验方法进行11次测定，测定结果如下表1所示，5个不同阳极铜待测样品的R²最佳的某次标准曲线如下表2-6和相应的标准曲线图1-5所示，精密度试验结果如表7所示。

表2样品1某次的曲线对应强度值

表3样品2某次的曲线对应强度值

表4样品3某次的曲线对应强度值

表5样品4某次的曲线对应强度值

表6样品5某次的曲线对应强度值

表7精密度试验检测结果

由上表7可以看到，采用本发明的方法，测定的5个阳极铜样品中铂和钯的测定结果的RSD均在0.99％-3.88％之间，说明本发明的方法精密度非常好。

4、加标回收实验

对上述5个阳极铜待测样品进行加标回收实验，试验方法具体为：样品溶解完全后，按下表铂和钯的加标量加入一定体积的铂标准溶液和钯标准溶液，再按和样品分析步骤完全一致的过程进行分析测定。得到的结果减去样品的含量之差除以加标量乘以百分之百即为回收率。实验结果见下表8。

表8加标回收试验结果

由上表2可见，采用本方法，铂和钯的加标回收率在97.8％-103％之间，加标回收率良好。

5、检出限试验

采用上述检测方法，以样品3为例，结合样品3测定的铂、钯的标准曲线和对应强度值(表4和图3)，连续测定空白溶液11次，测定结果如下表9所示。

表9空白溶液测定结果

表4中的曲线拟合的铂的线性回归方程为：y＝696853.4x+80933.8，R²＝0.9999；按线性回归方程式得到铂的灵敏度S_C为696853.4μg/L，按下式计算铂的检出限＝3S_A/S_C×0.1L/10mL×200mL/2g＝5×10^-4μg/g。

表4中的曲线拟合的钯的线性回归方程为：y＝1079815.5x+101833.6，R²＝0.9999；按线性回归方程式得到钯的灵敏度S_C为1079815.5μg/L，按下式计算钯的检出限＝3S_A/S_C×0.1L/10mL×200mL/2g＝5×10^-4μg/g。

Claims (10)

1.一种阳极铜中铂和钯含量的快速检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、取一定量的待测样品，加入硝酸溶液，直至待测样品完全反应溶解，将溶液定容；

S2、取等体积的步骤S1的溶液若干份，从第二份开始依次加入铂和钯的混合标准液；每份铂和钯的混合标准液的浓度相同，且加入量递增；每份定容至相同体积，摇匀后待用；

S3、以已知浓度的镥标准液作为内标，对步骤S2制得的溶液进行测定，以待测元素含量为横坐标，强度值为纵坐标的绘制标准曲线；利用外推法计算出待测样品中铂和钯的含量。

2.根据权利要求1所述的阳极铜中铂和钯含量的快速检测方法，其特征在于，步骤S1中取待测样品1-5g，加入的硝酸溶液体积为10-25ml，浓度1:1；定容体积为100-500ml。

3.根据权利要求2所述的阳极铜中铂和钯含量的快速检测方法，其特征在于，步骤S1中取待测样品2.000g，加入的硝酸溶液体积为15ml。

4.根据权利要求1所述的阳极铜中铂和钯含量的快速检测方法，其特征在于，步骤S2中，取步骤S1的溶液6-10份，每份5-20ml，每份加入的铂和钯的混合标准液的浓度均为0.1μg/ml，定容体积为100ml。

5.根据权利要求4所述的阳极铜中铂和钯含量的快速检测方法，其特征在于，步骤S2中，取步骤S1的溶液7份，从第二份开始向每个容量瓶中依次加入铂和钯的混合标准液10μl、20μl、50μl、100μl、500μl、1000μl。

6.根据权利要求1所述的阳极铜中铂和钯含量的快速检测方法，其特征在于，步骤S2中定容所用的稀释液为2-4％的盐酸。

7.根据权利要求6所述的阳极铜中铂和钯含量的快速检测方法，其特征在于，步骤S2中定容所用的稀释液为3％的盐酸。

8.根据权利要求1所述的阳极铜中铂和钯含量的快速检测方法，其特征在于，步骤S3中，镥标准液的浓度为0.005-0.02μg/ml。

9.根据权利要求6所述的阳极铜中铂和钯含量的快速检测方法，其特征在于，步骤S3中镥标准液的浓度为0.01μg/ml。

10.根据权利要求1所述的阳极铜中铂和钯含量的快速检测方法，其特征在于，步骤S3中，铂标准曲线方程为：y＝691187.2x+8331.0，R²＝0.9999。钯的标准曲线方程为：y＝1591022.4x+17311.6，R²＝0.9999。

Images