JP2008232808A - 微量Pd、Rh及びRuの分析方法及び該方法に用いる高周波プラズマ質量分析装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】微量Pd、Rh又はRuを測定対象元素として分析する方法であって、(1)ナトリウム化合物を用いたアルカリ融解法によって試料を前処理する工程と、(2)該前処理を行った試料を高周波プラズマ質量分析装置にて分析する工程とを含み、工程(2)において、サンプリングコーンとスキマーコーンの間隔を、Pdと干渉する40Ar65Cuの濃度、Rhと干渉する40Ar63Cu及び40Ar40Ar23Naの濃度、並びにRuと干渉する38Ar63Cu及び40Ar38Ar23Naの濃度のすべてが0.05ppb以下となる値に設定して分析することを特徴とする方法。
【選択図】なし
Description
貴金属の回収方法を決定する上では、自溶炉から電解槽までの貴金属の物量バランスを調査するといった製錬工程における貴金属の挙動把握を行うことが重要であるが、その存在量はμg/g以下と少ない場合が多いために、これまでは困難であった。
そこで、貴金属の高感度な分析方法が強く要請されている。目的を達成するためには、定量下限0.01g/t(0.01μg/g)程度の分析法が必要である。
(1)ナトリウム化合物を用いたアルカリ融解法によって試料を前処理する工程と、
(2)該前処理を行った試料を高周波プラズマ質量分析装置にて分析する工程とを含み、
工程(2)において、サンプリングコーンとスキマーコーンの間隔を、Pdと干渉する40Ar65Cuの濃度、Rhと干渉する40Ar63Cu及び40Ar40Ar23Naの濃度、並びにRuと干渉する38Ar63Cu及び40Ar38Ar23Naの濃度のすべてが0.05ppb以下となる値に設定して分析することを特徴とする方法である。
本発明が分析対象とする試料はPd、Rh又はRuを含有する試料であれば特に制限はないが、試料中のCuの含有量が0〜80質量%、好ましくは0〜40質量%、より好ましくは1〜40質量%であるときに38Ar63Cu、40Ar65Cu、40Ar63Cu、40Ar38Ar23Na及び40Ar40Ar23Naによるスペクトル干渉を低減する効果が顕著に現れる。また、測定対象元素となるPd、Rh又はRuの含有量が100質量ppm以下、好ましくは1質量ppm以下、典型的には0〜100質量ppmであるときにスペクトル干渉を低減する効果が高い。
従って、本発明に係る分析方法の好ましい一実施形態においては、試料中のCuの含有量が0〜80質量%、好ましくは0〜40質量%、より好ましくは1〜40質量%である。また、別の好ましい一実施形態において、測定対象元素の含有量が100質量ppm以下、好ましくは1質量ppm以下、典型的には0〜100質量ppmである。本発明によれば、これら測定対象元素の測定下限値は0.01〜0.05g/t(0.01〜0.05μg/g)とすることができる。
試料を高周波プラズマ質量分析装置に導入するためには少なくとも測定対象元素を溶解する必要があるが、測定対象元素であるPd、Rh又はRuの内、Rh及びRuは難溶性であり、鉱酸類にはほとんど溶けないので、水酸化ナトリウム、硝酸ナトリウム、過酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム等のナトリウム化合物を用いたアルカリ融解法によって溶解する。この手法は一般的に行われているものであり、特に説明を要しないと考えるが、アルカリ融解法による前処理の手順を図1に例示する。まず、金属製のルツボに入れた試料に、ナトリウム化合物の混合融剤を混ぜ、該混合物の入ったルツボをガスバーナー又は電気炉にて加熱して試料中のPd、Rh及びRuを融解する。その後、得られた融解物を水、エタノール及び塩酸を加えて加熱溶解し、内部標準元素としてLu溶液を加えて定容する。前処理を行った溶液試料にはNaが一般に500〜5000質量ppm程度含まれる。
前処理を行った試料を高周波プラズマ質量分析装置でJIS K0133に準拠して分析する。高周波プラズマ質量分析装置は誘導結合プラズマ(ICP)質量分析装置及びマイクロ波誘導プラズマ(MIP)質量分析装置の何れを用いてもよい。サンプリングコーンとスキマーコーンの間隔以外の装置設定は市販の高周波プラズマ質量分析装置のマニュアルに従えばよい。
好ましい一実施形態においては、イオンの引込み状態の変化によるマトリクス効果や感度低下の理由により、スキマーコーンの位置は変化させずに、サンプリングコーンの位置を変化させることにより前記間隔を変動させる。図2にインターフェース部の概略図を示す。ここでは間隔変更手段として銅製の金属パッキンの厚みを変える方法を採用している。左側が金属パッキンを入れない場合、右側が金属パッキンを入れた場合である。
例1
図1の手順に従って前処理した操作空試験液に銅標準溶液を添加したものを試料として用いた。ここではナトリウム化合物としては過酸化ナトリウムと炭酸ナトリウムを混合して使用した。試料中のNa濃度は2500質量ppmであった。その後、ICP質量分析装置(SIIナノテクノロジー社製型式SPQ9400)にて分析を行った。この際、サンプリングコーンとスキマーコーンの間隔を順次変化させたときの、40Ar65Cu、40Ar63Cu、38Ar63Cu、40Ar40Ar23Na及び40Ar38Ar23Naによるスペクトル干渉の影響の変化をそれぞれ調べた。サンプリングコーンとスキマーコーンの間隔変更は銅製の金属パッキンの厚みを変えて行った。この際、スキマーコーンの位置を固定し、サンプリングコーンの位置を変化させるように行った。結果を表1及び表2に示す。サンプリングコーンとスキマーコーンの間隔(d)を変化させることによりスペクトル干渉が低減或いは抑制することができることが理解できる。例えば、間隔を6.5mmに設定したとき、40Ar65Cu(Pd)、40Ar63Cu(Rh)、38Ar63Cu(Ru)、40Ar40Ar23Na(Rh)及び40Ar38Ar23Na(Ru)をすべて0.05ppb以下に抑制可能できたことが分かる。表1中の銅濃度である5ppm、25ppm、50ppm及び100ppmはそれぞれ、試料中に含まれる銅量に換算した場合、0.04質量%、10質量%、20質量%及び40質量%に相当する。銅精鉱、銅スラグ及び銅マット等の銅精錬工程における中間製品に含まれる銅濃度が一般に10%程度又はそれ未満であることを考えると、本発明ではこのような範囲の銅が試料中に含まれている場合に特にスペクトル干渉を抑制する効果があることが分かる。
既知濃度のパラジウム、ロジウム及びルテニウムを含有する銅精鉱(標準物質CRM1701−86:Cu含有量23.6質量%)を図1の手順に従って前処理し、ICP質量分析装置(SIIナノテクノロジー社製型式SPQ9400)を使用してこれら元素の分析を行った。この際、サンプリングコーンとスキマーコーンの間隔を、例1でスペクトル干渉の抑制に効果的であることが分かった6.5mmにした場合と、抑制効果のない通常の3.0mmの場合とで比較した。表3に示す結果から、サンプリングコーンとスキマーコーンの間隔を上記のスペクトル干渉を抑制する距離としたときには、パラジウム、ロジウム及びルテニウムの濃度が認証値と非常によい一致を示し、高精度の分析を行えることが分かる。
2 スキマーコーン
3 サンプリングコーンとスキマーコーンの間隔
4 金属パッキン
Claims (8)
- Pd、Rh及びRuを測定対象元素として分析する方法であって、
(1)ナトリウム化合物を用いたアルカリ融解法によって試料を前処理する工程と、
(2)該前処理を行った試料を高周波プラズマ質量分析装置にて分析する工程とを含み、
工程(2)において、サンプリングコーンとスキマーコーンの間隔を、Pdと干渉する40Ar65Cuの濃度、Rhと干渉する40Ar63Cu及び40Ar40Ar23Naの濃度、並びにRuと干渉する38Ar63Cu及び40Ar38Ar23Naの濃度のすべてが0.05ppb以下となる値に設定して分析することを特徴とする方法。 - 試料中の各測定対象元素の濃度が100質量ppm以下である請求項1記載の方法。
- 試料中の各測定対象元素の濃度が1質量ppm以下である請求項2記載の方法。
- 試料中のCu濃度が0〜80質量%である請求項1〜3何れか一項記載の方法。
- 前処理を行った試料中のNa濃度が500〜5000質量ppmである請求項1〜4何れか一項記載の方法。
- サンプリングコーンとスキマーコーンの間隔が3〜7mmである請求項1〜5何れか一項記載の方法。
- サンプリングコーンとスキマーコーンの間隔を変更する手段を備えた高周波プラズマ質量分析装置を用いる請求項1〜6何れか一項記載の方法。
- 高周波プラズマ質量分析装置はICP質量分析装置である請求項1〜7何れか一項記載の方法。
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