Determination of Platinum, Palladium and Gold in Geological Samples by Bomb-inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry with Concentrate and Extraction by Mixed Adsorbent
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摘要: 贵金属分析应用火试金法分离富集时，试金配料复杂、耗时较长，分析成本相对较高，空白较难控制。本文建立了采用过氧化氢-盐酸湿法分解样品，电感耦合等离子体质谱同时测定地质样品中Pt、Pd、Au的分析方法。在10%的盐酸介质中，以LSC-400巯基树脂和活性炭为混合吸附剂，采用动态吸附方式对样品中的Pt、Pd、Au分离富集，用Lu作内标元素，195Pt、197Au、108Pd为待测同位素消除了非谱线干扰和谱线干扰，三元素的回收率均大于96.4%。方法检出限(3σ)：Pt为0.06 ng/g，Pd为0.08 ng/g，Au为0.12 ng/g，优于火试金等其他分离富集方法的检出限。应用于测定国家标准物质，Pt、Pd、Au的测定结果与标准值相符，12次测定的相对标准偏差均小于16.1%，满足区域地球化学调查样品的分析要求。该方法操作简便、成本低廉，提高了分析速度，有效地降低了测试过程的空白值。
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关键词:
- 地质样品 /
- 铂 /
- 钯 /
- 金 /
- LCS-400巯基树脂 /
- 混合吸附剂 /
- 电感耦合等离子体质谱法
Abstract: Fire assay separation enrichment technology has been applied to precious metals analysis, however, its ingredients are complex, time-consuming, analysis costs are relatively high and blank controls are more difficult. A new method was set up such as the samples were dissolved with H2O2-HCl before Pt, Pd and Au were determined by Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry (ICP-MS). In 10% hydrochloric acid solution, LSC-400 mercapto resin and activated carbon were mixed as the adsorbent. Pt，Pd and Au in the sample solution were separated and enriched by using dynamic adsorption. Lu was selected as the internal standard element to eliminate non-spectral interference and spectrum interference along with tracers of 195Pt, 197Au and 108Pd. The recovery rates of each element were more than 96.4%. The detection limits were 0.06 ng/g for Pt, 0.08 ng/g for Pd and 0.12 ng/g for Au. Compared with the detection limits, this established method was better than the fire assaying method and other separation and enrichment methods. The method has been applied to the determination of these elements in National Standard Materials for PGEs and results were in agreement with the certified values. The relative standard deviations (RSD, n=12) was less than 16.1%. The method is simple, low cost and greatly improves the speed of analysis，and effectively reduces the blanks of the chemical processing. -
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表 1 仪器工作条件
Table 1. Working parameters of the instrument
工作参数 条件 入射功率 1300 W 反射功率 1.0 W 辅助气流速 0.8 L/min 冷却气流速 13.5 L/min 载气流速 0.85 L/min 采样深度 150 mm 采样锥直径 1.1 mm 截取锥直径 0.7 mm 扫描方式 跳峰 扫描次数 50 积分时间 20 s 
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表 2 不同吸附材料对铂钯金的吸附效果
Table 2. adsorption effect of the different adsorption materials on Pt，Pd，Au
样品 元素 wB/(ng·g-1) 标准值 活性炭
吸附树脂
吸附活性炭-树脂
混合材料吸附GBW 07288 Pt 0.26 0.20 0.21 0.26 Pd 0.26 0.25 0.27 0.27 Au 0.90 0.90 1.00 0.90 GBW 07289 Pt 1.60 1.10 1.35 1.62 Pd 2.30 2.22 2.28 2.35 Au 10.0 10.6 9.80 9.7 GBW 07290 Pt 6.40 5.20 5.89 6.32 Pd 4.60 4.57 4.61 4.64 Au 1.10 0.99 1.20 1.21 标准溶液
ρB/(ng·mL-1)Pt 5.00 3.62 4.38 4.82 Pd 5.00 4.63 4.89 4.93 Au 5.00 5.02 4.97 5.01
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表 3 介质及酸度对铂钯金吸附率的影响
Table 3. Effect of medium and acidity on adsorption of Pt,Pd,Au
介质 盐酸的
浓度/%mB/ng 1 3 5 10 20 30 50 盐酸 Pt 98 100 99 101 98 96 95 Pd 95 97 96 97 96 87 76 Au 96 98 101 100 101 100 97 王水 Pt 100 97 98 89 82 70 45 Pd 89 82 79 68 62 53 23 Au 98 97 100 99 101 101 99
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表 4 吸附方式对树脂吸附铂钯金的影响
Table 4. Effect of adsorption way of the resin on adsorption of Pt，Pd，Au
吸附
方式振荡时间
t/h加入量
m/ng吸附率/% Pt Pd Au 静态 0.5 100 82 65 89 1 100 90 85 98 2 100 100 96 101 4 100 101 97 100 动态 - 100 100 96 101
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表 5 铂族元素和金在ICP-MS测试中单原子和多原子离子的同位素干扰
Table 5. Isotopic interferences by monatomic and polyatomic ions in the determination of PGE and Au by ICP-MS
质量数 元素(同位素浓度/%) 干扰离子 102 Ru (31.6)，Pd (0.96) 86SrO 104 Ru (18.6)，Pd (11.0) 40Ar64Zn，87SrO 105 Pd (22.2) 88SrOH，89Yo，65Cu 40Ar 106 Pd (27.3)，Cd (1.2) 90ZrO，89YOH 108 Pd (26.7)，Cd (0.88) 90ZrO，92MoO 110 Pd (11.8)，Cd (12.4) 94ZrO，94MoO 190 Os (26.4)，Pt (0.01) 173YbO，174HfO 192 Os (41)，Pt (0.8) 176YbO，176HfO，176LuO 194 Pt (32.9) 178HfO 195 Pt (33.8) 179HfO，178HfOH 196 Pt (25.3)，Hg (0.2) 180HfO，180WO，180TaO 197 Au (100) 181TaO，180HfOH 198 Pt (7.2)，Hg (10.0)
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表 6 方法回收率试验
Table 6. Recovey test of the method
元素 wB/(ng·g-1) 回收率/% 标准值 加入量 测定值 回收量 Pt 6.4 5.0 11.50 5.10 102.0 10 16.26 9.86 98.6 Pd 4.6 5.0 9.51 4.91 98.2 10 14.24 9.64 96.4 Au 1.1 1.0 2.15 1.05 105.0 2.0 3.14 2.04 102.0
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表 8 方法准确度和精密度
Table 8. Accuracy and precision tests of the method
标准物质
编号元素 wB/(ng·g-1) RE/% RSD/% 标准值 平均值 GBW 07288
(土壤)Pt 0.26 0.23 -11.5 13.2 Pd 0.26 0.28 7.69 10.4 Au 0.9 1.1 22.2 16.1 GBW 07294
(土壤)Pt 14.7 15.4 4.76 4.26 Pd 15.2 14.7 -3.29 3.88 Au 1.8 1.6 -11.1 12.3 GBW 07340
(土壤)Pt 0.66 0.62 -6.06 10.1 Pd 0.66 0.64 -3.03 7.32 Au 2.3 2.5 8.70 9.57 GBW 07289
(水系沉积物)Pt 1.6 1.8 12.5 8.92 Pd 2.3 2.1 -8.70 6.43 Au 10 9.8 -2.00 6.24
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图(2)
表(8)
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