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2013年11月第四期
电感耦合等离子体发射光谱仪测废钯中8种元素
潘剑明马银标陈波谢智平刘秋香
(浙江省冶金研究院有限公司杭州310011)
摘要:采用王水溶解样品,酸为酸介质,电感耦合等离子体发射光谱仪同时检测废钯(钯炭废料焚烧后
的粗钯)中的8种杂质元素的含量。通过选择合适的谱线消除钯基体对各元素检测的影响,方法的
检出限Ag、Cu、Fe为0.008mg/L,Al、Pb为0.00lmg/I、Gr、Mi、Cd为0.0005mg/L。检测结果跟标
准值相符合,该方法检测各元素的相对标准偏差(RSD,n=5)在3.5-8.5%,加标回收率在93.5%
-105.5%之间。方法简便、快速、成本低,适合各种高纯钯及钯合金中徴量杂质元素的检测
关键词:电感耦合等离子体;发射光谱;废钯;徽量元;测定
0前言
品,标准样品制备难度大且成本高。另外超细钯粉
中杂质的检测有国标法4,国标法样品处理相当复
近年来,电感耦合等离子体原子发射光谱法(杂,用到光栅摄谱仪,这种仪器现在用得不普遍,给
ICP-AES)的应用日益广泛,涉及地质、治金环境检测带来不便。选择检测效率高的电感耦合等离
等多个领域,该法具有分析速度快、同时测定多种子体发射光谱法同时测定废钯中Ag、Cu、Fe、Al、Cr、
元素、线性范围宽、精密度高、准确度好、检出限低Mi、Cd和Ph等8种元素的报道少见。本文通过借
等特点们,备受分析者的关注。钯是一种贵金属,鉴文献5-?的经验及大量实验,制定了用ICP
广泛应用于航天、电子、化工、汽车、机械制造等行AES法直接测定废钯中八种杂质元素的检测方法,
业,废钯中杂质元素的含量直接影响废钯回收方实现了大批量样品的快速测定。
法的选择,因此快速准确测定废钯中杂质元素含量1实验部分
能为废钯回收提供很大的方便
i、Cd和Pb这八种元素是高纯钯粉的国家标准要
1仪器
求必需严格控制其含量的杂质元素,因此为制备合
电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AFS)
格的高纯钯粉,对废钯中这八种杂质元素进行检测 optima7000型电感耦合等离子体发射光谱仪(珀
很有必要。
金埃尔默有限公司),仪器的工作参数如表1。各元
现有的分析金属元素的方法有原子吸收光谱素检测的波长见表2
法、ⅹ射线荧光光谱法]、电感耦合等离子体发
表1电感耦合等离子体发射光谱工作参数
射光谱法。原子吸收光谱法只能一次分析一种元
高颇
高频冷却气辅助气切割气
素,分析多种元素效率低;Xー射线荧光光谱法样品
频卒
功率的流量的流蚤的流量
制备复杂、且需要钏备跟样品基体很接近的标准样
40 68 MHZ 1400 W 15 L/min 0.2 L /min 0.8 I/mi
表2各元素的检测波长
g
A
Pb
328.068
327.393
238.204
396.153
267.716
231.604
217.000
228.802
1.2试剂与实验用具
1.3溶样方法
23种元素的混合标准溶液(10mg/L),盐酸(优
称取0.1g(精度到0.000)左右废钯(钯炭废
质纯),硝酸(优质纯),王水V(HCI):V(HNO3)=3:料焚烧后的粗钯,钯含量50%~70%)试样于
1,各种必要的玻璃器皿。
00mL烧杯中,加人15mL王水,放置到电炉上加
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热,待钯废料彻底溶解,继续蒸至近干,加2mL硝2.4基体的影响
酸,转移到50mL容量瓶定容待检测。
本实验主要的基体影响是钯基体对杂质元素
1.4标准曲线的绘制
检测的影响,为了证明钯基体对杂质元素检测是否
用4%的硝酸溶液将混合标准溶液(10mg/L)产生影响,购置了钯纯度大于9.95%的钯粉作为
逐级稀释配制成一系列0;0.5:1mg几L的标准工基体加人到标准溶液中,满足标准溶液中的钯基体
作溶液,绘制标准曲线。结果表明,配制的系列标跟样品中的钯基体一致的条件,这种情况检测出杂
准溶液的浓度眼强度程良好的线性关系,各元素标质元素含量跟不加钯基体到标准溶液中检测出来
准曲线的线性相关系数:r在0.990.99,的杂质元素含量进行比较,结果发现两种检测结果
RSD<2.0%。测量样品时,同一个样品检测3次以相差不大,各元素检测结果误差<2%,在允许的误
上取平均值,8种元素检测的RSD在1.0%~3.5%差范围内。因此本文选择不加钯基体进行杂质元
之间。
素检测,这为检测带来很大的方便也节省了购置高
纯钯粉的成本。
结果与讨论
2.5方法的准确性
2.1溶样方法的选择
为验证电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-
比较了常用来溶解废钯的两种方法:盐酸+双
AES)检测废钯中杂质元素方法的准确性,用本法检
测的结果,眼权威的贵金属检测机构的检测结果
氧水(V/V=5:1)和王水V(HCI):V( HINO3)=3:1两
种溶样方法,经过实验发现盐酸+双氧水溶解速度(此结果当成标准值)进行对比,对比情况见表3。
慢,且不能彻底溶解钯粉,而王水则可以迅速溶解从表3可以看出,CP-AES
的含量跟标准值很接近,能满足测定的需求。
样品,且溶解彻底,所以本实验选择王水溶解废钯。
表3ICP-OES检测结果与对外检测结果对比
2.2酸的影响
mg/L
混合标准溶液是硝酸介质,为了满足酸度
检元亲
检测结果
标准值
致,本实验都采用硝酸介质制备样品。实验也发
600
现,如果选择硫酸、膦酸等酸介质制备样品,检测出
807
来的结果跟标准值相差很大,因此不考虑硫酸、膦
酸等酸作为介质来制备样品。
A
250
582
2.3分析谱线的选择
56
ICP光源的激发能力很强,几乎每一种引入
420
ICP中的物质都会被激发出相当丰富的谱线,废粉
中除了高含量的钯外还有多种杂质金属元素,激发
过程中会产生大量谱线,高含量的钯的谱线可能对2.6方法的回收率
杂质金属元素的检测产生干扰,因此选择合适的检
取按照本文的检测方法测出杂质含量的同种
测谱线对杂质元素的准确测定具有重要意义。为样品三份,分别加人浓度为0.5p,1pm,2pmn的
了检测准确,通常我们选择各种金属元素强度最大混合标准溶液于上述三份样品中,按照本实验方法
的谱线作为分析线。通过实验发现P跏选择激发强检测,检测结果见表4。从表4可以看出该方法的
度最大的220.353mm谱线作为分析线时受钯谱线加标回收率在93.5%~105.5%范围内,回收率在
于扰,检测结果不准确,为了消除干扰,Ph选择次这个范围符合检测要求。
灵敏线217.00mm作为分析线,检测不受钯谱线干2.7方法的精密度
扰。通过査看谱线于扰情况,最后确定各元素的分
取同样的钯样品5份,按照实验方法对样品进
析谱线波长如下:Ag328.068m、Fe238.204m、Cu行处理和测定,得到的五组杂质元素的结果,计算
327.393nm、A1396.153m、Cr267.716mm、Ni231.各元素