0 引言

銅冶煉會(huì)產(chǎn)生大量煙灰，這些煙灰由專門的布袋收集得 來。煙灰中除了大量廢棄物以外，還含有大量有價(jià)值的金屬元 素。當(dāng)然煙灰中金屬元素的成分會(huì)因?yàn)槿霠t原材料的不同而不 同。銅冶煉煙灰中主要金屬元素包括銅、鉛、鋅、錫，此外，銅冶 煉煙灰中還富含多種珍稀貴金屬如金銀鉑鈀等。要對(duì)銅冶煉煙 灰中的珍稀貴金屬進(jìn)行回收，首先需要準(zhǔn)確測(cè)定煙灰中貴金屬 的含量。當(dāng)前針對(duì)銅冶煉煙灰中鉑鈀含量的測(cè)定方法較多，包 括原子吸收光譜法、分光光度法等，這些方法都有其優(yōu)勢(shì)和不 足，其中原子吸收光譜法在測(cè)定過程中靈敏度較低，而且穩(wěn)定 性較差，而分光光度法需要進(jìn)行萃取分離，測(cè)定過程中需要大 量有毒試劑，而且需要進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)操作，在應(yīng)用過程中存在 較大局限性。由于銅冶煉煙灰中含有多種成分，為了取得良好 測(cè)定效果，考慮采取火試金富集，同時(shí)結(jié)合電感耦合等離子體 發(fā)射光譜法科學(xué)測(cè)定銅冶煉煙灰中鉑鈀的含量。這種方法操作 簡(jiǎn)單，所需時(shí)間少，快速準(zhǔn)確，在實(shí)際應(yīng)用過程中能夠滿足各種 需要，已經(jīng)成為測(cè)定銅冶煉煙灰中鉑鈀含量的首選方法。

1 測(cè)定過程

1.1 所需測(cè)定儀器、設(shè)備和相關(guān)試劑

本次實(shí)驗(yàn)所需儀器及設(shè)備：箱式電阻爐；精密天平；耐火粘土 坩堝，容積300mL；灰皿；ICP6300 電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀。 本次實(shí)驗(yàn)所需試劑有：無水碳酸鈉，工業(yè)純、粉狀；工業(yè)純 粉狀氧化鉛(PbO，黃丹)，( 含金＜0.02g/t，含銀＜2g/t)；工業(yè)純粉 狀硼砂(Na2 B4 O7 ·5H2 O)；工業(yè)純二氧化硅；面粉；工業(yè)純硝石； 硝酸(ρ1.42g/mL)，AR；硝酸溶液(1+7)；鹽酸(ρ1.19g/mL)，AR； 鹽酸(2+1)；鹽酸(1+9)；王水；冰乙酸(1+3)；氯化鈉。 鉑標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：稱取0.1000g 純金屬鉑放入100mL 燒杯中， 加入15mL 鹽酸、5mL 硝酸，將燒杯置于電熱板上，進(jìn)行低溫加 熱，待其溶解完成后，加入5 滴氯化鈉溶液，蒸發(fā)干燥，進(jìn)一步 使用鹽酸(2+1) 反復(fù)蒸干，這個(gè)過程的目的在于去除儲(chǔ)備液中 的硝酸，再次加入20mL 鹽酸(2+1)，采用鹽酸(2+1) 進(jìn)行稀釋， 直到刻度，混勻。得到的溶液中1mL 含1.00mg 鉑。鈀標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：稱取0.1000g 純金屬鈀，將其放入100mL 燒杯中，加入15mL 鹽酸、5mL 硝酸，實(shí)施低溫加熱，促使鈀金屬完全溶解，加入5 滴 200g/L 的氯化鈉溶液，加入10mL 鹽酸和20mL 水，再次加熱，用 水稀釋至刻度，混勻。得到鈀標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，1mL 中含1.00mg 鈀。 鉑、鈀混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：移取鉑標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液和鈀標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ) 備液各10mL，注入100mL 容量瓶中，在此基礎(chǔ)上加入10mL 鹽 酸，用水稀釋，達(dá)到刻度以后停止，將容量瓶中液體搖勻。得到 鉑鈀混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，1mL 中鉑和鈀的含量都是100μg。

1.2 制備相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)溶液

移取鉑、鈀混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液0mL，0.20mL，0.50mL，1.00mL， 3.00mL，5.00mL 置于對(duì)應(yīng)容量瓶中，加入10mL 王水，用去離子 水進(jìn)行稀釋，將溶液混勻。得到鉑鈀混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

1.3 試樣制備

將其放入105℃烘箱中烘2h，然后進(jìn)行冷卻，直到達(dá)到室 溫，備用。

1.4 測(cè)定過程

(1) 稱取試料：稱取試樣10～25g 試樣。
(2) 準(zhǔn)備配料：將35g 碳酸鈉，200g 氧化鉛，15g 石英砂，8g 硼 砂，面粉或硝石置于粘土坩堝中，混勻后覆蓋10mm 厚度覆蓋劑。
(3) 熔融：將粘土坩堝放入熔融電爐內(nèi)，熔融電爐內(nèi)部溫度 為900℃，關(guān)閉爐門，調(diào)高爐內(nèi)溫度，最高溫度為1100℃，這個(gè)過 程需要在一個(gè)小時(shí)內(nèi)完成，當(dāng)爐內(nèi)溫度達(dá)到1100℃后，保持這 個(gè)溫度10min，取出坩堝。旋轉(zhuǎn)坩堝數(shù)次，在坩堝底部敲擊2～3 下，這么做的目的在于促使附著在粘土坩堝壁上的鉛珠脫離， 下一步將坩堝中的熔融物倒入鑄鐵模中，在這個(gè)過程中，需要 注意提前將鑄鐵模加熱到對(duì)應(yīng)溫度。等到熔融物和鑄鐵模冷卻 后，將渣與鉛扣分離，稱重。
(4) 灰吹：將鉛扣置于鎂砂灰皿中，注意提前將鎂砂灰皿 進(jìn)行加熱達(dá)到相應(yīng)溫度，關(guān)閉爐門3～5min，在爐內(nèi)熱度的作用 下，鉛開始熔融，等到鉛脫膜將爐門打開一部分，此時(shí)注意科學(xué) 控制爐內(nèi)溫度，一般控制在880℃，當(dāng)溫度達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)就可以 實(shí)施灰吹。注意觀察，當(dāng)合粒出現(xiàn)光輝點(diǎn)，灰吹完成。取出灰皿， 降溫后取出合粒。
(5) 測(cè)定：在瓷坩堝中放入合粒，加入冰乙酸，冰乙酸的加 入量控制在10mL，進(jìn)一步實(shí)施加熱，當(dāng)達(dá)到微沸狀態(tài)時(shí)停止加 熱，保持微沸狀態(tài)10min，然后倒出坩堝內(nèi)酸液，使用自來水對(duì) 坩堝進(jìn)行沖洗，烘干。將合粒敲成薄片后，放回瓷坩堝。 在瓷坩堝中加入15～20mL 熱硝酸，再次實(shí)施低溫加熱， 促使坩堝中的合粒溶解，當(dāng)坩堝內(nèi)反應(yīng)基本停止后繼續(xù)加熱， 保持5～10min，然后倒出溶液，再次使用蒸餾水洗；此時(shí)坩堝中 出現(xiàn)硝酸不溶物，針對(duì)這些硝酸不溶物使用王水進(jìn)行溶解，對(duì) 其進(jìn)行加熱，最終杯底無黑色不溶物，將得到的溶液進(jìn)行轉(zhuǎn)移， 對(duì)其進(jìn)行溶縮得到對(duì)應(yīng)體積，實(shí)施冷卻，將溶液定容至25mL 比 色管中，混勻，靜置；在選定的波長(zhǎng)環(huán)境下進(jìn)行等離子體光譜 鉑、鈀測(cè)定。

2 測(cè)定結(jié)果

2.1 選擇分析譜線

比較鉑、鈀各譜線的靈敏度及光譜干擾情況，找到干擾最小、背景最低、信噪比最高的分析譜線，最終得到的分析譜線為 Pt265.945nm，Pd340.458nm。

2.2 選擇介質(zhì)及酸度

本次實(shí)驗(yàn)分別采用硝酸、鹽酸、王水，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示鈀的譜 線強(qiáng)度會(huì)隨著硝酸用量出現(xiàn)一定程度下降，鹽酸、王水對(duì)鉑、鈀 的測(cè)定無明顯影響。本次實(shí)驗(yàn)中使用的金粒需要使用王水，基 于以上因素，最終選擇體積分?jǐn)?shù)10% 的王水體系。

2.3 共存元素干擾影響

銅冶煉煙灰中的大部分賤金屬可以在火試金過程中除去， 分金液中的銀可以氯化銀形式沉淀，這些操作大大降低了溶液 中的雜質(zhì)，分析顯示，溶液中除Au、Ag 外，還有少量的Pb、Bi。本 次實(shí)驗(yàn)溶液中各元素所示的共存量?jī)?nèi)不影響鉑、鈀的測(cè)定。

2.4 方法的精密度試驗(yàn)

用銅冶煉煙灰1、4 號(hào)樣品，按本文擬定的試驗(yàn)方法重復(fù)測(cè) 定7 次，其中1 號(hào)樣品Pt 七次測(cè)定值分別是1.22、1.19、1.25、1.26、 1.21、1.16、1.20，平均值為1.21，Pd 七次測(cè)定值分別是9.56、9.25、 9.65、9.39、9.50、9.41、9.78，平均值為9.51；4 號(hào)樣品Pt 七次測(cè)定值 分別是7.06、7.01、7.27、7.15、7.23、7.43、7.00，平均值為7.16，Pd 七 次測(cè)定值分別是0.83、0.85、0.76、0.78、0.80、0.81、0.79，平均值 為0.80。相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD/%) 為1.86%～3.79%。

2.5 方法的準(zhǔn)確度試驗(yàn)

稱取適量的1、2、4、7 號(hào)煙灰樣品，分別加入Pt、Pd 標(biāo)準(zhǔn)溶 液，按試驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果顯示鉑、鈀樣品加標(biāo)回收率均在 96%～102% 之間。

3 結(jié)語

上海博迅銅冶煉會(huì)產(chǎn)生大量煙灰，這些煙灰中富含多種貴金屬。煙 灰是提取各種貴金屬的重要材料，為了準(zhǔn)確檢測(cè)煙灰中各種金 屬的含量，需要采用科學(xué)方法。近年來電感耦合等離子體發(fā)射光 譜法在測(cè)定煙灰中鉑鈀含量方面得到廣泛應(yīng)用，這種方法優(yōu)勢(shì) 較多，首先電感耦合等離子體發(fā)射光譜法操作簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)所需時(shí) 間少，測(cè)定結(jié)果快速準(zhǔn)確，在實(shí)際應(yīng)用過程中能夠滿足各種需 要，在應(yīng)用中成為測(cè)定銅冶煉煙灰中鉑鈀含量的首選方法。本次 實(shí)驗(yàn)對(duì)多個(gè)標(biāo)本中的鉑鈀含量進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果顯示鉑的相對(duì)標(biāo) 準(zhǔn)偏差為3.26%～3.79%，鈀的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.86%～2.19%。 檢測(cè)結(jié)果顯示，鉑和鈀加標(biāo)回收率達(dá)到96%～102%。本次實(shí)驗(yàn) 針對(duì)銅冶煉煙灰中鉑鈀含量的測(cè)定采用電感耦合等離子體發(fā) 射光譜法，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確快速，本方法在測(cè)定煙 灰中鉑鈀含量方面的精密度和準(zhǔn)確度均良好，能夠滿足實(shí)際需 要，是測(cè)定銅冶煉煙灰中鉑和鈀含量的一個(gè)有效方法。