一種高純金中雜質(zhì)元素的快速測試方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及化學(xué)檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種高純金中雜質(zhì)元素的快速測試方法；本方法中所用的由硝酸、鹽酸、水按一定比例組成的混合酸，基本上可以完全溶解大部分的金屬合金樣品。在獲得最終測試溶液的過程中不需要反復(fù)加酸進(jìn)行多次的溶解，也不需要采用特別的含酸溶劑進(jìn)行多次萃取，將操作步驟化繁為簡，既節(jié)約時間又提高了效率；而在采集標(biāo)準(zhǔn)譜線的數(shù)據(jù)時，稀釋標(biāo)準(zhǔn)母液用的酸基體為含有大量金的稀鹽酸溶液，這種大量基體金的帶入，可相應(yīng)消除樣品中大量基體金對測試結(jié)果的干擾，使測量范圍提高到999.9‰；相比于現(xiàn)今所用其他高純金中雜質(zhì)元素的測試方法，這是一種更加快速、簡便、同時準(zhǔn)確度又很高的方法。
【專利說明】
一種高純金中雜質(zhì)元素的快速測試方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及化學(xué)檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種高純金中雜質(zhì)元素的快速測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科技的發(fā)展，電子、通訊、半導(dǎo)體和宇航等行業(yè)對所使用黃金的純度提出越來 越高的要求，其特殊部件所使用的高純金材料純度更是要求大于99.99%。而黃金首飾產(chǎn)品 中，對原料和成品的要求也在99.99%以上。因此純金中的雜質(zhì)元素的測試也變得至為關(guān)鍵。
[0003] 目前，主要的測試方法為火試金法和溶劑萃取法和icp差減法?；鹪嚱鸱ㄊ菧y量范 圍最廣（333%。~999.5%。)但同時也是耗時最長的，且測量結(jié)果容易受到不溶于硝酸的鉑、 銠等金屬的影響。而其實際操作中灰吹和退火等步驟都是需要多次重復(fù)操作來控制的?；?試金法的測試范圍在99.9%以下，其雜質(zhì)元素含量的要求稍低于純金產(chǎn)品中99.99%的要求。
[0004] ICP差減法直接以王水溶解樣品，經(jīng)由ICP測試雜質(zhì)元素溶液，通過差減法計算金 含量，測試范圍725%。~999%。。測試流程相對來說很快速，操作方便。但因受測試溶液中基 體金對雜質(zhì)元素的干擾和抑制作用，測量范圍最高僅到999%。，檢測范圍稍低，不太能夠滿 足高純金產(chǎn)品中較高純度金含量的檢驗測試要求。
[0005] 溶劑萃取法是采用混合酸預(yù)先溶解金樣后，經(jīng)由萃取提出含雜質(zhì)元素的溶液，由 icp光譜儀直接測試雜質(zhì)元素溶液。如果直接使用該法測試含主體金的溶液時，由于基體金 的影響，會導(dǎo)致微量的雜質(zhì)元素被掩蓋導(dǎo)致測試不準(zhǔn)確。經(jīng)由萃取分離主體金后，可避免基 體影響。萃取法一般包含三個步驟:首先是加酸溶解樣品，一般使用的酸為王水或者含一定 比例的鹽酸、硝酸的混合酸溶液;第二步是萃取提取雜質(zhì)元素的溶液，有乙酸乙酯、乙醚等 多種萃取溶劑可選擇。第三步是由通過建立好的雜質(zhì)元素標(biāo)準(zhǔn)曲線，經(jīng)由icp儀器測試后反 算出樣品雜質(zhì)元素溶液中的雜質(zhì)元素含量。
[0006] 雖然使用溶劑萃取法可以精確測量出金中的雜質(zhì)含量，但是溶劑萃取法的操作步 驟繁瑣，耗時過長。此外測試過程中溶劑萃取分離主體金是一個重復(fù)循環(huán)步驟，很容易造成 測試溶液被污染，且會產(chǎn)生很高的空白值。
[0007] 所以，需要一種新的方法，可以在精確測量純金中雜質(zhì)含量的同時節(jié)省時間，簡化 操作步驟，提高效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于提供一種高純金中雜質(zhì)元素的快速測試方法，旨在解決現(xiàn)有的 溶劑萃取-icp差減法耗時過長的問題。
[0009] 本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：高純金中雜質(zhì)元素的快速測試方法，其特征在于，包括以下 步驟： A. 配置溶解液，所述溶解液含有硝酸、鹽酸和去離子水； B. 配置稀釋液，所述稀釋液含有鹽酸和去離子水； C. 配置基體溶液，所述基體溶液系將純金溶于所述溶解液后再經(jīng)過所述稀釋液定容獲 得； D. 配置雜質(zhì)元素標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液，所述雜質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液系將雜質(zhì)元素的國家標(biāo)準(zhǔn)溶液 經(jīng)所述基體溶液稀釋后獲得，所述雜質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線的濃度不大于lg/ml; E. 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，所述標(biāo)準(zhǔn)曲線系兩個以上不同濃度的所述雜質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液的icp 光譜強度與質(zhì)量濃度的連線； F. 配置樣品溶液，所述樣品溶液系將將精確稱量過的樣品溶于所述溶解液后再經(jīng)過所 述稀釋液定容獲得； G. 獲得雜質(zhì)含量，所述雜質(zhì)含量通過以下公式求出
其中W i為樣品中雜質(zhì)元素i的質(zhì)量分?jǐn)?shù);C i為所述樣品溶液中雜質(zhì)元素i的質(zhì)量濃 度，單位為ug / ml ;V為所述樣品溶液的最終定容體積，單位為ml ;m為樣品稱取的質(zhì)量，單 位為mg。
[0010] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:步驟D中所述雜質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線的濃度不大于10 ug/ml。
[0011] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:步驟E中使用的所述雜質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線的濃度依次為0、 5、10 ug/ml〇
[0012] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述溶解液中硝酸、鹽酸、去離子水的比例為1:3:3。 [0013]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述稀釋液中鹽酸與去離子水的比例為1:9. 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:步驟F中所述的樣品的質(zhì)量為100-1000 mg。
[0014] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述樣品溶液的含金量為75-125 mg /L。
[0015] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述樣品溶液的體積為22-59 mL。
[0016] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述基體溶液中金的濃度為75-125 mg/L。
[0017] 本發(fā)明的有益效果是：本方法中所用的由硝酸、鹽酸、水按一定比例組成的混合 酸，基本上可以完全溶解大部分的金屬合金樣品。在獲得最終測試溶液的過程中不需要反 復(fù)加酸進(jìn)行多次的溶解，也不需要采用特別的含酸溶劑進(jìn)行多次萃取，將操作步驟化繁為 簡，既節(jié)約時間又提高了效率。而在采集標(biāo)準(zhǔn)譜線的數(shù)據(jù)時，稀釋標(biāo)準(zhǔn)母液用的酸基體為含 有大量金的稀鹽酸溶液，這種大量基體金的帶入，可相應(yīng)消除樣品中大量基體金對測試結(jié) 果的干擾，使測量范圍提高到999.9%。。相比于現(xiàn)今所用其他高純金中雜質(zhì)元素的測試方 法，這是一種更加快速、簡便、同時準(zhǔn)確度又很高的方法。
【附圖說明】
[0018] 圖1是本發(fā)明實施例提供的不同配比的溶解液溶解等量樣品消耗的時間。
[0019] 圖2是本發(fā)明實施例提供的icp分析儀針對各個元素使用譜線的優(yōu)選值。
[0020] 圖3是本發(fā)明實施例提供的雜質(zhì)元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線。
【具體實施方式】
[0021] 實施例一如圖1、2、3所示。
[0022] 1、樣品的獲取及樣品預(yù)處理;樣品需粉碎為直徑小于1mm長度小于5mm的片狀或顆 粒狀物體。也可以用電鋸、研磨機等破碎設(shè)備研磨粉碎成粒徑不大于1mm的粉末樣;體積較 大者可先剪取部分，經(jīng)由壓片至厚度小于0.5mm后再進(jìn)行剪碎。與其他材料結(jié)合或者焊接的 部分，需先完全分離，選取不含其他材料的純金部分作為樣品測試部分。用感量天平稱取經(jīng) 粉碎處理過的首飾樣品200mg于50ml燒杯中，精確到±0. lmg，每個樣品取平行樣。
[0023] -般來說，稱樣量的多少會影響到樣品的溶解程度、溶解時長、以及最終測試溶液 的酸度等，并最終造成結(jié)果的差異。經(jīng)實際試驗發(fā)現(xiàn)，稱樣量在0.1~lg時，在足夠量的混合 酸中，其溶解時間和溶解程度基本無差異。而lg以內(nèi)的樣品取樣量的差異對高純金產(chǎn)品來 說，其酸度基本無變化。其最終測試溶液的測量結(jié)果差異變化不是很大?？紤]到樣品測試成 本、儀器檢測限以及實際需要，本發(fā)明具體實施例稱量質(zhì)量為200mg±lmg，試驗誤差以測試 平行樣的方式來消除。
[0024] 2、溶解液的制備 以簡化操作提升效率的同時并最大限度提高測量結(jié)果準(zhǔn)確性為目的，選擇以下三個配 方為主要測試研究對象： 配方1:混合酸A-一以1體積的硝酸和3體積的鹽酸混合，即俗稱的王水； 配方2:混合酸B-一以硝酸:鹽酸:水=1:3:3的比例混合； 配方3:混合酸C 一一以硝酸:鹽酸=1:1的體積比例混合。
[0025] 圖1是本發(fā)明實施例提供的不同配比的溶解液溶解等量樣品消耗的時間。圖中的 時間為一組樣品的平均時間，從圖中可以看出上述三種混合酸對于高純金的產(chǎn)品來說，溶 解效果差異不大。這是因為高純金產(chǎn)品中的雜質(zhì)元素本身就很少，即使有微量的較難溶解 的鉑族元素，也可以由加熱和延長反應(yīng)時間來達(dá)到完全溶解，也可以考慮微波消解。但是上 述三種配方對溶液的酸度以及pH值有很大的影響，綜合考慮到儀器承受的最優(yōu)酸度，以及 儀器管道與雜質(zhì)元素結(jié)合的附著性后，選擇配方2中的混合酸B作為本方法使用的溶解液。
[0026] 用優(yōu)級純的硝酸、鹽酸、去離子水按1:3:3的比例進(jìn)行混合。該混合酸需現(xiàn)配現(xiàn)用。
[0027] 3、稀釋液的制備。優(yōu)級純的鹽酸與去離子水按1:9的比例混合。
[0028] 4、基體溶液的制備。用溶解液10ml溶解100mg的金標(biāo)樣(金質(zhì)量分?jǐn)?shù)在99.995%以 上)于燒杯中，用稀釋液在1 〇〇〇ml容量瓶中定容。
[0029] 5、配置雜質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液，雜質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液的母液為國家有色金屬及電子材料 分析測試中心購得的國家標(biāo)準(zhǔn)樣品多元素標(biāo)準(zhǔn)溶液、銀溶液、鉛溶液等。雜質(zhì)元素標(biāo)準(zhǔn)溶液 包括Ag、As、Bi、Cu、Cr、Fe、Mn、Mg、Ni、？13、？(1、313、311、11共14種元素。用基體溶液將上述雜質(zhì) 元素的母液進(jìn)行稀釋獲得的雜質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液所含雜質(zhì)元素濃度依次為0、5、10 ug/ml，也 可以是范圍內(nèi)的其他濃度。
[0030] 分析譜線既要避免元素間譜線干擾影響，同時又能建立很好的譜線強度與濃度含 量的線性關(guān)系曲線。具體做法為以標(biāo)準(zhǔn)母液稀釋到10 mg/L濃度后進(jìn)行光譜掃描，然后再以 含基體金的l〇mg/L雜質(zhì)元素溶液進(jìn)行掃描。兩種圖譜比較下，選擇峰位置比較突出的譜線 作為參考。一種雜質(zhì)元素可能會有多種譜線，這時候，就要考慮雜質(zhì)元素間的譜線分離。本 具體實施例采用Thermo 6300型ICP分析儀，儀器本身已經(jīng)給出幾乎全部的常用元素的譜線 選擇，因此只需要對待測雜質(zhì)元素，進(jìn)行干擾區(qū)別的篩選即可。篩選以含金基體的lmg/L雜 質(zhì)元素作為譜線掃描試驗。能識別出譜峰的譜線位置并且標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性相關(guān)系數(shù)在 0.999以上，均可作為本方法的標(biāo)準(zhǔn)譜線應(yīng)用。圖2是本發(fā)明實施例提供的icp分析儀針對各 個元素使用譜線的優(yōu)選值。
[0031] 7、繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線:通過i cp光譜掃描上步獲得的不同濃度的雜質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液，建 立質(zhì)量濃度與光譜強度的標(biāo)準(zhǔn)曲線關(guān)系。本具體實施例采用Them〇6300型ICP分析儀，其波 長分辨率0.02nm，精密度1%，檢測限優(yōu)于0.02mg/L。圖3是本發(fā)明實施例提供的雜質(zhì)元素的 標(biāo)準(zhǔn)曲線。
[0032] 8、配置樣品溶液。向已稱取樣品的燒杯中加入10ml溶解液，于加熱板上加熱到80 °C左右至樣品溶解，樣品溶解完全后，慢慢冷卻，至氮氧化物完全擴散后，冷卻，用稀釋液在 50ml容量瓶定容。
[0033]測試溶液的好壞關(guān)系到整個方法的結(jié)果準(zhǔn)確性。首先必須確保樣品完全溶解，對 于含難溶雜質(zhì)的、不易溶解的可采用高溫微波消解儀進(jìn)行消解。最終樣品溶液的體積為 50ml 〇
[0034] 9、獲得雜質(zhì)元素含量。雜質(zhì)元素經(jīng)由光譜掃描強度后，由標(biāo)準(zhǔn)曲線圖得出樣品溶 液雜質(zhì)元素質(zhì)量濃度Ci，如果有任一種雜質(zhì)元素含量超出范圍，需稀釋后再測。所述雜質(zhì)元 素含量通過以下公式求出
其中W i為樣品中雜質(zhì)元素i的質(zhì)量分?jǐn)?shù);C i為所述樣品溶液中雜質(zhì)元素i的質(zhì)量濃 度，單位為ug/ml; V為所述樣品溶液的最終定容體積，單位為ml;m為樣品稱取的質(zhì)量，單位 為mg。在本具體實施例中樣品溶液的體積V為50mL，m為200 mg，雜質(zhì)元素的質(zhì)量濃度Ci見下 表，從而可以計算得出雜質(zhì)元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Wi，見下表。
[0035] 通過公式如％ :::1....1船可以獲得樣品中的含金量。
[0036] 注:表格中"一"代表該雜質(zhì)元素未檢出，即低于檢出限。
[0037]具體實施例二 本具體實施例步驟5中雜質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液所含雜質(zhì)元素濃度依次為10、20、30 ug/ml， 剩下的與具體實施例一相同。
[0038]案例二測試結(jié)果表
具體實施例三 本具體實施例步驟1中稱量的樣品質(zhì)量為100 mg，剩下的與具體實施例一相同。
[0039] 具體實施例四 本具體實施例步驟1中稱量的樣品質(zhì)量為500 mg，剩下的與具體實施例一相同。
[0040] 具體實施例五 本具體實施例步驟4中基體溶液的含金暈為75 mg/L，剩下的與具體實施例一相同。
[0041 ]具體實施例六 本具體實施例步驟4中基體溶液的含金量為125 mg/L，剩下的與具體實施例一相同。
[0042 ]本方法中所用的由硝酸、鹽酸、水按一定比例組成的混合酸，基本上可以完全溶解 大部分的金屬合金樣品。在獲得最終測試溶液的過程中不需要反復(fù)加酸進(jìn)行多次的溶解， 也不需要采用特別的含酸溶劑進(jìn)行多次萃取，將操作步驟化繁為簡，既節(jié)約時間又提高了 效率。而在采集標(biāo)準(zhǔn)譜線的數(shù)據(jù)時，稀釋標(biāo)準(zhǔn)母液用的酸基體為含有大量金的稀鹽酸溶液， 這種大量基體金的帶入，可相應(yīng)消除樣品中大量基體金對測試結(jié)果的干擾，使測量范圍提 高到999.9%。。相比于現(xiàn)今所用其他高純金中雜質(zhì)元素的測試方法，這是一種更加快速、簡 便、同時準(zhǔn)確度又很高的方法。
[0043]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種高純金中雜質(zhì)元素的快速測試方法，其特征在于，包括以下步驟： A. 配置溶解液，所述溶解液含有硝酸、鹽酸和去離子水； B. 配置稀釋液，所述稀釋液含有鹽酸和去離子水； C. 配置基體溶液，所述基體溶液系將純金溶于所述溶解液后再經(jīng)過所述稀釋液定容獲 得； D. 配置雜質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液，所述雜質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液系將雜質(zhì)元素的國家標(biāo)準(zhǔn)溶液經(jīng)所 述基體溶液稀釋后獲得，所述雜質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線的濃度不大于lg/ml; E. 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，所述標(biāo)準(zhǔn)曲線系兩個以上不同濃度的所述雜質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液的icp 光譜強度與質(zhì)量濃度的連線； F. 配置樣品溶液，所述樣品溶液系將精確稱量過的樣品溶于所述溶解液后再經(jīng)過所述 稀釋液定容獲得； G. 獲得雜質(zhì)含量，所述雜質(zhì)含量通過以下公式求出其中W i為樣品中雜質(zhì)元素 i的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；為C i所述樣品溶液中雜質(zhì)元素 i的質(zhì)量濃 度，單位為ug/ml; V為所述樣品溶液的最終定容體積，單位為ml;m為樣品稱取的質(zhì)量，單位 為mg。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純金中雜質(zhì)元素的快速測試方法，其特征在于:步驟D中所 述雜質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線的濃度不大于l〇ug/ml。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純金中雜質(zhì)元素的快速測試方法，其特征在于:步驟E中使 用的所述雜質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線的濃度依次為〇、5、10 ug/ml。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純金中雜質(zhì)元素的快速測試方法，其特征在于:所述溶解液 中硝酸、鹽酸、去離子水的比例為1:3:3。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純金中雜質(zhì)元素的快速測試方法，其特征在于:所述稀釋液 中鹽酸與去離子水的比例為1:9。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純金中雜質(zhì)元素的快速測試方法，其特征在于:步驟F中所 述的樣品的質(zhì)量為100-1000 mg。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純金中雜質(zhì)元素的快速測試方法，其特征在于:所述樣品溶 液的含金量為75-125 mg /L。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純金中雜質(zhì)元素的快速測試方法，其特征在于:所述樣品溶 液的體積為22-59 mL。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純金中雜質(zhì)元素的快速測試方法，其特征在于:所述基體溶 液中金的濃度為75-125 mg/L。
【文檔編號】G01N21/71GK106018382SQ201610328008
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月17日
【發(fā)明人】曹小勇, 毛敏明, 韓冰, 祝小潔
【申請人】深圳市寧深檢驗檢測技術(shù)有限公司