1前言
銠是一種銀白色、堅硬的金屬,具有高反射率。銠金屬通常不會形成氧化物,熔融的銠會吸收氧氣,但在凝固的過程中釋放。釕、銠、鈀、鋨、銥、鉑6個元素在地殼中的含量都非常少。這6個元素在化學(xué)上稱作鉑族元素,加上銀和金,統(tǒng)稱為貴金屬。除了鉑在地殼中的含量為億分之五、鈀在地殼中的含量為億分之一外,釕、銠、鋨、銥4個元素在地殼中的含量都只有十億分之一。又由于它們多分散于各種礦石之中,很少形成大的聚集,所以價格昂貴。為了提取銠灰中的銠元素,我們采用微波消解的方法對銠灰樣品進(jìn)行前處理,ICP-MS進(jìn)行后續(xù)的檢測,通過銠元素的回收情況,選擇最佳的消解參數(shù)。
2儀器與試劑
2.1 儀器
新儀MDS-15微波消解儀,趕酸器,分析天平(十萬分之一)等。
2.2 試劑
鹽酸(38%),過氧化氫(40%)
3實驗方法
3.1 樣品制備
銠灰樣品消解前要盡量粉碎,保證金屬銠充分暴露出來,從而更好的與酸接觸。
3.2 微波消解金屬銠
通過查閱資料可知銠不溶于多數(shù)酸,它完全不溶于硝酸,稍溶于王水。我們采用鹽酸+過氧化氫的酸體系來消解金屬銠
精確稱取金屬銠0.05g(精確至0.1mg),加入10mL鹽酸和2mL過氧化氫,靜置30min后組裝消解罐,組裝消解罐進(jìn)行實驗,參數(shù)如下:
表一
階段 | 溫度/℃ | 時間/min | 功率/W |
1 | 150 | 10 | 400 |
2 | 180 | 5 | 400 |
3 | 220 | 90 | 400 |
4 | 220 | 90 | 400 |
5 | 220 | 60 | 400 |
實驗結(jié)束,待冷卻至室溫后取出消解罐,轉(zhuǎn)移至通風(fēng)櫥中打開,消解液為澄清透明的淡紅色。
3.3微波消解銠灰
通過3.2的實驗證明,鹽酸+過氧化氫體系可將銠元素溶解,我們采用不同的參數(shù)條件來消解銠灰樣品,選擇一種回收率高,且條件較溫和的方案。
3.3.1
稱取銠灰樣品約0.10426g置于消解罐底部,加入10mL鹽酸和2mL過氧化氫,靜置30min左右,組裝消解罐,按照如下設(shè)置參數(shù)進(jìn)行消解實驗:
表二
階段 | 溫度/℃ | 時間/min | 功率/W |
1 | 150 | 10 | 300 |
2 | 180 | 5 | 300 |
3 | 220 | 65 | 300 |
4 | 220 | 60 | 300 |
實驗結(jié)束后,待冷卻至60℃以下,壓力為零時,取出罐架,轉(zhuǎn)移至通風(fēng)櫥中。打開消解罐,靜置一段時間至酸霧散盡后轉(zhuǎn)移并定容至50mL容量瓶中。
3.3.2
稱取銠灰樣品約0.10630g置于消解罐底部,加入12mL鹽酸和2mL過氧化氫,靜置30min左右,組裝消解罐,按照表二的參數(shù)進(jìn)行消解實驗,消解液轉(zhuǎn)移并定容至50mL容量瓶中。
3.3.3
稱取銠灰樣品約0.10656g置于消解罐底部,加入12mL鹽酸和2mL過氧化氫,靜置30min左右,組裝消解罐,按照如下設(shè)置參數(shù)進(jìn)行消解實驗:
表三
階段 | 溫度/℃ | 時間/min | 功率/W |
1 | 150 | 10 | 300 |
2 | 180 | 5 | 300 |
3 | 230 | 65 | 300 |
4 | 230 | 60 | 300 |
實驗結(jié)束后,待冷卻至60℃以下,壓力為零時,取出罐架,轉(zhuǎn)移至通風(fēng)櫥中。打開消解罐,靜置一段時間至酸霧散盡后轉(zhuǎn)移并定容至50mL容量瓶中。
3.3.4
稱取銠灰樣品約0.10662g置于消解罐底部,加入12mL鹽酸和2mL過氧化氫,靜置30min左右,組裝消解罐,按照如下設(shè)置參數(shù)進(jìn)行消解實驗:
表四
階段 | 溫度/℃ | 時間/min | 功率/W |
1 | 150 | 10 | 300 |
2 | 180 | 5 | 300 |
3 | 230 | 65 | 300 |
4 | 230 | 30 | 300 |
實驗結(jié)束后,待冷卻至60℃以下,壓力為零時,取出罐架,轉(zhuǎn)移至通風(fēng)櫥中。打開消解罐,靜置一段時間至酸霧散盡后轉(zhuǎn)移并定容至50mL容量瓶中。
經(jīng)多種方法進(jìn)行實驗,樣品均無法完全溶解,過濾后用ICP-MS檢測銠元素的含量。

4結(jié)果與討論
檢測項目 | 實驗方法 | 最高溫度(℃) | 保溫時間(h) | 檢測濃度(mg/L) | 含量(%) |
銠(Rh) | 3.3.1 | 220 | 2 | 173.57 | 8.32 |
3.3.2 | 220 | 2 | 175.55 | 8.26 |
3.3.3 | 230 | 2 | 202.54 | 9.50 |
3.3.4 | 230 | 1.5 | 201.73 | 9.46 |
銠灰樣品無法完全消解,通過微波消解的方法將其中的銠元素溶解至溶液中,以便后續(xù)回收利用,檢測前需進(jìn)行過濾處理。采用四種方法對樣品進(jìn)行消解實驗,可以看出當(dāng)實驗溫度為230℃時,銠元素溶解效果要比220℃好,而且保溫時間縮短半小時后,兩種方法的結(jié)果也比較接近。對于該銠灰樣品的最終方案為,取樣0.1g,加入12mL鹽酸和2mL過氧化氫,最高溫230℃保溫1.5h。
注意事項
1.實驗過加入鹽酸與過氧化氫后會劇烈反應(yīng),放出大量刺激性氣體,實驗應(yīng)在通風(fēng)櫥中進(jìn)行,需要靜置30分鐘以上。
2.不同來源的銠灰樣品中所含的銠元素不同,應(yīng)根據(jù)時間情況適當(dāng)調(diào)整反應(yīng)時間。