锡试金富集-微波消解-石墨炉原子吸收光谱法测定地球化学样品中痕量铑和铱

铑和铱在工业领域具有重要战略地位,但其在自然界含量极低、分布不均,准确测定其含量一直是地球化学样品分析中的难题。采用锡试金富集样品中痕量的铑和铱,用压力机将锡扣压成锡片后,经盐酸溶解并过滤,以王水(1+1)为介质用微波消解法处理沉淀及滤纸,用石墨炉原子吸收光谱法(GF-AAS)对样品溶液中的铑和铱进行测定,建立了地球化学样品中铑和铱的测定方法。实验表明,以锡粉为捕集剂,锡试金流程中铑和铱的空白值远低于锍镍试金和铅试金的空白值。在选定的实验条件下,Rh和Ir的吸光度与其对应的质量浓度在12.5～50 ng/mL范围内运用二次方程最小二乘法拟合校准曲线,校准曲线的决定系数分别为0.999 6和0.999 2。铑和铱的特征浓度分别为0.183和1.367 ng/mL,检出限分别为 0.015和0.018 ng/g。将实验方法应用于铂族元素地球化学标准物质中Rh和Ir的测定,测定值与标准值吻合良好,相对标准偏差(RSD, n=6)为3.6%~12.6%。将实验方法应用于铬铁矿和土壤样品分析,Rh和Ir测得结果的相对标准偏差(n=6)为3.7%～7.3%,加标回收率为85%～108%。     

高镍锍浸出渣高效清洁利用工艺

高镍锍是镍冶炼过程的重要中间产品,通过高镍锍可以使镍铁、电镍、硫酸镍等镍产品在市场中进行相互转化和维持平衡,对于镍产业的稳健发展具有十分重要的意义。高镍锍经湿法提镍后产生大量含镍、铜、钴及金、银、铂、钯等贵金属的浸出渣,具有巨大的综合利用价值。科研人员攻克了高镍锍浸出渣有价组分分离提取关键技术,实现了企业从最初的单一电解镍生产发展为镍、铜、钴和金、银、铂、钯等贵金属综合回收。近年来,在环保政策愈趋严格以及冶炼工艺低碳转型的形势驱动下,进一步提出了热压浸出降低渣含镍量、氧压浸出替代回转窑焙烧处理浸铜后渣、含钠高盐废水乏汽蒸发及资源化利用等技术对现有工艺进行优化升级和提质增效。本文主要介绍高镍锍浸出渣冶金工艺现状,剖析存在的问题,阐述改进工艺最新进展及其涉及的反应原理和工业实践情况,为相关企业提供参考。     

从二次置换渣中富集铑铱新工艺研究

二次合金中为铑、铱的含量均在0~30 g/t,而铑铱精矿(二次置换渣),Rh0.1%~0.26%,Ir0.1%~0.28%。铑铱提取工艺复杂、生产流程冗长,致使其直收率较低,生产成本高。金川集团贵金属冶炼厂已经成功组织进行了二次置换渣→常压选择性浸出富集贵金属的实验研究,铑铱加压渣的贵金属含量达到了10%左右,浸出液中贵金属含量达到废液排放标准。     

新技术与新成果

正2018056镍渣贫化装置本发明提供了一种镍渣贫化装置。该装置包括镍渣贫化处理炉和喂线装置,镍渣贫化处理炉以电热或等离子热为热源,镍渣贫化处理炉设置有镍渣进口、喂线孔及放锍口,镍渣进口用以通入镍渣,放锍口用以排出还原贫化处理得到的镍锍;喂线装置用于通过喂线孔向镍渣贫化处理炉中喂入碳粉线以对镍渣进行还原贫化处理。该装置采用喂线装置将碳粉线喂入镍渣贫化处理炉中,然后以电热或等离子热为热源对镍渣进行还原贫化处理。利用该装置     

阳离子表面活性剂浮选分离、石墨炉原子吸收法测定纯铂中微量铑铱

纯铂中通常含有微量铑铱等元素,大量铂对微量铑、铱的测定可产生严重的干扰,因此测定纯铂中铑铱时必须预先分离基体铂。分离铂和铑铱的方法很多,较为有效的是用阳离子表面活性剂进行浮选分离。有关铂族元素的测定现有分光光度法、试金一光     

造锍熔炼法从黄钠铁矾渣中回收铜、镍工艺技术研究

试验采用造锍熔炼工艺流程综合回收处理黄钠铁矾渣,在温度1 250℃,时间2 h,还原剂碳与炉料质量比10%,黄铁矿与铁矾渣量比22%,石英石与铁矾渣量比20%,石灰石与铁矾渣量比0.5%的条件下,铜、镍等有价金属能较好的富集在镍锍中。通过造锍熔炼试验表明:采用造锍熔炼工艺综合回收处理黄钠铁矾渣,镍直收率可达到90%以上,铜直收率可达到91%以上。     

铅试金-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定高镍锍中金铂钯

采用铅试金法富集高镍锍中金、铂和钯时,因高镍锍中镍、铜含量较高,严重影响着铅试金的熔炼富集和灰吹效果。实验采用盐酸溶解分离高镍锍中镍、铜等基体组分,得到的含贵金属残渣经包铅灰吹法进一步富集与分离,最终实现了铅试金-电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)对高镍锍中金、铂和钯的准确测定。实验探讨了盐酸用量、铅箔用量、灰皿类型、灰吹损失、银加入量、分析谱线等因素对测定结果的影响。结果表明,对于5 g高镍锍样品,80 mL盐酸几乎可以将镍、铜等基体组分溶解完全;残渣经0.45 μm滤膜收集后,加入5 mg银并包于6.0 g铅箔中,在950 ℃的镁砂灰皿中灰吹,铅及少量贱金属硫化物被氧化分离而金、铂和钯几乎不损失,形成的银合粒经混合酸分解后,银以氯化银沉淀的形式分离不干扰测定;在王水(1+9)介质中,于分析线Au 267.595 nm、Pt 265.945 nm、Pd 340.458 nm处,采用ICP-AES测定金、铂和钯。各元素校准曲线的相关系数均在0.999以上;方法检出限为0.067 μg/g(Au)、0.085 μg/g(Pt)、0.107 μg/g(Pd)。方法用于测定高镍锍中金、铂和钯,结果的相对标准偏差(RSD,n=7)为2.8%~5.9%。测定结果与行业标准方法(YS/T 252.8—2020)对照测定结果基本吻合。     

镍闪速熔炼黏渣产生的影响及控制研究

镍闪速熔炼过程中,由于闪速熔炼为强氧化熔炼过程,反应物在反应塔空间内氧化时,生成大量金属氧化物,后期通过硫化置换反应、造渣反应从而达到低镍锍与炉渣分离的目的,当炉渣中含有大量高价态金属氧化物或反应塔反应不完全时,导致贫化区低镍锍与炉渣分离差,黏渣层厚度大,或出现炉渣与低镍锍完全分离不清,导致渣中有价金属损失增大,同时低镍锍排放困难,对炉窑安全运行产生风险,因此,控制黏渣层的厚度对闪速炉的安全运行、渣含有价金属指标控制有重要意义。     

铱加压渣除铅工艺的探索试验研究

本文主要阐述在铑铱加压浸出的基础上,对高含铅的铑铱加压渣进行氢氧化钠和EDTA(乙二胺四乙酸)脱铅试验研究,考察两种不同除铅试剂在浸出过程中的铅浸出率和贵金属损失率,达到降低加压渣中铅含量,提高铑铱精矿品位,减少铅对后续萃取分离工序的影响的目的。通过试验表明,采用EDTA比氢氧化钠脱铅效果好,EDTA脱铅的最佳浓度为200 g/L,铅的脱除率为78.9%,渣率为70%,脱铅液中贵金属含量为0.00x g/L。     

锍试金富集-电感耦合等离子体质谱法测定地质样品中铂钯铑铱

建立了锍试金富集电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定地质样品中铂、钯、铑、铱的新方法。样品用硫化镍富集,酸处理除去碱金属硫化物,过滤,残渣用盐酸和过氧化氢溶解,ICP-MS法测定。研究了富集时各种因素的影响。方法检出限:Pt为0.11ng/g,Pd为0.038ng/g,Rh为0.016ng/g,Ir为0.040ng/g;相对标准偏差(n=12):Pt为4.09%,Pd为4.75%,Rh为4.53%,Ir为4.78%。测定了国家一级地球化学标准物质中痕量Pt,Pd,Rh,Ir,结果与认定值相吻合。     

石墨消解-电感耦合等离子体质谱法测定海绵钯中18种杂质元素

利用石墨消解仪斜坡升温7 min至120 ℃,并在120 ℃保持20 min,以10%(V/V)王水为介质,实现了电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对影响海绵钯品级的18种杂质元素的测定。研究表明:通过选择20 μg/L的⁴⁵Sc 、⁸⁹Y、¹⁵⁹Tb作为内标及控制测定液Pd基体质量浓度为2.0 mg/mL,可有效校正基体效应;铝、镍、铜、锌、钌、铑、铂、银、锡、铱、金、铅、铋以标准模式进行测定,镁、硅、铬、锰、铁以氨气反应模式进行测定可消除质谱干扰。在选定的实验条件下,各元素校准曲线线性相关系数不小于0.999 6,方法检出限为1.0～42 ng/L。采用实验方法对海绵钯中杂质元素进行测定,所得结果的相对标准偏差(RSD,n=11)为0.8%～2.8%,加标回收率为90%~107%。将实验方法对海绵钯实际样品的测定结果与电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)进行对比,二者基本一致。     

锑试金-电感耦合等离子体质谱法测定钒钛磁铁矿原矿中铂族元素

考虑到镍锍试金时Os会有损失,铅试金时Ru、Os会有损失,因此采用Sb₂O₃作试金捕集剂,锑扣经灰吹后用50%王水(V/V)溶解合粒,通过加入50mg/L酒石酸抑制锑的水解,建立了锑试金-电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定钒钛磁铁矿原矿中铂族元素的分析方法。通过样品还原力测试,确定试金配料组分为8g Na₂CO₃、6g K₂CO₃、6g Sb₂O₃、6g Na₂B₄O₇·10H₂O、4g玻璃粉、0.8g面粉。考察了酒石酸含量和雾化气流速对铂族元素信号强度的影响,最终确定测定介质为5%王水-50mg/L酒石酸,雾化气流速为0.7L/min。讨论了测定同位素的选择及干扰消除,最终确定测定同位素为¹⁰²Ru、¹⁰³Rh、¹⁰⁶Pd、¹⁹²Os、¹⁹³Ir、¹⁹⁵Pt;控制灰吹末期锑珠直径在1.5mm左右,采用内标¹¹⁵In校正¹⁰²Ru、¹⁰³Rh、¹⁰⁶Pd,内标¹⁸⁵Re校正¹⁹²Os、¹⁹³Ir、¹⁹⁵Pt,可以有效克服基体效应和信号漂移。方法中各元素校准曲线的相关系数均在0.999以上,方法检出限在0.037~0.18ng/g之间。按照实验方法测定钒钛磁铁原矿样品中铂族元素,结果的相对标准偏差(RSD,n=6)为4.5%~12%,加标回收率在93%~105%之间。     

锡试金-电感耦合等离子体质谱法测定铅精矿中贵金属元素

铅精矿中金、银分析报道较多,而铂族元素分析难度大,常用的铅试金和镍锍试金不能满足铅精矿中贵金属8元素同时分析的要求。实验采用锡试金富集,盐酸溶解锡扣,王水溶解所得贵金属沉淀物,用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)同时测定铅精矿中铂、钯、锇、铱、钌、铑、金和银8种贵金属元素。选择试金配料组分条件为20g锡粉、10g铁粉、20g碳酸钠、25g碳酸钾、5g二氧化硅、30g硼砂、3g面粉、10g 硝酸钠、5g 氟化钙,1100℃熔矿温度时,获得良好的锡扣,且硝酸钠可以调整试金熔剂体系的氧化还原反应,铁粉的加入减少了铅进入锡扣的比重。选择¹⁹⁵Pt、¹⁰⁵Pd、¹⁸⁹Os、¹⁹³Ir、¹⁰¹Ru、¹⁰³Rh(需要测定铅进行元素校正)、¹⁹⁷Au和¹⁰⁹Ag为待测元素同位素,同时选择镥(20ng/mL)为内标元素,可消除基体效应和信号漂移的影响;铂族元素在一定的质量范围内与其光谱强度呈线性关系,检出限为0.028~98ng/g。对铅精矿实验样品进行准确度考察,各元素测定结果的相对标准偏差(RSD,n=6)为1.4%~5.4%,加标回收率为96%~104%。实验方法测定铅精矿样品的结果与其他方法的对照结果一致性较好。     

超级微波消解-碰撞池-电感耦合等离子体质谱法测定氮化铝粉中钠钨铁锌钛锰

作为制备氮化铝材料的原料,氮化铝粉体中的杂质金属元素含量会对氮化铝制品的导热和介电性能产生重要影响。实验采用硫磷混酸以超级微波消解法处理样品,解决了氮化铝粉难以溶解完全的问题。选择²³Na、¹⁸²W、⁵⁴Fe、⁶⁶Zn、⁴⁶Ti和⁵⁵Mn为待测同位素,控制氦气流量为1.52 mL/min、以氦气碰撞池模式(CCT mode)消除质谱干扰,用50 μg/L ⁸⁹Y校正²³Na、⁵⁴Fe、⁶⁶Zn、⁴⁶Ti、⁵⁵Mn,用50 μg/L ¹⁸⁵Re校正¹⁸²W,建立了碰撞池-电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定钠、钨、铁、锌、钛、锰6种杂质金属元素的方法。在优化的实验条件下,6种元素的检出限为0.03~0.64 mg/kg,定量限为0.10~2.13 mg/kg。采用实验方法对氮化铝粉样品进行测定,6种元素测定结果的相对标准偏差(RSD,n=6)均小于4%,加标回收率为96%~103%。采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)和石墨炉原子吸收光谱法进行方法对照试验,测定结果与实验方法基本一致。     

超级微波消解-碰撞池-电感耦合等离子体质谱法测定氮化铝粉中钠钨铁锌钛锰

作为制备氮化铝材料的原料,氮化铝粉体中的杂质金属元素含量会对氮化铝制品的导热和介电性能产生重要影响。实验采用硫磷混酸以超级微波消解法处理样品,解决了氮化铝粉难以溶解完全的问题。选择²³Na、¹⁸²W、⁵⁴Fe、⁶⁶Zn、⁴⁶Ti和⁵⁵Mn为待测同位素,控制氦气流量为1.52 mL/min、以氦气碰撞池模式(CCT mode)消除质谱干扰,用50 μg/L ⁸⁹Y校正²³Na、⁵⁴Fe、⁶⁶Zn、⁴⁶Ti、⁵⁵Mn,用50 μg/L ¹⁸⁵Re校正¹⁸²W,建立了碰撞池-电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定钠、钨、铁、锌、钛、锰6种杂质金属元素的方法。在优化的实验条件下,6种元素的检出限为0.03~0.64 mg/kg,定量限为0.10~2.13 mg/kg。采用实验方法对氮化铝粉样品进行测定,6种元素测定结果的相对标准偏差(RSD,n=6)均小于4%,加标回收率为96%~103%。采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)和石墨炉原子吸收光谱法进行方法对照试验,测定结果与实验方法基本一致。     

氢还原重量法测定纯铑粉和铱粉的灼烧损失量

纯铑粉、铱粉产品中灼烧损失量的准确测定,是生产物料金属平衡考察和公正交易中的重要指标,以往常采用热重法对其灼烧损失量(挥发性物质含量)进行测定,但是该法分析成本较高、周期较长。根据挥发物于高温氢还原易除去的原理,实验提出了采用氢还原重量法测定纯铑、铱粉产品中灼烧损失量的方法。确定的实验条件如下:样品量为1.0~2.0g;采用分段升温方式进行氢还原,其程序为先从室温升温至200℃,恒温30min后升温至400℃,接着恒温30min后升温至600℃,再接着恒温30min后升温至800℃,最后再恒温120min;将盛有氢还原后铑粉、铱粉的石英舟置于干燥器中冷却30min,恒重1次。进一步试验表明:在氢气或氮气存在下冷却对分析结果的影响可忽略不计;样品中可能含有的炭含量对测定的影响可忽略不计;铑粉、铱粉样品中的挥发物主要由氧、氮构成。实验方法适用于纯铑粉、铱粉产品中不挥发杂质金属元素总质量分数不大于0.010%灼烧损失量的测定。将实验方法用于铑粉和铱粉管理样品、以及铑粉和铱粉实际样品中0.0042%~0.45%的灼烧损失量的测定,测定值与参考值或热重法测得值基本一致,相对标准偏差(n=11)不大于5.6%。     

电感耦合等离子体质谱法测定镍钨合金中铈

根据镍钨难溶特性,采用硝酸低温加热溶解样品后,多次滴加过氧化氢螯合样品表面包覆的氧化钨以保证样品被溶解完全,建立了电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定镍钨合金中痕量铈的方法。在选定的仪器测定条件下,选择¹⁴⁰Ce为待测元素同位素,以20 μg/L 铑为内标进行测定,以铈与铑的信号强度比值为纵坐标,铈质量浓度为横坐标绘制校准曲线,结果表明:二者呈良好的线性关系,线性回归方程为y=0.688 x+0.047,线性相关系数R²=0.999。方法中铈检出限为0.08 μg/g,测定下限为0.26 μg/g。方法应用于实际样品中铈的测定,测得结果的相对标准偏差(RSD,n=9)为0.10%～1.0%,回收率为88%～117%。     

氢还原重量法测定硝酸铑产品中铑含量

根据冶金工艺中铑的精炼原理,建立了氢还原重量法测定硝酸铑产品中铑含量的方法。研究并优化了测定条件,考察了杂质元素对铑分析结果的影响。结果表明:在0.3～0.9 mol/L硝酸介质中,硝酸铑与氯化铵形成一种(NH₄)₃ RhCl₆红色络合物晶体,该晶体经过在约100 ℃烘干水分、350 ℃分解铵盐、750 ℃氢还原为海绵铑和105 ℃干燥后可以采用重量法测定其中的铑。用该方法测定硝酸铑产品中质量分数为6.55%、7.36%、8.05% 、9.99%和20.05%铑的极差(R)为±0.01%,标准偏差(SD)为0.004 1%,相对标准偏差(RSD,n=22)在0.02%～0.06%范围。本法测定结果较YS/T 594-2006标准配套分析方法的准确度和精密度高。     

锡试金-电感耦合等离子体质谱法测定铬铁矿石中铂族元素

采用锡试金富集、盐酸溶解锡扣, 建立了电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定铬铁矿石中铂族元素的方法。结果表明, 选用15 g Sn粉, 30 g Na₂CO₃, 20 g K₂CO₃, 20 g SiO₂, 40 g硼砂, 10 g面粉, 5 g CaO, 2 g CaF₂, 5 g NaCl作为试金配料的组分, 在1 100 ℃进行熔矿, 可以得到合格的锡扣;选择¹⁹⁵Pt、¹⁰⁵Pd、¹⁰¹Ru、¹⁰³Rh、¹⁸⁹Os和¹⁹³Ir为待测元素同位素, 以Lu(10 ng/mL)校正了基体效应和信号漂移的影响。方法检出限(以下单位均为ng/g)分别为:0.18(铂)、0.21(钯)、0.15(钌)、0.15(铑)、0.12(锇)、0.15(铱)。采用方法对铬铁矿石成分分析标准物质GBW07201和GBW07202进行测定, 结果与认定值一致, 各元素的相对标准偏差(RSD, n=12)在1%~10%之间。