镍矿石中含有金、铂、钯等计价元素，镍矿石中金、铂和钯元素含量的高低直接影响镍矿石的质量判定，因此镍矿石中金、铂和钯元素的准确测定至关重要。由于镍矿石中基体元素镍的含量高，金、铂和钯的含量较低，导致镍矿石中金、铂和钯元素含量测定的准确度较低，铂和钯同时测定的准确度更低。

  经过几十年的发展，稀贵金属铂、钯的分析技术已有火试金法、光谱法、共沉淀富集法、光度法、石墨炉原子吸收光谱法、极谱法、电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP–AES）法等多种方法，相较于其它方法，火试金法具有取样代表性好、适应性广、富集效率高、分析结果可靠且准确度高等优点。近十几年来，铂、钯分析技术进展相对较快，目前应用较多的是 ICP–AES 法，它利用原子发射特征谱线所提供的信息进行元素分析，具有多元素同时、快速、直接测定的优点，可同时测定高、中、低含量及痕量组分。采用传统的分析方法虽然可以检测金矿石中的铂、钯，但是使用上述方法检测镍矿石中铂、钯存在以下问题：

（1）试样需要经过还原力试验确定配料组成；

（2）物料中银金比例小于 3 的合金粒，按上述方法很难完全溶解；

（3）使用上述方法难以对含量低于 0.2 g／t 的铂、钯进行测定。

  当镍矿石中含有微量的银和贵金属时，所形成的金银合粒由于粒径太小不容易发现，而且在银与金的比例小于 3∶1 的情况下，会给分金带来困难。为了解决这一难题，在灰吹阶段加入一定量的纯银，以促使微量银情况下金银的有效分离；另一方面在试验过程中，合粒比较容易被发现并选出。

  笔者对测定镍矿石中铂、钯含量的 ICP–AES 法进行了研究，优选出最佳实验条件，并在优化的实验条件下验证了方法的有效性和可行性。

  1 实验部分

  1.1 主要仪器与试剂

  箱式电阻炉：RX2–14–13／1232 型，最高加热温度为 1 350 ℃，湖南长沙长实电炉厂；

 耐火黏土坩埚：300 mL ；

 镁 砂 灰 皿：顶 部 内 径 为 35 mm，底 部 外 径 为40 mm，高 为 30 mm，深 为 17 mm，以 水 泥（标 号为 425）制 得，水 泥、0.18 mm 镁 砂、水 的 质 量 比 为15∶85∶10，将以上 3 种组分混合并搅拌均匀，在灰皿机上压制成型，阴干三个月，备用；

 电 子 天 平：（1）MSA6.6S–000–DM 型，感 量 为0.001 mg，德 国 赛 多 利 斯 科 学 仪 器 有 限 公 司，（2）PL4002 型，感量为 0.01 g，瑞士梅特勒托利多测量技术有限公司；

  ICP–AES 仪：iCAP 7000 SERIES 型，美国赛默飞世尔科技有限公司；

  无水碳酸钠、二氧化硅、硼砂、氧化铅：工业纯，金含量均小于 0.01 g／t，银含量均小于 0.5 g／t ；

 可溶性淀粉：工业纯；

 冰乙酸：分析纯；

 硝酸、盐酸：优级纯；

 银：纯度为 99.99 %，天津华北地区特种化学试剂开发中心；

 铂海绵、海绵钯：光谱纯，中国上海试剂总厂；镍矿石样品：实验室质控样品。

 1.2 ICP–AES 仪工作条件

等 离 子 体 频 率：27.12 MHz ；RF 发 生 器 功 率：0.95 kW ；载 气 流 量：0.5 L／min ；观 测 高 度：12 mm ；冷却气流量：12 L／min ；积分时间长波：15 s ；辅助气流量：0.5 L／min ；积分时间短波：5 s ；冲洗泵转速：50 r／min ；分析泵转速：50 r／min ；测量波长：铂 214.423 nm，钯 229.651 nm。

1.3 标准溶液的配制

（1）铂 标 准 储 备 溶 液：1 mg／mL，准 确 称 取0.100 0 g 铂海绵于 100 mL 烧杯中，加入 20 mL 新鲜王水溶液，低温加热溶解，加入 5 滴 200 g／L 氯化钠溶液，于水浴上蒸至近干，加入 20 mL 盐酸，溶解后移至 100 mL 棕色容量瓶中，以水稀释至标线，摇匀。

（2）钯 标 准 储 备 溶 液：1 mg／mL，准 确 称 取0.100 0 g 海绵钯于 100 mL 烧杯中，加入 20 mL 新鲜王水溶液，低温加热溶解，加入 5 滴 200 g／L 氯化钠溶液，于水浴上蒸至近干，加入 20 mL 盐酸，溶解后移至 100 mL 棕色容量瓶中，以水稀释至标线，摇匀。

（3）铂、钯混合标准溶液：铂、钯质量浓度均为100 μg／mL，分别准确移取上述铂标准储备溶液、钯标准储备溶液各 10.00 mL 于同一 100 mL 棕色容量瓶中，加入 10 mL 新鲜王水溶液，以水稀释至标线，摇匀。

1.4 实验方法

1.4.1 样品制备

  利用研磨机将镍矿石样品反复研磨和过筛，得到粒径不大于 75 μm（200 目）的试样，然后将试样置于 (105±2)℃烘箱中烘干，烘干时间为 1～2 h，烘干后的试样放置在干燥器中冷却至室温，备用。

1.4.2 除硫

  称 取 10.00 g 烘 干 试 样，平 铺 于 方 瓷 舟 中，然后将方瓷舟放入箱式电阻炉中，由室温升温至600～700℃，恒温焙烧 1～2 h，取出，冷却至室温，得到除硫后的疏松试样。

1.4.3 配料

  将除硫后的试样置于试金坩埚中，向试金坩埚中 加 入 25～45 g 无 水 碳 酸 钠、10～20 g 二 氧 化 硅、

10～20 g 硼砂、70～100 g 氧化铅、5～7 g 可溶性淀粉，搅拌，使各组分混合均匀。

1.4.4 熔融

将步骤 1.4.3 中盛装配料的试金坩埚置于 900℃箱式电阻炉中，关闭炉门，炉温会有所下降，经3～5 min 再次升温至 900℃，保持 10～15 min，再经25～30 min 升温至 1 050～1 150℃，保持 5～10 min，待试金坩埚中的配料熔融后，将试金坩埚取出并平稳地旋动数次，轻轻敲击数下，使附着在坩埚壁上的铅珠下沉，将其中熔融物倒入铸铁模中，冷却，分离熔渣，得到铅扣。

1.4.5 灰吹

 用 电 子 天 平 称 取 纯 银 0.5～1.0 mg，将 纯 银 和1.4.4 所得铅扣放置于滤纸中，包裹滤纸，将包裹好的滤纸放入已于 920℃箱式电阻炉中预热 30 min 的镁砂灰皿中，关闭炉门，待铅扣熔化、表面黑色膜脱去，稍开炉门，使部分氧气进入箱式电阻炉内，并控制炉温，于 900℃灰吹至铅全部吹尽，合粒出现光辉点后，取出镁砂灰皿，冷却，将合粒转移至瓷坩埚中。

1.4.6 洗涤

  向 1.4.5 步骤放置合粒的瓷坩埚中加入 10～15 mL 冰乙酸，然后将瓷坩埚放置于电热板上加热至冰乙酸微沸，保持微沸 20～30 min，倾出上层溶液，用水洗净合粒表面的乙酸，将盛放合粒的瓷坩埚放置在电热板上，蒸干合粒表面液体，冷却备用。

1.4.7 溶解

  将 1.4.6 步骤表面蒸干的合粒置于烧杯中，向烧杯中加入 18～22 mL 硝酸，低温（70℃）加热，待合粒表面无气泡放出后，继续加热，蒸发浓缩体积至 1 mL，加入王水溶液 1～16 mL，待合粒完全溶解，将溶液转移至容量瓶中，定容，摇匀，待测定。

1.4.8 标准工作曲线的绘制

  分 别 移 取 0，0.10，0.20，0.50，1.00 mL 的 铂、钯混合标准溶液于 4 只 100 mL 棕色容量瓶中，向容量瓶中分别加入 10 mL 王水溶液，以水定容至标线，摇匀，以铂、钯质量浓度为自变量、原子发射强度为应变量进行线性回归，计算线性方程和相关系数。

1.4.9 测定

使用电感耦合等离子体发射光谱仪测定 1.4.7步 骤 定 容 后 的 溶 液，以 水 为 空 白 调 零，测 定 铂 在214.423 nm 处、钯在 229.651 nm 处的发射强度，分别利用铂、钯标准工作曲线计算铂、钯的质量浓度，扣除空白值，从而得到镍矿石中铂、钯的含量。

  随同试样做空白试验。空白试验的配料成分为无水碳酸钠、二氧化硅、硼砂、氧化铅、可溶性淀粉，上述各配料的质量与 1.4.3 中相同，其余步骤与1.4.4～1.4.9 相同。

1.4.10 计算

镍矿石中铂、钯含量分别按照式 (1)、(2) 计算：

1.4.10 计算

镍矿石中铂、钯含量分别按照式 (1)、(2) 计算：

式中：W(_Pt)——铂的含量，g／t ；

W(_Pd)——钯的含量，g／t ；

  m——试样质量，g ；

 c_Pt——利用线性方程得到且扣除空白后试样溶液中铂的质量浓度，μg／mL ；

 c_Pd——利用线性方程得到且扣除空白后试样溶液中钯的质量浓度，μg／mL ；

  V——溶液的定容体积，mL。

2 结果与讨论

2.1 样品成分分析

  为了确定样品中杂质元素的含量，首先对样品进行成分分析。采用滴定法测定样品中的 Ni，MgO；用火焰原子吸收光谱法测定样品中的 Cu，Zn，Ag；用火试金富集 – 电感耦合等离子体光谱法测定样品中的 Pt，Pd；用高温燃烧中和法测定样品中的 S；用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定样品中 Al₂O₃，CaO。样品分析结果见表 1。

2.2 样品预处理

  由于样品中硫含量相对较高，在造渣过程中硫的存在容易引起熔液溢出坩埚导致样品损失，另外，硫含量的高低也影响铅扣的质量。由于样品性质的差异，需要进行还原力试验，反复造渣，成本较高，劳动强度较大。将样品进行预处理，于 650～700℃将样品进行焙烧除硫，其它元素不影响铅扣，通过不断改变固体试剂用量，建立了一次造渣即可得到适宜铅扣的分析方法。试剂用量见表 2。铅扣外观见图 1。

2.3 银的补加

   由于样品中含有微量银，灰吹过程以银包裹金、铂、钯形成金银合粒，在样品中银含量极低的情况下，形成的金银合粒无法被发现并拣出，金银合粒无法有效分离。选择在灰吹之前添加 0.5～1.0 mg纯银，弥补样品中金、银含量的比例不足，合粒便于发现并拣出。纯银的加入可提高分析结果的准确度。

2.4 金银合粒溶解方式

   选择不同的溶解方法，对金银合粒进行溶解，试验现象见表 3。由表 3 可知，选用编号 3 的溶解方法，能够使金银合粒完全溶解。

2.5 精密度试验

  选取镍矿石控制样品（编号：NJKKY–01），按照实验方法重复测定 10 次，计算测定值的相对标准偏差，试验结果见表 5。由表 5 可知，铂、钯测定结果的相对标准偏差分别为 1.35%，1.06%，精密度满足测定要求，方法有效、可行。

2.6 加标回收试验

  在 控 制 样 品 中 分 别 加 入 一 定 量 的 铂 海 绵 和海绵钯进行分析，测定结果见表 6。由表 6 可知，铂、钯 的 加 标 回 收 率 分 别 为 99.01%～100.00%，99.06%～100.00%，满足镍矿石中铂、钯的分析要求。

2.7 比对试验

  分 别 选 取 4 个 镍 矿 石 样 品（编 号 为：NJKKY–01～04），按照实验方法进行分析，将测定值与参考值进行比对，结果见表 7。由表 7 可知，本方法测定值与控制样品的参考值基本一致，准确度满足标准方法要求。

2.8 完全性验证

  将熔融过程所用的试金坩埚及分离的熔渣粉碎，将粉碎后的粉体做成铅扣，铅扣经过灰吹后，没有合粒出现。上述现象说明，本实验方法能够将镍矿石中的铂、钯完全富集，不用进行试金二次富集。

3 结语

  利用电感耦合等离子体发射光谱法测定低含量镍矿石中铂、钯的含量，简化了实验步骤，可实现银金比例小于 3 的样品中铂、钯的准确测定。减少了分析成本，缩短了分析时间，通过预处理除去样品中的部分干扰杂质元素，提高铂、钯含量测定结果的准确度，分析结果的准确度和精密度符合标准方法的要求，在镍矿石领域有很好的应用前景，有较高的推广价值。