微波消解方法在貴金屬分析中的應用

微波消解方法在貴金屬分析中的應用

貴金屬包括鉑族元素和金銀共8種。鉑族金屬對酸的化學穩(wěn)定性比所有其它金屬都高，其中釕和鋨、銠、銥對酸的化學穩(wěn)定性特別高，不僅不溶于普通酸，甚至也不溶于王水，鈀和鉑能溶于王水。鈀是鉑系元素中最活潑的一個，可溶于濃硝酸和熱硫酸。金一般只溶于王水。銀是貴金屬中最活潑的，能溶于硝酸和熱的濃硫酸，但因生成氯化銀沉淀而不溶王水[1]。由于貴金屬的溶解困難，在貴金屬的分析中，樣品制備顯得尤為重要，因為制備過程中的摻雜問題，許多試驗者選擇固體粉末直接檢測方法，使貴金屬的檢測準確度和靈活性差，并因基體效應增加了基體匹配的難度。
       微波消解的溫度達300℃ ，操作壓力可達5．3 MPa以上，容器耐壓壓力10 MPa。這使得微波消解的應用領(lǐng)域不斷擴大。因為溫度可達到200℃以上，就可以使用更多合適的試劑，比如氧化性酸，如硝酸在80~100℃也就是高于它的沸點時氧化性會顯著提高。溶解貴金屬銠，所用試劑為鹽酸和過氧化氫的混合酸，溫度設定在150℃。

1 消解方法 ．

1.1 化學溶解法
       金溶于王水，銀溶于硝酸、濃硫酸溶液中，鉑的主要溶劑是王水，鈀能溶于硝酸及王水中。銠銥不溶于任何酸堿或王水中，極細的釕或鋨上能溶于次氯酸鈉溶液中。化學溶解法只能溶解易溶貴金屬。
1.2 熱壓分解法^[2]
       按所使用的容器不同，可分為玻璃法(管封氯溶法)、特氟隆襯里鋼套法、高壓強罐溶法等，將物料裝入容器中，加入王水或鹽酸與氧化劑的混合溶液，在300℃以下可溶解難溶貴金屬合金。缺點是處理量小，因易爆裂，安全性沒有保障而無法推廣使用。溫度計| 溫度表| 風速計| 照度計| 噪音計| 輻照計| 聲級計| 溫濕度計| 紅外線測溫儀| 溫濕度儀| 紅外線溫度計| 露點儀| 亮度計| 溫度記錄儀|
1．3 熔融浸出法
       銠能溶于熔融的硫酸氫鈉中，銥能溶于熔融的氫氧化鈉一過氧化鈉或硝酸鉀一氫氧化鉀中，然后溶解浸出。釕也可采用熔融浸出的辦法，缺點是速度慢，引入雜質(zhì)比較嚴重。
1．4 碎化法
       加入一種易溶于酸的金屬將金屬碎化成粉末。
1．5 粉狀物直接測定
       采用直流電弧等方法直接激發(fā)光譜測定。
1．6 中溫氯化法
       將物料與4～5倍的氯化鈉混合置于石英管內(nèi)的石英舟中。氯氣經(jīng)洗滌干燥后送人加熱的石英管中，在600~700℃下氯化8～12 h，主要用于含銠銥物料的溶解。缺點是時間長，環(huán)境差，產(chǎn)物收集繁瑣。
1．7 電化溶解法
       此法只能用于金屬及合金的溶解。
1．8 合金化法
       貴金屬與金屬鋁和鐵高溫熔煉，貴金屬與鋁鐵合金化，然后用酸溶解。此方法摻雜，損耗大[3] 。
1．9 微波消解法
       微波消解法實際是熱壓分解法的一種，因其開辟了新的溶解領(lǐng)域，微波的使用，賦予此方法極大的生命力。微波是頻率在300 MHz~300 GHz的電磁波，微波加熱不同于常規(guī)加熱方式，后者用外部熱源通過熱輻射由表及里的傳導加熱，微波加熱是材料在電磁場中由介質(zhì)損耗引起的體加熱。加熱能力部分取決于樣品和介質(zhì)的耗能因子，耗能因子是由樣品和介質(zhì)的離子傳導和偶極子轉(zhuǎn)動決定，并非所有物質(zhì)都可用微波加熱。廣州市駿凱電子科技有限公司微波加熱可使反應在密閉中進行，反應產(chǎn)生的氣體形成高壓，加速了反應速度。

2 分析應用

       在貴金屬分析溶解方法中，微波消解是最快最準確的方法，特別是含貴金屬物質(zhì)的雜質(zhì)含量測定，克服了其他方法的摻雜問題，分析的數(shù)據(jù)易于重復，具有原樣品的代表性，制樣的方便性。微波消解和電感耦合等離子體(ICP)的聯(lián)合使用使直流電弧發(fā)射光譜法不再占優(yōu)勢主導地位。微波消解具有以下優(yōu)點：微波對樣品的激活使樣品溶解更容易；溶樣快速，一般僅需幾min到十幾min易揮發(fā)元素(如砷，汞，鉛，硒等)不損失；試劑用量少，測定空白低；自動控制，條件相同；對環(huán)境污染低；微波的高頻振動，攪拌加速；不污染樣品；易于重復，減少人為誤差。

3 微波消解與常規(guī)消解空白來源比較

       微波消解與常規(guī)消解空白來源比較見表1。
       微波消解法只用微波消解，不用另行加熱；其他方法用的試劑、試驗用水遠大于微波消解法，需高溫熔融，加熱溶解。

4 消解設備

       現(xiàn)有的微波消解裝置特別是國外的產(chǎn)品已比較成熟地運用于溶解領(lǐng)域，這些設備有準確的溫度和壓力傳感系統(tǒng)，并能采集數(shù)據(jù)后迅速反饋給微波發(fā)生裝置，以達到控制微波發(fā)射功率的目的3。