电感耦合等离子体质谱法（ICP－MS）测定纯金中的13种杂质元素

孔令强 邵国强

（1山东国大黄金股份有限公司，山东 招 远265400；2烟台国大萨菲纳高技术环保精炼有限公司，山东 招 远265400）

1 引言

近年来，黄金交易在我国日趋活跃。目前，上海黄金交易所交易的金锭大都是金含量在99.95%以上的2＃金，这种含量的金锭国家标准规定用杂质差减法来确定金的纯度。随着纯金在工业领域的应用逐渐增加，工业用金在杂质方面有特殊要求，因此纯金中杂质元素的准确测定显得尤为重要。现行纯金中银、铜、铁、铅、锑、铋、钯、镁、锡、镍、锰、铬、砷13种杂质元素测定的国家标准方法［1］（GB／T 11066.3～10—2009）采用原子吸收光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法、火花源原子发射光谱法、原子荧光光谱法。原子吸收光谱法和原子荧光光谱法只能进行单元素分析，需要分离金基体，分析过程较长，容易损失或者污染待测元素，不太适合生产企业对分析结果快速性的要求；火花源原子发射光谱法需要对样品进行物理加工，且不能以液体方式进样，方法的适应性不强。鉴于电感耦合等离子体质谱法（ICPMS）所具有的高灵敏度、干扰少、超痕量检测、多元素同时分析的特点［2］，建立了电感耦合等离子体质谱法测定纯金中的13种杂质元素的分析方法。该方法灵敏度高、检出限低、干扰少、不用分离基体、分析速度快、能够进行多元素同时分析，特别适合于生产企业的质量控制分析。

2 实验部分

2.1 仪器及试剂

X SERIESⅡ 电感耦合等离子体质谱仪（美国热电公司）。

质谱仪工作参数为射频功率1150W，雾化气流量0.85L／min，冷却气流量14.0L／min，辅助气流量1.0L／min，分子泵转速1000Hz，分子泵电流1.80A，镍采样锥孔径1.0mm，镍截取锥孔径1.0mm，驻留时间20.0ms。

混合标准溶液的系列浓度分别为0.00，5.00，50.00ng／mL：由1000μg／mL或100μg／mL浓度的银、铜、铁、铅、锑、铋、钯、镁、锡、镍、锰、铬、砷标准储备溶液（国家标准物质中心购买）逐级稀释而成，用王水（5%）定容。

硝酸（MOS级）、盐酸（MOS级）、高纯水（电阻率≥18.2MΩ·cm）。

2.2 样品溶液的制备

依据样品中杂质元素的含量，准确称取0.0500～0.1000g试样于50mL烧杯中，加入5mL混酸（硝酸∶盐酸∶水＝1∶3∶4），盖上表皿，低温加热使试样完全溶解，打开表皿挥发氮的氧化物，冷却至室温，用高纯水定容至100mL容量瓶中，随同试料做空白试验。

将仪器调至最佳条件，用10ng／mL的铑作内标，在CCT模式下，将样品空白和待测试样引入测量仪器，由标准曲线法计算试样的质量百分数，为了控制分析结果的准确性，最好每次测试都要带管理样。

3 结果与讨论

3.1 溶样条件的选择

金的化学性质不活泼，不能溶于单一的酸，因此采用硝酸和盐酸的混酸（王水）溶样。质谱仪灵敏度特别高（一般金属元素的检出限为ng／mL数量级），因此对于硝酸、盐酸和水的纯度要求以及实验室的环境要求较高，硝酸、盐酸要求用高纯级（mos级），水要求超纯级。为了降低空白，每批硝酸和水在使用前都要进行空白测试。特别是铁、铜、铅、镁等比较容易被污染的元素一定要控制好，样品在称量前要用强力磁铁处理一下，从称样到最后定容每一步都要精细操作，烧杯和容量瓶要专用，平时浸泡在稀王水介质中，使用前要用高纯水仔细刷净。为了和标准溶液保持同样的酸度以及适应ICP－MS对试样测试的要求，待测试液王水浓度控制在5%。

3.2 分析元素质量数的选择

电感耦合等离子体质谱仪在仪器检出限方面有很大的优势，比电感耦合等离子体光谱仪低约3～6个数量级［3－4］。质谱仪的干扰主要来自于多原子离子的干扰，为了提高信背比，在排除干扰的情况下，一般选择每种元素同位素丰度最高的谱线作为分析谱线。表1给出了所选择的待测元素质量数。

表1 测定元素的质量数Table 1 The atomic masses of the analyzed elements

3.3 方法的检出限

在优化的仪器工作条件下，对样品空白溶液连续测定11次，以3倍信噪比计算所得的各元素的检出限见表2。

表2 元素的检出限Table 2 The detection limits of the elements ／（ng·mL－1）

3.4 方法的回收率

为了检验测定结果的准确度性，根据回收率实验方法，在样品中加入适量的分析元素，在优化仪器工作条件下，进行加标回收实验，实验结果见表3。其回收率在98.6%～102.8%，方法准确可靠。

表3 回收率实验结果Table 3 Recovery test results ／%

3.5 方法的准确度和精密度

在最佳仪器条件下，按实验方法用ICP－MS法测定标准样品，每个样品连续测定6次，测定结果与火焰原子吸收光谱法（AAS）测定值进行对照，发现两种方法所测的值与推荐值基本一致，样品测定6次所得结果的相对标准偏差（RSD）为1.0%～3.0%，结果见表4。

表4 准确度和精密度 （n＝6）Table 4 Accuracy and precision tests ／%

4 结论

建立了用ICP－MS法测定纯金中铁、铜、铅、锑、铋、钯、银、镍、镁、砷、锡、锰、铬13种杂质元素的分析方法。该方法具有较高的准确度、灵敏度和较低的检出限。与其它方法相比，该方法不用分离金基体，在同一溶液中对上述元素进行同时测定，简便、快速，工作效率高，满足了生产企业的质量控制分析中样品量多的实际情况。

［1］国家质量监督检验检疫总局 .GB／T11066.3～9—2009金化学分析方法［S］.北京：中国标准出版社，2009.

［2］冯先进，屈太原 .电感耦合等离子体质谱法（ICP－MS）最新应用进展［J］.中国无机分析化学，2011，1（1）：46－52.

［3］符廷发.新一代电感耦合等离子体质谱（ICP－MS）全谱同时测定技术［J］.中国无机分析化学，2011，1（2）：70－73.

［4］陈永红，陈菲菲，赵玉娥，等.纯金杂质元素研究方法进展［J］.黄金，2012，33（1）：52－57.