방법 요약
시료와 혼합 플럭스를 1100℃에서 녹이고 백금족 원소가 니켈 버클에 들어가 매트릭스에서 분리됩니다. 니켈 버클을 염산으로 녹인 후 염산에 녹지 않는 백금족 원소 황화물을 걸러내고 밀폐된 시료 용해기에서 왕수로 녹인 후 동위원소 희석법으로 오스뮴을 측정하는 ICP-MS로 측정합니다. . 20g을 채취할 때 판정하한은 0.01~0.2ng/g이다.
기기 및 장치
유도 결합 플라즈마 질량 분석기.
고온 용광로, 300mL 점토 도가니 및 금 분석용 주철 주형.
부압흡입여과장치의 막공 크기는 0.45μm이다.
PFA 폐쇄형 샘플 용해기의 용량은 10mL입니다.
시약
무광 니켈 금 분석의 플럭스와 공식은 표 84.40을 참조하세요.
표 84.40 무광택 니켈 분석에 대한 플럭스 비율(단위: g)
염산.
질산.
왕수염산과 질산을 비율(3:1)로 고르게 섞으세요.
염화주석 용액(1mol/L, 중 6mol/LHCl)은 제조 후 1개월 이내에 사용해야 합니다.
텔루르 *** 침전제 ρ(Te) = 0.5mg/mL 텔루르산나트륨(Na2TeO4·2H2O) 0.1072g을 달아 100mL3mol/LHCl에 녹인다.
루테늄, 로듐, 팔라듐, 이리듐, 백금 및 금의 단일 원소 표준 원액 ρ(B)=100.0μg/mL.
백금 표준원액 ρ(Pt) = 100.0μg/mL 스펙트럼 순도(99.99) 백금선 0.1000g을 달아 100mL 비이커에 넣고 15mLHCl과 5mLHNO3를 첨가한 후 시계접시로 덮고 전기가열판에 올려 가열하여 녹인 후 200g/L NaCl용액 5방울을 넣고 수욕상에서 증발건고시킨다. 염산을 사용하여 질산을 3회 씻어냅니다. 10 mL HCl과 20 mL 물을 첨가하고 가열하여 용해시킨 다음 1000 mL 용량 플라스크에 옮기고 90 mL HCl을 첨가하고 물로 희석하고 잘 흔들어줍니다.
팔라듐 표준원액 ρ(Pd) = 100.0μg/mL 스펙트럼 순수 팔라듐선(99.99) 0.1000g의 무게를 달아 100mL 비이커에 넣고 15mLHCl과 5mLHNO3를 첨가한 후 시계접시로 덮고 전기가열판에 올려 가열하여 녹인 후 200g/L NaCl용액 5방울을 넣고 수욕상에서 증발건고시킨다. 염산을 사용하여 질산을 3회 씻어냅니다. 10 mL HCl과 20 mL 물을 첨가하고 가열하여 용해시킨 다음 1000 mL 용량 플라스크에 옮기고 90 mL HCl을 첨가하고 물로 희석하고 잘 흔들어줍니다.
로듐표준원액 ρ(Rh) = 100.0μg/mL 스펙트럼순도염화암모늄[(NH4)3RhCl6·1/2H2O] 38.56mg을 100mL 비커에 달아 물 20mL를 넣고 물 20mL를 첨가한다. HCl을 녹여 100mL 용량 플라스크에 옮기고 물로 희석하여 잘 흔들어 줍니다.
이리듐 표준원액 ρ(Ir) = 100.0μg/mL 분광순도염화암모늄[(NH4)2IrCl6] 57.35mg을 칭량하여 100mL 비이커에 넣고 물 25mL를 첨가한 후 HCl 25mL를 첨가한다. , 따뜻하게 녹여 제거하고 식힙니다. 250mL 용량 플라스크에 옮기고 25mL HCl을 첨가하고 물로 희석하여 잘 흔들어 줍니다.
루테늄 표준원액 ρ(Ru)=100.0μg/mL 스펙트럼 순수 암모늄 클로로루테네이트(NH4)2Ru(H2O)Cl5 8.22mg을 달아 100mL 비이커에 넣고 물로 적신 후 첨가한다. 황산제1철암모늄 0.5g과 H2SO4 5mL(1 1)를 녹일 때까지 저어 녹인 후 시계접시를 덮고 중온전열판에서 흰 연기가 약간 나올 때까지 가열한다. 제거하고 식혀주세요. 비이커벽과 시계접시를 물로 씻은 후 흰 연기가 날 때까지 가열하고 5분간 방치하여 제거하고 식힌 후 1mol/LH2SO4를 가하여 500mL 메스플라스크에 옮겨 표시선까지 희석한다. 잘 흔들어.
금표준원액 ρ(Au)=100.0μg/mL 순금 0.1000g을 달아 50mL 비이커에 넣고 새로 준비한 왕수 10mL를 넣고 끓는 물욕에 녹인 후 작은 크기로 증발합니다. 1000mL 용량 플라스크에 옮기고 왕수 100mL를 첨가한 후 물로 희석하여 잘 흔들어 따로 보관합니다.
루테늄, 로듐, 팔라듐, 이리듐, 백금 및 금의 단일 원소 표준원액을 희석하여 혼합원소표준원액 ρ(B) = 10.0μg/mL를 제조한다(19). ) 왕물, 보관기간은 1년입니다.
결합원소 표준작용액은 시료의 실제 함량에 따라 적절한 농도의 혼합원소 작동액으로 희석되며, 일반적으로 ρ(B) = 5.00ng/mL, (1 9) 왕수입니다. 중간. 유통 기한은 2 주입니다.
190Os 희석제는 미국 Oak Ridge Laboratory에서 구입한 희석제 190Os 금속분말로 190Os 풍부도는 97.04, 192Os 풍부도는 1.61로 적절한 오스뮴 함량(약 100ng)을 갖는 용액으로 제조됩니다. /mL) 배지는 0.5mol/LNaOH입니다. 동위원소희석법을 이용하여 일반 오스뮴 표준용액을 첨가하여 희석용액 중의 오스뮴 농도를 정확하게 교정한다. 다른 적합한 오스뮴 희석제도 사용될 수 있습니다.
내부표준원소혼합액은 In과 Tl이 각각 10ng/mL 함유되어 있으며, 측정과정에서 Tee를 통해 온라인으로 투입됩니다.
기기 디버깅 솔루션에는 Co, In, U가 각각 1.0ng/mL 포함되어 있습니다.
분석 단계
1) 샘플 처리. 검체 10~20g(정확하게는 0.1g)을 달아 삼각플라스크에 넣고 혼합유제를 넣고 잘 흔들어 섞은 후 점토도가니에 옮기고 오스뮴희석제 적당량(정량)을 정확하게 넣어준다. 오스뮴은 시료와 동일) 중간 오스뮴 환산)에 플럭스를 소량 덮어 1100°C로 가열한 고온로에 넣어 1.5시간 동안 녹인다. 도가니를 꺼내어 용융물을 주철 주형에 붓는다. 니켈 버클을 꺼내어 물과 함께 비커에 옮긴 후 HCl 60mL를 넣고 용액이 될 때까지 가열한다. 깨끗하고 더 이상 거품이 없습니다. 텔루륨*** 침전제를 0.5~1mL 첨가합니다. 1~2mLSnCl2 용액을 넣고 30분 동안 계속 가열하여 침전물을 형성한 후 몇 시간 동안 방치하여 텔루르 침전물을 응축시킨 다음 0.45μm 여과막을 사용하여 음압 흡입 여과하고 침전물을 (1)로 여러 번 세척합니다. 4) HCl과 물. 침전물과 여과막을 함께 PFA 폐쇄형 시료 용해기에 옮기고 왕수 1~2.5mL를 첨가한 후 밀봉합니다. 약 100℃에서 2~3시간 동안 녹인 후 10~25mL 비색관에 옮기고 표시선까지 물을 넣어 잘 흔들어서 측정을 기다린다.
2) 기계 내 측정. ICP-MS의 기기 작동 및 데이터 수집 매개변수는 표 84.41에 나와 있습니다.
표 84.41 유도 결합 플라즈마 질량 분석기의 작동 매개변수
참고: TJAPQ-ExCellICPMS를 예로 들어 보겠습니다.
측정 동위원소 선택: 101Ru/115In, 103Rh/115In, 105Pd/115In(참고: 구리 함량이 높은 시료의 경우 106Pd 또는 108Pd를 선택해야 함), 193Ir/205Tl, 195Pt/205Tl, 197Au/ 205Tl, 192Os/190Os.
플라즈마를 점화하고 15분 동안 안정화시킨 후 최적화를 위해 기기 디버깅 솔루션을 사용하세요. 기기 감도는 2×104s-1보다 큰 카운트 속도에 도달해야 합니다. 동시에, CeO/Ce로 표시되는 산화물의 수율은 lt;2이고, Ce2/Ce로 표시되는 2가 전하 이온의 수율은 lt;5입니다.
공백으로 고순도수를 사용하고, 결합된 표준작업용액을 사용하여 기기를 교정한 후 시료용액을 측정한다. 전체 측정 과정에서 내부 표준 용액이 티를 통해 온라인으로 도입됩니다.
측정 과정에서 컴퓨터는 항상 내부 표준 요소의 신호 강도를 모니터링합니다. 변화가 있는 경우(기기 드리프트 또는 시료 용액 매트릭스의 변화로 인해 발생할 수 있음) 모든 신호는 이 내부 표준과 관련된 요소는 그에 따라 보상됩니다.
표준액 내 각 원소의 알려진 농도와 측정된 신호세기를 바탕으로 컴퓨터가 각 원소의 검량선 공식을 수립하고, 이후 미지 시료 용액 내 각 원소의 신호세기를 바탕으로 각 원소의 검량선 공식을 수립하고, 미리 입력된 시료 계량 Ru, Rh, Pd, Ir, Pt 및 Au의 함량을 직접 구하기 위해 시료 용액의 부피를 측정하고 준비합니다. 동시에 시료 용액의 192Os/190Os 비율이 주어지고 다음 동위원소 희석법 계산식에 따라 시료 내 Os 함량이 계산됩니다.
암석 광물 분석 제4권 자원 및 환경 조사 및 분석 기술
공식에서: w(Os)는 샘플 내 Os의 질량 분율(ng/g)이고, R은 측정된 192Os/190Os 비율입니다. , ng; K는 샘플 내 Os의 농도입니다. 희석제 내 Os의 원자 질량에 대한 원자 질량의 비율입니다(이 190Os 희석제를 사용할 때 값은 1.10015입니다). AS는 희석제 내 192Os의 동위원소 존재비입니다. (이 희석제는 0.0161입니다.) BS는 희석제의 190O입니다. 동위원소 풍부도(이 희석제는 0.9704입니다.) AX는 샘플 내 192O의 동위원소 풍부도이며, 해당 값은 0.41입니다. , 그 값은 0.264이고, m은 계량 샘플 질량, g입니다.
컴퓨터로 제공되는 측정 결과는 공정 공백을 차감하지 않습니다. 각 샘플 배치는 동시에 여러 번의 블랭크 분석을 거쳐야 하며 최종적으로 샘플과 함께 기계에서 테스트되어야 합니다. 측정 결과에 따라 적절한 블랭크 수정이 이루어져야 합니다.
192Os는 192Pt의 등압 간섭을 가지며 이는 다음 공식에 따라 수정될 수 있습니다:
암석 광물 분석 제4권 자원 및 환경 조사 및 분석 기술
공식 센터: I192Os는 192Os의 계수율이고, I192는 192 질량수의 총 계수율이며, 0.023은 192Pt와 195Pt 동위원소의 천연 동위원소 존재비입니다.
참고
1) 이 방법은 레늄 함량이 높은 시료에서 방사성 187O 함량이 더 높을 수 있으므로 레늄 함량이 높은 시료에서 오스뮴을 측정하는 데 적합하지 않습니다. 이 방법은 일반적인 동위원소로 구성된 오스뮴을 희석하는 방법을 기반으로 합니다.
2) 초미량 백금족 원소 분석에 있어서 시약 블랭크는 포집체인 니켈이 시약 블랭크의 주요 공급원이며 이는 정확한 결정에 큰 영향을 미칩니다. 저함량 샘플. 니켈 카르보닐의 공백은 매우 낮으며 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 일반 산화니켈이나 금속니켈시약을 사용하는 경우에는 백금족원소 공시료값을 미리 결정하여 스크리닝하고 필요한 정제작업을 수행해야 한다. 구체적인 정제방법은 무광니켈 정량법에 따라 공처리하며 Ni2O3 첨가량은 15g, 유황분말은 10g, 나머지 시약량은 변하지 않는다. 고온에서 녹인 후 니켈 버클이 용해되고 텔루르가 두 번 석출됩니다. 백금족 원소 황화물 침전물을 제거하려면 0.45μm 필터 멤브레인을 사용하십시오. 정제된 니켈용액을 전기가열판에서 가열하여 소량으로 농축한 후 Na2CO3를 첨가하여 pH 8로 중화시켜 탄산니켈 침전물을 생성하고 중성이 될 때까지 물로 세척한 후 원심분리하여 맑은 액을 버린다. , 침전물을 자기 접시에 옮기고 105°C에서 구운 다음 건조시킨 다음 고온로에 넣고 500°C에서 2시간 동안 구워 검은색 Ni2O3 분말을 얻습니다. 정제된 Ni2O3는 초미량 귀금속 분석에 사용된 후, 각 용해 후 여과액은 회수되어 재활용됩니다. 이 사이클 동안 니켈 분말의 금 함량이 점차 증가할 수 있으므로 이 방법으로 정제된 산화니켈은 금 분석에 사용할 수 없습니다.
3) 이 방법의 금 회수율은 약 80%이다. 가능한 이유는 염산이 니켈 버클을 용해할 때 금의 일부가 용해되어 금속 텔루르와 함께 완전히 침전될 수 없기 때문입니다. 표준재료를 동시에 분석한 결과를 바탕으로 적절한 수정이 가능합니다.
4) 동위원소 희석법으로 오스뮴을 정량하는 것이 필요하다. 한편으로는 폐쇄 용해 과정에서 오스뮴의 누출 손실이 없다는 것을 보장할 수 없습니다. 반면에 ICP 기술에서는 산화도가 서로 다른 오스뮴의 감도가 크게 다르기 때문에 표준을 사용합니다. 표준화를 위한 솔루션은 분석 결과에 큰 오류를 초래하게 됩니다. 오스뮴 표준용액은 일반적으로 보관을 용이하게 하기 위해 저렴한 가격(4가)으로 제조되며 민감도는 다른 원소와 비슷합니다. 샘플은 준비 과정에서 전체 또는 부분적으로 높은 원자가(8가)로 산화될 수 있으며 감도는 다양한 정도로 향상됩니다.
동위원소 희석법은 시험용 금부터 희석제를 첨가하여 고온용해, 무광택 니켈 포집, HCl 용해, 왕수슬래그 용해의 전 과정이 완료되어 시료 내 오스뮴이 완전히 균형을 이루게 됩니다. 희석제를 첨가하여 일정한 산화 상태를 유지함으로써 분석 결과의 신뢰성을 보장합니다.
5) 회수율을 높이기 위해 무광 니켈 버클을 용해시킨 후 Te를 첨가하여 소량의 용해된 귀금속이 텔루르***와 함께 침전되도록 합니다.