微波消解方法在贵金属分析中的应用

贵金属包括铂族元素和金银共8种。铂族金属 对酸的化学稳定性比 所有其它金属都高，其中钌和 锇、铑、铱对酸的化学稳定性特别高，不仅 不溶于普 通酸，甚至也不溶于王水，钯和铂能溶于王水。钯是铂系元素中 最活泼的一个，可溶于浓硝酸和热硫酸。 金一般只溶于王水。银是贵金属 中最活泼的，能溶 于硝酸和热的浓硫酸，但因生成氯化银沉淀而不溶 王水。 由于贵金属的溶解困难，在贵金属的分析 中，样品制备显得尤为重要，因为 制备过程中的掺杂 问题，许多试验者选择固体粉末直接检测方法，使贵 金属 的检测准确度和灵活性差，并因基体效应增加基体匹配的难度。 微波消解的 温度达300℃，操作压力可达 5．3 MPa以上，容器耐压压力lO MPa。这使得 微波 消解的应用领域不断扩大。因为温度可达到200℃ 以上，就可以使用更 多合适的试剂，比如氧化性酸， 如硝酸在80～100℃也就是高于它的沸点时 氧化性 会显著提高。溶解贵金属铑，所用试剂为盐酸和过 氧化氢的混合酸， 温度设定在150℃。

l、消解方法

1．1化学溶解法

金溶于王水，银溶于硝酸、浓硫酸溶液中，铂的 主要溶剂是王水，钯能溶于硝酸及王水中。铑铱不 溶于任何酸碱或王水中，极细的钌或锇上能溶于次 氯酸钠溶液中。化学溶解法只能溶解易溶贵金属。

1．2热压分解法[2]

按所使用的容器不同，可分为玻璃法(管封氯溶 法)、特氟隆衬里钢套法、高压强罐溶法等，将物料装 入容器中，加人王水或盐酸与氧化剂的混合溶液，在 300℃以下可溶解难溶贵金属合金。缺点是处理量 小，因易爆裂，安全性没有

保障而无法推广使用。

1．3熔融浸出法

铑能溶于熔融的硫酸氢钠中，铱能溶于熔融的 氢氧化钠一过氧化钠或硝酸 钾一氢氧化钾中，然后溶 解浸出。钉也可采用熔融浸出的办法，缺点是速 度 慢，引入杂质比较严重。

1．4碎化法

加入一种易溶于酸的金属将金属碎化成粉末。

1．5粉状物直接测定

采用直流电弧等方法直接激发光谱测定。

1．6 中温氯化法

将物料与4～5倍的氯化钠混合置于石英管内 的石英舟中。氯气经洗涤干燥 后送人加热的石英管 中，在600～700℃下氯化8～12 h，主要用于含铑铱物 料的溶解。缺点是时间长，环境差，产物收集 繁琐。

1．7电化溶解法 

此法只能用于金属及合金的溶解。

1.8合金化法

贵金属与金属铝和铁高温熔炼，贵金属与铝铁 合金化，然后用酸溶解。此方法

掺杂，损耗大。

1．9微波消解法

微波消解法实际是热压分解法的一种，因其开 辟了新的溶解领域，微波的使用，赋予此方法极大的 生命力。微波是频率在300 MHz～300 OHz的电 磁波，微波 加热不同于常规加热方式，后者用外部热 源通过热辐射由表及里的传导加热，微波加热是材 料在电磁场中由介质损耗引起的体加热。加热能力部分取决于样品和介质的耗能因子，耗能因子是由 样品和介质的离子传导和偶极子转动决定， 并非所 有物质都可用微波加热。微波加热可使反应在密闭 中进行，反应产生 的气体形成高压，加速了反应速度。

2分析应用

在贵金属分析溶解方法中，微波消解是最快最 准确的方法，特别是含贵金 属物质的杂质含量测定，万方数据克服了其他方法的掺杂问题，分析的数 据易于重复，具有原样品的代表性，制样的方便性。微波消解和电感耦合

等离子体(ICP)的联合使用使直流电弧发 射光谱法不再占优势主导地位。 微波消解具有以下 优点：微波对样品的激活使样品溶解更容易；溶样快 速，一般仅需几min到十几min；易挥发元素(如砷，汞，铅，硒等)不损失；试剂用量少，测定空白低；自动 控制，条件相同；对环境污染低；微波的高频振动，搅 拌加速；不污染样品；易于重复，减少人为误差。

3微波消解与常规消解空白来源比较

微波消解与常规消解空白来源比较见表1。 微波消解法只用微波消解，不用另行加热；其他 方法用的试剂、试验用水远大于微波消解法，需高温 熔融，加热溶解。

  表l易污染元素空白来源分析

Tab．1 Analysis of sonrces of several easily contaminating elements

4消解设备

现有的微波消解装置已比较 成熟地运用于溶解领域， 这些设备有准确的温度和 压力传感系统，并能采集 数据后迅速反馈给微波发 生装置，以达到控制微波 发射功率的目的‘引。