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[摘 要]黄金价值主要取决于黄金的质量和纯度。黄金首饰的交易需要一个公平、公正的交易平台,对黄金首饰交易中的纯度给予准确量化是当前社会的普遍需求。国家黄金钻石制品质量监督检验中心作为国家级黄金质检中心,在黄金首饰检测方面做了大量的工作,也取得了一定的经验和技术。本文对黄金首饰纯度的检测方法和质量控制方法进行了探讨。
[关键词]黄金首饰;纯度;检测;质量控制
中图分类号:P635 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2019)04-0073-01
目前,中国首饰行业强制性标准GB11887—2008规定,黄金首饰按黄金纯度大致可分为9K、14K、18K、22K、足金和千足金等几种。对于各类首饰中金和其他组成元素的分析测试,目前国内均有相应的标准分析方法,主要包括国家标准、地方行业标准、地方标准等,这些分析方法为黄金首饰的公平交易以及相关部门的质量监督,提供了必要的技术支持。按照分析测试方法的原理和性质,可将这些方法大致划分为密度法、火试金法、X射线法、电感耦合等离子体原子发射光谱法等。
1黄金首饰中贵金属测定方法
1.1密度法
密度法原理是根据阿基米德原理测定样品在空气中的质量除以其体积得到被测样品的密度,再根据首饰中可能含有杂质元素的密度和黄金的密度计算出首饰中金的纯度。
密度法的优点为分析速度快,样品无损,仪器及测定成本低。单纯的密度法仅适用于组分简单的首饰;对于组分复杂的首饰,密度法有较大的误差,需与其他方法联用,而最常见的联用方法为X荧光光谱法。密度法有一定的局限性,要求被测样品表面非常光滑,无飞毛边刺和裂纹狭缝。若样品内部存在空心、气泡等情形,则密度法更加不适用;而这类问题在黄金熔炼、浇铸过程中是较为普遍的。另外,对于表面镀层样品以及掺铱、钨、铅的样品,由于金属铱、钨、铅的密度与金非常接近或更大,这类物质在故意作假的黄金首饰特别是在金条中容易出现,它们不是均匀与基体材料混合,即使与X射线荧光法联用也很难识别,因此该方法黄金纯度检测有很大的误差和风险。
1.2火试金法
火试金法主要适用于黄金首饰中金量的测定,是经典的检测方法。该方法的原理是初步分析或估计金的含量,加入一定比例(一般为金量的2~5倍)的纯银,在一定量铅箔的包裹下,放入灰皿中,置于高温炉中灰吹,使金中的贱金属杂质元素随铅熔融液分离出去,最终只剩下金和银的合粒,碾片,置于分金篮中用硝酸将银分尽,最后将剩下的金片称量,便可计算出金的含量。
火试金法具有较高的精密度和准确度,适应范围广,可适用于333‰~999.5‰的黄金首饰。因此,被认为是理想的仲裁方法。但是,该方法为破坏性方法;消耗大量的电量,速度慢,成本高,操作复杂;不适用于含有某些不溶于硝酸的杂质元素(如铱、铑、钌等)的首饰;不适用于999.5‰以上的黄金饰品。
1.3X射线法
X射线荧光光谱法(下称XRF)测定黄金首饰的纯度是一种简单、快捷的方法。其原理是X射线管(或放射源)产生入射X射线(一次X射线)激发被测样品,受激发样品中的元素会放射出二次X射线,不同元素所放射出的二次X射线具有特定的能量特性或波长特性;探测系统测量这些放射出来的二次X射线的能量及数量,采用软件直接转换成各种元素的种类及含量。广义的X射线法包括上面所说的电子探针和扫描电镜方法。
XRF法是目前应用于黄金首饰分析中最为广泛的方法。其优点有分析速度快,不损坏样品,检测成本低。但该方法的检测精密度和准确度较差,GB/T18043—2008标准中明确说明该方法的误差一般在1‰~30‰。另外,X射线只能测试首饰表面,因此要求被测纯金样品有较好的均匀性,无夹心、包裹现象。对于表面镀层样品和内部掺铱、铅、钨等金属的样品,该方法都不适合。由于标准物质与被测样品存在组分、形状等方面的差异性,检测元素范围不确定,以及表层检测等诸多影响因素,采用GB/T18043—2008标准方法判定存在一定风险。2013年,中央电视台“3·15”节目曝光黄金饰品掺铱的问题,引起了国家有关部门的高度重视,甚至引起该方法标准是否保留的质疑。国家标准化管理委员会还专门成立了贵金属饰品标准修订工作组对贵金属类特别是黄金饰品的相关标准进行了紧急修订,进一步明确了该方法只能用于黄金饰品的筛选检验,不适于仲裁分析、监督检验,并对使用的具体程序和应注意的问题做出了明确地指导性说明。
1.4电感耦合等离子体原子发射光谱法
电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES法)原理是用王水将黄金首饰溶解,用ICP-AES仪测定溶液中杂质的类别和含量,采用差减法扣除杂质后即为主成分黄金的纯度。
ICP-AES法的优点是快速全谱直读,省去了原子吸收法中各种元素逐一检测的麻烦;方法的精度高,多种元素的检出限达到10-6至10-9,该方法主目前要适用于高纯度黄金(999‰)首饰的检测。
1.5重量法
重量法是指除火试金法之外的其他化学重量法,如化学还原法、沉淀法等。其原理是将样品经一种或多种试剂分解后滤去不溶杂质,滤液加入沉淀剂等使被分析贵金属以单质或化合物的形式沉淀下来,从而实现贵金属与其他元素的分离,然后过滤、洗涤,将滤纸和沉淀物放入坩埚中于高温炉中烧至恒量,冷却后称量,并计算出贵金属的含量。
重量法优点为成本较低,除了使用天平外不再使用其他昂贵仪器。对于样品不均匀或样品中含有铱、铑、钌等难分离元素,该方法的优势更明显。该方法的缺点为分析流程长,分析过程中有许多难以把握的不确定因素,如还原不完全、沉淀损失、新杂质的引入等,从而会导致分析的准确度和精密度均不理想。
2纯度的质量控制措施
2.1XRF法
XRF法是广大首饰质检机构日常检测的首选方法,但有很大的局限性。只能检测产品表层,受表面镀层、大小形状、成分组成多种因素影响,误差較大。质检机构只有不断提高检测能力和技术水平,才能应对无损检测中出现的问题。在日常检测中要注意识别可疑首饰,对无损检测结果不确定时,可以采取打磨、破损等其他手段对内部进行分析,或采用化学法检测加以验证。不提倡将样品熔融后再进行检测,因为首饰中的普通金属成分熔点相对较低,熔融将导致贱金属挥发改变了样品组成,检测结果势必变化较大,不能作为判定依据。XRF法只能作为纯度检测的粗检,不能作为仲裁检验的依据。
2.2综合分析法
无论哪一种方法都有其优缺点和适用性,如何取舍,关键在于检测人员对方法的掌握和对被测样品的了解,而这些都建立在大量日常工作的经验累积和扎实的理论基础上。当一种方法无法满足测定需要时,要考虑应用其他的方法进一步尝试,或两种、多种方法联用,直至得到满意的结果为止。
3.建立追溯制度
目前,黄金首饰的检测是采用抽检的办法,由于成本的问题,抽查的比例很小。因此,真正能够控制黄金饰品纯度质量的只有生产企业。目前,黄金饰品经营模式普通存在委托加工、贴牌生产等现象,有些品牌即使有生产厂,为了款式品种的丰富也会大量委托生产,这就容易造成进货渠道无法追溯,进而增大产品质量风险。不同的生产厂明确不同的印记,进而保证。目溯源是质量保证的良好措施。
4.结语
黄金纯度的检测方法很多,各种方法都有其不同的局限性。实际工作中应综合考虑客户要求、检验成本、工作效率、样品状况等因素后,再确定一种或几种检验方法,对客户明示各种方法的优缺点和局限性,必要时提供不确定度评定值,保证黄金纯度检测工作的效果以及客户的满意度。
参考文献
[1]鞠军,陈永红,高广飞,等.贵金属首饰分析研究进展[J].黄金,2011,32(6):57-59.
[2]陈永红,陈菲菲,赵玉娥,等.纯金杂质元素分析方法研究进展[J].黄金,2012,33(1):52-56.
[3]薛光,赵玉娥.金测定方法的最新进展[J].黄金,2007,28(2):45-50.
[关键词]黄金首饰;纯度;检测;质量控制
中图分类号:P635 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2019)04-0073-01
目前,中国首饰行业强制性标准GB11887—2008规定,黄金首饰按黄金纯度大致可分为9K、14K、18K、22K、足金和千足金等几种。对于各类首饰中金和其他组成元素的分析测试,目前国内均有相应的标准分析方法,主要包括国家标准、地方行业标准、地方标准等,这些分析方法为黄金首饰的公平交易以及相关部门的质量监督,提供了必要的技术支持。按照分析测试方法的原理和性质,可将这些方法大致划分为密度法、火试金法、X射线法、电感耦合等离子体原子发射光谱法等。
1黄金首饰中贵金属测定方法
1.1密度法
密度法原理是根据阿基米德原理测定样品在空气中的质量除以其体积得到被测样品的密度,再根据首饰中可能含有杂质元素的密度和黄金的密度计算出首饰中金的纯度。
密度法的优点为分析速度快,样品无损,仪器及测定成本低。单纯的密度法仅适用于组分简单的首饰;对于组分复杂的首饰,密度法有较大的误差,需与其他方法联用,而最常见的联用方法为X荧光光谱法。密度法有一定的局限性,要求被测样品表面非常光滑,无飞毛边刺和裂纹狭缝。若样品内部存在空心、气泡等情形,则密度法更加不适用;而这类问题在黄金熔炼、浇铸过程中是较为普遍的。另外,对于表面镀层样品以及掺铱、钨、铅的样品,由于金属铱、钨、铅的密度与金非常接近或更大,这类物质在故意作假的黄金首饰特别是在金条中容易出现,它们不是均匀与基体材料混合,即使与X射线荧光法联用也很难识别,因此该方法黄金纯度检测有很大的误差和风险。
1.2火试金法
火试金法主要适用于黄金首饰中金量的测定,是经典的检测方法。该方法的原理是初步分析或估计金的含量,加入一定比例(一般为金量的2~5倍)的纯银,在一定量铅箔的包裹下,放入灰皿中,置于高温炉中灰吹,使金中的贱金属杂质元素随铅熔融液分离出去,最终只剩下金和银的合粒,碾片,置于分金篮中用硝酸将银分尽,最后将剩下的金片称量,便可计算出金的含量。
火试金法具有较高的精密度和准确度,适应范围广,可适用于333‰~999.5‰的黄金首饰。因此,被认为是理想的仲裁方法。但是,该方法为破坏性方法;消耗大量的电量,速度慢,成本高,操作复杂;不适用于含有某些不溶于硝酸的杂质元素(如铱、铑、钌等)的首饰;不适用于999.5‰以上的黄金饰品。
1.3X射线法
X射线荧光光谱法(下称XRF)测定黄金首饰的纯度是一种简单、快捷的方法。其原理是X射线管(或放射源)产生入射X射线(一次X射线)激发被测样品,受激发样品中的元素会放射出二次X射线,不同元素所放射出的二次X射线具有特定的能量特性或波长特性;探测系统测量这些放射出来的二次X射线的能量及数量,采用软件直接转换成各种元素的种类及含量。广义的X射线法包括上面所说的电子探针和扫描电镜方法。
XRF法是目前应用于黄金首饰分析中最为广泛的方法。其优点有分析速度快,不损坏样品,检测成本低。但该方法的检测精密度和准确度较差,GB/T18043—2008标准中明确说明该方法的误差一般在1‰~30‰。另外,X射线只能测试首饰表面,因此要求被测纯金样品有较好的均匀性,无夹心、包裹现象。对于表面镀层样品和内部掺铱、铅、钨等金属的样品,该方法都不适合。由于标准物质与被测样品存在组分、形状等方面的差异性,检测元素范围不确定,以及表层检测等诸多影响因素,采用GB/T18043—2008标准方法判定存在一定风险。2013年,中央电视台“3·15”节目曝光黄金饰品掺铱的问题,引起了国家有关部门的高度重视,甚至引起该方法标准是否保留的质疑。国家标准化管理委员会还专门成立了贵金属饰品标准修订工作组对贵金属类特别是黄金饰品的相关标准进行了紧急修订,进一步明确了该方法只能用于黄金饰品的筛选检验,不适于仲裁分析、监督检验,并对使用的具体程序和应注意的问题做出了明确地指导性说明。
1.4电感耦合等离子体原子发射光谱法
电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES法)原理是用王水将黄金首饰溶解,用ICP-AES仪测定溶液中杂质的类别和含量,采用差减法扣除杂质后即为主成分黄金的纯度。
ICP-AES法的优点是快速全谱直读,省去了原子吸收法中各种元素逐一检测的麻烦;方法的精度高,多种元素的检出限达到10-6至10-9,该方法主目前要适用于高纯度黄金(999‰)首饰的检测。
1.5重量法
重量法是指除火试金法之外的其他化学重量法,如化学还原法、沉淀法等。其原理是将样品经一种或多种试剂分解后滤去不溶杂质,滤液加入沉淀剂等使被分析贵金属以单质或化合物的形式沉淀下来,从而实现贵金属与其他元素的分离,然后过滤、洗涤,将滤纸和沉淀物放入坩埚中于高温炉中烧至恒量,冷却后称量,并计算出贵金属的含量。
重量法优点为成本较低,除了使用天平外不再使用其他昂贵仪器。对于样品不均匀或样品中含有铱、铑、钌等难分离元素,该方法的优势更明显。该方法的缺点为分析流程长,分析过程中有许多难以把握的不确定因素,如还原不完全、沉淀损失、新杂质的引入等,从而会导致分析的准确度和精密度均不理想。
2纯度的质量控制措施
2.1XRF法
XRF法是广大首饰质检机构日常检测的首选方法,但有很大的局限性。只能检测产品表层,受表面镀层、大小形状、成分组成多种因素影响,误差較大。质检机构只有不断提高检测能力和技术水平,才能应对无损检测中出现的问题。在日常检测中要注意识别可疑首饰,对无损检测结果不确定时,可以采取打磨、破损等其他手段对内部进行分析,或采用化学法检测加以验证。不提倡将样品熔融后再进行检测,因为首饰中的普通金属成分熔点相对较低,熔融将导致贱金属挥发改变了样品组成,检测结果势必变化较大,不能作为判定依据。XRF法只能作为纯度检测的粗检,不能作为仲裁检验的依据。
2.2综合分析法
无论哪一种方法都有其优缺点和适用性,如何取舍,关键在于检测人员对方法的掌握和对被测样品的了解,而这些都建立在大量日常工作的经验累积和扎实的理论基础上。当一种方法无法满足测定需要时,要考虑应用其他的方法进一步尝试,或两种、多种方法联用,直至得到满意的结果为止。
3.建立追溯制度
目前,黄金首饰的检测是采用抽检的办法,由于成本的问题,抽查的比例很小。因此,真正能够控制黄金饰品纯度质量的只有生产企业。目前,黄金饰品经营模式普通存在委托加工、贴牌生产等现象,有些品牌即使有生产厂,为了款式品种的丰富也会大量委托生产,这就容易造成进货渠道无法追溯,进而增大产品质量风险。不同的生产厂明确不同的印记,进而保证。目溯源是质量保证的良好措施。
4.结语
黄金纯度的检测方法很多,各种方法都有其不同的局限性。实际工作中应综合考虑客户要求、检验成本、工作效率、样品状况等因素后,再确定一种或几种检验方法,对客户明示各种方法的优缺点和局限性,必要时提供不确定度评定值,保证黄金纯度检测工作的效果以及客户的满意度。
参考文献
[1]鞠军,陈永红,高广飞,等.贵金属首饰分析研究进展[J].黄金,2011,32(6):57-59.
[2]陈永红,陈菲菲,赵玉娥,等.纯金杂质元素分析方法研究进展[J].黄金,2012,33(1):52-56.
[3]薛光,赵玉娥.金测定方法的最新进展[J].黄金,2007,28(2):45-50.