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贵金属检测原理与方法
2017-07-11 | 阅:  转:  |  分享 
  
贵金属检测原理与方法教案第一章概述1.1贵金属材料的概念贵金属即是产量稀少,贵重的金属包括如下:金、银、铂、钯、铑、铱、钌、锇贵金属:
即金银和铂族金属铂族:轻铂族:钌、铑、钯重铂族:锇、铱、铂1.1.1贵金属的组成贵金属是金属中的"贵族"。它们由钌(Rn)、铑
(Rh)、钯(Pd)、银(Ag)、锇(Os)、铱(Ir)、铂(Pt)、金(Au)八个元素组成。?在元素周期表上位于第五周和第六周期
,原子序数是44-47及76-79。因为它们的物理和化学性质接近,在火法试金富集的行为中有相似之处,所以把它们归纳在一起,统称为贵
金属。?从性质上讲,金、银和铜有不少相似性,同属于周期表中的同一副族。钌、铑、钯、锇、铱、铂六个元素相互间也有许多相似性质,同属于
周期表中的第八族,故称这六个元素为铂族元素或铂族金属。?首饰用金属(metalsforjewelry)首饰用金属包括三大类。第
一类是贵金属如金、银、铂及铂族元素。为克服贵金属较软而无法镶嵌宝石的缺陷,也为了制做受人喜爱的颜色品种,常添加一定量的其他金属,生
产出各种贵金属合金。第二类是贱金属如铜、锡、锌、锑、铅、铁、镍和铝等。这些贱金属除以一定比例添加入贵金属中制作贵金属合金外,也以不
同比例相互添加制成各种合金,如铜基合金、锡基合金等。有些也单独使用。如铜首饰、铁首饰、铝首饰等。为改善外观,提高价值,贱金属首饰常
用机械包覆或电镀的办法包一层贵金属。第三类是高熔点金属如钛、钽、锆、铌等。这些金属具有能通过加热或阳极氧化使表面被着色的特性,今年
来在制作装饰首饰和流行首饰中有广泛应用。除上述三类金属外,锗也开始用于制作首饰。用于制作首饰的金属型材包括平板(sheet)、片卷
(sheetstock)、管材(tube)线丝(wire)和铸锭(castinggrain)。1.1.2贵金属的分布及赋存状
态贵金属元素在地壳中平均含量均较低,但是它们在某些矿床中较为富集。如:金可达0.02%以上?银在0.1%以上??铂族金属可达1
×10-6以上金:金有岩金矿和砂金矿之分。岩金矿就是原生金矿,多呈充填脉状。砂金矿是原生金矿经风化搬运再沉积而成。金矿也富集
在某些伴生矿,如铜矿床、黄铁矿床中。银:银较少有独立矿床,多为伴生矿。如常伴生在铜矿床、铅锌矿床和其它多金属硫化物矿床中。铂族元素
:铂族金属主要富集在与超基性岩和基性岩有关的铜镍矿床、铬铁矿床中。也有的在砂矿床内。通常铜镍矿床中所含铂族元素以钯、铂为主,其次是
铑、钌、锇、铱.铬铁矿床中所含的铂族元素以锇、钌、铱为主。近年来科学家在某些铜矿床、钼矿床和炭质岩内的金属层位中也发现有铂族金属。
贵金属在矿床中存在的状态,大部分是以独立的形式出现在铜镍矿或其它矿床中。1.1.3贵金属的物理和化学性质贵金属具有相似的物理化学
性质,这是因为金、银和铂族元素的外电子层结构近似。1.优良的抗腐蚀性。2.稳定的热电性。3.优异的感光性(Ag)4.高温抗
氧性5.良好的催化性能1.1.4贵金属的主要用途由于贵金属具有上述物理化学特性,在工业上和实验室内被广泛应用,特别是在国防、化
工、石油精炼、电子工业是不可缺少的重要原料。?除上述主要用途外,还发现铂的一些络合物具有有效的抗癌性。此外,贵金属在首饰制造业中,
起着十分重要的作用,据不完全统计,贵金属的年需求量接近3000吨,而其中金、银约占总需求量的80%以上。我国近几年首饰用金量约20
0吨。特点:?1.品位低,往往伴生在其它矿石里,在地壳中含量少,分离有一定困难。?2.有良好的抗蚀性能,有高度化学稳定性。
1.2国内外矿产金、银概述1.金银属贵金属,它具有许多优良特性,在国民经济和人民生活中得到了广泛的应用。2.黄金不仅是用于储
备和投资的特殊通货,同时又是首饰业、电子业、现代通讯、航天航空业等部门的重要材料。它对稳定国民经济、抑制通货膨胀、提高国家信誉等方
面有着无可替代的作用。黄金的独特属性,使其受到各产金国的重视。3.60年代黄金价格放开,金价持续上涨。1980年世界黄金总产量
为?1188t1985年????????????????1569t1990年????????????????213
4t1993年????????????????2309t1995年??????????????达2746t与此同时黄
金的消费也以更快的速度增长。4.白银最早用于装饰品和货币,随后用作餐具。英国早在13世纪便制造出典型的银合金:92.5%Ag?
???7.5%Cu1980年??世界银的供给量达18239t80年代末?????????????????15000
t1991年???????????????????15334t我国是世界上最早开采和利用黄金的国家之一。清光绪14年(1888
年)我国黄金产量达13.45T,占当时世界黄金产量的17%,居世界第五位,此后一直徘徊在此水平下。最低的1955年产量仅3.39
T70年代???????????新的发展1975年-1980年????产量递增4%--8%1983?????????????
58T1991?????????????翻一番而黄金消费量发展较快,自90年代以来,大大高出世界平均水平。如:1994年我国黄金
总消费量高达420t(其中台湾110.6T,香港36.4T)占亚洲总消费量的65%。我国银矿资源分:?独立银矿:储量1265t,
占29.7%?伴生银矿:65%属于品位低于100g/个我国银币远销十几个国家和地区,已成为世界上主要银币出口国之一。1.3世
界黄金资源的产量1.世界黄金资源:主要产金国和地区的金储量及开采方式:??国家和地区储量/T?开采方式?南非23636脉金
、矿体大,品位一般为6-8g/T?原苏联?6220?岩金占30%,砂金占70%?美国2488脉金50%,副产金占40%,砂
金占10-20%?加拿大1306脉金占74%,副产金占25.5%,砂金占0.5%?澳大利亚715以脉金为主?巴西715
85%为私人露天矿开采2.世界黄金产量世界黄金产量-199119921993199419951996欧洲651.3662.9681
.7650.0591.5534.9亚洲56.178.373.975.291.291.4美洲664.5673.6664.3706.5
688.7690.9大洋洲305.7327.2325.1328.8320.0355.7中国104.2113.1121.0124.1
136.4120.6世界总计2040.12124.92124.42144.22072.62041.71.4世界白银资源及产量1.
世界银矿资源世界银矿资源储量|国家前苏联墨西哥加拿大美国澳大利亚秘鲁储量占世界总储量(T)远景储量435454261236
08028615242602115017.917.514.811.710.08.7497664354543545559863421
4295482.世界主要产量世界主要产量-199119921993199419951996欧洲737.9722.1670.8620
.9618.4595.4非洲580.5560.2621.3620.7600.757.03亚洲432.4471.8414.3507.
3607.2562.4美洲8567.48508.28129.47813.28879.68853.4大洋洲1315.91365.91
273.91150.41015.21109.2中国735.8803.8840.6812.0918.0918.0总量14889.51
4596.013915.313379.914488.114462.01.5我国金、银资源1.伴生金资源:我国黄金储量占世界第四
位,可谓黄金大国。资源的最大特征是伴生金储量比率很高,为33.5%,世界伴生金储量比率只14.1%,我国12个最大的金储量超过50
T的矿床中,伴生金矿床就占7个。?①各省伴生金分布不平衡:江西、湖北、安徽、甘肃、黑龙江5个省占伴生金储量的73.58%,加上青海
、湖南、山西、云南、江苏共计省高达91.75%。?②伴生金和单一金矿(岩金+砂金)在前五省中没有一省重复。?③伴生金储量占首为的江
西和岩金储量首位的山东(招远)两者总储量相当接近,分别占全国储量的第二和第一。?2.伴生银资源:我国伴生银矿保存储量62319T,
占全世界银总储量的59.6%,资源比较丰富。特点:?①分布相对集中?江西:11946T占伴生银总储量19.2%??湖北:
5184T??广东:5265T??广西:4175T?云南:4875T??>2000T(甘肃、青海、内蒙、江苏、四川、
湖南)?②富伴生矿少,贫伴生矿多?银品位>50g/T富伴生银矿储量为14700T,占23.6%??<50g/T47610T
占76.4%?③伴生银多产于铅锌矿中,次为铜矿?铅锌矿44%????铜矿31.6%????锡铝锌矿6.8%??金矿4.
5%????钼矿3.5%????多金属矿2.6%?富矿主要产于铅锌矿中。④伴生银矿产地多,储量多集中于大中形矿区?大型矿
产地14处????21164T????占34%?中型????73处????28166T????占45.2%?小型
????87处????9379T????占15%?<50T????184处????3598T????占5.8%1
.6贵金属首饰的重量单位盎司?金衡盎司(英制)=31.1035g?常衡盎司-28.3495g??市制(1斤=16两)1
两=31.25g?第二章银及银合金贵金属中银是在自然界中分布最广的,是金含量的二十倍,几乎等于铂族金属含量的总和。中国是开采
银最早的国家,并且经中亚传入欧洲,从古至今,银一直作为货币流通。2.1银的基本性质银是一种白色金属,具有强烈的金属光泽。1、原子
序数472、硬度(H):2.93、原子量?????107.8704、晶体结构??立方面心格子5、熔点???????纯银
961.93℃6、沸点???????2210℃7、密度(SG)?20℃10.49g/cm38、960℃9.85g/cm3
9、熔点时9.346g/cm3性能:纯银的塑性好,冷热加工性能好。在所有金属中,银对白色光线的反射性最好,导热及导电性最高。在
贵金属中,银的密度小,熔点低,产量大,价格便宜。?①在潮湿的空气中,银容易被硫的蒸气及硫化氢所腐蚀,产生硫化银,使表面变黑(古时鉴
别食物中是否含硫化物)。?②银在空气中加热容易被氧化,生成氧化银,但到400℃时氧化银便出现明显分体。?③不论是固态还是液态,银都
能溶解氧,液体银所能熔解的氧竟超过其体积的70倍,固态银的含氧量则随温度的降低而减少,银及合金的薄膜具有选择性透氧能力。?④银不
溶于盐酸和稀硫酸中,但溶于浓硫酸和硝酸中。?⑤银具有强的耐碱性能,故被尊为"烧碱工业的母亲"。?⑥银有奇强的杀菌性,银离子有极强
的杀菌作用。2.2工艺特点1.银在熔炼时要注意两点:?a.高温时会大量吸氧,使铸锭产生气孔为缺陷。?b.高温时容易挥发,造成大
量损失。2.具有良好的延展性:1克银可拉成1800米(m)长的细丝,可轧成0.00025-0.00001毫米(mm)的箔,用压力
加工方法能容易地加工成各种状态,各种规格的银材。3.银的导热性较其它金属好,所以不适于需使用吹火管的戒指尺寸伸缩或其它加工。4.银
很美,触感极好,打磨效果很好,又比金或铂便宜且产量更丰富。2.3银的种类1.按成色可分为2.按其制造方法可分为2.4首饰用贵
金属合金装饰品的主要特征是成色,金属含量的千分之几或一千克合金中贵金属的克数来表示,各种装饰品常用下列成色:?金饰品:375°5
00°583°750°958°?银饰品:375°800°875°916°925°?铂饰品:950°(900)?钯饰
品:500°950°二元合金:由两种主要金属元素组成的合金。首饰业中使用的K金合金虽大多数是三元合金,但也有一些是二元合金,即以
金为主,掺入另一种金属如银、铜、铝、铁、钯等。三元合金:由三种主要元素组成的合金。首饰业中使用的K金合金大多数是三元合金,即以金为
主,另两种组分是银和铜。已有资料表明,应用金、银、铜三个元素就足以配成红、橙、黄、绿、白等系列的各种K金。但对于灰色、蓝色、或紫罗
兰色、黑色之类色系的K金,则还必须在金中加入银、铜之外的其他金属元素才能冶制成。2.4.1机械工艺的要求用于制造首饰品的贵金属合
金应满足美观,适用机械工艺的要求。?a.合金颜色:珠宝合金应该具有一定的鲜艳而稳定的颜色,可分为有色的和白色的两种,对于每种珠宝
合金应该做出与母体金属完全一致的焊料。?b.合金成色:制作装饰品应采用有一定贵金属含量--成色合金。?c.耐蚀性:珠宝合金应保
证在正常使用条件下,装饰品表面对外部介质作用的稳定性,高成色的金和铂合金是最稳定的。?d.耐磨性:珠宝合金在使用条件的机械作用下
,应该足以保持饰品的表面质量,即保证表面上经划伤和擦伤的稳定性。。合金的一定硬度水平保证着饰品由于其硬度低,强度很难持久,做饰品用
是不合适的,一定要被硬度高,耐磨性为,强度高的,合金饰品代替。?e.强度特性:珠宝合金应有足够的强度,以保证饰品形状的完整性和
不变性,在佩戴过程中局部无变形。对牢靠固定贵重宝石的饰品,提出最高的机械强度要求。除扩张强度值外,最重要的是比例极限值,如果比例极
限值高,刚性大,要求用较大的力固定宝石,将会使宝石的破损率增大,这是非常不利的。?f.合金工艺性:具体饰品的技术特性决定了对合金
在各工序中工艺性的要求。?工序可简述为:?①在模内浇注密实均一的铸锭时高度、成分均匀分布。?②适合于大压缩量的塑性变形,在精密铸
造时的细晶结构。?③焊接时不出现热脆性,合金强度和塑性无明显变化,使返回金属再加工有可能性,电银的色泽银白、耀眼,加工性能极好
,一般经加工及冷加工成型。2.4.2首饰用银①纯银:在我国大多采用纯银制造手镯、手链、项链、银锁、戒指等首饰,现在多数都采用经电
解提纯后达到99.99%的纯银。②民间艺人制造的银首饰,所用银料一般是从矿山直接得到的粗银,银含量在92-99%不等,成色不足。③
老式银器的纯度一般为96%,其余为铜和锌。④蒙、壮、苗、维吾尔、哈萨克等少数民族沿袭古老的民风大量制作,佩戴、使用银装饰品和银器。
2.5银合金纯银的耐蚀性较差,主要是受到烟气中硫化氢的腐蚀,生成淡黄色的表面层,严重时成褐色,又很难处理掉,所以为保护银器不被硫
化物侵蚀,可以在银器表面镀铑,可以保持银器的光泽和亮度。主要是银和铜的合金,目的是增强金属的硬度以利于加工制作银器和首饰。国外著名
的银合金有不列颠银、史特令银、墨西哥银、币银等,这些银合金的含银量都在90%以上,此外在市场上还有含银87.5%、83%和80%的
银合金,甚至含银量更低的合金。在我国,银合金的成色通常以百分数表示,国外则多以千分数表示,如我国的"80银"与国外的"800S"都
表示银的成色为80%。①国外的银制品一般不采用纯银,而是采用含银良高于85%的合金,银仍为银白色,但银亮的程度有所下降,但髂骨年度
、硬度、耐磨性得到大大提高。②银合金常用排号(国外)AgCu?925????92.57.5?916????91.6?
8.4?875????87.5????12.5在英国和加拿大用925成色(称英磅标准)白银生产餐具。在两欧用916成色的餐具。
俄罗斯广泛使用875的银合金。银焊料:用于焊接银首饰的焊料。它是银、铜、铅的三元合金,其含量大致为67%-82%,铜14%-24%
,锌4%-9%。按熔点可分为5个等级:1)极易熔的,熔点为680-700度;2)易熔的,熔点为705-723度;3)中等的,熔点为
720-765度;4)难熔的,熔点为745-778度;5)烧蓝用的,熔点为730-800度,在烧蓝过程中不会变软。③镀银除银合金之
外,银尚有其他使用方式。a.填银(silverfilled)是以机械压上纯度至少为92.5%的银合金,其薄膜至少要为成品重量的
1/20。它也可称为贴银(silverovorlay)但不可成为镀银(silvevptate)。b.镀银(silverptat
e)是以电解法将很薄的银膜镀在基础金属上,(所用电解槽与镀金一样)此银膜可薄至百万分之七时,表链及珠子常用此法镀膜,一个镀银的货品
不能叫做史特令sterling,曾使用"银"的印记。2.6其它有关银的术语其它有关银的术语:①乌银(Niello)是一种由银、
铜、铅和(通常)硫磺组成的黑色混合物。通常用来填入金属镶饰的图案,其效果较像塘瓷而不像合金。②镍银(Nickelsilver)或
德国银:是种误称,它们并不含任何银的成份。这名词用于各种镍、铜和锌的合金,多半用来制作便宜的流行饰物。③水银:是汞的旧称。第三章
金及金合金首饰材料中主要是金及金合金,目前仅在世界每年用于首饰方面的黄金在一千吨左右,我国每年用于制造首饰的黄金也将近五十吨。3.
1金的基本性质1.具有美观的金黄色光泽。2.好的化学稳定性,加热时不变化,具有良好的抗氧化性(任何温度下,金均不与氧直接氧
化)。3.在贵金属中,金的弹性模量最低。4.性质①原子序数?79???好的延展性,1克金子可拉成25千米长,一盎司(31.
103克)可以锤成28平方米的薄片。②硬度?2.5-3③原子量?196.967④晶体结构?立方面心格子⑤熔点?1064.43℃⑥
沸点?2808℃⑦密度(20℃)?????19.32g/cm3密度(1100℃液)?17.221g/cm3塑性极好(制作的锻造
和冲压性能也很好,一般首饰加工多采用自由锻或模锻的方式成型。)6.切削加工性能极好,车、刨、钻、铣不存在困难。7.用途:货币、首饰
、装饰品、工艺品、瓷器、牙科、封面烫金、镀金。3.2黄金的种类黄金的种类:黄金3.2.1生金生金:天然存在的,没有经过熔化,
提炼的黄金。①砂金:产于冲积层,是露出地面的含金矿石,在风雨的长期侵蚀下破碎,使金脱离矿脉与土砂一起顺水滚动,自然沉积于砂土之下而
成。砂金颗粒大至数十公斤,小如细砂,迄今为止最大金块重80Kg,产于澳大利亚。②岩金:亦称为矿金,产于矿山中,常与石英相杂在一起,
矿层厚度(薄厚)不同,有的数十米,有的数厘米,矿金经开采,选矿后提炼得成品金;也有经氧化和混汞法初步提炼的合质金,如经粉碎、淘汰、
可得粗质矿金。3.2.2熟金熟金:生金经熔化、提炼后的熟金,分为纯金、赤金、色金等。①纯金:过去所称纯金是指将黄金内的其它金属杂
质完全提净,但实际上100%的纯金是不存在的。目前的电线法提炼的黄金,纯度也只能达到99.999%。②赤金:过去的一种市面上流行的
含金量为99%以上黄金?天津:99.6%????上海:99.4%????北京:99.2%③色金:是指金中含有银、铜等
其它金属杂质的金因其所含杂质不同,又可分为清色金与混色金两种。a.清色金:黄金中只含有白银者称清色金,简称清金。?其成色在95
%左右的为赤黄色;?在80%左右的为正黄色;?在70%左右的为青黄色;?俗称:"七青、八黄、九五赤"。?清色金性质柔软,敲击无
长音,色泽光润,火烧后不变色。?b.混色金:黄金中除含有白银外,还含有铜、锌、锡、铅等其它金属者,称混色金,筒称混金。?ⅰ.小
混金:黄金所含杂质总量中,含铜不超过十分之一者,称小混金(如90%或色黄金,杂质5%,含铜不超过0.5%)?小混金的特征:颜色比清
金微红,体质较硬。?ⅱ.大混金:黄金所含的杂质总量总,含铜超过十分之一这称大混金(如90%,成色黄金,杂质含量10%,含铜量超
过1%)。其特征:红铜大混金表皮微显红色,火烧后即变黑色,成色在90%以下者,剪大折碴口呈晶品沙渣,体质坚硬,发脆,击之有长韵:青
铜大混金,表皮发皱不光润。体质轻飘,击之有铜声,磨道时发滑。3.3K金K金俗称洋金,在数世纪前,金匠已利用银或铜拼合黄金来增加它
的硬度。这种方法除赋予黄金较佳的施工性能,改变其熔点外,还能减少制作成本,而且有较多颜色可供选择,这种合金就称"大金"。Karat
第一个字母,原因为Carat。为避免与宝石质量单位混淆,所以人们就将用来表示开金成色的Carat改为Kart了。纯金的标准定额是
24K;黄金的成色可分成由1K至此24K。一般首饰常用的制作的开金是14K和18K;而20K和22K的开金,多用来铸造金币,成色在
9K以下的开金,则较少使用,原因是含有其它金属的比率较高,即使是经过电镀,也非常容易氧化而失去光泽变黑。开金(K)百分率开金(K)
百分率2410012502395.81145.82291.71041.72187.5937.52083.3833.31979.27
29.218756251770.8520.81666.7416.71562.5312.51458.328.31354.214.23
.3.1综述1.合金元素:K金除了黄金外,还有其它金属如银、钯、铜等,这些金属我们称之为合金元素,也有称为"补口"。2.K黄金和
K白金:K黄金与K白金的含金量是相等的,但由于"补口"的金属不同而它现较黄或较白的颜色。?K白金的"补口"多是银和钯等作为"补
口"。?K黄金则多以红铜,青铜和银等作为"补口"。由于K金中混入了其它金属而变成另一种合金,它的金属特性也随之改变了,颜色紫红,
色泽鲜艳,体质坚硬,耐磨,变得更适合制作镶嵌宝石的首饰,作表壳,项链和笔尖等。同时也增加了黄金饰物的美观和变化。3.各地K及24
K,折算值?有的为4.15%、有的为4.16%?日本.24K=99.99%?英国.24K=99.5%?南非.24K=99.6%?港
澳.24K=94.5%4.国外流行的K金首饰?英流行??????9K金?美国和北欧??14K?香港????????18K?
内地????????24K或22K3.3.2补口材料K金不论是黄K金、白K金都是纯金和铜、银、锌等有色金属接一定比例搭配熔炼而
成,统称合金(Alloyedgold)?14K以上金量>50%,称基金合金。?14K以下为9K,铜含量>50%称铜金合金。?近几
年除黄白K金外,市场上还出售色彩斑烂的彩金系列首饰,也是黄金和不同的致色金属一同冶炼后再经特殊的技术处理而成的。K度颜色\金属%
金银铜锌镍22K黄色91.74.24.1--金黄91.7521.33-18K金黄759.515.5--深黄7512.512.5--
浅黄75817--粉黄75520--白7510-4-105补口:一件18K金首饰铜、银等有色金属占到四分之一,这部分金属炼成的材料
称为中间合金(Mastorallay)统称"补口"。它是制备金首饰必不可少的原料。?目前国内市场有的含金量不足,有的致白金属补口材
料该加的不加(如银),总量低于一般认可的下限,致使材料的白度不够,表面见黄或超增白作用的铑层太薄容易磨掉。首饰佩戴不久就泛黄招致消
费者不满,这些在很大程度上是由补口材料不过关造成的3.4粘金和贴金1.粘金:就是金粉在使用时调以清漆作为粘合剂,它是一种以金代墨
的理想用料。文人墨客多用它在纸、绸、布、棉上挥毫写字,如寿幛、扇子、对联、堂幅等,都是粘金的用武之地。2.贴金(箔金):古时用木槌
捶打出来的,现代用机轧制出来的比纸还要薄的金箔。使用时用清漆粘贴,而不能拌合。贴金多用在硬件上,如神物菩萨,庙宇供器,人物雕塑。3
.5镀金在珠宝首饰中还有几种镀金或包金的方式。1、填金Coldfilled是指一种金属组合物、利用高温及压力将一层K金压在较便
宜的金属基底上,这样可以形成K金的外观,并且较便宜。技术上,K金至少须为货品重量的1/20以上,可以含量更多。纯度印证1/20、
12K、G.F。2、滚金(Rolledgoldplate)是以相同方式制成,不过金属可以更薄,因此更便宜,但也较不持久,其纯度
及含量的印记表示如:1/4012KR.G.P。3、镀金goedelectroplate是以电解法将一层K金镀在较便宜的金
属上,金属基层是放在部分装着水及化学物质的水槽的一端,而另一端则放一片黄金。将两片都接上电流后,金离子便跑到金属基层上,而在表面
上粘结在一起。是得到黄金外观的最便宜方法(常用在錶上)。涂层通常很薄并且有孔隙,也缺少滚金的耐久性。3.6商业英文代号锻压金:
GF或KGF镀金:GEP、GP、PO包金:RGPK金:K、KT3.7港产"K白金"包括:六成K白金称"334金"Au
30%钯30%其它金属40%四成K白金称"226金"Au20%钯20%其它金属60%锻压金:国际K金锻压工艺制造协会及美
国国会于1962年7月1日规定,含量不低于10K,通过高温锻压在合金表面上,被锻压的K金总量不低于成品的1/20(总重量的1/20
)产地:美国、韦文氏(Knementz)金玫瑰系列高仕(Cross)金笔系列第四章铂铂族金属:钌、铑、钯、锇、铱、铂,又称为
稀贵金属。按其密度的大小可分为:???轻铂族:钌、铑、钯密度为12g/Cm3重铂族:锇、铱、铂密度约为22g/Cm3?铂
族金属在地壳中含量:元素钯(Pd)铂(Pt)铑(Rh)铱(Ir)钌(Ru)锇(Os)含量g/T0.010.0050.0010
.0010.0010.001铂族金属本身具有独特的物理、化学性能,其合金和化学制品更具有综合的物理化学特性,自本世纪三十年代以来,
铂族金属及其合金在现代科学尖端技术领域中得到了越来越广泛的应用,或为航空、航海、导弹、原子能、冶金、化工及电子等领域中十分重要的金
属材料,有些国家还把他们当作战略物质加以储备和控制。4.1铂族金属的基本性质铂族金属属过度族元素,具有非常紧密的原子结构(配合数
为R),因此原子间的结合很强,这就是决定了铂族金属元素具有一些特定的物理、化学和机械性能。1.在铂族金属中钌、锇为六方晶格,其它
为立方面心晶格。2.铂族金属对可见光的反射率较高,因此均呈现白色。a.钌→蓝白色?b.铑→银白色?c.钯→钢白色?d.锇
→蓝白色?e.铂→锡白色3.铑是铂族金属中对可见光反射率最高的金属,且稳定性高,故电镀铑通常用作工业用镜及探照灯反光镜。4.铂
族金属的密度在12.02--22.65g/Cm3之间,熔点1554--3050℃其中钯的密度最小,熔点最低,锇的熔点最高,铱的密度
最大(已知金属中密度最大的金属)5.在铂族金属中,铂的应用最高,历史最悠久。钯的用量最大,且由于其价格低于铂而在某些应用上常常代替
铂。但由于目前钯的价格远远高铂,故常用其它白色金属替代钯。6.主要物理性质:性质钌铑钯锇铱铂原子序数444546767778原子量
101.07102.09106.04190.2192.2195.09原子值0.2670.26840.74530.2700.270
90.2769晶体结构六方面心立方面心立方六方面心立方面心立方密度12.4512.4112.0222.6122.6521.45熔点
2310196315543050244717727.在室温下铂、铑、钯、铱不氧化,但粉状的钌、锇易被氧化而形成易挥发的氧化物。8.
加热时,铂族金属均能形成稳定的具有高蒸气压的氧化物,因此高温时,这些铂族金属氧化物均分解并挥发,这一点在拟定加工工艺时应该考虑,尤
其是钌、锇的氧化物蒸气不仅刺激性大,而且毒性也大,对人体相当有害。9.铂族金属不与硫及其化合物蒸气反应,但铂、钯易被有机蒸气所污染
,在其表面生成的有机物膜而降低其导电性,银的加入,能减少这种倾向。10.铂族金属均能吸附氢气和氧气,但以钯最为显著,一体积的钯最多
可吸附2800体积的氢。钯吸氢的能力随温度的升高而降低。11.钯及其合金对氢及其同位素具有选择性透过能力,氢经钯净化后,纯度可达九
个9以上,因而钯及其合金广泛用作制备高纯度氢的材料,但是钯大量吸氢给熔铸工艺带来一定困难。12.高温时,铂族元素能熔解碳,在凝固时
熔解的碳又以石墨状态析出在晶面上,使金属变脆,失去光泽。13.高温、高真空下,铂、钯能使氧化铝、氧化硅等耐材料还原。并被铝、硅所污
染。因此,熔炼铂族元素时应特别注意。14、致密的铱、钌、锇在加热情况下也不溶于各种能和王水,,但铑粉却能溶于热硫酸和王水。15.钯
是铂族元素中最活泼的元素,钯耐硫化氢腐蚀。但硫酸、盐酸、氢溴酸可轻微腐蚀钯,硝酸、氯化铁、次氯盐酸和湿的卤素可快速腐蚀钯。16.在
所有的贵金属中,铱和铑对酸的化学稳定性最好,甚至不溶于沸腾的王水,但铱在次氯酸溶液中稍有腐蚀,铑在氢溴酸、潮湿的碘和次氯酸溶液中腐
蚀。4.2铂的性质铂也叫白金,在铂族金属中,铂的应用最广历史最悠久。1.白金为白色金属,化学稳定性很好,不被单一酸所腐蚀,在铂族
中与氧亲合力最小。2.高温下碳能熔于铂,低温时,碳又能部分析出,使铂变脆,所以铂不能在熔融状态与碳接触,也不能在还原气氛中加热。3
.铂分别与磷、酸、硅等元素形成低熔点共晶,造成加工困难或生产废品。4.高T、P、下铂若与氧化铅,氧化硅等耐火材料接触,铂能使氧
化物还原,并且为铅、硅所污染。采用氧化镁,氧化锆耐火材料为好。5.铂硬度:铸态维氏硬度,43mpa/mm2?退火态维氏硬度,37-
42mpa/mm2从铂酸络合物电解液中沉积出的铂的维氏硬度606-642mpa/mm26.当在空气中及氧气中加热时,会生成氧化物
,铂的重量略有增加,但当温度继续升高,则氧化物分解,重量略有减少。7.铂是低活性的化学元素,它对各种试剂稳定。8.白金在首饰上
,由于具有优良的化学稳定性,因此白金首饰光泽灿烂而且持久,给佩戴者带来一种含蓄、高洁、庄重的感觉。9.世界上现每年要用好吨铂来
制作首饰,其中日本是世界上最喜爱白金的国家。10.首饰中的铂饰品Pt的纯度主要是PT99.99、PT几950、PT9004.3铂
合金1.Pt/Pd合金:是最常用的合金。无论在铂金中加多少钯,对它的硬度没有影响。这种合金,如果钯的比率为25%时,硬度最大。
2.Pt/Cu合金:适合手工加工的Pt,Cu合金。在Pt中加入铜成为合金,会迅速硬化,加入5%的铜HV硬度为120,加入10%时
HV硬度为150,如果含Cu10%,也不会因为退火而表面变色,后处理用10%硫酸溶液处理。操作性良好的合金比率为3%--5%,就能
得到相应的硬度,实际使用的合金是Pt900,Pd70,Cu30的合金(也称之为7:3铜比)和Pt900,Pd50,Cu50(同样5
:5的铜比,或是对半的铜比)的合金。3.Pt/Co合金:最适合铸造的合金。在铂金中加入钴,硬度迅速上升。和铂钯金相比,加上3%的
钴,约1。5倍的HV硬度110:如果加入5%的钴,那么大概2倍的HV硬度140。日常销售的铂钴合金为Pt900、Pd70、Co30
,另外Pt900、Pd50、Co50也很常见。这种合金的熔解温度在1720度左右,比铂钯合金的1755度底。熔化后的金属流动性较好
,而且钴的自身脱氧效果很好,针孔很少,可以说是一种适合铸造的合金。4.Pt/W合金:在Pt/W合金中,现在Pt900,Pd50,
W50的混合比率是比较普遍的商品,硬度为HV150,在所有现有铂金合金中,是最适合手艺制作的优良合金。和其他铂金合金一样,它的作业
性如压延、伸线都很优秀。但是,在大气中难以熔解,必须在高真空和惰性气体条件下进行作业,熔解温度为1860度。5.Pt/Au合金:
该合金因为在凝固时的温度范围很大,所以很难形成均一的组分,必须从高温状态下进行急速冷却。如果不这样,就会形成硬、脆的材料。6.P
t/Ir合金:在铂合金中最古老的合金。据说是这种合金被用于制作王冠。一般使用的合金为Pt900/Pd50/Ir50的合金和Pt90
0/Ir100的合金。后者的HV硬度为130,熔解温度为1800度。4.4铂的加工工艺铂的熔炼一般在高频或中频感应炉中进行。坩埚
可用烧结的或熔融成型的氧化铝制品;但大量生产则多用氧化锆砂或氧化镁砂捣打后烧结而成。铸模以水冷铜模为好。铂往往在大气气氛下熔炼;但
若原料为新的粉状料,则采用先烧结(在1250~1300℃于真空下保温30~60分钟后缓慢冷却)除气而后的熔炼方法,这对提高铸锭质量
是好处的。当然,反复重熔仍是必要的。铂的浇铸温度可视炉料多少、掌握浇注技术的熟练程度作适当变动,一般在1850℃-1950℃之间。
由于铂的延展性好,容易加工成制作首饰所用的成材。高纯铂的加工:高纯铂的熔炼可在高频感应炉上进行,所用坩埚为结晶氧化铝,铸模为内衬0
.6-0.80毫米厚的高纯铂片的水冷铜模,并采用底注法。熔炼铂时,凡与熔炼铂直接接触的坩埚,氧化铝塞棒以及水冷铜模均须作严格仔细的
处理,尽可能减少杂质污染。高纯的海绵铂,放入带塞棒的再结晶氧化铝坩埚,在大气中加热,待料熔化后,停电使其凝固,取出塞棒,再熔化,当
温度提高到高于熔点约140℃-200℃时,流体铂即自动注入用铂片衬里的水冷铜模。用上法所得的铸锭先车去表皮,然后在进行冷锻或冷轧,
其冷锻冷轧道次加工率为10-15%,两次退火间的总加工率为80-90%,中间退火温度为400℃,退火保温时间为10-20分钟。在冷
拉是,首次加工率可略小点(5-10%)。铂除作首饰之外,铂还作器皿等。第五章贵金属鉴定重点:1掌握密度法测比重的方法、操作过
程及优缺点。2掌握X射线荧光的原理及测试过程。贵金属首饰鉴定的内容很多,有成色鉴定、形态鉴定、加工工艺鉴定等等。这里主要是介绍
贵金属首饰的成色鉴定。所谓贵金属首饰成色鉴定,是指采用某种鉴定的手段和方法,确定贵金属首饰的纯度千分数或百分数,判定该贵金属首饰的
成色是否达到或符合国家规定的最低含量标准。贵金属首饰成色鉴定的方法很多,但可归纳为无损检测和有损检测两大类。通常,无损检测的方法有
试金石法、点试剂法、密度造、电子探针法及X射线荧光光谱法等。这五种方法各有优缺点,在鉴定时往往需要几种方法相互配合和互相验证才能获
得准确结果。有损检测的方法也不少,但最经典的是火试金法。由于贵金属首饰是贵重物品,既具装饰美化作用,又具一定的保值意义。因此,贵金
属首饰的成色鉴定应确保首饰本身不遭破坏或损伤,应该尽量采用无损的检测方法。本章分别介绍贵金属首饰成色鉴定的几种主要方法。5.1鉴
定的目的和方法鉴定的目的:1.对实物定性,确定真伪;2.确定实物的含金、银量→即成色。鉴定的方法:1.无损鉴定优、缺点:无损
、快捷。?但需几种方法相互配合2.有损鉴定:火试金法。5.2黄金肉眼鉴定的步骤在进行测试之前首先进行肉眼鉴定1.掂试重量:?只
是对真假黄金做初步鉴定,不能确定成色,利用黄金比重较大。2.辨别颜色?七青、八黄、九紫、十赤3.测定硬度:?成色高的黄金及黄金首
饰,质地柔软,成色低的黄金首饰则坚硬。?纯金软,清金比混金软,含铜越多硬度越大。?用大头针就能在金上刻出印痕,指甲则基本刻不动
,用牙可以在纯金上咬出牙印,镀金的黄铜假制品很硬,用牙咬根本咬不动,黄金真品用手折弯时质软、易弯而不易断。假的或掺杂使成色低的制品
容易断而不易弯。4.听音韵,试弹力:?成色高的金条,如99%纯度以上,往硬质地板上抛掷,便会发出"叭嗒"的音响,有声无韵也无弹力
,假的或成色低的则相反,抛掷在地板上之后,声音清脆,而且要比真金弹的高。?成色越低,音韵越大,弹力也越大。5.3试金石法试金石
法是借助试金石为工具,根据刻划在试金石上的条痕颜色辨别黄金的真伪和成色高低的方法。实际就是分析化学上的比色法。据颜色的浓淡来辨别黄
金成色的高低。试金石是一种黑色硅质岩或辉绿岩等硬度较大、质地细腻的石材。试金石法即是民间常用的原始的鉴别方法又是商业性检测的方法之
一,只是该法需要一整套对金牌,而且需要有丰富的实践经验的人员操作才能确保检测的质量。对金牌一般分清色金牌、小混色金牌和大混色金牌等
几类。成色从50%到100%,一共有二十几块。国外在鉴定黄金成色时,也有一套K金棒,成色变化从lK到24K,共分24条。将条痕颜色
的浓淡和光泽的强弱与标准对色片或标准对金牌相比较,得知试样金的成色。5.3.1常用工具1.试金石:是鉴定金银真假和成色的一种工具
,是含碳质的石英、蛋白石的混合物(或辉绿岩),经切磨而成此石色黑致密而坚硬,磨上金、银道痕后能反应出金、银的本来颜色,便于利用金银
对牌鉴定金、或银成色。使用注意事项:①用细浆石将石面磨干净,凉干,然后用蓖麻油涂抹一、净:洁净、磨洗用清水,磨后用净水冲干净,拿石
要拿两端,手指不要接触石面,注意口中气,手中汗不能污染,否则不易着色。二、匀:敷油要均匀,要用力涂抹。石面要分两半使用。油道长试
金石两端,宽以两厘米为宜,油道边缘要齐、直,与试金石的两边平行,与没抹油的另一半呈截然分界,这样才能使磨的金道长短一致。三、平:
油面抹平,敷油后要用洁净的绸布把浮油拭去,使之沾的油为薄薄一层,也不可擦得过干,过干不易着色,过厚易滚油并起黑色。②磨道:一般以左
手握石,右手拿金,握后要小拇指在上,余指在下,敷油的一半在上面,将石握牢,稳定在桌面上,不要活动,磨道时要将实物或对牌紧紧顶住石面
,拿金的右手要用腕力,磨出的道一般为2公分长,半公分宽,所磨次数大件约20次左右为宜(条链)小件(戒指、耳环)以十几次为宜,磨道时
,要按顺序从一端逐步铺开,避免重复涂抹。2.金、银对牌:1)金对牌:鉴定黄金成色的一种工具,即据以对比鉴定黄金的成色,用不同成色
标准黄金铸成扁平条状物,上面打有其本身含金成色的印记。一般是以数十至上百支组成一副,由于是利用试金石与被鉴定的量金和实物所磨划的金
道痕迹的产品互相核对,据以确定量金成色。故称金对牌。金对牌分为:?青金对牌:黄金加白银铸造。用来鉴定青色金??混金对牌:黄金加紫铜
铸造。用来鉴定混金2)银对牌:是鉴定白银成色的工具,即据以对比鉴定白银的成色,用不同成色标准的白银铸成的扁平条状物,上面打有其本身
所含白银的印记,一般数十组成一副。由于利用试金石与被鉴定的白银事物所磨划的银道痕迹的饿颜色相核对,据以确定白银成色,故称为对牌
,也就是已确定成色的银牌。5.3.2试金石法的步骤一般首先是将待测试样在试金石上刻划出条痕,仔细观察其色泽中微带紫色的大概成色,
评估待测试样中黄铜的大致含量。然后选择相应的对金牌或对金棒,在试金石上刻划出条痕,以平看颜色主体为主,斜看浮光为辅的目视比较,直到
对金牌或对金棒的条痕与被测试样的条痕颜色基本一致时为止。由此即可确定试样成色的百分数或K数。试金石法,目前在我国黄金收购、生产和
销售等一些部门被专业人员所采用,但毕竟是运用肉眼比色,精度较低,加之黄金首饰成分越来越复杂,而对金牌或对金棒数量有限,以及镀金、包
金及仿真首饰越来越多,而试金石法只能刻划表面颜色,因此只能作定性分析①鉴定清金→挤对法:即用高于实物成色的对牌和低于实物成色的对牌
,把实物搁在中间,在试金石上磨道对比以"平看色泽"为主(即目光正视石面),"斜看浮色"为辅(即目光与石面或倾斜角度)②鉴定混色金:
?以"斜看浮色"为主,"平看色泽"为辅5.4点试剂法点试剂法实际上是半定量的快速化学检验法。其原理是,根据贵金属等元素溶解在酸中
的快慢和酸的种类不同,检定其属何种金属元素及其含量。例如:金可以缓慢溶于王水,而不溶于其他酸中;?银既可溶于王水,又可溶于
硝酸;?铂既不溶于王水,也不溶于其他酸中;?铜既可溶于王水,又可溶于盐酸、硝酸、硫酸中;?镍既可溶于王水,又可溶于其他酸中。点试剂
法较简单,只要有所需的试剂、条痕板及一些普通的分析器皿即可操作。试剂有:王水、纯盐酸、纯硝酸、纯硫酸、14号溶液、氢氧化钠溶液、氨
火等。14号溶液(12.5份蒸馏水加入49份硝酸,再加1份纯盐酸)分析器皿:量杯、小滴瓶、玻璃棒、硬橡胶板等。条痕板:可用新鲜的黑
色致密玄武岩,暗色辉绿、辉长岩或碳质硅质岩等。5.4.1点试剂法步骤1.将金银首饰不显眼的地方在黑色条痕板上轻轻划下一条细条痕。
?2.观察条痕的颜色是金黄色还是银白色,若是金黄色用步骤3-6;若是银白色用步骤7一13。?3.先用一滴王水滴在条痕上,若条痕被滴
部分在王水中溶解,并能滞留5s,该首饰为18K以上;若检测条痕迅速消失,判定该首饰成色小于18K,转操作4。?4.再将该首饰不显眼
的地方在黑色条痕板干净处轻轻划下一条细条痕。?5.滴一小滴14号溶液在条痕的一端,如果条痕这一端能在溶液中滞留10s,则该首饰约为
14K--17K;如果条痕这端迅速消失,则该首饰低于14K,转操作6。?6.滴一小滴纯硝酸在条痕的另一端,如果这一端的金黄色条痕能
滞留10s,则该首饰为10K以下的K金;若条痕迅速消失,则该首饰不含金。?7.加一滴王水在银白色的条痕上,若条痕在10s内不变淡,
估计铂族元素含量大于75%;若条痕在10s内变淡,铂族元素含量小于75%;若条痕迅速消失,则不含铂族元素,转操作8。?8.再将该首
饰不显眼的地方在黑色条痕板干。净处轻轻划一条细条痕(同操作4)。?9.滴一滴纯硝酸在条痕上,如果条痕迅速消失,且产生乳白色沉淀,则
该首饰为银首饰,转操作l0;若条痕处产生绿色或杂色沉淀,则该首饰不含银,转操作11--13。?10.在滴纯硝酸的地方,加滴一小滴纯
盐酸,若乳白色沉淀立即扩大,布满酸滴,银含量大于50%;若乳白色沉淀扩大缓慢,含银量小于50%。?11.将该首饰不显眼的地方,在条
痕板上重重地划一条条痕。?12.滴两滴纯硝酸,静置lOs,用滤纸吸一点浅绿色的溶液,加氨水,滴在浅绿色溶液浸润的地方,再加镍试剂(
二甲基乙二醛肟溶液),若呈桃红色,则含镍;若不呈桃红色转操作13。?13.再用滤纸在条痕板上吸一点浅绿色的溶液,加一滴NaOH溶液
,产生白色沉淀,再加一滴纯硝酸,沉淀消失,估计含锌;若加NaOH溶液不产生白色沉淀,估计为锡、锑。??应该说明,不是每次操作都要
完成所有的步骤,因为金首饰、银首饰、白金首饰只能用其中一些步骤,而不可能用所有的步骤;另外,镍、锌、锡、锑是否存在,只是对金银成色
的参考,并非必须要做的步骤。?本书引用的5s、10s,只是对浅条痕而言,如条痕粗而厚,则所需反应的时间无疑要增加。这需要测试人员大
量地摸索与对比。5.4.2注意事项l.王水、硝酸、盐酸、14号溶液、NaOH溶液都具有较强的腐蚀作用,应紧密封闭,小心取用。?
2.刻划条痕时,一定要选用不显眼的地方,千万不能损伤首饰的精美外形。?3.黑色条痕板用完后要用清水反复清洗,擦干后以备下次使用。
?4.试剂不能暴晒,特别是纯硝酸和镍试剂,一般在用完后要放在避光通风的地方。镍试剂要定期更换,其他试剂也要定期更换,只是使时间可
以长一些。报废的试剂要倒入专门的地方,不能倒入自来水槽、抽水马桶、普通垃圾桶等污染环境的地方。?5、试剂瓶上的标记,要定期检查,
看有无退色,若有模糊、破损的情况,要及时更换新的标记。?6.不准非检测人员动用试剂,以避免可能发生的人身事故。?7.试剂瓶最好
集中在一个底座稳定、标记又一眼可见的架子上或木匣内,子或木匣放在硬橡胶板上,以免失手污染工作台。?点试剂法的优点是:快捷、简便、
易行、低廉。因此,它是商业性批量检测的主要方法之一。?点试剂法的缺点是:划分的等级太粗,只能分出18K以上、18-14K、14-1
0K及小于10K等几个等级;对于首饰内部成分无法判定,遇到镀层较厚的镀金或包金就较难确定性质;有时首饰很难找到可借在条痕石上刻划的
部位,如强行划出条痕,对首饰会有损伤,所用的强酸、强碱试剂容易污染,并有潜在的危害性。5.5密度法一、密度的定义:是指单位体积物
质的质量,或物质的质量与其体积之比。二、密度法的原理:根据阿基米德原理,采用流体静力称衡法,在空气中用天平测定试样的质量,通过在液
体中称量试样测定其体积,则根据定义可计算出试样的密度。通常采用四氯化碳或蒸馏水为测定的液体介质。三、测量仪器及装置:?1.天平
天平的称量范围及其对应的感量、吊丝直径见下表称量范围g感量mg吊丝直径mm备注<100.010.01-0.04吊丝应选用不
与水发生任何反应的材料制成10-500.10.04-0.05>50-1000.50.05-0.1>100-5001.00.1-O.
2>500-50002.50.2-0.52.温度计采用最小分度值为0.1程能满足测量要求的玻璃水银温度计。3.蒸馏水制备装置
能制出满足测量要求的蒸馏水。?机械抽气装置能对试样进行脱气处理。4.吊具适合于不同质量或大小的试样进行水中称量,穿过水面
的吊丝其直径应按上表的要求选择。5.其他适用于不同天平的支架、盛水器、冷却水、超声波清洗器、干燥器、吊丝、吊钩或吊网、电炉、镊
子等。四、饰品试样试样的体积最小不得低于0.1cm3。试样须清洗干净,不得有油污或其他附着物。清洗干净了的试样不可用手直接接触。
5.5.1测量程序1.在天平上测试样在空气中的质量(m)。测量精度应不低于0.001%。2.用温度计测量装在天平架子上的蒸馏水
杯里的水温(t)。3.将吊丝和吊钩挂在天平上,使吊钩和吊丝部分地浸入水面以下,使天平回零。4.排除试样里的气体,在试样进行水中称量
前,应根据饰品的不同结构、形状,采用不同的办法排气。?(1)对结构和形状简单的饰品,将其浸入酒精中浸泡少许时间,然后取出用蒸馏水冲
洗;?(2)对于结构和形状较复杂的饰品;应将其放在蒸馏水中煮沸5-10分钟,进行排气,直到饰品表面无气泡或很少出现气泡为止。然后
放入室温蒸馏水中使其冷却。5.进行水中称量将被测饰品挂在吊钩上,使饰品在水面下15-20毫米处,注意不得使其与烧杯相接触,测得水
中质量(m′),然后取下饰品置于杯底,单独进行吊具的水中称量(m″)。当饰品体积小于0.3cm3时,水中称量至少应进行两次。6.
水温测量饰品进行水中称量后,应及时地对烧杯中的水温进行一次测量。取进行水中称量前后的两次水温的平均值,作为水的温度(t)7.测量
结果计算?饰品试样的密度按下式计算:ρ=mρt/(m-m′-m")?计算的结果保留到小数点后第二位。?式中:ρ--试样在温度t
时的密度,g/cm3;?m--试样在空气中的质量,g;?m′--试样在吊具上的水中称量值,g;?m"--吊具的水中称量值,g;?ρ
t一-水在温度t时的密度,g/cm3,可在<水在不同温度下的密度>中查得。5.5.2饰品试样成色计算公式由ρ=可得:式中:
FAu---金的成色,以小数或百分数表示;ρAu--纯金的理论密度(19.3)ρ杂--杂质的密度;ρ--试样的实测密度其中
的取值如下:对Au-Ag系列合金(清色金):ρ杂=ρAg=10.5对Au-Cu系列合金(混色金):ρ杂=ρAg=8.9对
Au-Ag-Cu系列合金(混色金):6(此式设Ag、Cu、Zn含量分别为X、Y、z,且x十Y十Z=1)若X=Y=o.5,Z
=O,则=ρAg/Cu=9.63;若X=2Y=o.6666,Z=0,则ρAg/2Cu=9.376;若2X=Y=o.6666,Z
=o,则ρ2Ag/Cu=9.906。根据金饰品所含杂质的种类和比例关系,可将试样成色计算公式分成如下几个主要的计算公式:对于A
u-Ag系列合金?对于Au-cu系列合金?对于Au-Ag-Cu系列合金,?当Au/cu-l时,?当Au/cu=l/2时,?
当Au/cu=2/l时,5.5.3密度法的优缺点早在1978年,密度法就有国家标准。1996年11月,国家技术监督局发布了新
的国家标准GB/T1423-1996《贵金属及其合金密度的测试方法》。该标准参照国外有关标准,根据贵金属及其合金材料的特点和使用要
求,结合我国贵金属材料密度测量的进展,对原国家标准GBl423-78进行修订而成的。修订后的标准,与国际上采用相同原理的有关密度测
定标准比较,在试样称重范围、试样体积下限、测量精度,除气方法、密度测量精度等方面均达到或超过了相应的有关标准水平,具有足够的先进性
和实用性。密度法是商业性检测中用得最广泛的方法,其主要优点是:?l.简单,仪器不多,操作简便,原理也不复杂;?2.测试技术要求不
难,一般人都能胜任这项工作,而且能较快达到熟练程度;?3.测试速度快,测一个试样,顾客立即可取;?4.准确程度较高,尤其是对结构和
形状简单的首饰、测试成色的准确程度不亚于其他方法;?5.测试成本和仪器成本均较低,便于采用。密度法缺点是:?1.液体表面张力对密度
测定的结果有一定的影响,使密度产生一定误差;?2.对于结构和形状复杂的首饰品无法测量;?3.浸液的密度随温度及时间变化,要经常校正
工作曲线;?4.无法知道和剔除高密度的掺入物,因此在采用成色换算公式时会有较大误差。5.6电子探针分析法电子探针分析法的全称是电
子探针X射线显微分析法。电子探针法是一种显微分析和分成分析相结合的微区分析,它特别适用于分析试样中微小区域的化学成分,因而是研究材
料结构和元素分布状态的极为有用的分析方法。?电子探针微区分析法是以细聚焦电子束为激发源,进行物质成分和物体表面形态分析的物理分析测
试法。它的基本原理是利用经过聚焦的加速电子束,轰击试样,通过电子与物质的相互作用,产生出反映被激发区的化学组分和物理性质特征的各种
物理信息,通过检测显示、数据处理等程序,从而获得试样的物理、化学性质方面的数据资料。?根据莫塞莱定律,特征x射线的波长与产生x射
线的元素的原子序数的平方成正比。因此,根据特征X射线的元素的原子序数的平方成正比。?因此,根据特征X射线的波长和强度,就能确定是何
种元素及其含量。但是实际分析过程不是如此简单,还必须进行一系列的修正,才能正确测出元素的含量。?因为样品中组成元素的百分含量与样品
激发区内该元素产生的特征X射线强度成正比,但这些特征x射线从产生到逸出样品表面的过程中,其强度会发生一定的变化,而这种变化被认为是
由于样品中各组成元素的原子序数(Z)、元素本身与元素间的吸收(A)以及荧光效应(F)等三种因素影响的结果。因此,要获得准确的定量分
析结果,必须进行这三种因子的修正计算,即ZAF修正。最终得出所测样品中各元素的百分含量。电子探针仪器的结构十分复杂,它由电源部分、
电子光学部分、样品室、光学显微镜、X射线波谱仪或能谱仪、真空系统、显示系统、x射线记录装置、电子计算机及终端设备等诸多部分组成。电
子探针法,只要满足送样要求,按一定的操作规程操作,给出一定的工作条件,进行较简单的人机对话,被测样品所有元素的定量分析全有程序自动
控制,很快即自动打印出结果。电子探针检测贵金属首饰一般无需制样,对于不光滑、有花纹的首饰,实践证明影响也不大,根据需要可以定点检测
或扫描检测。用电子探针检测贵金属首饰有很多优点:?一是准确,与标准比较,误差小,是所有仪器测试中精度最高的;?二是快速,无需特殊
制样,分析结果立等可取;?三是可以判断杂质元素及其含量。?但是电子探针有它的局限性,首先它的穿透深度仅为1-52微米,对镀层较厚的
镀金或包金饰品就难以直接测得其母体成分;二是它的样品室空间小,太大的首饰无法送入检测;三是检测成本不菲,所以不适合批量的商业性检测
。我国目前尚没有自行设计生产的电子探针仪,国内现在使用的电子探针仪有从法国和日本进口的,大多是八十年代最先进的产品,也是当今国际先
进仪器之一。就法国CAMECA(卡梅卡)公司生产的CAMEBAX-MLCRO电子探针而言,它除了具有三道波谱和扫描电镜功能外,并配
有多道能谱,加速电压自1-50KV连续可调,束斑1μm左右,大小可调节,元素分析范围从B5一U92所有固体物质都能分析。配备的扫描
电镜分辨率为70A,放大倍l00一240,000倍,能进行二次电子、吸收电子和各种高性能的X射线图象分析如面扫分析、线扫分析等。多
道能谱能将微区的物质组成快速无损的全部检出并显示出来,进行可靠的定性、定量分析,同时可以给出定性或半定量的元素图谱。5.7X射线
荧光光谱分析法自1895年伦琴(W.C.Roentgen)发现X射线之后不久,莫塞莱(H·G·J·Moseley)于1913年建
立了X射线光谱分析法。莫氏首先发现,随着元素的原子序数的增加,特征x射线有规律的向波长变短的方向移动,从而建立了关于x射线波长与其
元素的原子序数的关系定律,即特征x射线波长倒数的平方根和元素的原子序数成直线关系。这一定律确定了只要测出一系列X射线荧光谱线的波长
,即可知道是何种元素,而测得的谱线强度与标准样品的同一谱线强度对比,即可知道元素的含量。这就是X射线荧光光谱分析法的基本原理。现在
,除了超轻元素外,极大部分元素的特征谱线波长都己测定,并己列表,因此只要测出样品元素的波长,即可从列表中查出对应的元素来。X射线荧
光分析是根据特征谱线的波长或光量子能量来鉴别元素的,虽然元素的X射线荧光谱谱线数目比原子发射光谱线少得多,但是不同元素的K、L系谱
线有时仍混在一起,必须分开才能鉴别。具有把X射线荧光分开成光谱的作用,叫X射线荧光的分光。X射线荧光的分光有晶体分光和能谱分析两种
基本方法,因此X射线荧光光谱仪首先分为波长色散和能量色散两种基本类型。目前波长色散谱仪使用最多,能量色散谱仪也将越来越占重要地位。
波长色散谱仪又根据分析晶体的聚焦几何条件不同;区分为非聚焦反射平晶式、半聚焦反射弯晶式、全聚焦反射弯晶式、半聚焦透射弯晶等几种类型
。目前采用较多的是反射弯晶式。?一般的X射线荧光光谱仪以x射线作为激光源,近年来又发展了以放射性同位素作为激光源,如26Fe55、
48Cd109、94Pu238、95Am241等多种。但放射源的强度较低,应用范围受到一定限制。X射线荧光光谱仪又根据一次能够分析
单个元素或多个元素,而有单道与多道之分。贵金属首饰的x射线荧光光谱分析法是国际金融组织推荐的检测方法之一。由于元素及含量直接显示,
所以测定起来很简单,尤其是定性分析和半定量分析快速、准确。定量分析比定性和半定量分析都要复杂,因为它需要一个精确比较的标准。具体的
步骤是:?1.做好标样的定量变化工作曲线;?2.将被测样品放入样品室测试,记录元素和含量参数;?3.翻动被测样品,再记录元素和含量
参数;?4.根据平均的含量参数查标准工作曲线,从工作曲线中找到元素的准确含量。X射线荧光光谱分析法具有以下特点:?l.分析的元素
广,几乎元素周期表上前92号的元素都能分析;?2.分析含量范围广,从lOO%到十万分之几几乎都能测,精度并不亚于其他检测方法;?3
.样品在分析过程中不受破坏;?4.快速方便,可在一二分钟内完成二三十个元素的测定;?5.与分析样品的形态无关,固体、液体、块、粒、
粉末、薄膜或任意尺寸的样品均可分析;?6.相对于其他无损检测方法,X射线的能量要大得多(满功率可达2.7XW),X射线的透射深度
近lmm,它可较好地解决镀金、包金等样品的测试问题;?7.对操作人员的技术熟练程度要求不高。5.8火试金法首饰含金量分析方法是按
国家标准GB9288-88执行的,该标准如下:?本标准参照采用国际标准ISO4524/4-1985(E)《金含量的测定》制定。
本标准规定了首饰含金量的分析方法。1.适用范围:?适用于在粗知样品所含各种成分及含金量在99.95%--37.50%的各种金及K
金首饰含金量的测定。2.方法及原理:?以纯铅做捕收剂,将试样放在多孔性的骨灰皿中进行氧化灰吹,在铅氧化物被骨灰皿吸收时,其他杂质
与金银分离,而贵金属金银滞留在骨灰皿上,然后用分金法将金分出称重。?灰吹:高于金属氧化物熔点的氧化熔炼过程3.方法提要和原理?本标
准采用的分析方法是火试金法,以纯铅做捕收剂,将试样放在多孔性的骨灰皿中进行氧化灰吹,在铅氧化物被骨灰皿吸收时,其他杂质与金银分离,
而贵金属金银滞留在骨灰皿上,然后用分金法将金分出称量。4.火试金法的优缺点?火试金法是古老的富集贵金属的手段,尽管对此方法还在
继续地研究完善之中,但在生产中和质检中广泛应用,富集效果好,精确度高。但是,因火试金法技术常被技术监督部门用于质量监督检验或总裁。
要求较高,操作较复杂,比较费时,成本较高,是一种破坏性的有损检测,所以不适合于贵金属首饰商业性的成色检验。5.8.1仪器和设备1
)马弗炉:控温温差小于20℃。2)能控制温度的电水浴或其他热源。3)小型轧片机:能轧出0.1mm的片。4)骨灰皿轧制模。5
)分析天平3台:感量为o.01mg,o.1mg,1mg;精度等级:二级。6)炉前工具?a.长柄不锈钢钳子;?b.骨灰皿不锈钢钳
子;?c.不锈钢小镊子;?d.中素锤;?e.小铁砧子;?f.数字钢印号钢章。7)分金工具?a.250mL烧杯3个;?b.小玻璃
棒直径2.5-3mm;?c.100mL量筒;?d.洗瓶;?e.瓷坩埚;?f.表面皿3个;?g.分金篮。5.8.2试剂、材料
、试样的准备试剂和材料?1)电解纯银:纯度在99.99%以上。?2)纯铅(HGB8229):试剂纯,铅粒熔化铸锭轧成0.2m
m厚的薄片,擦去油质备用。?3)标准金:纯度在99.99%以上。?4)硝酸(GB626):分析纯。?5)骨灰皿骨灰皿的制作
?将O.177mm和0.149-0.125mm的牛、羊骨灰按3:7的质量比混合,加入适量的蒸馏水充分调合均匀,以用手紧握时恰能成
块状为宜。取调合均匀的骨灰适量,放入骨灰皿模具内,制成骨灰皿(压制成骨灰皿时用力均匀),然后放在干净的搪瓷盘中,置于干燥处,经自然
风干1个月以上方可使用,以保证骨灰皿在灰吹时不开裂。?骨灰皿的存放:骨灰皿要妥善保管,放在干燥、无酸气的地方。试样的准备??1)
称取纯铅皮每份质量为3.5-4.0g,其份数是标准金初试样的份数之和。?2)用感量为0.1mg的分析天平,按金重量的2.1-
2.5倍称取纯银,在同一次测试时应按相同比例,其份数为标准金和试样的份数之和。放入纯铅皮内。?3)精确称取标准金0.30000-
0.50000g3-4份,和相当于0.30000-0.50000g金的试样3-4份。标样内加入与试样所含相同的金属(纯度为99.9
9%以上),分别放入纯铅皮中。?4)称好的试样,标准金放在铅皮内,卷成球形,准备灰吹。?5)把标样和试样分别编号。5.8.3
分折步骤?1)灰吹在马弗炉中进行。升温前,先把骨灰皿放入马弗炉中(每一批分析必须使用同一批生产的骨灰皿),升温至900℃烘干30
-40min,炉温升到950-1000℃时切断电源2)打开炉门将卷紧成球型的标样和试样,用长柄钳子夹入按号码顺序排列好的骨灰皿中
(在盛标样和试样的盘中,把标样和试样交叉排列以避免炉内温度不均造成误差),关好炉门,接通电源,继续升温,保持在950-1000℃,
约10min。标样和试样全部熔融,氧化膜被骨灰皿吸收,将炉门稍开,以促使铅的氧化。温度控制在850-900℃之间,灰吹时间约15m
in。?3)灰吹将近完成时,标样和试样表面出现彩色薄膜,此时将炉门关上,使炉温保持在950-1000℃。20-30min后,再
把炉门稍开,使剩余之铅氧化。合金粒出现鲜明的彩色,10-15s后彩色消失变暗,关上炉门,接通电源炉温升至950-1000℃,约保持
15min。然后切断电源,在炉门关闭的情况下,使炉温慢慢下降。待炉温降到700℃以下后,取出骨灰皿冷却。4)分金前的准备工作?a
用镊子依次取出标样和试样,用锤轻轻敲下,然后用专用毛刷刷掉附着在标样和试样两侧的氧化物和骨灰,再用锤把标样和试样敲成扁平状,放入
瓷坩埚中进行退火。?b轧片?轧片机的轧辊擦干净后,将标样和试样用轧片机进行轧片,边轧边不断退火,退火温度控制在750-800℃。
轧至厚度为0.15-0.20mm的薄片。敲击与制片时注意防止机械损失,以免影响分析结果。?c将轧制好的薄片,再次退火,用号码钢字
打上标号。然后用小玻璃棒将薄片卷成螺旋圆筒状,放在分金篮中。?d第一次分金?将盛有标样和试样的分金篮浸入已预热到80-90℃的1
:1硝酸中(每份标样、试样需用10-15mL)。继续加热,保持温度在80-90℃。45-60min后,取出分金篮,用60-80℃的
热蒸馏水浸洗4-5次。?e第二次分金将经浸洗装有标样和试样的分金篮浸入体积和预热温度与第一次分金时相同的2:1硝酸溶液中,继续加
热,保持温度在80-90℃之间。30-45min后取出分金篮,用60-80℃的热蒸馏水浸洗约5-6次,用1%盐酸检查,直至洗涤液无
银离子为止。5.8.4称量和计算称量?1)将标样和试样用镊子轻轻移入坩埚中(金圈之间要有距离,以免互相粘住),放在电炉或煤气炉
上加热干燥。?2)烘干后的金圈用煤气或其他燃烧气烧成金黄色。?3)金圈冷却后,立即在感量为0.01mg的分析天平上准确称量
。取平行样称量数据的平均值(平行试样数据差大于万分之二,实验无效)。分析结果的计算?金的百分含金量按下式计算:式中Au--被测
试样含金量,%;?A--试样的质量,g;?A1--分析试样后所得金的质量,g;?B--标准金的质量,g;?B1--分析标准金后所得
金的质量,g;?E--标准金含金量,%。允许差:<0.03%。第六章世界黄金主要交易中心随着黄金产品管理体制的改革,国内黄金市
场的建立,中国黄金市场一个崭新的时代即将来历。目前,我国黄金市场开开放在即,国家开放黄金市场的目标是既立足于中国的现实,又着眼于与
国际黄金市场连接。为此,黄金市场的发展应遵循高起点、规范化和渐进式推进的方针,将中国黄金市场建设成为国际公认的远东地区黄金市场。为
加快我国黄金市场的发展步伐,一方面内地的黄金市场可以从中学习和借鉴香港和发达国家,如英国、瑞士、日本新加坡等地的黄金市场的经验,加
快其市场的发育,逐渐使黄金市场走向成熟,并趋向于国际化。6.1苏黎士本世纪30年代就已为世界主要的黄金交易中心,第二次世界大战后
,它开始成为世界第一大黄金交易市场。?a.苏黎士黄金市场的地位是基于国外的黄金需求而不是瑞士国内的需求,大部分用于满足国外工业需
求,特别是首饰和钟表业。?b.苏黎士黄金市场从一开始靠的就是国内钟表对黄金的大量需求,当然也曾受益于瑞士作为金融中心的总体优势。
?①稳定的政治经济环境;?②可以自由兑换的坚挺货币;?③低利率,银行保密法以及外向型的银行业;?④瑞士的金银市场还有自己的冶炼厂,24小时参与所有交易市场的交易活动和提供种类齐全的交易产品,包括尺寸齐全的金条。?⑤金融性生产品和按客户要求安排的特别服务。6.2伦敦有近300年交易传统的伦敦黄金市场堪称世界上最古老的黄金交易市场。19世纪中叶从银本位转向金本位以后,黄金交易变得更重要了。此外,全世界的黄金当时大都产于大英帝国,并通过英格兰银行进入市场,直至今日,国际上仅有的几条通用的交易规则都基于伦敦市场的模式。伦敦传统的重要特点:?①由英格兰银行的支持;?②伦敦定价;?③良好的交割资格;?④伦敦黄金市场协会(LBMA);?⑤本地伦敦--全球市场报价者的中央结算。伦敦黄金市场的交易单位是"良好交割金条"。?1919年以来,标准金条的法定重量是350-430盎司成色为99.5%?目前,全世界有23个国家中的55个冶炼厂被LBMA授权生产这种金条。?LBMA:成立于1988年,它的任务是通过大量的公关活动以及实行现代化来提高伦敦黄金市场的效率,并同时对会员之间的合同进行维护和促进,它还代表黄金市场的利益,公共团体和市场进行交易。LBMA的会员资格是向活跃在英国金银市场上的交易公司,冶炼厂、市场报价者(目前有11家)或其他类型公司开放。?大量的黄金集中于伦敦的原因是由于所谓"本地伦敦"--在英格兰银行或在主要市场报价银行的金库里开辟的黄金帐户的普遍使用。6.3纽约在1974年12月31日,黄金的非货币化以后,美国开始允许自由交易黄金和私人拥有黄金。但是,实金交易的发展却没有象初期预料的那样快。相反,1974年年底才刚刚起步的黄金期货交易却发展迅速。纽约商品交易所(COMEX)立即成为世界最大的黄金期货市场。与德国和瑞士的银行不同,根据美国银行法,美国银行一般不能建立大的银行分支网络。在美国,购买实金往往由小黄金交易商提供服务,然而,信誉是实金交易的一个重要因素,客户同小黄金交易商打交道要比同实力雄厚的银行的分行打交道更加谨慎。?因此在美国,通过电话或经纪公司进行的黄金期货交易比实金交易普遍。当然,总的来说,美国人的黄金购买量少于亚洲和欧洲的原因还可以归结为观念上的差异。即美国是主要的黄金生产国,出口>进口。6.4东京1960-1973年间,日本银行曾在伦敦以每盎司35美元的价格购买黄金--(这个价格是根据当时实行的黄金汇兑本位制定的),然后在东京以高得多的价格出售。然在1973年以后,日本黄金交易商允许直接进口黄金,日本的黄金交易市场从此诞生。?由于本身几乎不产黄金,日本的黄金依赖于进口,它的电子工业尤其需要大量的黄金,而黄金首饰的需求量相对较少,然而,该国较高的生活水平,意味着这里仍旧是一个潜力很大的市场。?同纽约一样,黄金期货市场在日本起着重要作用。?黄金期货交易在东京商品交易所(TOCOM)进行。同时,白金和白银交易也非常普遍,虽然东京的交易量只是纽约的2/3,但它仍被认为是主要的黄金期货市场之一。6.5新加坡实金市场成立于1969年(在1973年政府解除限制之前还只是一个再出口市场)。?从1973年取消限制建立自由交易,到现在,新加坡已逐渐发展成为一个重要的黄金交易中心(交易和首饰生产)?①黄金主要从澳大利亚、加拿大、南非和美国进口,从伦敦和苏黎士的进口量较少。?在1992年,新加坡进口了全球黄金总产量的20%。?②出口:印度尼西亚是主要贸易伙伴,马来西亚、泰国、缅甸、哥伦比亚、越南与中国、印度贸易少一些。?③黄金市场的重要性基于它在实金交易方面的实力。?④1978年,建立黄金期货贸易所的计划没有成功,不久,与芝加哥国际货币市场(LMM)合作建立了国际货币交易所(SIMEX),但交易额低于国际标准。?⑤作为首饰产销中心,新加坡的重要地位与中国和马来西亚相比也许已被削弱,然而在实金交易方面,它仍然是一个巨人。6.6香港①发达的黄金交易市场;②重要的实金交易中心;③中国大门(美国之后,中国是世界上最大的黄金消费国);④每年香港(8-9月份)珠宝展销会包括有大量的黄金交易。6.7上海上海黄金交易所是经国务院批准,由中国人民银行组建,在国家工商行政管理总局登记注册的,中国唯一合法从事黄金交易的国家级市场,遵循公开、公平、公正和诚实信用的原则组织黄金交易,不以营利为目的,实行自律性管理的社团法人。上海黄金交易所的建立,使中国的黄金市场与货币市场、证券市场、外汇市场一起构筑成中国完整的金融市场体系,为中国黄金市场的参与者提供了现货交易平台,使黄金生产与消费企业的产需供求实现了衔接,完成了黄金统购统配向市场交易的平稳过渡。于2002年10月30日正式开业。
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