金量检测:精确测定黄金纯度的关键
金量检测,即黄金纯度或含量的测定,是黄金开采、冶炼、加工、首饰制造、回收以及金融交易(如金条、金币)等环节中至关重要的质量控制步骤。黄金的价值与其纯度紧密相关,准确测定黄金中的含金量(通常以千分比‰、K值或百分比%表示)对于保障交易公平、维护品牌信誉、满足法规要求和执行精确的工艺控制都不可或缺。无论是高纯度的投资金条(如999.9‰)、常见的珠宝首饰(如18K金,750‰),还是含金量较低的合金或回收料,都需要通过科学、可靠的检测手段来确定其真实的金含量。
核心检测项目
金量检测的核心目标是准确测定样品中的金元素(Au)含量。主要检测项目包括:
- 黄金纯度(成色):指黄金在合金中所占的质量百分比(如Au 99.99%, 75.0% 或 18K)。这是最核心的检测项目。
- 主要合金元素含量:如银(Ag)、铜(Cu)、锌(Zn)、镍(Ni)、钯(Pd)等。这些元素的存在直接影响黄金的色泽、硬度、熔点等物理化学性质。
- 有害元素限量:某些应用(如首饰)对铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)、砷(As)、铬(Cr)等有害元素含量有严格限制。
常用检测仪器
根据检测原理、精度要求、样品状态及是否允许破坏性检测,主要使用以下仪器:
- 火试金炉(Fire Assay Furnace):传统且被广泛认可的仲裁方法核心设备。通过高温熔融、灰吹等步骤分离杂质,最终得到纯金珠称重计算纯度。精度极高,但破坏样品、耗时长、操作复杂且需专业人员。
- X射线荧光光谱仪(XRF):
- 台式/落地式XRF:精度较高,稳定性好,常用于实验室。可进行表层或近表层分析(无损)。
- 手持式XRF:便携快速,适用于现场筛查、来料检验、珠宝店和回收站。对样品表面平整度和均一性要求较高,表层分析(无损)。
- 电感耦合等离子体发射光谱仪/质谱仪(ICP-OES/ICP-MS):高灵敏度、多元素同时分析能力强的现代仪器。通常需要将样品完全溶解成溶液(破坏性),精度与火试金法相当或接近,分析速度快,适用于高精度要求和对多种元素同时分析的需求。
- 密度仪(密度天平):利用阿基米德原理,通过测量样品在空气和水中的重量计算密度。纯金密度固定(约19.32 g/cm³),密度偏离可间接推断纯度或存在空腔。主要用于金条、金币的辅助验证(无损),对空心或结构复杂样品不适用。
- 试金石和标准对金牌:最传统的半定量方法。通过样品在试金石上的划痕颜色与已知成色的标准对金牌划痕颜色对比来估算纯度。操作简便、成本低,但依赖经验,精度有限。
主流检测方法
基于上述仪器,形成了以下几种主要检测方法:
- 火试金法(Fire Assay):国际公认的黄金检测仲裁方法(尤其对高纯度金)。原理是铅捕集贵金属(Au, Ag, Pt, Pd等),高温熔融形成铅合金(铅扣),再在骨灰皿中灰吹氧化去除铅,得到贵金属合粒。合粒经硝酸分金(溶解银)后得到纯金珠,称重计算金含量。结果准确可靠(精度可达万分之几),是验证其他方法准确性的基准。但过程复杂、耗时、破坏样品且成本高。
- X射线荧光光谱法(XRF):无损检测的主流方法。利用X射线激发样品原子产生特征X射线荧光,通过分析荧光光谱的波长和强度进行定性和定量分析。速度快(几秒至几分钟)、操作相对简便、不破坏样品。精度受样品表面状态(光洁度、划痕、镀层)、厚度、均一性、基体效应和校准模型影响较大。适用于快速筛查、成品检验(如首饰、金条)和过程控制。
- 电感耦合等离子体光谱/质谱法(ICP-OES/ICP-MS):将被测样品完全消解转化为溶液,利用高温等离子体激发或电离,通过检测特征谱线强度(OES)或质荷比(MS)进行定量分析。灵敏度高、线性范围宽、可同时测定多种元素(包括痕量杂质)。精度高,接近火试金法。破坏样品,前处理相对复杂(需消解),运行成本较高。常用于高精度要求、仲裁或标准物质定值。
- 密度法:无损。通过精密天平测量样品在空气和水中的重量,计算密度。与理论纯金密度对比估算成色。操作简单快速。结果受样品内部孔隙、夹杂物、镶嵌物(首饰)影响极大,仅作为辅助验证手段。
检测标准
为确保检测结果的准确性、可靠性和可比性,需遵循国家、行业或国际标准:
- 中国国家标准(GB/T):
- GB/T 9288-2019 《金合金首饰 金含量的测定 灰吹法(火试金法)》
- GB/T 18043-2013 《首饰 贵金属含量的测定 X射线荧光光谱法》
- GB/T 21198.6-2007 《贵金属合金首饰中贵金属含量的测定 ICP光谱法》
- GB/T 25934.1-2010 《高纯金化学分析方法》
- 国际标准(ISO):
- ISO 11426:2014 《首饰 金合金中金的测定 灰吹法(火试金法)》(国际仲裁方法)
- ISO 15093:2008 《首饰 贵金属 999‰金、铂和钯合金首饰中贵金属的测定 使用差示扫描量热法的密度法》(特定条件下)
- 美国材料与试验协会标准(ASTM):
- ASTM E1335-08(2017) 《用波长色散X射线荧光光谱法测定黄金首饰合金的规程》
- ASTM B562-95(2019) 《精炼金的标准规范》
- 伦敦金银市场协会(LBMA)标准:对合格交割金锭有严格的成色要求(如>995.0‰)和检测方法指引(通常要求火试金法)。
选择哪种方法取决于检测目的(仲裁、质检、筛查)、精度要求、样品性质(如是否允许破坏)、成本预算和时间要求。火试金法作为仲裁基准,XRF因其无损快速在工业界广泛应用,ICP法则在高精度和多元素分析中发挥优势。严格遵守相关标准规范是获得准确、可溯源的金量检测结果的根本保证。
CMA认证
检验检测机构资质认定证书
证书编号:241520345370
有效期至:2030年4月15日
CNAS认可
实验室认可证书
证书编号:CNAS L22006
有效期至:2030年12月1日
ISO认证
质量管理体系认证证书
证书编号:ISO9001-2024001
有效期至:2027年12月31日