火試金法測定3D硬金和5G黃金首飾中金含量的研究

梁絲柳，高 超

(1.廣東省珠寶玉石及貴金屬檢測中心，廣東 廣州 510080；2.六福珠寶營銷策劃(深圳)有限公司，廣東 深圳 518000)

1 前言

黃金是市場上人們最熟悉且喜愛的貴金屬材料[1]。傳統金含量990‰以上的黃金首飾，一直在市場上流行了很長時間，但其摩氏硬度為2.5，不能滿足復雜的加工需求。為滿足消費者需求和提高產品競爭力，針對傳統黃金硬度不足，飾品容易變形，人們對其工藝進行了改進，引出了3D硬金和5G黃金等新型強化硬質足金等首飾[2]。3D硬金和5G黃金飾品在以其新穎工藝吸引顧客的同時，也有硬足金飾品含量不合格的報道，出現金含量與飾品標稱的印記足金999不相符的情況，金含量是否足夠是消費者十分關注的問題。因此，建立快速、準確地測定3D硬金和5G黃金首飾中金含量的分析方法尤其重要[3]。

目前根據GB 11887-2012標準的報道，測定貴金屬首飾中足金的金含量的分析方法有：X射線熒光光譜法[4]、火試金法[5-6]、電感耦合等離子體法(ICP法)[7]。 查閱硬金生產工藝文獻[8]，硬金中可能含有部分輕質金屬元素與有害金屬元素，而ICP差減法并不測試這類元素，因此會出現ICP法測試硬金飾品中金含量結果偏高的現象。然而X射線熒光光譜法屬于無損表面檢測，依靠方法工作標樣曲線測定，對于金含量達到999‰首飾，測定的準確性偏低。因此使用X射線熒光能譜法在測試硬金首飾中的金含量會存在方法上的局限性。

相比較而言，火試金法是利用灰吹技術將試樣中的雜質元素和金銀分離，再通過分金得到純凈的金，從而計算金含量。該方法是目前金含量999‰產品檢測仲裁的方法，檢驗結果具有較高的準確度和可靠性。現有的國家標準檢測方法中，GB/T 9288-2019火試金方法[9]是直接測定金含量的方法，該方法適用于金含量(333.0～999.5)‰的產品。因此可以將該方法運用于測定3D硬金和5G黃金首飾中的金含量。

2 實驗部分

2.1 儀器設備基本情況

儀器設備基本情況見表1。

表1 儀器設備基本情況

2.2 實驗試劑材料

純金：金含量≥99.99%；純銀：銀含量≥99.99%；鉛箔：鉛含量≥99.99%，厚度為0.02mm；硝酸：質量分數為65%～68%，分析純。

2.3 實驗部分

2.3.1 樣品前處理

由于樣品大多數為立體和空心的形狀，因此分析前，先把樣品剪開看內部是否有殘留物。

2.3.2 初測

首先使用X射線熒光光譜法初測樣品金含量，估計含量范圍。

2.3.3 稱量

稱取125mg～300mg標準金3份，及相當于125mg～300mg標準金的試樣3份，精確至0.01mg，放在質量約3.5g的鉛箔內，同時加入銀金質量比為2.5倍的銀，稱好后分別用鉛箔卷緊成球形。

2.3.4 灰吹

將鉛球放入在灰吹爐內已預熱到至少920℃的灰皿中，將標準金與試樣交叉排列，爐溫保持在920℃～1100℃，在氧化條件下持續加熱直到樣品完全熔化。

2.3.5 退火軋片

將溫度降至700℃以下的標準金與試樣用鑷子從灰皿中取出，用刷子刷去附著的灰皿材料，用錘子敲打成片，并退火，最后軋成0.12mm～0.20mm左右的薄片，退火后卷成圓筒狀。

2.3.6 二次分金

將金卷放入分金籃內，緩緩浸入約90℃的1體積硝酸和1體積水的混合溶液中，加熱至近沸狀態并持續約15min或直至趕盡氮氧化物煙霧。從酸中取出用熱水清洗3到5次，再浸入2體積硝酸和1體積水混合溶液中，再加熱至近沸狀態并持續約15min，取出用熱水清洗金卷3到5次。

2.3.7 稱重后計算金含量

將分金后的標準金與試樣小心轉移至瓷坩堝內，干燥，灼燒成金黃色，冷卻至室溫后稱量金卷的質量，精確至0.01mg。根據公式計算其金含量。

3 方法驗證

3.1 方法的精密度

分別稱取6個標準金樣品，按照上述方法步驟進行試驗，分別得出其標準金修正因子F值，計算相對標準偏差(RSD%)，結果見表2。

表2 方法精密度結果

從上述結果看出，6件標準金樣品修正因子F值的相對標準偏差為0.036%，精密度良好，符合GB/T 9288-2019標準的要求。

3.2 方法的準確度

選用3個質控值為990.0‰、916.0‰、753.0‰的實驗室質控樣品，按照上述分析方法進行測試，結果見表3。

表3 方法準確度結果

從表3的結果來看，測量值和質控值吻合度高，準確度好。

3.3 加標回收率

本方法的回收率是采用均勻性和穩定性足夠好的質控樣品進行的，第一份質控樣品取樣及檢測流程按照上述方法進行，另一份質控樣品取樣質量為上一份的二分之一，另加入相同質量的標準金共同組成樣品后依據上述方法步驟在同批次內進行試驗。試驗完成后根據回收率公式計算其回收率。

表4 加標回收樣品金含量結果

表5 樣品回收率結果

從上述結果看出，樣品回收率均在為99.90%～99.93%范圍內，回收率結果均在加標回收率控制限內，滿足GB/T 9288-2019的標準使用要求。

4 樣品分析

分別從深圳不同的工廠抽取一定數量的5G黃金和3D硬金樣品，(圖片見圖1所示)，抽取的樣品有成品和半成品，飾品類型有吊墜、項鏈、戒指等，將上述抽取的樣品按照上述的測試條件進行平行測試三次，火試金結果見表6所示，另外同時抽取其中五件樣品(編號分別為5G-1、5G-6、3D-1、3D-5、3D-9)分別使用XRF和ICP法測定其金含量，兩種測試方法結果顯示抽取的五件樣品的金含量范圍999.5%～999.9‰。

表6 樣品火試金金含量結果

圖1 樣品圖片

從上述方法的結果分析金含量，可以看出抽取的5G黃金樣品使用火試金法測試的金含量結果均大于999‰，抽取的3D硬金樣品出現金含量有的大于999‰，有的金含量范圍在990‰～999‰之間。出現這樣的結果我們分析是在于兩種樣品不同的生產工藝導致的。綜上述結果，若要分析測試3D硬金和5G黃金中金含量需要采取仲裁法火試金法，XRF和ICP法測定結果會造成金含量結果出現偏差。

5 結語

多種測試結果顯示，火試金法是最適用于該類樣品(3D硬金和5G黃金)金含量的測試。該方法檢測分析結果準確度高、操作簡便、同時能直接回收高純度的金，可以減少金的損失。對于此類產品建議生產商嚴格把控好生產工藝，檢測機構根據不同產品的工藝，選擇合適的方法測試貴金屬含量，為消費者提供準確貴金屬含量結果。