不同方法测定金合金首饰金含量的探究

● 山西省分析科学研究院 闫中健

不同方法测定金合金首饰金含量的探究

● 山西省分析科学研究院 闫中健

现阶段首饰检测机构测定金合金首饰金含量主要有3种方法：X射线荧光光谱法、灰吹法（火试金法）和ICP光谱法。本文从方法原理、样品前处理和结果的精确度等方面对3种方法进行了总结与分析，以便针对不同的金合金首饰完善其所使用的检测方法和风险控制体系。

X射线荧光光谱法 灰吹法（火试金法） ICP光谱法

根据我国首饰行业强制性标准GB 11887—2012规定，金合金首饰按金含量大致分为：9K、14K、18K、22K和足金（≥990%），同时该标准引用并规定了对金合金首饰金含量的检测方法，主要引用了以下3种检测方法：X射线荧光光谱法、灰吹法（火试金法）和ICP光谱法（电感耦合等离子体发射光谱法）。此3种方法也是首饰质检机构检测分析金合金首饰金含量常用的方法。

X射线荧光光谱法

荧光是物体在外界能量（如：X射线、紫外线等）的激发下发出的可见光。X射线荧光就是被测样品在X射线照射下发出的特征荧光X射线的现象，它包含了被测样品化学组成的信息，通过对上述X射线荧光的分析可以确定被测样品的组成及各组份含量。

从原子物理学的知识我们知道，对不同元素的原子来说，都有其特定的能级结构，其核外电子都以各自特有的能量在固定轨道上运行，内层电子在足够能量的X射线照射下脱离原子的束缚，成为自由电子。这时，外层电子便会填补这一空位，即跃迁，同时以发出X射线的形式放出能量。由于每一种元素的原子能级结构都是特定的，被激发后跃迁时放出的X射线能量也是特定的，称之为特征X射线。

X射线荧光光谱法是分析检测金合金首饰金含量较为快捷常用的方法。其方法原理是：金合金首饰表层元素经X射线激发（穿透厚度通常为几微米到几十微米），发射出特征X射线荧光光谱，根据其特征谱线（能量或波长）可进行定性分析。不同元素的X射线荧光强度与其含量之间存在一定的线性关系，随着待测元素的含量由低到高，这种线性关系由强到弱，计算方法逐渐由直接法过渡到归一法、差减法。与标准物质的工作曲线比较计算，可进行定量分析。

1. X射线荧光光谱法的优点

检测分析时可不破坏样品，分析速度快，检测成本低。

2. X射线荧光光谱法的局限性

由于X射线穿透厚度通常仅为几微米到几十微米且为点测，对检测分析的金合金首饰要求较高。使用该方法检测金合金首饰样品应先分析样品的特点。需要考虑以下情况：

（1）样品是否均匀；

（2）是否有夹心、包裹现象；

（3）是否有镀层；

（4）是否有焊药；

（5）内部是否有掺铱、钨等杂质；

（6）是否有较好的测试点；

（7）所使用的X荧光光谱仪分辨率是否能达到GB/T18043—2012的要求；

（8）是否有与被测样品组分相匹配的标准物质；

（9）结果精确度较低；

（10）样品的形状及测量面积是否满足测试要求。

金合金首饰金含量由9K到足金，由于首饰的工艺（硬度、颜色等）要求，其制作配方有很大的差别，而与其配方一致的标准物质却很少，以致没有相匹配的工作曲线。

X射线荧光光谱法由于方法原理的限制，被GB/T 18043—2012指定为筛选检测方法，检测机构采用此方法时需要有经验的检验人员对样品进行检测前分析，且结合密度法将会大大提高使用该方法检测的结果精确度。

灰吹法（火试金法）

灰吹法（火试金法）是首饰行业强制性标准GB 11887—2012指定的测量金合金首饰的仲裁方法。其方法原理是：样品中加入适量的银，用铅做扑收剂，放在多孔性灰皿中进行氧化灰吹。铅氧化物及杂质被灰皿吸收，而金和银留在灰皿中熔炼为贵金属珠。将贵金属珠轧成薄片并卷成小卷置于硝酸中，在银逐步溶解后，获得金的质量。同时采用标准金进行分析对比，可消除分析过程中的系统误差。

1.灰吹法（火试金法）的优点

该方法具有较高的精密度和准确度，适用范围广，可适用于金含量在333.0%～999.5%的各种金和K金首饰金含量的测定。该方法测定样品时取样量大且代表性好，可以很大程度的减少取样误差。在首饰行业检测机构是公认的一种经典检测方法。

2.灰吹法（火试金法）的局限性

该方法为破坏性方法，需要对样品进行破坏，检测成本高，实验步骤多，操作复杂，要求实验人员有丰富的经验，不适用于含有不溶于硝酸的杂质元素（铱、铂、铑等）的样品。灰吹过程对检验人员身体和环境都有一定影响，不适用于高纯金首饰的样品（金含量999.5%以上）。

ICP光谱法（电感耦合等离子体发射光谱法）

ICP光谱法（电感耦合等离子体发射光谱法）是首饰行业检测机构测定高含量金合金首饰常用的方法。其原理是：样品以王水溶解，在盐酸介质中，用ICP光谱仪测得杂质元素的含量，通过差减法，计算出金含量。

1. ICP光谱法（电感耦合等离子体发射光谱法）的优点

对高含量的金合金首饰的检测具有较高的精密度和准确度，可均匀取样。市场上较为流行的金含量为999.9%高纯金首饰，现阶段首饰质检机构均采用此方法进行检测分析。

2. ICP光谱法（电感耦合等离子体发射光谱法）的局限性

该方法同样为破坏性方法，需要对样品进行破坏检验，检测成本高，实验室需要配备价格较为昂贵的电感耦合等离子体发射光谱仪，实验步骤多，操作复杂，要求检验人员有丰富的经验，不适用于含有铱等不溶于王水的杂质元素的样品。另外，检验称量的样品溶于王水，不易提取。

综上所述，X射线荧光光谱法、灰吹法（火试金法）和ICP光谱法（电感耦合等离子体发射光谱法）在检测过程中各有特点，检测机构可根据客户要求、样品等级、状态等采用不同的检测方法，以便更好地为企业及消费者提供准确可靠的检测结果。