摻錸黃金飾品的特征及檢測方法探究

李思萌 王璇 楊婷婷 朱勇

【摘要】采用顯微鏡觀察摻錸樣品外觀特征，同時結合X射線熒光光譜法、電感耦合等離子體光譜法、火試金法對摻錸黃金飾品的含量進行研究。研究表明：摻錸樣品以不溶狀態獨立于黃金飾品中，X射線熒光光譜儀能觀測到錸元素特征峰；電感耦合等離子體光譜法能準確定量摻雜錸元素含量；火試金法對于錸摻含量較低的樣品能準確測定金含量。結果表明：黃金飾品中摻雜錸元素會顯著影響黃金飾品成色，并應對新出現的錸-鎢合金摻雜引起重視。

【關鍵詞】黃金飾品；錸；金含量

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2023.06.017

Research on the Characteristics and Detection Methods of Rhenium Doped Gold Jewelry

LI Simeng1，2， WANG Xuan1，2， YANG Tingting1，2， ZHU Yong1，2

（1.National Jewelry Testing Center， Chongqing 400010， China；

2.Chongqing Academy of Metrology and Quality Inspection， Chongqing 401123， China）

Abstract： The appearance characteristics of rhenium doped gold samples were observed by microscope， and the content of rhenium doped gold samples was studied by X-ray fluorescence spectrometry， inductively coupled plasma spectrometry and fire assay. The results show that the rhenium doped samples are independent of gold jewelry in insoluble state， and the characteristic peaks of rhenium can be observed by X-ray fluorescence. Inductively coupled plasma spectrometry can accurately determine the content of doped rhenium. The fire assay method can accurately determine the gold content of samples with low rhenium doping content. The results indicate that doping rhenium in gold jewelry can significantly affect the purity of gold jewelry， and attention should be paid to the newly emerged doping of rhenium tungsten alloys.

Key words： gold ornaments； rhenium； gold content

由于黃金飾品兼具飾品與貨幣屬性，因此以黃金為原料的首飾交易市場異常活躍。近年來，我中心在對黃金飾品金含量的檢測中發現了一種新型元素錸摻雜的現象。錸原子序數為75，位于元素周期表第7族，密度為21.04 g/cm2，其密度在已知密度的元素中排名第4，其熔點為3180℃，因此在黃金飾品中常以獨立的黑色顆粒物存在。

現有黃金飾品金含量檢測方法為GB/T 18043—2013《首飾貴金屬含量的測定X射線熒光光譜法》、GB/T 38145—2019《高含量貴金屬合金首飾金、鉑、鈀含量的測定ICP差減法》，以及GB/T 9288—2019《金合金首飾金含量的測定灰吹法（火試金法）》。其中，GB/T 18043—2013為無損測試方法，常規測試中并未將錸元素列入待測元素，GB/T 38145—2019中推薦的待測雜質元素未列入錸元素，因此，在常規檢測中，很容易造成漏檢錸元素而使得金含量虛高。本文利用顯微鏡觀察了摻錸樣品的外觀特征，并采用標準推薦的3種方法分別進行測試，為摻錸樣品的檢測提供依據。

1.1儀器

寶石顯微鏡（GI-M29P，南京寶光檢測技術有限公司）；能量色散X射線熒光光譜儀（M1 MISTRALSDD，布魯克公司）；電感耦合等離子體光譜儀（Avio 200，珀金埃爾默儀器有限公司）；貴金屬灰吹爐（CF-15，英國卡博萊特公司）。

1.2樣品

選取兩件含錸樣品（1#、2#）進行特征及含量測試研究。樣品均宣稱為足金黃金飾品，樣品圖片信息見圖1。

2.1特征

在有損測試取樣階段，發現摻錸黃金飾品具有較高的脆性及硬度，成品細致觀察可觀測到黑色顆粒物。通過寶石顯微鏡進行放大觀察，摻雜物更明顯，結果見圖2。由圖2可知，在放大40倍情況下，可觀察到黑灰色的顆粒狀存在于黃金飾品表面，較普通黃金飾品有明顯差別。

2.2X射線熒光測試結果

采用X射線熒光光譜儀進行測試，由于缺少相應的錸元素標準曲線，因此測試結果可作為定性測試結果。兩件樣品的熒光測試圖譜如圖3所示。由圖3可知，紅色區域為金元素特征峰，兩件摻錸樣品具有明顯的Re元素特征峰（綠色區域），表明樣品摻有錸元素，同時樣品2#還有小面積鎢元素特征峰，提示樣品可能摻雜錸-鎢合金。

2.3電感耦合等離子體發射光譜法

采用電感耦合等離子體發射光譜儀進行雜質元素含量測試，應選擇響應強、干擾少的特征峰。錸元素可選常規譜線波長為197.248 nm、204.908 nm和227.525 nm。采用含金標液進行測試時，227.525 nm具有較好峰形，因此后續選擇227.525 nm進行錸含量測試。測試中采用標準曲線法，配置除GB/T 38145規定元素及含錸標準溶液，濃度分別為0、1、2、5ppm，測得錸元素含量及金含量見表1。由表1可知，兩件樣品均未能達到足金（金含量>99.0%），且均有含量較高的錸元素。值得注意的是，消解過程中，樣品2采用王水溶解后存在不溶的黑色顆粒物，因此繼續采用加入過氧化氫的方法進行消解，并合并溶液進行后續測試。

2.4火試金法

火試金法可用于金含量在33.30%～99.95%的黃金樣品金含量測試，采用該法可直接測得黃金飾品金含量。我們對兩件摻錸樣品運用火試金進行測試，測試過程同普通K金/足金樣品無異。兩件樣品最終測得金含量結果分別為67.3%、70.4%。同電感耦合等離子體光譜結果比較，樣品2#結果有較大差異，究其原因，可能是在采用過氧化氫溶解過程中有少許樣品未溶解完全，導致差減后得到的金含量結果偏高。

通過寶石顯微鏡、X射線熒光光譜儀、電感耦合等離子體光譜儀及貴金屬灰吹爐分別對兩件含錸樣品進行了外觀特征及錸、金含量測試。結果表明，摻錸樣品外觀有較為明顯的黑色顆粒物，同時X射線熒光光譜儀能觀察到兩件樣品有明顯的錸或錸-鎢特征峰，化學測試方法均提示存在錸及錸-鎢元素。因此，在后續測試中，檢測機構應加強對黃金飾品的外觀特征觀察，同時完善無損測試用X射線熒光光譜儀中錸、鎢、鍺等元素的光譜曲線，更有效幫助機構在日常無損檢測中發現摻雜問題樣品。常規化學有損檢測中應盡量選擇火試金法進行金含量的直接測定，才能保證測試樣品的黃金成色信息準確。

【參考文獻】

[1]鞠軍，陳永紅，高廣飛，等.貴金屬首飾分析研究進展[J].黃金，2011，32（6）：57-60.

[2]那勃，王偉，崔建軍，等.電感耦合等離子體發射光譜法測定金飾品中錸元素[J].貴金屬，2022，43（增刊1）：152-156.

[3]首飾貴金屬含量的測定X射線熒光光譜法：GB/T 18043—2013[S].

[4]高含量貴金屬合金首飾金、鉑、鈀含量的測定ICP差減法：GB/T 38145—2019[S].

[5]金合金首飾金含量的測定灰吹法（火試金法）：GB/T 9288—2019[S].

【作者簡介】

李思萌，男，1989年出生，助理工程師，雙學士，研究方向為珠寶首飾。

（編輯：李加鵬）