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贵金属行业解决方案

发布日期:2016/6/30 11:27:40  点击次数:2743

国家质检总局发布的国家标准GB/T18043《贵金属首饰含量的无损检测方法X射线荧光光谱法》中明确指出可使用X荧光来进行贵金属含量的无损检测方法。
目前在贵金属制造行业已经形成大规模使用X荧光光谱仪(XRF)来测试贵金属含量。

XRF对贵金属检测的独特优势

标准:产品符合国家相关行业标准和技术标准,并通过质监局等相关检验机构检验,并可以提供校准证书;
快速:对样品无需前处理,一般只需要20~200秒即可判定金、银、铂、钯等含量,方便对饰品做大量抽样的检测;
精准:ppm级精确度,可靠的检测数据;
无损:测试前后,样品无任何形式的变化;
直观:实时谱图,可直观显示贵金属或有害元素含量;
简易:操作简易,无需专业测试人员,无需严格的测试条件;
安全:三重保护装置,确保安全无误;
经济:测试过程基本不需要任何耗材,降低测试与维护费用;
可靠:为化学分析提供测量依据,减少成本,提高效率。

XRF原理图

饰品中有害元素指令的筛选性分析方法

国标GB/T28021中提出了针对饰品有害元素的测定采用原子吸收分光光度计(简称AAS)和电感耦合等离子体发射光谱仪(简称ICP)测试,并提供一个可以应用于XRF的测试方案。国标要求测试物品有多种产品,此类产品与人体皮肤直接接触。其代表性的物品有五大类。1:耳环。2:项链、手镯、手链、脚链、戒指。3:手表表壳、表链、表扣。4:按扣、搭扣、铆钉、拉链和金属标牌。5:珠宝玉石等。

从上述五大类样品的可以看出其中第一类到第四类都是材质都为金属材质,可以是贵金属系列也可以是钢系列或镀层系列。第五类可归于非金属系列。
按国标GB28480中针对饰品中有害元素含量应小于或等于下表中相应元素的最大限量要求。

 

元素

砷(AS)

铬(Cr六价)

汞(Hg)

铅(Pb)

镉(Cd)

最大限量(ppm)

1000

1000

1000

100

100

 

而对于易被儿童吞食的饰品或部件,有害元素的含量应符合上表要求,其溶出量还应小于或等于下表中相应元素的最大限量要求。

 

元素

锑(Sb)

砷(As)

钡(Ba)

镉(Cd)

铬(Cr)

铅(Pb)

汞(Hg)

硒(Se)

最大量

60

25

1000

75

60

90

60

500

 

按国标GB/T28020饰品中有害元素的含量可以采用XRF方法进行检测。经过X荧光光谱仪的初检后,我们可以把合格产品和不合格产品(即含量低于或高于30%最大限量值的产品)区分开来,但是X荧光有一定的应用范围,它无法测试元素价态,故六价铬中我们测试的是总铬含量,如果总铬含量不超标,则六价铬的量也不超标,如果总铬含量经过XRF确定超标后,可以通过紫外分光光度计进行六价铬的定量测试。而经过XRF筛选得出来的一些怀疑产品(即含量在最大限量上下波动,无法进行确定其是否合格和不合格的产品)则必须通过有损测试的光谱仪器ICP和AAS分析进行仲裁。

另外XRF由于只是测试元素的总含量,而无法进行溶出量的检测,我们可以通过XRF测试元素总量是否超过了溶出量最大限量,如果超过溶出量最大限量,则必须通过其他光谱分析检测设备(如ICP、AAS)来确定元素的溶出量是否超过了最大限量,所以如果要全方位的解决饰品中有害元素检测解决方案,单只靠XRF是无法全部做到的,还要进行其它分析测试,下图表示XRF检测饰品有害元素的筛选性初检分析方法:

一、XRF无损检测仪器

SMART 100 智能型全自动贵金属检测仪

本产品是在天瑞仪器多年贵金属检测技术和经验基础之上研发的一款新型高端测试仪,采用新一代探测器及多道技术,实现超高计数率,1秒出结果,准确分析贵金属含量。同时,具备二维移动平台及高清工业摄像头,实现样品精确定位。(可对99.99%黄金进行有效分析)

性能特点 
快,1秒钟出结果
1、采用行业最先进的极速探测器技术——(X-SDD)分辨率最低至125eV
优势:探测面积大(面积达25m㎡)、单位时间内接受信息多、计数率高分辨率好
对贵金属的探测效率更高,探测信噪比更强,检出限更低
2、采用行业最先进的数字多道技术
优势:有效提高输出效率,实现超高计数率,保证采集有效计数率超过30WCPS
3、采用大功率X光管及先进的准直滤光系统
优势:使贵金属的激发效率更高
4、光闸系统
优势:样品更换无需关闭高压,提高测试效率与测试精度

精密的定位系统
超高清晰工业摄像头,更清晰的显示测试点

多点测试
2D全自动移动样品台——可实现图像联动控制,多点连续测试

超小样品检测——最小可测到0.2毫米
8种准直器、4种滤光片快速切换功能,可根据不同样品进行选择
准直器最小可达0.2毫米,针对超小样品可准确聚焦检测
可高效区分99.9%及99.99%黄金纯度
可测量贵金属中有害元素,铅、镉等

人性化的设计
更安全:X射线联动安全装置----光闸与联动装置互动;仪器外壳与高压使能端相联动
更快捷:多点测试,点哪测哪
预约预热:根据设定时间,仪器可定时开始测试
预约开机预热功能:客户可预约仪器开机时间,同时可以仪器预热并自动检测、校正仪器状态;同时可以实现预约关机,关机前可设定声光提示

技术参数
测量元素范围:硫(S)~铀(U)
检出限:分析检出限可达2ppm,最薄可测试0.005μm
稳定性:0.02%
元素含量分析范围:2ppm~99.99%
探测器:X-SDD探测器,分辨率最低可达125eV
管流:≤1000uA
管压:5~50kV
测量时间:1s或以上(可调)
滤光片:4种滤光片自由切换
准直器:8种准直器自动切换
样品观察:高清工业摄像头
环境湿度:≤70%
环境温度:15℃~30℃
制冷方式:电制冷,无需任何耗材
输入电压:交流220V±5V,建议配置交流净化稳压电源

仪器配置
X-SDD探测器
数字多道分析系统
X射线源
高低压电源
准直器滤光片系统
精密移动平台
光闸系统
样品观测系统
电子控制系统
计算机及喷墨打印机

应用领域
首饰加工厂 
金银珠宝首饰店 
贵金属冶炼厂 
质量检验部门
分析测试中心
典当行
贵金属回收

实例检测

EDX 3000 PLUS 新型X荧光贵金属检测仪

天瑞新型X荧光贵金属检测仪EDX 3000 PLUS在测量金、银、铂、钯等贵金属含量上功能独到。采用25mm2大面积铍窗探测器,可准确无误地分析出黄金,铂金和K金饰品中金、银、铂、钯、铜、锌、镍的含量,测试结果完全符合国标GB/T 18043要求。

黄金贵重,仪器贵精。EDX 3000 PLUS最闪耀的亮点在于超高精确度(可对99.99%黄金进行有效分析)、超高分辨率、超清晰的摄像头、一键式智能操作,一切让贵金属检测如此简单!

性能特点

1、超高分辨率,世界一流

采用世界上最好的SDD硅漂移探测器 ,分辨率为139±5ev ,而常规的Si-PIN探测器,分辨率为160±5eV,能更好的检测铂金中铱和金的含量。

2、超高精确度,性能最优

使用25mm2大面积铍窗探测器,大大提高样品特征X荧光的接收能力。配合数字多道分析器技术,提高分析速度,总体提高系统处理能力,计数率最大可达8万,比Si-PIN 6mm2探头提高了5-10倍,精度提高了2-4倍。

3、超清晰摄像头,精确定位

采用新型工业级相机,样品图像更加清晰,轻松实现精准定位。

4、小准直器,轻松实现精小部位测试

提供多种准直器,直径最小达0.2mm,可轻松实现精小部位的精确测试,同时可根据测试需求电动切换准直器,使测量更加轻松更加准确。

5、一键式智能式操作,省去选曲线烦恼

Fp法的完整使用,只需一键操作即可智能化自动匹配曲线,操作一步到位。

应用领域

黄金、铂、银等贵金属和各种首饰的含量检测。 
贵金属主要指金、银和铂族金属元素(钌、铑、钯、锇、铱、铂)。贵金属纯度检测一般依据两项国家标准来进行,即GB-1887《首饰贵金属纯度的规定及命名方法》和GB/T-18043《贵金属首饰含量的无损检测方法X射线荧光光谱法》。

EDX 3000 PLUS 新型X荧光贵金属检测仪 
检测铂金中5%铱的含量谱图

技术参数 
元素分析范围从硫(S)到铀(U) 
分析检出限可达ppm级 
分析含量一般为ppm到99.99% 
任意多个可选择的分析和识别模型 
相互独立的基体效应校正模型 
多变量非线性回归程序 
多次测量重复性可达0.02%(含量96%以上) 
长期工作稳定性为0.05%(含量96%以上) 
温度适应范围为15℃至30℃ 
电源:交流220V±5V,建议配置交流净化稳压电源 
分辨率:139±5eV
样品腔尺寸:439mm×300mm×96mm
仪器尺寸:550mm×410mm×320mm
仪器重量:45kg

仪器配置 
移动样品平台 
信噪比增强器 
SDD探测器 
数字多道分析系统 
高低压电源 
大功率X光管 
计算机及喷墨打印机

EDX 3000 精密X荧光贵金属检测仪

EDX 3000采用最新的半导体探测器,远胜于正比计数探测器;准确无误地分析黄金,铂金和K金饰品中金/银/铂/钯/铜/锌/镍的含量,测试结果完全符合国标GB/T18043要求。

性能特点 
长效稳定X光管 
半导体硅片电制冷系统,摒弃液氮制冷 
采用天瑞仪器专利产品——信噪比增强器(SNE),大幅度提高光谱仪测量的稳定性和精确度 
内置高清晰摄像头,方便用户随时观测样品 
数字脉冲处理器,数据处理快速准确 
放大电路、高低压电源 
单样品腔,手动开关机盖,操作安全、方便 
三重安全保护模式 
多变量非线性回归程序 
相互独立的基体效应校正模型 
特别开发专用软件,操作界面十分友好

技术参数 
元素分析范围:金、银、铜、锌、镍等 
测量对象状态:粉末、固体、液体 
元素分析:可同时分析24种金属元素 
精密度:0.05%(96%以上)
能量分辨率:149±5eV
测量时间:60~200秒 
管压:5~50kV
管流:50~1000μA
环境温度:15℃~30℃ 
环境湿度:≤70%
重量:30kg

仪器配置 
Si-Pin 探测器 
高压 5kV~50kV
光管 50μA~1000μA
信噪比增强器 
多道脉冲幅度分析器 
单样品腔

实例检测

EDX 600 贵金属检测仪

EDX 600贵金属检测仪使用高效而实用的正比计数盒探测器,以实在的价格定位,满足贵金属的成分检测和镀层厚度测量的要求,且全新的更具有现代感的外形、结构及色彩设计,使仪器操作更人性化、更方便。

性能特点 
专业贵金属检测、镀层厚度检测 
内置信噪比增强器有效提高仪器信号处理能力25倍以上 
智能贵金属检测软件,与仪器硬件相得益彰 
任意多个可选择的分析和识别模型 
相互独立的基体效应校正模型 
多变量非线性回收程序

技术参数 
元素分析范围:从钾(K)~铀(U) 
测量对象:固体、液体、粉末 
分析含量一般为:1ppm~99.9% 
多次测量重复性可达:0.1% 
长期工作稳定性为:0.1%

仪器配置 
单样品腔 
正比计数盒探测器 
信号检测电子电路 
高低压电源 
X光管

实例检测

Genius 1000 XRF 手持式贵金属分析仪

Genius 1000 XRF手持式贵金属分析仪是一款专门针对在现场成分鉴定,进行X荧光分析应用而设计的仪器,具有体积小,重量轻,普通人可手持测量的特点;产品具有超小、超轻、超美、超安全、超方便、超长待机时间、超防水、超准、超快等特点,并在小型X射线荧光光谱仪上引入了数字多道技术,使仪器检出限更好,稳定性更高,适用面更广。 
该产品通过严格检测和验证,各项指标均符合相关技术要求,技术达国际先进水平。

性能特点

1、性能卓越堪比台式机

小功率端窗一体化微型光管、大面积铍窗SDD硅漂移探测器(世界上最好的探测器)及微型数字信号多道处理器三大核心技术的引入,大幅降低测试时间、提高检测精度、减少测试误差,使手持式仪器具有与台式相近的测试性能。

2、无损、快速检测

仪器既可手持1-2秒对样品进行快速测试,也能使用座式对样品进行较长时间的精细测试,10秒即可进行接近实验室精度的测量,整个检测过程被测样品无任何损坏。

3、轻元素检测功能

采用常压充氦气系统对设备充气,从而实现检测从Mg开始的元素,大大扩展测试元素范围,满足特定客户轻元素检测需求。

4、高清摄像头检测更加精准

内置高清晰摄像头,可以随时观察被测样品的测试位置。

5、直接测定无需制样

野外分析无需制备样品,可直接在待测物表面进行测定,可分析任何样品类型。

6、偏差校正轻松到位

多种测试模式设置及无限数目模式的自由添加,配合自动测试模式匹配功能,实现一键式轻松测试。内置强度校正方法,可校正几何状态不同和结构密度不均匀的样品造成的偏差。

7、小巧便携、操作快捷

体积很小,便携、方便野外工作,随时随地,随心所欲的现场分析和原位分析。

8、专业软件,操作简易

合金分析仪专业的应用软件,全新的软件界面和内核,将FP和EC软件相结合,应用面更广大。灵敏度高、测试时间短、操作简易等特点。

9、数据传输更加高速

采用嵌入式系统,高显示分辨率(640×480)液晶显示触摸屏,结合数字多道技术,采用SPI数据传输,有效提升数据传输能力与数据运算能力。

10、辐射防护、关爱健康

多重安全防护功能,自动感应,具有无样品空测,2秒自动关X光管功能;工作时的辐射水平远低于国际安全标准,无射线泄漏;加厚防护测试壁;配送测试防护安全罩。

11、电量强劲、充电方便

锂电池电量最大容量7800mAh,可连续工作8小时,并配备了宽电压的交流充电器或车载式充电器,保证随时随地进行测试。

12、多重防护,经久耐用

仪器自身具备防水防尘功能,并可在高温高湿环境下连续使用,其保护箱采用高强度军工用品,有良好的防潮防震防压三防功能。

实例检测

检测首饰实物

谱图分析

元 素

强 度

含 量

金(Au)
铜(Cu)
镍(Ni)
铁(Fe)
锌(Zn)
银(Ag)

0.484258
0.196015
0.122583
0.090834
0.080972
0.012456

74.492227
15.420389
6.225294
1.902314
1.535448
0.316642

该首饰主要成分: 
金、铜、镍、铁、锌、银;含金量为744.9‰

目前市场上销售的贵金属首饰

 

贵金属首饰名称

首饰类型

金属元素含量

类型标识

金首饰

18K金

Au≥750‰

18K、G18K、G750、Au750、金750

足金

Au≥990‰

足金、G990、Au990、金990

千足金

Au≥999‰

千足金、G999、Au999、金999

银首饰

925银(纹银)

Ag≥925‰

S925、Ag925、银925

足银

Ag≥990‰

S990、Ag990、银990

铂首饰

Pt900

Pt≥900‰

Pt900、铂900

Pt950

Pt≥950‰

Pt950、铂950

Pt990

Pt≥990‰

Pt990、铂990

钯首饰

Pd950

Pd≥950‰

Pd950、钯950

Pd990

Pd≥990‰

Pd990、钯990

 

目前市场上普遍销售的仿真首饰

 

仿真首饰名称

备 注

包 金

就是把黄金打制成极薄的金箔,包在以铜、银、锌、镍等为基体的材料上,加工成各种饰品给人以黄金相同的感觉。饰品上往往打24KF、18KF印记。

镀 金

是利用电解原理,在金属基体表面上镀上一层金膜,一般厚度为10微米以上,金属基体多为铜、银、锌、镍或它的合金。首饰上常有18KGP,24KGP印记。

亚 金

以铜为基体的仿金材料,表面上往往镀金。

稀 金

实际上不含金,主要是由铜、镍等组成的合金,含有少量稀土元素。

钛 金

市场上少有出现,也是一种仿金首饰,在基体表面上镀钛,生成一种叫TiN的物质。

二、化学分析检测仪器

ICP-AES电感耦合等离子体原子发射光谱仪因具有检出限低、测试速度快、分辨率高、准确度高等优点可广泛应用于贵金属中杂质元素含量的测定。根据中华人民共和国国家标准GB/T 21198-2007系列的要求,采用ICP-AES法可准确测定贵金属中各杂质元素的含量,从而采用差减法准确计算出贵金属的纯度。

ICP 2060T电感耦合等离子体单道扫描发射光谱仪

ICP 2060T型电感耦合等离子体单道扫描发射光谱仪,具有优异的分辨率、测试准确度与精密度,ICP2060T测定贵金属类样品,具有测试速度快、分辨率高、仪器灵敏度高、元素检出限低、精准度高等特点,可大大提高测试的精准度。

全反射消色差光学系统 
采用凹面反射镜代替凸透镜作为光学聚焦元件,解决了不同元素焦点不同而引起的色差问题,同时提高光学系统效率。 
波长范围宽 
选择3600条刻线光栅,波长范围可达190nm-500nm
选择2400条刻线光栅,波长范围可达190nm-800nm
全自动化设计 
自动化程度高,整台仪器除了电源开关,仪器所有功能都是通过计算机控制,可靠、安全、方便。 
气体流量自动控制 
进样系统中,载气、等离子气、辅气全部采用先进的质量流量控制器(MFC)来控制,具有流量连续可调、流量稳定等优点,确保了进样系统的稳定,为光源的稳定提供了坚强的保障。 
先进的进样系统 
进样系统高效、稳定,可配备国内外各种雾化器、雾化室,可以配备高盐雾化器,耐氢氟酸雾化器等,满足不同客户的需求。 
自动进样器:选配天瑞自主研发的自动进样器,让测试操作更加省心省力。 
稳定的废液排除系统 
通过蠕动泵进行废液排除,确保进样量与废液排除速度一致,客户可以根据需要适当调节速度,确保进样系统稳定。 
稳定先进的全固态射频电源 
仪器采用的射频电源为天瑞仪器自主研发的全固态射频电源,具有体积小、效率高、输出功率稳定、带有各种保护功能等诸多优点,进一步提高了仪器的稳定性与安全性。 
快速准确的全自动匹配功能 
负载终端采用天瑞仪器自主研发的全自动匹配技术,具有匹配速度快、精度高等优点,确保了输出功率最大限度的加到了负载上面,提高电源的使用效率,从而提高仪器的稳定性,并使得整个点火过程方便简单。

贵金属样品可测量元素评估

现针对贵金属类样品,经天瑞仪器应用研发中心评估,参照GB/T 21198-2007系列的要求,详细内容如下所示:

 

样 品

测量元素

天瑞仪器

样品处理概述

备 注

铂合金、金合金、钯合金首饰

银、金、铋、镉、钴、铜、铁、铱、锰、镍、铅、铂、钯、铑、钌、锡、钛、锌

ICP 2060T

称取约0.5g样品至50ml烧杯中,精确至0.01mg,加入王水30ml,缓慢加热直至完全溶解,继续加热赶尽氮氧化物,冷却定容至50ml,摇匀待测

采用差减法即可计算出主元素的含量。

银合金首饰

金、铋、镉、钴、铜、铁、铱、锰、镍、铅、铂、钯、铑、钌、锑、硒、锡、碲、钛、锌

ICP 2060T

称取约0.5g样品至50ml烧杯中,精确至0.01mg,加入王水15ml,缓慢加热直至完全溶解,加入2ml盐酸静置2h使银完全转换为氯化银沉淀,用慢速滤纸过滤转移至50ml容量瓶,加入15ml盐酸,定然至刻度,摇匀待测

 

产品规格与技术指标 
固态电源 
工作频率:27.12MHz
频率稳定性:<0.05%
匹配方式:自动匹配
输出功率:800W ~1600W,连续可调,电源效率大于65%
输出功率稳定性:≤0.2%
输出工作线圈内径25mm、3匝,配三同心外径20mm的石英炬管
同轴型喷雾器外径6mm;双筒型雾室外径35mm
扫描分光器
光路:Czerny turner型
焦距:1000mm 
光栅规格:离子刻蚀全息光栅,刻线密度3600L/mm或2400L/mm;刻划面积(80×110)mm
分辨率:≤0.008nm(3600线光栅) ≤0.015nm(2400线光栅)
扫描波长范围:3600线光栅:(190~500) nm;2400线光栅:(190~800) nm
电子测量及控制电路
光电倍增管规格:R212/R928
光电倍增管负高压:(-50~-1000)V
光电倍增管电流测量范围:(10-12~10-4)A
信号采集:VF转换
计算机系统
主机:联想品牌电脑
显示器:17英寸液晶显示器
打印机:Canon喷墨打印机
整机技术指标
扫描波长范围:190nm~500nm(3600L/mm光栅),
190nm~800nm(2400L/mm光栅);
仪器尺寸 
体积:台式 1.5m×0.8m×0.8m
测量范围 
a.液体含量:0.01ppm-几千ppm
b.固体含量:0.001%------70%
重复性:(即短期稳定度)相对标准偏差RSD≤1.5% ;
稳定性:相对标准偏差RSD≤2%;
测试速度:5-8元素/每分钟
典型元素检出限(μg/L):大部分元素1ppb-10ppb

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