العربية 
English 
Español 
Português 
Deutsch 
Italiano 
Français 
Русский 
Bahasa Indonesia 
日本語 
한국어 
Suomi 
Svenska 
Polski 
Română 
Ελληνικά 
Türkçe 
Čeština 
Magyar 
Norsk bokmål 
اكتشف الطرق الدقيقة لاختبار نقاء مجوهرات المعادن الثمينة
دليل إرشادي لاختبار محتوى المجوهرات من المعادن الثمينة
جدول المحتويات
القسم Ⅰ مبادئ اختبار نقاء المجوهرات المعدنية الثمينة
إن اختبار نقاء المجوهرات المعدنية الثمينة موجود منذ العصور القديمة. اعتمد أسلافنا في المقام الأول على مداركهم الحسية وتجاربهم الحالية لإجراء اختبارات لتحديد نقاء المجوهرات المعدنية الثمينة. فعلى سبيل المثال، كانوا يلاحظون لونها بأعينهم ويزنونها بأيديهم ويختبرون صلابتها عن طريق عضها. وبالطبع، هناك بالطبع أساس علمي محدد وراء ذلك. ولكن، مع تطور العلم والتكنولوجيا، أدى الاختراع والتحديث المستمر لأدوات الاختبار العلمية إلى إدخال بعض أدوات الاختبار العلمية الحديثة في اختبار نقاء المجوهرات المعدنية الثمينة، خاصة في الاختبار التجاري.
تعتمد التكنولوجيا الحديثة لاختبار نقاء المجوهرات المعدنية الثمينة على أدوات علمية تتميز بالدقة وقصر وقت الاختبار وانخفاض تكلفته وسهولة تشغيله. وهي تتطور نحو طرق أسرع وأبسط وأكثر دقة. مع التقدم المستمر للعلم والتكنولوجيا، ستصبح تقنيات وطرق اختبار نقاء المجوهرات المعدنية الثمينة أكثر دقة.
عند اختبار نقاء المجوهرات المعدنية الثمينة، يجب اتباع المبادئ الثلاثة التالية بشكل عام
(1) يجب إجراء اختبارات غير متلفة قدر الإمكان. لذلك، عند اختيار طرق الاختبار، يجب اختيار الطرق التي لا تضر بمظهر المجوهرات المعدنية الثمينة. وإذا كان لا يمكن تجنبها حقاً، يجب الحصول على موافقة أو إذن من العميل.
(2) يجب أن يحافظ الكشف على مستوى معين من الدقة. بعبارة أخرى، يجب أن تكون دقة الكشف ضمن النطاق القياسي المقابل.
(3) يجب أن تكون تكلفة الكشف منخفضة قدر الإمكان.
تشمل الأهداف المحددة للكشف عن جودة المجوهرات المعدنية الثمينة بشكل أساسي جانبين: الأول هو تحديد أصالة المجوهرات المعدنية الثمينة؛ والثاني هو تحديد جودة المجوهرات المعدنية الثمينة.
القسم الثاني طرق الكشف البسيطة الشائعة للكشف عن جودة المجوهرات المعدنية الثمينة
منذ العصور القديمة، اكتشف الناس مجموعة كاملة من الطرق التجريبية لتحديد جودة وأصالة المعادن الثمينة بناءً على خصائصها. وباستخدام هذه الطرق بشكل صحيح يمكن تحديد أصالة وجودة المجوهرات المعدنية الثمينة بشكل فعال وسريع ونوعي.
1. طريقة مراقبة اللون
أدرك القدماء أن هناك تطابقًا معينًا بين لون الذهب ومحتواه. هناك قول مأثور في التراث الشعبي: "أربعة سبعات ليست من الذهب". تشير عبارة "سبعة أخضر" إلى محتوى الذهب 70％ ومحتوى الفضة 30％، حيث يظهر الذهب أصفر مخضر؛ وتشير عبارة "ثمانية أصفر" إلى محتوى الذهب 80％ ومحتوى الفضة 20％، حيث يظهر الذهب أصفر ذهبي; تشير "تسعة أرجواني" إلى محتوى الذهب 90％ ومحتوى الفضة 10％، حيث يظهر الذهب أصفر أرجواني؛ تشير "عشرة أحمر" إلى محتوى الذهب القريب من 100％ ومحتوى الفضة المنخفض للغاية، وهو الذهب الأحمر أو الذهب الناعم أو الذهب الخالص، حيث يظهر الذهب أصفر مائل إلى الحمرة. هذه الطريقة التقليدية لتلخيص التجربة فعالة فقط للحكم على الذهب الصافي المحتوي على الفضة.
يوجد تدرج طفيف مائل إلى الحمرة فوق الأصفر الذهبي للذهب الخالص والذهب الناعم والذهب الأحمر والذهب الأحمر الخالص والذهب الأحمر الخالص والذهب عيار 999 والذهب عيار 24 قيراط. اللون الذي يُشار إليه باسم "الذهب الأحمر" أو "الذهب الناعم" في التراث الشعبي هو هذا اللون من الذهب الخالص. بالنسبة للذهب عيار 22 ك، و18 ك، و14 ك، و10 ك، و9 ك، و8 ك، يعكس لون المجوهرات الذهبية أنواع ونسب الشوائب في الذهب. وبصفة عامة، يميل لون سلسلة الذهب الصافي المحتوي على الفضة إلى اللون الأصفر، بينما يميل لون سلسلة الذهب المختلط المحتوي على النحاس إلى اللون الأحمر.
لا يمكن أن يكون الحكم على جودة الذهب بناءً على اللون المعروض سوى وصف نوعي. ومع التطور العلمي والتكنولوجي الحديث، يمكن للذهب من مختلف النوعيات أن يُظهر نفس اللون، كما قدمنا سابقاً. إن استخدام هذه الطريقة لتحديد جودة الذهب الطبيعي له بعض الأساس المنطقي.
في المجوهرات التقليدية المصنوعة بالحرف اليدوية التقليدية، غالبًا ما تستخدم المجوهرات الفضية المقلدة سبائك الألومنيوم أو الألومنيوم أو النحاس الأبيض أو القصدير أو سبائك القصدير، والتي عادة ما يكون لونها رمادي باهت وبريقها ضعيف؛ أما المجوهرات منخفضة الفضة فلونها أصفر أو رمادي قليلاً ولونها رديء؛ أما المجوهرات عالية الفضة فتكون ناصعة البياض ونقية البياض وبريقها أفضل. وبصفة عامة، عندما تكون المجوهرات عبارة عن سبيكة من الفضة والنحاس، تظهر الفضة 85 مائلة إلى الحمرة قليلاً، وتظهر الفضة 75 مائلة إلى الأصفر المائل إلى الحمرة، وتظهر الفضة 60 مائلة إلى الحمرة، وتظهر الفضة 50 مائلة إلى السواد؛ وعندما تكون المجوهرات عبارة عن سبيكة من الفضة والنحاس الأبيض، تظهر الفضة 80 مائلة إلى اللون الأبيض المائل إلى الرمادي، وتظهر الفضة 50 مائلة إلى اللون الرمادي المائل إلى السواد الرمادي؛ وعندما تكون المجوهرات عبارة عن سبيكة من الفضة والنحاس الأصفر، كلما كان محتوى الفضة أقل، كان لون المجوهرات أكثر صفرة. بشكل عام، تتمتع المجوهرات البيضاء النقية والمصنوعة بدقة بجودة تزيد عن 90 درجة. وبالمقارنة، تبلغ جودة المجوهرات البيضاء ذات اللون الرمادي والأحمر والمصنوعة بحرفية خشنة حوالي 80 درجة مئوية، وعادةً ما تكون جودة المجوهرات ذات اللون الرمادي والأسود أو الأصفر الفاتح والأحمر أقل من 60 درجة مئوية. وتجدر الإشارة إلى أن المجوهرات الفضية المقلدة المصنوعة بحرفية حديثة أو المجوهرات منخفضة الفضة، عندما تكون مطلية السطح بالفضة أو الروديوم، يمكن أن يكون لها ألوان ودقة وبريق سطحي لا يمكن تمييزه عن المجوهرات الفضية الأصلية، مما يجعل من المستحيل تقييم جودة المجوهرات بصرياً.
تختلف جودة البلاتين وتكوين عناصر السبائك، مما يؤدي إلى اختلاف الألوان المعروضة: يظهر البلاتين عالي الجودة بلون أبيض مزرق مع لون رمادي قليلاً. البلاتين الذي يحتوي على كمية معينة من النحاس أو الذهب يظهر بلون أبيض مزرق مع لون أصفر خفيف. يظهر البلاتين الذي يحتوي على كمية أعلى من Ag باللون الأبيض الفضي. وتظهر مجوهرات البلاديوم عموماً بلون أبيض فضي مع بريق معدني جيد. غالباً ما تُصنع مجوهرات البلاتين أو البلاديوم المقلدة من النحاس الأبيض وسبائك النيكل وسبائك الصوديوم وغيرها، والتي تكون عرضة للأكسدة والبهتان.
2. طريقة اختبار المحك
إن طريقة المحك هي أقدم أداة وطريقة لتحديد أصالة وجودة الذهب والفضة، مع وجود سجلات لاستخدامها في الحضارات القديمة حول العالم. وهي تنطوي على خدش المجوهرات المختبرة ومعيار ذهبي (مجموعة من الصفائح الذهبية ذات جودة محددة، يشار إليها بالمعيار) على المحك. ومن خلال مقارنة لون الخدوش المتبقية على المحكّ، يمكن للمرء تحديد أصالة المجوهرات وجودتها. ولطالما اعتُبرت طريقة الاختبار هذه طريقة كشف دقيقة وموثوقة وسريعة نسبياً. وحتى اليوم، لا تزال العديد من متاجر إعادة تدوير الذهب والفضة تستخدم هذه الطريقة بشكل متكرر لتحديد المواد بسرعة، والتي يمكنها الكشف عن جودة المجوهرات الذهبية وجودة المجوهرات الفضية.
أحجار اللمس التقليدية هي في الغالب أحجار سوداء أو رمادية اللون، مصنوعة بشكل عام من الصوان الأسود أو الصخر السيليسي الأسود، وتبلغ صلابتها في موس حوالي 6.5 وملمسها ناعم. يمكن معالجة حصى الصخور السيليسية الداكنة بالقرب من موقع الذهب والنحاس القديم في شينجيانغ بالصين، والصخور السيليسية الداكنة المعروفة باسم "طلاء الصحراء" في صحراء غوبي، وأحجار زهرة المطر السوداء من نانجينغ إلى أحجار لمس ممتازة بعد طحنها. صفيحة اختبار الذهب عبارة عن صفيحة صغيرة رفيعة مصنوعة من الذهب بدرجات نقاء قياسية مختلفة، منقوش عليها النقاء القياسي لصفيحة الذهب على أحد طرفيها، والتي تحتوي على ثقب صغير محفور من خلالها لتكوين مجموعات تتكون عادةً من عدة قطع، كما هو موضح في الشكل 6-1. وكلما كان تصنيف صفيحة اختبار الذهب أدق، كلما كان نطاق الألوان المغطاة أوسع، وكلما كانت نتائج التحليل أكثر دقة.
الطريقة المحورية لاختبار نقاء المجوهرات الذهبية هي طريقة القياس اللوني. والطريقة هي كما يلي:
(1) إعداد المحك.
اغسل سطح عمل حجر الاختبار بالماء واشطفه وجففه. على سطح الحجر بزيت الخروع المطلي بزيت الخروع لتشكيل قناة الزيت، طويلة حتى نهايات حجر الاختبار، يكون عرض 20 مم مناسبًا، بعد التزييت بقطعة قماش حريرية نظيفة لمسح الزيت العائم بحيث تحافظ قناة الزيت على طبقة رقيقة جدًا. عندما تكون طبقة الزيت سميكة جدًا، يكون من السهل دحرجة الزيت والأسود، ولكن إذا كانت جافة جدًا، فليس من السهل تلوينها. يجب أن تكون حافة قناة الزيت مستقيمة ومتدفقة ومتوازية مع حافة حجر الاختبار، ومع عدم وجود جزء زيت من تشكيل تمييز واضح للحفاظ على طحن نفس طول القناة الذهبية. انتبه إلى الأصابع. لا تلمس سطح الحجر، وتجنب السطح الملطخ بالغبار والرطوبة، خاصة في غازات الفم والعرق في اليدين. خلاف ذلك، يتطلب الأمر العمل على التلوين.
(2) طريقة الطحن.
عند استخدام حجر اللمس للطحن، يجب عادةً إمساك الحجر باليد اليسرى والذهب باليد اليمنى، على أن يكون الإبهام في الأعلى والأصابع الأخرى في الأسفل. يجب أن يكون الجانب المزيّت في الأعلى، ويجب أن يكون حجر اللمس ممسكاً بإحكام في اليد وثابتاً على الطاولة دون حركة. أثناء الطحن، يجب الضغط على الصنف المراد اختباره أو صفيحة الاختبار بإحكام على سطح الحجر، ويجب استخدام اليد اليمنى التي تحمل الذهب بقوة المعصم. يبلغ طول مسار الطحن بشكل عام 20-30 مم وعرضه 3-5 مم. يجب أن يكون مسار القطعة الذهبية ومسار لوحة الاختبار متناسقين في الطول والعرض، ويمكن طحن مسار لوحة الاختبار على جانبي مسار القطعة الذهبية لمقارنة اللون. إذا كان لون مسار القطعة الذهبية غير متناسق مع مسار لوحة الاختبار، اختر لوحة اختبار أخرى لطحنها ولاحظ اللون حتى يتطابق المسارين.
(3) تحديد الهوية
عندما يتم خدش الذهب على محك اللمس، فإنه يترك علامة ملونة. على مدار فترة طويلة من الممارسة، لخص الناس مجموعة من التجارب للتعرف على أصالة الذهب وجودته باستخدام حجر اللمس، والمعروفة باسم "النظر إلى اللون المسطح، والنظر إلى الضوء بزاوية مسطحة، والاستماع إلى الصوت عن كثب". يكون الذهب الخالص المحتوي على الفضة ناعمًا، ويظهر مسار الذهب مزرقًا دون لون عائم مع التركيز بشكل أساسي على "النظر إلى اللون بشكل مسطح" وبشكل ثانوي على "النظر إلى اللون العائم بزاوية". بالنسبة للذهب المختلط الذي يحتوي على الفضة والنحاس، يكون الصوت والضوء العائم أثناء الطحن، مع التركيز بشكل أساسي على "النظر إلى اللون العائم بزاوية" وبشكل ثانوي على "النظر إلى اللون بشكل مسطح". يمكن أن يؤدي استخدام الحمض لتآكل مسار الذهب إلى تعزيز اختلافات اللون وإبراز السمات المميزة. يجب أن يتفاعل الحمض المستخدم بشكل تفضيلي مع المعادن الأساسية والفضة في المواد المعدنية الثمينة. واعتماداً على نوعية السبيكة، يمكن أن تشمل الأحماض المستخدمة حمض النيتريك، أو خليط من حمض النيتريك والملح، أو خليط من حمض النيتريك وحمض الهيدروكلوريك، إلخ.
يتم تحديد طريقة المحك لاختبار جودة المجوهرات الذهبية عن طريق الملاحظة البصرية والمقارنة، مما يتطلب خبرة عملية غنية ويتأثر بالعديد من العوامل البشرية، مما يؤدي إلى دقة محدودة. بالإضافة إلى ذلك، مع زيادة أنواع المجوهرات الذهبية وزيادة تعقيد تركيباتها، ومع وجود عدد محدود من البطاقات الأخوية للذهب، يصبح من الصعب التمييز بين المشغولات المطلية بالذهب أو المغلفة بالذهب. ومع التطور المستمر لتكنولوجيا الفحص غير المتلف للذهب، تم استبدال طريقة المحك باللمس تدريجياً بطرق أخرى أكثر ملاءمة وبساطة ودقة.
3. طريقة الوزن
يتميز الذهب بكثافة عالية، حيث تبلغ كثافة الذهب النقي 19.32 جم/سم3 الكثافة. عندما يتم وزنه باليد، تشعر بثقله وتشعر بثقل ملحوظ. نظرًا لأن كثافة الذهب أكبر بكثير من كثافة معادن مثل الرصاص والفضة والنحاس والقصدير والحديد والزنك، سواء كان نحاسًا (بكثافة 8.9 جم/سم3)، أو السبائك النحاسية، أو مواد الذهب المقلدة مثل الذهب النادر أو الذهب الفرعي أو الذهب المقلد وما إلى ذلك، أو المواد المطلية بالذهب، فإن المواد المطلية بالذهب مثل الذهب والمجوهرات المملوءة بالذهب لا تتمتع بثقل الذهب النقي عند وزنها باليد. طريقة الوزن هي الأكثر فعالية لتمييز الذهب عيار 24 قيراط. ومع ذلك، يمكن أن تكون أكثر فاعلية في تمييز المنتجات المطلية بالذهب أو المملوءة بالذهب المصنوعة من سبائك التنغستن، التي لها كثافة مشابهة للذهب، لأنه من الصعب الشعور بالفرق بين الاثنين باليد.
وتبلغ كثافة البلاتين 21.45 جم/سم مكعب3وتبلغ كتلة الحجم نفسه من البلاتين أكثر من ضعف كتلة الفضة (بكثافة 10.49 جم/سم مكعب3). كما أنه أكثر كثافة من الذهب، مما يجعله ثقيل الوزن عند وزنه باليد. ولذلك، عند استخدام طريقة الوزن للتمييز بين المجوهرات البلاتينية والذهبية والفضية، هناك قول مأثور "الثقيل هو البلاتين أو الذهب، والخفيف هو الفضة أو النحاس الأصفر".
وبما أن هناك أيضًا فرقًا كبيرًا في الكثافة بين الفضة والألومنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ، يمكن أيضًا استخدام طريقة الوزن للتمييز بينها، حيث يقول "الألومنيوم خفيف، والفضة ثقيل، ومنتجات النحاس والصلب ليست خفيفة ولا ثقيلة."
4. طريقة الليونة
كما يمكن أن تشير سهولة ثني المجوهرات أيضاً بشكل غير مباشر إلى نقاء المجوهرات الذهبية ونوع المادة المعدنية الثمينة. يتمتع الذهب النقي بمرونة ممتازة، وهو مظهر شامل لصلابة الذهب العالية وصلابته المنخفضة. وتأتي الفضة في المرتبة التالية، والبلاتين أكثر صلابة من الفضة، والنحاس أعلى صلابة. أما سبائك الذهب والفضة فهي أكثر صلابة قليلاً، وسبائك الذهب والنحاس أكثر صلابة؛ وكلما انخفض محتوى الذهب في السبيكة، زادت الصلابة. على سبيل المثال، تُشعر المجوهرات المصنوعة من الذهب الخالص بنعومة شديدة عند ثنيها برفق عند فتحتها أو قفلها، بينما لا تتمتع خامات الذهب المقلد بهذا الشعور. ولذلك، يسهل ثني الذهب النقي وكسره، في حين أن مجوهرات الذهب الأقل نقاءً لا يسهل ثنيها وتكون عرضة للكسر.
عند استخدام هذه الطريقة لاختبار المجوهرات الذهبية والفضية، يجب إيلاء اهتمام خاص لتأثير عرض وسُمك المجوهرات على مرونتها. بشكل عام، تبدو المجوهرات الأعرض والأكثر سُمكاً أكثر صلابة عند ثنيها، وعلى العكس من ذلك، تبدو المجوهرات الأضيق والأرق أكثر ليونة.
5. طريقة اختبار الصلابة
ترتبط صلابة المجوهرات المعدنية الثمينة ارتباطاً وثيقاً بمحتواها من الذهب؛ فكلما زادت درجة النقاء، انخفضت الصلابة. ويتميز الذهب النقي بصلابة منخفضة للغاية؛ والطريقة الشائعة هي قضمه بالأسنان. ونظراً لأن صلابة الأسنان أكبر من صلابة الذهب، يمكن ترك علامات العض على الذهب، مما يدل على أنه ذهب عالي النقاء. في المقابل، تتميز مواد الذهب المقلد بصلابة أعلى، مما يجعل من الصعب ترك علامات العض. أثناء الاختبار، عادةً ما تُستخدم إبرة نحاسية صلبة لخدش ظهر المجوهرات أو المنطقة غير الواضحة من المجوهرات برفق؛ وكلما كان الخدش المتبقي أعمق، كان محتوى الذهب أعلى، والعكس صحيح إذا كان الخدش غير واضح أو سطحي. من المهم ملاحظة أنه في الاختبارات التجارية، يعتبر استخدام هذه الطريقة لاختبار نقاء المجوهرات المعدنية الثمينة اختباراً مدمراً ويجب أن يتم بموافقة أو تفويض من العميل.
وتتميز الفضة النقية أيضاً بصلابة منخفضة ويمكن خدشها بالأظافر. إذا كانت المجوهرات لينة وغير قاسية، فقد تحتوي على القصدير أو الرصاص؛ وإذا كانت صلبة وغير قاسية، فقد تكون مصنوعة من النحاس (فضة النيكل) أو الحديد أو سبائك أخرى.
6. طريقة اختبار الحريق
وكما يقول المثل "الذهب الحقيقي لا يخشى النار"، و"النار الشديدة تكشف عن الذهب الحقيقي". يتمتع الذهب بنقطة انصهار عالية (1063 درجة مئوية) ويمكن أن يظل غير ذائب وغير مؤكسد وغير متغير اللون في درجات الحرارة العالية (تحت نقطة الانصهار). وحتى إذا تجاوزت درجة الحرارة درجة الانصهار وبدأ الذهب في الذوبان، فإنه يظل محافظاً على لونه. في المقابل، يتغير لون الذهب منخفض القيراط والمواد الذهبية المقلدة منخفضة القيراط، حتى أنه يتحول إلى اللون الأسود، عند حرقه ساخناً بدرجة حرارة حمراء وتبريده.
درجة انصهار البلاتين (1773 ℃) أعلى من درجة انصهار الذهب. وبعد حرقه وتبريده، يظل لونه دون تغيير، بينما يتحول لون الفضة إلى اللون الأبيض الحليبي أو الأحمر المائل إلى الحمرة أو الأحمر المائل إلى السواد بعد حرقه وتبريده، وذلك حسب محتوى الفضة.
7. طريقة الاستماع إلى الصوت والنغمة
بسبب الصلابة المنخفضة للذهب والفضة والبلاتين، عندما يتم إلقاء مجوهرات الذهب الخالص أو المجوهرات الذهبية عالية القيراط في الهواء، يكون صوتها عند السقوط باهتاً دون ضوضاء أو ارتداد. عندما تسقط المجوهرات على أرضية إسمنتية صلبة، تصدر المجوهرات الذهبية أو البلاتينية عالية القيراط صوتاً باهتاً مع القليل من المرونة؛ أما المجوهرات ذات العيار المنخفض أو النحاس أو الفولاذ المقاوم للصدأ فتصدر صوتاً حاداً وعالياً مع ارتداد عالٍ. أما الذهب النقي التقليدي فيصدر صوتاً ولكن بدون نغمة وارتداد قليل، بينما يصدر الذهب المختلط صوتاً ونغمة وارتداداً، مع ارتداد أكبر ونغمات أكثر حدة وأطول مما يشير إلى نقاء أقل. ومع ذلك، مع التقدم في تكنولوجيا تصنيع المجوهرات الذهبية، ظهرت العديد من منتجات الذهب الخالص عالية النقاء في السوق الحالية، والتي تفي بمعايير الذهب عيار 999 وتمتلك مرونة جيدة.
إن كثافة البلاتين أعلى من كثافة الذهب، كما أن خصائص صوت البلاتين عند إلقائه في الهواء وسقوطه على الأرض مشابهة لخصائص الذهب، والتي يمكن استخدامها لتمييز البلاتين المقلد والمطلي بالبلاتين والمجوهرات المطلية بالبلاتين والمغلفة بالبلاتين.
وبالمثل، تتمتع الفضة الإسترليني والمجوهرات الفضية عالية النقاء بكثافة عالية وملمس ناعم، مما يؤدي إلى ارتفاع ارتداد منخفض عند سقوطها على سطح ما. وفي المقابل، تتميز الفضة المقلدة أو المجوهرات الفضية منخفضة النقاء بارتفاع ارتداد أعلى نسبياً بسبب انخفاض كثافتها وصلابتها.
8. طريقة الوسم
يجب أن يتم ختم المجوهرات الذهبية وفقاً للمعايير الدولية للإشارة إلى نقاوتها. في بلدنا، يتم تمييز الذهب عيار 24 قيراطاً بعلامة "نقي" أو "ذهب نقي" أو "ذهب أحمر" أو "عيار 24 قيراطاً"، ويتم تمييز الذهب عيار 18 قيراطاً بعلامة "18 قيراطاً" أو "750"، من بين علامات أخرى.
في بلدنا، يتم تمثيل نقاء الفضة بحرف الألف أو النسبة المئوية أو الكسر متبوعًا بحرف "s" (الفضة)، مثل "800s" و"80s" و"80％ S"، وكلها تشير إلى نقاء الفضة 80％؛ أما على المستوى الدولي، فيتم تمثيلها عادةً بحرف الألف متبوعًا بحرف "S" أو "فضة"، مثل "800 S" و"800 Silver"، وكلاهما يشير إلى نقاء الفضة 80％. يوجد أيضاً ختم مادة مطلية بالفضة، وعادةً ما يُرمز لها دولياً بحرف "SF" (الحروف الأولى من حشوة الفضة).
على الصعيد الدولي، يُشار إلى نقاء البلاتين وجودته برقم ألف متبوعًا بكلمة "Pt" أو "Plat" أو "بلاتينيوم"، مثل 950Pt الذي يشير إلى نقاء البلاتين بنسبة 95％؛ أما في الولايات المتحدة، فيتم الإشارة إليه فقط بكلمة "Pt" أو "Plat"، مما يضمن أن نقاء البلاتين أعلى من 95％.
القسم الثالث الطريقة الهيدروستاتيكية (طريقة الكثافة)
1. مبدأ الكشف
تبلغ كثافة الذهب النقي 19.32 جم/سم مكعب3. إذا تم قياس كثافة حلية معدنية ثمينة معينة لتكون أقل من هذه القيمة، يمكن التأكد من وجود معادن أخرى مختلطة بها. يرتبط حجم الكثافة ارتباطًا وثيقًا بنقاء الذهب. ويمكن الاستدلال على نقاء الذهب من الكثافة، وهذا هو المبدأ الأساسي لاستخدام طريقة الكثافة لاختبار نقاء حلية معدنية ثمينة.
وحجم المجوهرات يساوي مجموع حجم الذهب النقي في المجوهرات وحجم المعادن المشوبة، وهو
V = Vنقي + Vالشوائب （6-1）
في الصيغة
V-حجم الملحق (مل);
Vنقي-حجم الذهب النقي في المجوهرات (مل)
Vالشوائب -حجم الشوائب في المجوهرات (مل)
باستخدام ميزان تحليلي 1/10000 للوزن الدقيق، تكون كتلة المصوغات الذهبية م؛ ثم باستخدام خيط رفيع لتثبيت المصوغات، تُقاس كتلتها في الماء بدقة على أنها م' (يجب خصم كتلة الخيط إذا لزم الأمر). وفقًا لمبدأ أرخميدس، فإن قوة الطفو المؤثرة على جسم ما في الماء تساوي كتلة الماء الذي يزيحه، أي
m - m' = V x ρ المياه （6-2）
الكثافة المعتادة للماء هي 1 جم/سم مكعب3 وينتج عن ذلك: m - m' = V، بالتعويض بالمعادلة (6-1) نحصل على
م - م' = فنقي + V الشوائب
ووفقًا للعلاقة بين حجم الجسم وكتلته V = m/rρ، يترتب على ذلك:
بتبسيط المعادلة أعلاه والتعويض بكثافة الذهب النقي ρ النقي = 19.32 جم/سم3 لتحويله إلى كسر كتلة، نحصل على:
في الصيغة
م - جودة المجوهرات (ز);
م' - نوعية المجوهرات في الماء (ز);
m نقي - جودة الذهب الخالص في المجوهرات (ز);
ρ الشوائب - كثافة الشوائب في المجوهرات (جم/سم3)
2. طريقة أخذ قيمة الشوائب ρ الشوائب
تُستخدم الصيغة المذكورة أعلاه للكشف عن محتوى الذهب في المشغولات الذهبية، ويتم الحصول على الوزن الفعلي بالميزان التحليلي. يبقى تحديد قيمة الشوائب. ووفقًا لخبرة المجوهرات الذهبية في الشوائب الرئيسية للذهب Ag والنحاس، يتم تحديد كثافة الشوائب من خلال المحتوى النسبي للشوائب في Ag والنحاس. من بينها، كثافة Ag هي 10.49 جم/سم3، وكثافة النحاس 8.90 جم/سم مكعب3وبالتالي فإن قيمة الشوائب تتراوح بين 8.90 ~ 10.49/سم3. قيم الشوائب هي كما يلي:
لسبائك سلسلة الذهب - الفضة (الذهب الشفاف): ρ الشوائب = ρ الفضة = 10.49 جم/سم = 10.49 جم/سم3
لسبائك سلسلة الذهب - النحاس (الذهب المختلط): ρ الشوائب = ρ النحاس = 8.90 جم/سم = 8.90 جم/سم3
بالنسبة لسلسلة سبائك الذهب - الفضة - النحاس (الذهب المختلط): ρ الشوائب =1/(س/س/د) الفضة + ص/د+ ص/د النحاس)، س + ص = 1
إذا كان x = y = 0.5، فإن ρ الشوائب = 9.63 جم/سم = 9.63 جم/سم3
إذا كانت x:y = 1 : 2، فإن x = 0.3333، y = 0.6666، ρ الشوائب = 9.375
إذا كانت x:y = 2 : 1، فإن x = 0.6666، y = 0.3333، ρ الشوائب = 9.901
يُظهر التحليل أعلاه أن كثافة سبيكة الذهب وكثافة الأنواع والنسب المختلفة من معادن الشوائب هي العوامل الرئيسية لحساب جودة المشغولات الذهبية بدقة. لا يمكن حساب جودة العينة باستخدام طريقة الكثافة إلا عندما تكون أنواع ونسب معادن الشوائب في العينة التي يتم اختبارها معروفة مسبقًا، وهو أيضًا شرط ضروري لاختبار الكثافة.
وتجدر الإشارة إلى أن الطريقة الهيدروستاتيكية يمكنها تحديد محتوى الذهب في المجوهرات الذهبية النقية بدقة أكبر. وبدلاً من ذلك، عندما تكون النسب العنصرية لمكونات السبيكة معروفة، يمكن حساب محتوى الذهب في المجوهرات بناءً على قيمة الكثافة المكتشفة للمجوهرات. ومع ذلك، عندما تكون نسب مكونات السبيكة غير معروفة، يستحيل عادةً حساب محتوى الذهب في المجوهرات بناءً على قيمة الكثافة المكتشفة. ولذلك، عندما تكون مكونات السبيكة غير مؤكدة، لا يوجد تطابق واحد لواحد بين محتوى الذهب في المجوهرات وقيمة الكثافة.
3. خصائص الكشف عن طريقة الكثافة
تقوم طريقة الكثافة باختبار كثافة المجوهرات باستخدام مبدأ أرخميدس، وحساب محتوى الجودة بناءً على كثافة سبائك الذهب والفضة والنحاس كدالة لمحتوى الذهب. وتتميز هذه الطريقة بمزايا مثل الملاءمة والسرعة وعدم إتلاف العينات وعدم وجود معدات قليلة وسهولة التشغيل. وهي تميّز بفعالية بين أصالة المجوهرات الذهبية، مثل تحديد ما إذا كانت ذهبية أو مطلية بالذهب وقياس محتوى الذهب في المجوهرات الذهبية النقية. دقة الفحص عالية نسبيًا بالنسبة للمجوهرات المدموغة غير الملحومة، مثل الخواتم والسلاسل السوطية. ومع ذلك، لا يمكنه فحص المجوهرات المجوفة. ولا يمكنه التمييز بين الشوائب عالية الكثافة، مثل التنجستن، الذي تبلغ كثافته 19.35 جم/سم3قريب جدًا من الذهب الخالص، مما يجعل من الصعب قياسه باستخدام هذه الطريقة. يكون الخطأ في اختبار جودة المجوهرات المصنوعة من الذهب K كبيرًا، خاصةً عند وجود ثقوب رملية وثقوب لحام داخل المجوهرات، أو وجود فجوات على السطح لا يمكن لسائل العمل اختراقها، أو وجود شوائب أخرى غير الذهب والفضة، مما قد يؤدي إلى أخطاء في نتائج الكشف.
4. طرق الكشف
4.1 طريقة توازن الكفة المزدوجة
4.1.1.1 أدوات الاختبار
ميزان بحساسية 0.1 ملجم، وسائل غمر، وطاولة صغيرة، وسلك نحاسي ناعم (يمكن استخدام الشعر كبديل).
(1) الرصيد. يمكنك اختيار ميزان ميكانيكي أو إلكتروني بحساسية 0.1 ملجم.
(2) سائل الغمر. يمكنك اختيار الإيثانول اللامائي أو رباعي كلوريد الكربون أو الزيلين أو الماء أو الإيثانول الممزوج بالماء الموجود في دورق زجاجي سعة 50 مل.
(3) طاولة صغيرة. يمكن وضع طاولة صغيرة مصنوعة من صفيحة معدنية، وفقًا لنموذج الميزان، فوق كفة الميزان دون التأثير على حركة الكفة لأعلى ولأسفل.
(4) أسلاك نحاسية دقيقة. قم بقطع عدة قطع من الأسلاك النحاسية الدقيقة متساوية الطول (Φ=0.2 مم)، وقم بوزنها بالميزان، واختر قطعتين من كل مجموعة متساوية الكتلة الكلية، وقسمها إلى مجموعتين. قم بلف أحد طرفي القطعتين الصغيرتين من إحدى المجموعتين في شكل خطافين صغيرين ولف الطرفين الآخرين معًا بحيث يمكن تعليق الخطافين الصغيرين في آن واحد على كفة الوزن [الشكل 6-2 (أ)]، ويمكن تعليق أحد الطرفين على حامل العينة، بينما يتم غمر الطرف الآخر في المحلول [الشكل 6-2 (ب)]؛ ويمكن وضع مجموعة أخرى مباشرة على كفة الوزن. في حالة استخدام الشعر، يمكن حذف جميع تفاصيل وخطوات معالجة السلك النحاسي الناعم، ويمكن عمل حلقة صغيرة بالشعر المربوط بالحلي الذهبية، وتعليقها على الخطاف الأوسط لحامل العينة.
4.1.2 خطوات التشغيل
(1) تحقق من رصيد النقاط الصفرية. قم بإزالة السلك النحاسي الرفيع، وحدد نقطة صفر الميزان، واضبط المسمار بحيث لا تزيد الحساسية عن 0.0001 جم، ثم قم بتعليق السلك النحاسي الرفيع على كلا الجانبين واضبط نقطة صفر الميزان بحيث يحاذي المؤشر الوضع "0"؛ إذا كنت تستخدم الشعر، يمكن حذف هذه الخطوة الخاصة بضبط نقطة صفر الميزان بعد تعليق السلك النحاسي.
(2) تحديد منحنى تصحيح درجة الحرارة. تختلف كثافة محلول الغمر عند درجات حرارة مختلفة. يسرد الجدول 6-1 كثافات الإيثانول والزيلين ورابع كلوريد الكربون عند درجات حرارة مختلفة. ومن الناحية العملية، فإن نقاء المحلول العضوي، وإدخال الشوائب لاحقًا، والفرق في درجة الحرارة بين مقياس الحرارة ودرجة حرارة دورق محلول الغمر يمكن أن تتسبب جميعها في انحراف النتائج المقيسة عن البيانات الواردة في الجدول 6-1، بل إن بعضها يختلف اختلافًا كبيرًا.
الجدول 6-1 كثافة الإيثانول، والزيلين، ورابع كلوريد الكربون في درجات حرارة مختلفة
| التسريب | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| الإيثانول | الإيثانول | زيلين | زيلين | رابع كلوريد الكربون | رابع كلوريد الكربون |
| الكثافة / (جم/سم3) | درجة الحرارة / ℃ | الكثافة / (جم/سم3) | درجة الحرارة / ℃ | الكثافة / (جم/سم3) | درجة الحرارة / ℃ |
| 0.837 | 7 | 0.839 | 6 | 1.630 | 3 |
| 0.830 | 16 | 0.829 | 16 | 1.610 | 13 |
| 0.829 | 18 | 0.824 | 22 | 1.599 | 18 |
| 0.827 | 19 | 0.819 | 27 | 1.589 | 23 |
| 0.821 | 21 | 0.814 | 32 | 1.579 | 28 |
| 0.817 | 26 | 0.809 | 37 | 1.569 | 33 |
| 0.810 | 32 | 0.804 | 42 | 1.559 | 38 |
(3) نظف المجوهرات المعدنية الثمينة جيدًا وامسحها بالإيثانول اللامائي أو الأسيتون حتى تجف.
(4) قم بتعليق المجوهرات الذهبية على الخطاف الأوسط من كفة الوزن بسلك نحاسي ناعم أو شعر، وقم بوزن كتلة المجوهرات المعدنية الثمينة م.
(5) غمر المجوهرات المعدنية الثمينة في دورق سائل الغمر ووزن كتلة المجوهرات الذهبية في سائل الغمر m.
(6) احسب كثافة المجوهرات المعدنية الثمينة ρ الذهب = m/(m-m') x بالنسبة إلى كثافة السائل المغمور.
(7) التحويل إلى نقاوة المعدن الثمين (الذهب أو الفضة) بناءً على الكثافة والمعادن النهائية المفترضة.
4.1.3 ملاحظات
(1) يجب أن تكون المجوهرات المعدنية الثمينة نظيفة وجافة؛ وإلا سيكون الخطأ كبيرًا.
(2) يجب معايرة منحنى العمل بانتظام؛ لا يمكن أن يكون إصلاحًا لمرة واحدة.
(3) عندما يتم غمر المجوهرات المعدنية الثمينة في المحلول، لا تقم بوزنها على الفور، بل قم بهزها لفترة من الوقت وتحقق بصريًا من وجود أي فقاعات. إذا كانت هناك أي فقاعات صغيرة مرئية، فيجب إزالتها.
(4) الإيثانول والزيلين ورابع كلوريد الكربون كلها مواد متطايرة؛ يجب أن تكون القياسات سريعة وثابتة، مع الحرص على عدم انسكابها على الميزان. بعد إجراء القياس، قم بتغطيته بغطاء خاص أو صبه في زجاجة مخصصة؛ لا تسكبه مرة أخرى في الوعاء الأصلي.
(5) في حالة وجود حالة تتجاوز فيها الكثافة كثافة الذهب، يجب إجراء المعايرة.
(6) يجب تسجيل اسم المجوهرات المعدنية الثمينة ونوعيتها وشكلها وهيكل سطحها ولونها، وخاصة اللون والسطح. فالهيكل مهم جداً، لأنه يمكن أن يمنع التباينات في جودة المجوهرات المحتوية على التنغستن. يسمح الاحتفاظ بالبيانات الأصلية بتحليل أخطاء الكشف، وهو أمر مفيد لإدارة الجودة.
4.2 طريقة الميزان الإلكتروني أحادي المقلاة
4.2.1 الأداة
ميزان إلكتروني أحادي الكفة بحساسية 0.0001 جم، وسائل غمر، ورف تعليق.
(1) ميزان إلكتروني. مقلاة واحدة، حساسية 0.0001 جم أو أكثر حساسية، شاشة رقمية.
(2) سائل الغمر. على غرار طريقة الكفة المزدوجة، نظرًا لعدم وجود علاقة توازن، يمكن استخدام دورق أكبر قليلاً للإمساك.
(3) إطار التعليق. يمكن جعله أكبر حجمًا، وتثبيته خارج كفة الميزان دون التأثير على حركة كفة الميزان لأعلى ولأسفل، بارتفاع يتراوح بين 1.5 و2 ضعف ارتفاع دورق سائل الغمر؛ كما يمكن أيضًا الوزن في الهواء عن طريق وضعه على كفة الميزان، أو حمله باليد في سائل الغمر، أو عمل خطاف على غطاء الميزان لتعليق العينة على غطاء الميزان.
4.2.2.2 خطوات التشغيل
(1) تحقق من نقطة صفر الميزان؛ راجع دليل مستخدم الميزان الإلكتروني للفحص.
(2) تحديد منحنى تصحيح درجة الحرارة باستخدام طريقة المقلاة المزدوجة.
(3) اغسل المجوهرات المعدنية الثمينة وجففها باستخدام طريقة المقلاة المزدوجة.
(4) ضع دورق السائل الغاطس على كفة الوزن، وقم بتركيب إطار التعليق، وصب السائل الغاطس، واضبط الميزان على الصفر.
(5) وضع المجوهرات المعدنية الثمينة على كفة الوزن، وقراءة كتلة المجوهرات المعدنية الثمينة م، وتسجيلها.
(6) تعليق المجوهرات المعدنية الثمينة على إطار التعليق بالشعر، وغمرها في سائل الغمر، وقراءة فرق كتلة المجوهرات المعدنية الثمينة في الهواء وسائل الغمر مباشرةً (m-m')، وتسجيله.
(7) احسب كثافة المجوهرات المعدنية الثمينة باستخدام طريقة المقلاة المزدوجة.
(8) تحويل صفاء المجوهرات المعدنية الثمينة باستخدام طريقة المقلاة المزدوجة.
4.2.3 ملاحظات
(1) لا تحتوي طريقة المقلاة المفردة على وسادة طاولة، ويؤثر تطاير سائل الغمر بشكل كبير على الدقة. ولذلك، يجب أن يكون الوقت بين التصفير وقياس الكتلة قصيرًا، ويجب أن تكون القياسات سريعة ومستقرة، خاصة في فصل الصيف، حيث يجب تقليل الفترة الزمنية بين قياسين إلى أدنى حد ممكن.
(2) يجب أن يكون وعاء العينة في المنتصف، ويجب وضع دورق السائل الغاطس في المنتصف؛ وإلا سيؤثر ذلك على نتائج القياس.
(3) يجب التحقق من حساسية الميزان الإلكتروني، ويجب أيضًا التحقق من نظام العرض الرقمي بمعايير معروفة.
(4) كن حذرًا عند سكب السائل، ولا تسكبه على سطح الميزان الإلكتروني.
القسم الرابع طريقة تحليل التفلور بالأشعة السينية (طريقة التفلور بالأشعة السينية)
يعد التحليل الطيفي التألق بالأشعة السينية (XRF) طريقة تحليلية فعالة تستخدم على نطاق واسع في مجالات التعدين والتعدين والبترول وحماية البيئة والطب والجيولوجيا وعلم الآثار والتحقيق الجنائي والحبوب والنفط والتمويل وغيرها من القطاعات. تُعد طريقة التحليل الطيفي الفلوري بالأشعة السينية للمعادن الثمينة إحدى طرق الاختبار التي توصي بها المنظمات المالية الدولية.
1. المبادئ الأساسية لتحليل التفلور بالأشعة السينية
ويحدد مسبار الإلكترون الطول الموجي (أو الطاقة) وشدة الخطوط الطيفية المميزة للأشعة السينية المنبعثة بعد إثارة العينة. يشبه تحليل تألق الأشعة السينية هذا التحليل، ولكن على عكس مسبار الإلكترون، فإن الضوء الساقط هو الأشعة السينية. تمتص العينة المشععة الأشعة السينية الأولية وتُستثار لتصدر أشعة سينية ثانوية. ويشار إلى مختلف الأشعة السينية الثانوية بالأشعة السينية الثانوية باسم تألق الأشعة السينية، ومن خلال قياس الطول الموجي (أو الطاقة) وشدة هذه الخطوط الطيفية المميزة، يمكن تحديد محتوى العناصر.
2. هيكل مطياف التألق بالأشعة السينية
في عام 1948، ابتكر فريدمان (H. Friedman) وبيركس (L. S. Birks) أول مطياف تألق بالأشعة السينية التجاري في العالم. وعلى مدى عقود، تطورت تكنولوجيا مطيافات التألق بالأشعة السينية بشكل سريع، مع ظهور نماذج جديدة تتميز بالسرعة والمرونة والدقة بشكل مستمر. تنقسم مطيافات التفلور بالأشعة السينية إلى فئتين رئيسيتين: مطيافات التفلور بالأشعة السينية المشتتة الطول الموجي ومطيافات التفلور بالأشعة السينية المشتتة الطاقة. ويمكن تقسيم النوع الأول إلى نوعين متسلسل ومتزامن.
2.1 مطياف الفلورة المتسلسل المشتت الطول الموجي للأشعة السينية
يتكون مطياف التشتت الطيفي المتسلسل للأشعة السينية المشتتة الطول الموجي المتسلسل للأشعة السينية بشكل أساسي من أنبوب أشعة سينية ونظام طيفي ونظام كشف ونظام تسجيل. يظهر هيكل الجهاز في الشكل 6-3.
(1) أنبوب الأشعة السينية.
أنبوب الأشعة السينية هو الجهاز الذي يولد الأشعة السينية، وهو في الأساس صمام ثنائي مفرغ عالي الجهد، يتضمن كاثوداً يبعث الإلكترونات وأنوداً (هدفاً) يستقبل الإلكترونات. تقصف الإلكترونات سطح هدف الأنود لتوليد الأشعة السينية التي تنبعث من نافذة أنبوب الأشعة السينية وتشعّع العينة. ويتم اختيار مواد العناصر الخفيفة الوزن لتقليل امتصاص الأشعة السينية ذات الأطوال الموجية المختلفة بواسطة النافذة، وغالباً ما تستخدم أنابيب الأشعة السينية الشائعة الاستخدام نوافذ من البريليوم.
(2) النظام الطيفي.
يتكون من عدة أجزاء، بما في ذلك حجرة العينة والشقوق والبلورات الطيفية. حجرة العينة هي المكان الذي يتم فيه تخزين العينات، بما في ذلك مكونات مثل صواني العينات، والصناديق، وحوامل العينات، وآليات دوران العينة. يمكن أن تكون العينات صلبة (كتل، ألواح، قضبان، مساحيق، إلخ) أو سائلة. يعمل الشق، المعروف أيضًا باسم الموازِن أو المشبك المنشوري، على اعتراض الأشعة السينية المتباينة المتولدة من العينة، وتحويلها إلى حزم متوازية يتم إسقاطها على البلورة الطيفية أو نافذة الكاشف. ويتمثل دور البلورة الطيفية في فصل أو تشتيت الخطوط الطيفية ذات الأطوال الموجية المختلفة. والمبدأ الأساسي للتشتت هو الاستفادة من ظاهرة الحيود في البلورة لفصل الخطوط الطيفية المميزة ذات الأطوال الموجية المختلفة، مما يسمح باختيار الأشعة السينية المميزة للعناصر المقيسة لتحديدها.
(3) نظام الكشف.
تستقبل الأشعة السينية وتحولها إلى إشارات قابلة للقياس أو الملاحظة. ويتم قياس الإشارات، مثل الضوء المرئي وإشارات النبضات الكهربائية وما إلى ذلك، من خلال دوائر إلكترونية. وتشمل الكواشف الشائعة في أجهزة قياس الطيف الفلوري بالأشعة السينية الحديثة عدادات التلألؤ، والعدادات التناسبية، وكاشفات أشباه الموصلات.
عداد التلألؤ: وهو عداد شائع الاستخدام ذو كفاءة كشف عالية للأشعة السينية قصيرة الموجة، ويمكن أن تكون كفاءة كشفه للعناصر الأثقل قريبة من كفاءة كشف الأشعة السينية ذات الطول الموجي الأقل من 3 أمبير. ويتكون من متلألئ، وأنبوب مضاعف ضوئي، ومصدر طاقة عالي الجهد، ومكونات أخرى في تحليل الأشعة السينية لتحليل طاقته للعناصر الثقيلة لـ 25％-30％％％％％％ والعناصر الأخف لـ 50％-60％％％％％％.
عداد تناسبي: مقسمة إلى عدادات تناسبية مغلقة وعدادات تناسبية لتدفق الغاز.
تُستخدم العدادات التناسبية للكشف عن الأشعة السينية ذات الأطوال الموجية الأكبر من 3 أمبير. وعادةً ما تستخدم مطيافات الأشعة السينية الحديثة عدادات تناسبية ذات تدفق غازي. ولتقليل امتصاص الأشعة السينية ذات الموجة الطويلة، يكون غشاء البوليستر المطلي بالألومنيوم المستخدم كمادة نافذة الكاشف رقيقًا جدًا (عادةً 6 ميكرومتر، ولكن هناك أغشية أرق). لا يمكن للنافذة الرقيقة منع تسرب الغاز، لذلك يتم إدخال غاز جديد لطرد الهواء باستخدام تدفق الغاز. غاز P10 (90% الأرجون، 10% الميثان) هو الغاز المختلط الأكثر استخدامًا على نطاق واسع. دقة دقة الطاقة للعدادات التناسبية أفضل من عدادات التلألؤ.
العدادات التناسبية المغلقة تغلق الغازات المتأينة بشكل دائم، مثل الغازات الخاملة والأكسجين والنيتروجين وغيرها، لمنع تسرب الغاز، وهي مزودة بنوافذ سميكة نسبيًا من البريليوم أو الميكا، وعادة ما يكون سمك نافذة الميكا 12-15 ميكرومتر. الشروط الأخرى هي نفس شروط العدادات التناسبية لتدفق الغازات.
كاشفات أشباه الموصلات: تُستخدم بشكل رئيسي في مطيافات تشتت الطاقة، وتتمثل مزاياها في كفاءة الكشف العالية ودقة استبانة الطاقة، مما يسمح باكتشاف الطاقة من معظم الأطياف المميزة للعناصر الخفيفة والثقيلة.
(4) نظام التسجيل.
يتألف من مضخم ومحلل سعة النبض وقسم القراءة. المضخم: يتضمن مضخمًا مسبقًا ومضخمًا خطيًا (المضخم الرئيسي). يتراوح ناتج سعة النبض من عدادات التلألؤ والعدادات التناسبية بشكل عام من عشرات إلى مئات الميليفولت؛ لا يمكن عد الإشارات الكهربائية الضعيفة مباشرةً ويجب تضخيمها. يقوم المضخم المسبق بالتضخيم أولاً، عادةً بعشرة إلى عدة عشرات من المرات، ويقوم المضخم الرئيسي بتضخيم نبضات إشارة الدخل بشكل أكبر، مما ينتج عنه سعات نبضية تفي بمتطلبات دائرة التمييز اللاحقة، مع عوامل تضخيم تصل إلى 500-1000 مرة. محلل سعة النبض: تتمثل وظيفته في تحديد نطاق معين من سعات النبضات، مما يسمح بتمييز نبضات خط التحليل عن التداخل والخلفية مع كبح التداخل وتقليل التكاليف لتحسين حساسية ودقة التحليل. يتألف قسم القراءة من جهاز معايرة ومقياس نسبة وطابعة ومكونات أخرى.
2.2 مطياف الفلورة بالأشعة السينية الآلي المتزامن (المعروف أيضًا باسم مطياف الفلورة بالأشعة السينية متعدد القنوات)
وهو يتألف من سلسلة من الأجهزة أحادية القناة، كل منها مزود ببلورة وموازٍ وكاشف ومضخم ومحلل ارتفاع النبض ومُعاير العد مرتبة شعاعيًا حول أنبوب أشعة سينية مشترك وعينة. معظم القنوات ثابتة، بمعنى أنها تحلل خطوطًا طيفية لعنصر معين بزاوية 20، ومزودة بأفضل المكونات المناسبة للخط الطيفي لهذا العنصر. يسمى هذا النوع من القنوات بالقناة الثابتة. وحاليًا، يمكن رؤية نماذج الأجهزة التي تحتوي على 22 قناة و28 قناة و30 قناة، وما إلى ذلك. وهناك نوع آخر من القنوات هو قناة المسح الضوئي؛ حيث يحتوي المطياف متعدد القنوات على 1-3 قنوات مسح ضوئي، والتي تحتوي على آليات مدفوعة بمحرك للتحليل النوعي مع المسح 2ϴ.
يمكن للأجهزة متعددة القنوات تحديد العناصر المختلفة في العينة في وقت واحد، مما يجعلها مناسبة لتحليل عدد كبير من العينات المتشابهة. ومع ذلك، فإن هذا النوع من الأدوات له بنية كبيرة ومكلفة، ويمكن أن يكون تطبيقه أكثر شمولاً.
2.3 مطياف الفلورة بالأشعة السينية المشتتة للطاقة
وتكمن المقارنة بين مطياف تألق الأشعة السينية المشتت الطول الموجي ومطياف تألق الأشعة السينية المشتت للطاقة فقط في الاختلاف في فصل (تشتيت) الأشعة السينية المميزة المنبعثة من العينة. فالأول يستخدم بلورات للتحليل الطيفي، بينما يستخدم الثاني عادةً كاشفًا شبه موصلًا ذا دقة عالية للطاقة ومحلل سعة نبضات متعدد القنوات لتحليل فحص الطاقة. ويوضح الشكل 6-4 هيكل مطياف الأشعة السينية المشتت للطاقة الحديث في الشكل 6-4.
في مطيافات الأشعة السينية المشتتة للطاقة، يمكن أن يكون مصدر الأشعة السينية أنبوب أشعة سينية أو نظير مشع كمصدر للإثارة. وتُرسل الأشعة السينية المميزة المنبعثة من العينة إلى كاشف شبه موصل [كاشف أشباه الموصلات [كاشف سيليكون (Li) المستخدم عادةً] للكشف، مما ينتج عنه سلسلة من نبضات التيار المتناسبة مع السعة وطاقة الفوتون. بعد تضخيم خرج الكاشف، يتم إرساله إلى محلل ارتفاع النبضات متعدد القنوات لتحليل النبضات. يتم عرض أو تسجيل توزيعات ارتفاع النبضات المختلفة التي تم الحصول عليها كأطياف طاقة، حيث تكون الصورة المعروضة عبارة عن طيف للشدة مقابل ارتفاع النبضة أو الشدة مقابل طاقة الفوتون. يتم تحديد تركيز (محتوى) العناصر بناءً على ارتفاع قمم طيف الطاقة.
وبما أنه في معظم الحالات، تُستخدم النظائر المشعة كمصادر إثارة، يُعرف هذا النوع من الأشعة السينية أيضاً باسم الأشعة السينية "اللينة". ويتميز مطياف تألق الأشعة السينية المشتت للطاقة المصنوع باستخدام الأشعة السينية "اللينة" بخفة الوزن لأنه يستبعد الكثير من المكونات والأنظمة المتعلقة بمصدر الأشعة السينية.
3. خصائص التحليل الطيفي الطيفي بالأشعة السينية
3.1 المزايا
(1) يمكن تحليل مجموعة كبيرة من العناصر؛ حيث يمكن تحليل جميع العناصر ال 92 الأولى في الجدول الدوري تقريبًا.
(2) نطاق محتوى العنصر الذي يمكن تحليله واسع جدًا، من بضع مئات من الألف إلى 100％، مع دقة مماثلة لطرق الكشف الأخرى.
(3) هذه الطريقة هي طريقة تحليلية غير متلفة، مما يعني أن العينة لن تتلف أثناء عملية التحليل، ولن تسبب تغيرات في الحالة الكيميائية، ولن تؤدي إلى تشتت العينة. يمكن قياس العينة نفسها بشكل متكرر، مما يلبي احتياجات الكشف عن المجوهرات المعدنية الثمينة. وهو مناسب بشكل خاص لتقييم الجودة والتحقق من أصالة منتجات المعادن الثمينة.
(4) سرعة التحليل سريعة. ويرتبط الوقت اللازم للقياس بدقة القياس، ولكنه قصير جداً بصفة عامة، ويمكن إكمال جميع العناصر المراد قياسها في العينة في 2-5 دقائق.
(5) وهو مستقل عن مورفولوجية العينة التحليلية وحالة الترابط الكيميائي؛ حيث يمكن تحليل العينات الصلبة أو السوائل أو الكتل المضغوطة أو المساحيق أو الأفلام أو العينات من أي حجم.
(6) تكلفة التحليل منخفضة، والخلفية المهنية والكفاءة الفنية المطلوبة من المشغلين ليست عالية.
3.2 القيود
(1) يصعب اكتشاف العناصر غير الفلزية وتلك الموجودة بين الفلزات واللافلزات بدقة. عند الاختبار باستخدام طرق البارامترات الأساسية، تحدث أخطاء إذا كانت عينة الاختبار تحتوي على عناصر خفيفة مثل C أو H أو O.
(2) هناك حاجة إلى عينات تمثيلية لإنشاء منحنيات قياسية، وتعتمد دقة نتائج التحليل على التحليل الكيميائي للعينات القياسية، والتي يمكن أن تتأثر بسهولة بالتداخل من العناصر الأخرى والقمم المتداخلة. ويحتاج نموذج المنحنى القياسي إلى التحديث من حين لآخر؛ فعندما تطرأ تغييرات على الأداة أو العينات القياسية، يجب أن يتغير نموذج المنحنى القياسي أيضًا.
(3) هناك خطر تلوث محتمل من مصادر النظائر المشعة.
(4) تنطوي طريقة التردد الراديوي بالأشعة السينية على خطأ كبير في الكشف عن المجوهرات الذهبية ذات المصفوفات المختلفة، ولا تأخذ في الاعتبار خصائص العينات وتوحيدها، ولا يمكنها على وجه الخصوص إجراء عمليات كشف دقيقة للمجوهرات الذهبية المعالجة السطحية والمصوغات المطلية بالذهب. وتكمن محدودية طريقة الكثافة في أنه إذا تم الحكم على نوع السبيكة بشكل غير صحيح، فقد يؤدي ذلك إلى أخطاء كبيرة أو حتى استنتاجات غير صحيحة. ومع ذلك، إذا كانت النسب النسبية لنوع السبيكة وعناصر الشوائب معروفة مسبقًا، فإن دقة قياسها تتفوق على دقة الطرق الأخرى. ولذلك، في تطبيقات محددة، يعد الجمع بين طريقة الكثافة والتحليل الطيفي التألق بالأشعة السينية نهجًا فعالاً للغاية، حيث تكمل الطريقتان بعضهما البعض للتحقق: استخدام التحليل الطيفي التألق بالأشعة السينية للكشف عن نوع السبيكة، وقياس النسب النسب النسبية لعناصر الشوائب المختلفة تقريبًا، ثم استخدام طريقة الكثافة لتحديد محتواها يتم تطبيقه على نطاق واسع في محطات فحص جودة المجوهرات، شريطة أن يكون المعدن الثمين سبيكة موحدة وغير مطلي بالذهب أو مملوء بالذهب.
4. طرق التحليل النوعي والكمي لمطياف التفلور بالأشعة السينية
4.1 تحضير العينة
قبل التحليل، تحقق من تنوع العينة وعلاماتها ومظهرها وما إلى ذلك؛ يجب مسح العينات ذات الأسطح المتسخة لتنظيفها للتأكد من خلو سطح القياس من الملوثات.
وبالإضافة إلى مؤسسات الاختبار، تستخدم شركات المجوهرات على نطاق واسع مطيافات تألق الأشعة السينية لمراقبة جودة المواد والمنتجات أثناء الإنتاج. يمكن أن تكون العينات المراد تحليلها عبارة عن محاليل صلبة أو مائية، وتؤثر حالة العينة على خطأ القياس. يجب أن تكون العينات الصلبة ذات أسطح نظيفة خالية من الملوثات. بالنسبة لعينات المعادن الثمينة الصلبة، يجب الانتباه إلى الأخطاء الناجمة عن فصل المكونات. على سبيل المثال، بسبب الفصل، قد تكون مصبوبات المجوهرات المصنوعة من نفس شجرة الذهب ولكن في مواضع مختلفة ذات صفات مختلفة. ستؤدي العينات التي لها نفس التركيب الكيميائي ولكن عمليات المعالجة الحرارية إلى معدلات عد مختلفة. بالنسبة لعينات المعادن الثمينة غير المنتظمة، يجب إعادة صهرها لتحقيق التماثل، وتبريدها بسرعة، ثم لفها في صفائح أو أخذها من كسرها؛ أما بالنسبة لعينات الأسطح غير المستوية فيجب صقلها بشكل مسطح؛ وبالنسبة لعينات المسحوق، يجب طحنها حتى 300-400 شبكة ثم ضغطها في أقراص، أو وضعها في حوامل العينات للقياس. يمكن إسقاط العينات السائلة على ورق الترشيح، وبعد تجفيف الرطوبة بمصباح الأشعة تحت الحمراء، يمكن قياسها أو وضعها في حاملات العينات.
4.2 التحليل النوعي لتحديد العناصر الرئيسية ومكونات الشوائب في العينة
إن العناصر المختلفة لها أطوال موجية أو طاقات محددة للأشعة السينية الفلورية الخاصة بها، لذلك يمكن تحديد تركيب العناصر بناءً على الطول الموجي أو طاقة الأشعة السينية الفلورية. إذا كان مطيافًا مشتت الطول الموجي، يمكن تحديد الطول الموجي λ للأشعة السينية من الزاوية 2ϴ التي يدور عندها الكاشف لبلورة ذات تباعد معين بين المستويات، وبالتالي تحديد تركيب العناصر. بالنسبة لمقاييس الطيف المشتتة للطاقة، يمكن تحديد الطاقة حسب القنوات، وبالتالي تحديد العناصر والمكونات الموجودة. ومع ذلك، لا يزال التحديد اليدوي مطلوبًا إذا كان محتوى العنصر منخفضًا جدًا أو إذا كان هناك تداخل في الخط الطيفي بين العناصر. أولاً، تحديد المادة المستهدفة لأنبوب الأشعة السينية. قم بقياس الأشعة السينية والخطوط المصاحبة للقمم القوية، ثم قم بتسمية الخطوط الطيفية المتبقية بناءً على الطاقة. عند تحليل الخطوط الطيفية غير المعروفة، يجب مراعاة عوامل مثل مصدر العينة وخصائصها لإصدار حكم شامل.
4.3 اختيار العينات القياسية ورسم منحنيات المعايرة
استنادًا إلى نتائج التحليل النوعي، اختر عينات قياسية تتطابق مع مستوى النقاء ومكونات الشوائب. وبوجه عام، تنطبق المتطلبات التالية:
(1) يجب أن تكون أنواع العناصر الموجودة في العينة القياسية مماثلة لتلك الموجودة في العينة المجهولة ويجب أن تكون متماثلة.
(2) يجب معرفة محتوى جميع المكونات في العينة القياسية.
(3) يجب أن يشمل نطاق محتوى العناصر المقيسة في العينة القياسية جميع العناصر المقيسة في العينة المجهولة.
(4) يجب أن تكون حالة العينة القياسية (مثل حجم الجسيمات لعينات المسحوق، ونعومة السطح للعينات الصلبة، والحالة الكيميائية للعناصر المقيسة، وما إلى ذلك) متسقة مع العينة المجهولة، أو يجب أن تكون قابلة للمعالجة لتكون متسقة بالطرق المناسبة.
اختبار العينات، وقياس كل عينة بما لا يقل عن ثلاث مرات. بعد إجراء القياسات المتكررة، احسب متوسط القيمة ثم استخدم القيم القياسية لمحتوى كل عنصر ومتوسط القيم المقابلة كمعلمات لرسم منحنى المعايرة واشتقاق المعادلة الخطية. وبشكل عام، يجب على المختبرات التحقق بانتظام من منحنى المعايرة.
4.4 الكشف عن العينات وحساب نتائج التحليل الكمي
يتم اختبار العينة في غرفة العينة وتحليلها كميًا بواسطة قياس الطيف الفلوري بالأشعة السينية، والذي يعتمد على حقيقة أن شدة الأشعة السينية الفلورية للعنصر Ii يتناسب طرديًّا مع كمية هذا العنصر في العينة Ci
Ii = Is س جi
في الصيغة، أناs شدة الأشعة السينية الفلورية للعنصر عند Ci =100%.
ووفقًا للصيغة المذكورة أعلاه، يمكن إجراء التحليل الكمي باستخدام طرق المنحنى القياسي، والطرق التزايدية، والطرق القياسية الداخلية، وما إلى ذلك. ومع ذلك، تتطلب هذه الطرق أن يكون تركيب العينة القياسية مشابهًا قدر الإمكان لتركيب عينة الاختبار؛ وإلا فإن تأثير المصفوفة لعينة الاختبار يشير إلى التغيرات في التركيب الكيميائي الأساسي والحالة الفيزيائية والكيميائية للعينة، والتي تؤثر على شدة تألق الأشعة السينية. يمكن أن تؤثر التغييرات في التركيب الكيميائي على امتصاص العينة للأشعة السينية الأولية وفلورة الأشعة السينية ويمكن أن تغير أيضاً تأثير تعزيز التألق.
بناءً على منحنى المعايرة، استبدل القيم المقيسة في المعادلة الخطية لمنحنى المعايرة لحساب القيمة المصححة لقياس العينة. بالنسبة لكل عينة، اختر ما لا يقل عن ثلاث قيم اختبار تمثيلية من مواقع مختلفة واحسب متوسطها من خلال القياسات المتكررة.
5. التأثير على دقة الكشف بطريقة التفلور الراديوي بالأشعة السينية
يستخدم التفلور الراديوي بالأشعة السينية العلاقة بين الكثافة الفلورية للعناصر ومحتواها في العديد من المواد القياسية ذات الخصائص المتشابهة لإنشاء منحنى معايرة رياضي ثم تحديد المحتوى بقياس الكثافة الفلورية للعناصر في العينات المجهولة. وللحصول على نتائج كشف عالية الدقة، فإن إنشاء منحنى العمل القياسي واختيار طرق الحساب مهمان للغاية.
5.1 منحنى العمل القياسي
المواد القياسية (العينات القياسية) هي الأساس لوضع منحنيات العمل القياسية. ومع ذلك، هناك حاجة في الوقت الحالي إلى المزيد من المواد القياسية المتاحة تجاريًا للمجوهرات المعدنية الثمينة في السوق المحلية، كما أن أنواع الشوائب في الحلي المعدنية الثمينة متنوعة. ومن الصعب الوفاء بمتطلبات المواد القياسية التي تتطابق مع تركيبة الشوائب، حيث إنها تعتمد فقط على المواد القياسية الوطنية المتاحة تجاريًا. وهذا يؤدي إلى انحرافات كبيرة في النتائج التحليلية بسبب تأثيرات المصفوفة. على سبيل المثال، في معايرة المواد القياسية لسلسلة الذهب في حالة عدم وجود عناصر شوائب مثل النيكل، فإن استخدام مطياف التألق بالأشعة السينية لقياس الذهب الأبيض K المحتوي على النيكل سيؤدي حتمًا إلى حدوث أخطاء.
عند إنشاء منحنى عملي للتركيب، من الضروري تحديد عناصر التصحيح بشكل معقول. وسواء أكان التحسين أو الامتصاص أو التداخل أو التداخل، يجب على المرء أن يأخذ في الاعتبار الأخطاء المحسوبة بعد تركيب المنحنى وانحرافات الاختبار الفعلية للعينات القياسية لتحديد ما إذا كانت العناصر والطرق المختارة فعالة حقًا.
المعيار الأكثر أهمية أثناء تركيب المنحنى هو أن تكون نقاط المحتوى الظاهرية على المنحنى مماثلة لنقاط القيمة الموصى بها. وينبغي أن تكون معاملات التصحيح المحسوبة ذات قيم موجبة وسالبة بحيث تكون نتائج الاختبارات الفعلية أقرب إلى قيمها الحقيقية، مما يجعل بيانات القياس أصيلة وموثوقة.
5.2 اختيار طرق الحساب
يستخدم التحليل الطيفي للأشعة السينية بالأشعة السينية عادةً ثلاث طرق للتحليل الكمي: الطريقة المباشرة، وطريقة الفرق، وطريقة التطبيع.
(1) الطريقة المباشرة. تقوم بحساب محتوى الذهب عن طريق استبدال كثافة الذهب في معادلة العلاقة الخطية بين الكثافة والمحتوى المقابلة.
(2) طريقة الفرق. وهي تحصل على محتوى العنصر الرئيسي بطرح محتوى عناصر الشوائب مباشرة من الكمية الإجمالية 100％.
(3) طريقة التطبيع. تفترض أن المحتوى المعياري هو 100％، وتجمع قيم المحتوى لكل عنصر، وتقارنها بـ 100％. يتم ترجيح الجزء الزائد لكل عنصر لاستخلاص قيم المحتوى النهائي لكل عنصر.
عندما يكون محتوى عنصر المعدن النفيس المراد اختباره أكبر من 75％، تصبح العلاقة الخطية بين محتوى العنصر الرئيسي والشدة أضعف، وتميل النتائج التي يتم الحصول عليها مباشرة من العلاقة الخطية إلى أن تكون غير دقيقة. يمكن أن يؤدي التحول إلى العلاقة الخطية لعناصر الشوائب إلى الحصول على محتوى عنصر الشوائب الدقيق نسبيًا. يمكن أن يؤدي استخدام طريقة التطبيع أو طريقة طرح الفرق إلى توفير محتوى أكثر دقة من العناصر الرئيسية. عندما يكون محتوى عناصر الفلزات الثمينة أقل من 75％، فإن استخدام العلاقة الخطية بين الكثافة ومحتوى عنصر الشوائب مباشرةً في الحسابات يعطي نتائج أكثر دقة.
نسخ الكتابة على مجوهرات سوبلينج - مصنع مجوهرات حسب الطلب، مصنع مجوهرات OEM و ODM
القسم الخامس طريقة الفحص بالنار (طريقة الكوبيل)
تحدد المقايسة النارية، والمعروفة أيضاً باسم طريقة المعايرة النارية، محتوى مكونات المعادن الثمينة في المعادن والمنتجات المعدنية من خلال الصهر والتحميص. والمقايسة بالنار ليست فقط وسيلة قديمة لإثراء الذهب والفضة، ولكنها أيضاً طريقة مهمة لتحليل الذهب والفضة. وتطبقها الصناعات الجيولوجية والتعدينية وصناعات صهر الذهب والفضة، على الصعيدين المحلي والدولي، على نطاق واسع باعتبارها الطريقة التحليلية الأكثر موثوقية في الإنتاج.
والمقايسة بالنار معترف بها دوليًا باعتبارها الطريقة الأكثر دقة. وقد حددتها العديد من الدول كمعيار وطني، وأصبحت طريقة التحكيم المعينة دوليًا لتحديد محتوى الذهب. كما أن المعيار الصيني "اللوائح وطرق التسمية الخاصة بنقاء المعادن الثمينة في المجوهرات" (GB 11887-2012) يعين أيضًا المعايرة بالحريق كطريقة تحكيم لقياس محتوى الذهب في سبائك الذهب.
1. مبدأ طريقة الفحص بالنار
قم بوزن كتلة معينة من عينة الذهب المراد تحليلها، وأضف كمية مناسبة من الفضة، ولفها في رقائق رصاص، ثم قم بصهرها في درجة حرارة عالية. يمكن للرصاص المنصهر أن يلتقط الذهب والفضة والمعادن الثمينة، ويذيب الذهب والفضة المكشوفين تمامًا في الحالة المنصهرة. ويتأكسد الرصاص الموجود في السبيكة المنصهرة بسهولة في الهواء أو الأكسجين، مكوِّنًا أكسيد الرصاص المنصهر. ويختلف التوتر السطحي والكثافة النسبية لأكسيد الرصاص عن الرصاص المنصهر، مما يؤدي إلى غرق الرصاص المنصهر في القاع وتشكيل زر رصاصي. وفي الوقت نفسه، يمتص طبق الرماد المسامي أكسيد الرصاص المنصهر بسبب خصائصه الترطيبية وعمله الشعري. قوة تماسك الرصاص المنصهر قوية ولا يمتصها طبق الرماد. وبعد أن يتسرب أكسيد الرصاص المنصهر إلى طبق الرماد، يكشف الرصاص المنصهر عن سطح جديد ويتأكسد مرة أخرى، ويمتص طبق الرماد أكسيد الرصاص المنصهر المتكون حديثًا. وتستمر هذه العملية بشكل متكرر حتى يتأكسد كل الرصاص إلى أكسيد الرصاص ويمتصه طبق الرماد، مما يحقق فصلًا جيدًا بين زر الرصاص والخبث. وأثناء هذه العملية، قد تشكل عناصر معدنية أساسية أخرى أيضًا أكاسيد متطايرة جزئيًا أو كليًا أو يمتصها طبق الرماد، مما يحقق هدف إزالة عناصر الشوائب والحصول على جسيمات معدنية ثمينة أنقى. بعد نفخ الرماد، تتم معالجة جسيمات السبيكة باستخدام خاصية أن الفضة تذوب في حمض النيتريك بينما لا يذوب الذهب في حمض النيتريك، مما يؤدي إلى إذابة الفضة في حمض النيتريك وفصل الذهب. يتم حساب محتوى الذهب في العينة بعد وزن الذهب المفصول من حمض النيتريك وتصحيحه بعينة قياسية من الذهب النقي تم قياسها في نفس الوقت.
2. مزايا ومساوئ الفحص بالحريق
2.1 المزايا
(1) طريقة الفحص بالحريق لها مجموعة واسعة من التطبيقات ويمكن استخدامها لتحديد محتوى الذهب في مختلف أنواع الذهب والمجوهرات الذهبية K التي يتراوح محتواها من الذهب بين 333.0％ و999.5％. ومن المعترف به كطريقة اختبار كلاسيكية في مؤسسات اختبار صناعة المجوهرات.
(2) نتائج التحليل موثوقة وذات دقة ودقة عالية.
(3) حجم العينة كبير وممثل، وهو ما يمكن أن يقلل بشكل كبير من أخطاء أخذ العينات.
2.2 العيوب
(1) إنها طريقة مدمرة تتطلب إتلاف العينات لاختبارها، مما يؤدي إلى ارتفاع تكاليف الكشف.
(2) غير مناسب لعينات من المجوهرات الذهبية عالية النقاء (محتوى الذهب أعلى من 999.5％) والعينات التي تحتوي على شوائب غير قابلة للذوبان في حمض النيتريك (مثل Ir، Pt، Rh، إلخ).
(3) تتطلب عملية انصهار الرماد استخدام عنصر الرماد الضار Pb كمجمع، مما يشكل مخاطر على صحة المفتشين والبيئة.
(4) عملية التحليل طويلة وتتضمن العديد من الخطوات التجريبية والعمليات المعقدة، مما يتطلب مستوى عالٍ من المهارات والخبرة المهنية من العاملين في التجربة.
3. المعدات والأدوات المستخدمة في طريقة الفحص بالحريق
3.1 فرن نفخ الرماد
يُستخدم فرن نفخ الرماد ذو درجة الحرارة العالية لمقايسة الحريق (فرن دثر). وينبغي أن يكون للفرن الدافئ المصمم خصيصاً لنفخ الرماد منافذ سحب هواء وعادم للسماح بتدوير الهواء، ويفضل أن يكون قادراً على التسخين المسبق للهواء وضمان مروره بشكل مستقر، كما هو مبين في الشكل 6-5، مع إمكانية تسخين درجة حرارة الفرن بالتساوي من درجة حرارة الغرفة إلى 1100 ℃.
3.2 الميزان التحليلي
إن طريقة الفحص بالحريق هي طريقة تحليل الجودة التي لها متطلبات صارمة للميزان التحليلي، وتتطلب عمومًا حساسية الميزان التحليلي الدقيق في حدود 0.01 ملجم. يجب معايرة الميزان والأوزان بشكل منتظم، مع تحديد دورات المعايرة بشكل مثالي بشهر واحد أو ربع سنة واحدة، اعتمادًا على عبء العمل.
3.3 سلة فصل الذهب 3.3 سلة فصل الذهب
تختلف المواد المستخدمة في صنع سلال فصل الذهب باختلاف البلد. ففي الصين، غالباً ما تستخدم مختبرات الفحص في الصين ألواح البلاتين أو الفولاذ المقاوم للصدأ، كما هو موضح في الشكل 6-6.
3.4 مطحنة الدرفلة
تستخدم لضغط السبيكة في صفائح رقيقة، مما يتطلب أن تكون سماكة الصفائح المدرفلة موحدة ومتسقة لتجنب زيادة الأخطاء التحليلية.
3.5 طبق رماد 3.5
طبق الرماد هو وعاء حراري مسامي يمتص أكسيد الرصاص أثناء عملية النفخ بالرصاص. تشمل أطباق الرماد الشائعة أطباق الرماد الأسمنتي وأطباق الرماد الأسمنتي الرمادي العظمي وأطباق رماد المغنيسيا (الشكل 6-7).
4. خطوات تحليل مقايسة الحريق
إذا أخذنا المجوهرات المصنوعة من سبائك الذهب التي يتراوح محتواها من الذهب بين 333.0 درجة مئوية و999.5 درجة مئوية كمثال، فإن عملية تحليل محتواها من الذهب تنقسم بشكل أساسي إلى ثماني خطوات: التحليل المسبق، والوزن، وتجديد الفضة، وتكسية الرصاص، ونفخ الرماد، والدرفلة، وفصل الذهب، وحساب النتائج.
4.1 التحليل المسبق
تشمل طرق التحليل المسبق الشائعة طريقة الوزن والتحليل الطيفي بالأشعة السينية (XRF). تتميز طريقة الوزن بدقة أعلى للتحليل المسبق ولكنها تستغرق وقتًا أطول. أما طريقة التفلور الراديوي بالأشعة السينية (XRF) فهي سريعة ويمكنها تحليل محتوى عنصر الشوائب في العينة في نفس الوقت، ولكن بها هامش خطأ أكبر. بالنسبة للعينات العامة، يمكن استخدام طريقة XRF للتحليل المسبق لفهم التركيب الأساسي للعينة، مما يسهل حساب جودة العينات القياسية من الفضة والنحاس والنيكل، إلخ. بالنسبة للأشكال غير المنتظمة أو العينات ذات أخطاء تحليل XRF الأكبر، يمكن استخدام طريقة الوزن للتحليل المسبق.
4.2 الوزن 4.2 الوزن
قم بوزن 200-300 ملجم من عينات الذهب القياسية في ثلاثة أو أربعة أجزاء وثلاثة أو أربعة أجزاء من عينات الاختبار المكافئة لجودة الذهب القياسية، بدقة تصل إلى 0.01 ملجم. يجب تقطيع العينات إلى قطع صغيرة وخلطها بالتساوي ووزنها لجعل الوزن أكثر تمثيلاً. يجب أن يتبع وزن الذهب القياسي والعينات مبدأ التناسق، مع تشابه نسب المكونات قدر الإمكان. يجب التحكم في انحراف الوزن بين الذهب القياسي المتوازي والعينات المتوازية في حدود 2％.
4.3 تجديد موارد الفضة
عند تكميل الفضة، فإن نسبة الفضة إلى الذهب أمر بالغ الأهمية. إذا كانت الفضة أقل من ضعف كمية الذهب، لا يمكن أن يستمر فصل الذهب. يمكن أن تتسبب النسبة الكبيرة من الذهب إلى الفضة في كسر لفة الذهب بسهولة. من الأنسب أن تكون كمية الفضة 2.1-2.5 ضعف كمية الذهب. يجب التحكم في كمية الفضة الرديئة للغاية في حدود 1％. بالنظر إلى الكمية الإجمالية للمعادن الأساسية الموجودة في العينة، يجب إضافة كمية مناسبة من النحاس بالتناسب مع الذهب القياسي.
4.4 الكسوة الرصاصية
غلّف الذهب القياسي الموزون والعينة الموزونة بشكل منفصل في رقائق الرصاص، ولفهما وترقيمهما. يبلغ وزن رقاقة الرصاص بشكل عام 3.5 جم، ويجب أن تكون كمية تغليف الرصاص للذهب القياسي والعينة متناسقة قدر الإمكان. تتناسب كمية الرصاص مع محتوى الشوائب في العينة؛ فإذا كان محتوى النحاس والنيكل مرتفعًا، يمكن زيادة كمية الرصاص. وينبغي تغليف الرصاص والعينة بإحكام لتقليل الفجوات إلى أدنى حد ممكن، وتجنب خسائر التناثر الناجمة عن تمدد الهواء بعد وضع الرصاص، كما هو موضح في الشكل 6-8.
ملاحظة: الأرقام الواردة في الشكل هي أرقام عينة؛ وينطبق الأمر نفسه أدناه
4.5 نفخ الرماد 4.5
ضع الذهب القياسي المغلف برقائق الرصاص والعينة في فرن نفخ الرماد، مع ترتيب الذهب القياسي والعينة في نمط متقاطع لتجنب التباين في درجات الحرارة. يجب تسخين البوتقة إلى أعلى من 920 درجة مئوية لمنع المواد العضوية المتبقية والمواد المتطايرة الأخرى من التسبب في تناثرها. حافظ على درجة حرارة الفرن عند 920-1000 ℃، واستمر في التسخين في جو مؤكسد حتى تذوب العينة تمامًا، لمدة 25 دقيقة تقريبًا. في حالة استخدام فرن مغلق لنفخ الرماد، بعد الحفاظ عليه عند درجة حرارة 920-1000 ℃ لمدة 30-40 دقيقة، افتح باب الفرن قليلاً لنفخ الرماد المؤكسد، وأغلقه بعد 10-15 دقيقة.
بعد اكتمال نفخ الرماد، أوقف التسخين واترك الفرن يبرد إلى أقل من 700 درجة مئوية قبل إزالته، كما هو موضح في الشكل 6-9، لتجنب التبريد السريع الذي قد يسبب أكسدة سريعة للتكتلات، مما يؤدي إلى تناثرها وتناثرها.
4.6 دحرجة 4.6
استخدِم فرشاة لإزالة مواد الرماد الملتصقة بجزيئات السبيكة، ثم قم بتسطيحها على سندان (الشكل 6-10)، ثم التلدين عند درجة حرارة 700 ℃. استخدم مطحنة الدرفلة لدحرجة جسيمات السبيكة إلى صفائح رقيقة من 0.15-0.2 مم (الشكل 6-11)، ثم التلدين مرة أخرى، مع تجنب الوقت الزائد. يجب أن يكون الاتجاه الذي يتم فيه تغذية جسيمات السبيكة أثناء الدرفلة ثابتًا لمنع تشقق العينة وفقدانها. يجب أن تكون سماكة الصفائح المدرفلة موحدة لضمان الاتساق في القيمة المضافة. استخدم ختم فولاذي رقمي لتحديد ولفها في شكل أسطواني (الشكل 6-12).
الشكل 6-10 تسطيح جزيئات السبيكة
الشكل 6-11 دحرجة الصفائح الرقيقة
4.7 فصل الذهب
استخدم حمض النيتريك لإذابة الفضة من لفة سبيكة الذهب. قبل فصل الذهب، نظف لفة السبيكة أو الدورق أو السلة لمنع التلوث أو دخول أيونات الكلوريد. اغمس لفافة الذهب في دورق الفصل الذي يحتوي على 20 مل من حمض النيتريك القريب من الغليان، مع إبقائه دائمًا تحت درجة الغليان عند درجة حرارة قريبة من الغليان، وسخنه باستمرار لمدة 15 دقيقة أو حتى يتم طرد رذاذ ملح أكسيد النيتروجين كما هو موضح في الشكل 6-13. اسكب المحلول ببطء، واغسل لفافة الذهب بالماء الساخن 3-5 مرات، ثم اغمرها في حمض النيتريك المغلي واغسلها مرة أخرى.
انقل الذهب القياسي بعناية بعد فصله إلى بوتقة من البورسلين وجففه ثم احرقه حتى يصبح لونه أصفر ذهبيًا، كما هو موضح في الشكل 6-14. بعد التبريد، قم بوزن كتلة لفة الذهب، والتي تكون دقيقة عند 0.01 ملجم.
4.8 نتيجة الحساب
محتوى الذهب Wt(Au) محسوبًا وفقًا للصيغة (6-3)، مع تقريب الناتج إلى أقرب منزلة عشرية واحدة:
في الصيغة
m1 - كتلة العينة (جم);
m2 - كتلة الذهب التي تم الحصول عليها بعد الفصل من العينة (جم);
m3 - كتلة من الذهب القياسي (جم);
m4 - جودة (g) سبيكة الذهب التي تم الحصول عليها بعد تحليل الذهب القياسي;
هـ - نقاء الذهب القياسي (‰).
يجب أن يكون الانحراف في النتائج الناجم عن التجارب المتكررة أقل من 0.2 ‰ لـ 999.0 ‰ -999.5 ‰؛ يجب أن تكون سبائك الذهب أقل من 999.0 ‰ وأقل من 0.5 ‰؛ يجب أن يكون الذهب الأبيض K أقل من 1 ‰.
5. العوامل التي تؤثر على دقة تحليل مقايسة الحرائق
عند تطبيق المقايسة بالنار لتحليل محتوى الذهب، فإن عوامل مثل حجم العينة، ونوع فرن الكوب، ومادة الكوب، ونسبة الفضة إلى الذهب، ودرجة حرارة الكوب، ووقت الفصل، كلها عوامل تؤثر على النتائج. من الضروري إجراء التجارب المصاحبة باستخدام عينات الذهب القياسية والحفاظ على الاتساق في ظروف تحليل عينات الذهب القياسية والعينات للحصول على توازٍ جيد ونتائج دقيقة وموثوقة، والقضاء على الأخطاء المنهجية في عملية التحليل.
5.1 حجم العينة
عادةً ما يكون حجم العينة لتحليل مجوهرات الذهب K صغيرًا بشكل عام، ويرتبط ذلك بالمحتوى العالي من عناصر السبائك في مجوهرات الذهب K. ومع ذلك، فإن حجم العينة الصغير جداً سيؤثر بشكل مباشر على تمثيل العينة ودقة التحليل. يمكن زيادة حجم العينة بشكل مناسب للمجوهرات ذات النقاء العالي والمحتوى المنخفض من النيكل والنحاس للحصول على نتائج أفضل. بالنسبة للذهب K الأقل درجة، يمكن زيادة كمية رقائق الرصاص بشكل مناسب لتسهيل فصل الشوائب. يجب أن يكون لتقدير الذهب القياسي نطاق معين من التحكم والمفاضلة لتجنب الانحرافات المنهجية.
5.2 فرن نفخ الرماد
يمكن للفرن الدافئ العادي تلبية متطلبات درجة الحرارة فقط. ولا يمكن أن يوفر تدفق الغاز المؤكسد اللازم أثناء عملية التكويب مما يقلل من جودة وفعالية التكويب. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يشكل بعض المخاطر على السلامة: لتوفير الأكسجين اللازم للأكسدة، يجب فتح باب الفرن قليلاً أثناء مرحلة الكوبيلات، مما يتسبب في تسرب كمية كبيرة من أكسيد الرصاص من باب الفرن، مما يؤدي إلى تلوث خطير للرصاص في البيئة المحيطة ويعرض صحة المشغلين للخطر. وعلاوة على ذلك، يمكن أن يؤدي الاستخدام المطول إلى تآكل حجرة الفرن وفتحها بأكسيد الرصاص، ويصعب تفريغ الكمية الكبيرة من بقايا الرصاص داخل الفرن في الوقت المناسب، مما قد يؤدي إلى تلوث عينات التحليل بسهولة. ولذلك، ينبغي إعطاء الأولوية لفرن الكوبيل المخصص.
5.3 مادة منفضة السجائر
عند اختيار المادة والنسبة الخاصة بمنافض السجائر، من المهم مراعاة ليس فقط قدرة المنفضة على امتصاص عناصر الشوائب في الرصاص ولكن أيضًا معدل استرداد الذهب والفضة أثناء عملية نفخ الرماد. تتمتع منافض سجائر المغنيسيا بمعدل استرداد مرتفع نسبيًا، ولكن هناك مشاكل في إزالة الجسيمات الملتصقة في القاع وتحديد درجة حرارة نفخ الرماد ونقطة النهاية. تسهل منافض الرماد العظمي والأسمنت من الحكم على درجة حرارة نفخ الرماد ونقطة النهاية والتحكم فيها، مما يؤدي إلى الحصول على ركام أنقى وأقل عرضة للتكسر عند ضربه في صفائح رقيقة. ومع ذلك، فإن معدل الاسترداد أقل نسبيًا.
5.4 نسبة الفضة إلى الذهب
للفضة دوران في المقايسة بالنار: الاستخلاص، الذي يستخلص الذهب من الشوائب، والحماية، التي تقلل من فقدان الذهب أثناء عملية القياس. يمكن لكمية صغيرة من الفضة أن تزيد من فقدان الذهب والأكسدة غير الكاملة أثناء نفخ الرماد، ولكن المزيد من الفضة ليس دائمًا أفضل. عندما تكون كمية الفضة المضافة ثلاثة أضعاف وزن الذهب، يزداد فقدان الذهب، ويمكن أن ينكسر الذهب بسهولة أثناء الفصل. وعمومًا، ترتبط كمية الفضة المضافة بتركيبة العينة. أثناء نفخ الرماد، عندما يتم التقاط النيكل والبلاديوم في سبائك الذهب الأبيض K، يمكن أن يضيع الذهب أيضًا، لذلك عادةً ما تكون هناك حاجة إلى كمية أكبر من الفضة كعامل وقائي لمنع فقدان الذهب. عند تحليل محتوى الذهب باستخدام المقايسة النارية لسبائك الذهب الأبيض التي تحتوي على النيكل وليس البلاديوم، يجب إضافة النيكل إلى الذهب القياسي بكمية مكافئة تقريباً للعينة، ويجب زيادة كمية الرصاص. بالنسبة لسبائك الذهب الأبيض التي تحتوي على البلاديوم، يجب إضافة البلاديوم إلى الذهب القياسي بكمية مكافئة تقريباً للعينة مع زيادة كمية الرصاص.
5.5 درجة حرارة نفخ الرماد
إذا أخذنا الذهب عيار 18 قيراطًا كمثال، في ظل نفس ظروف المعالجة، عندما تكون درجة حرارة نفخ الرماد في نطاق 900-1500 درجة مئوية، يزداد فقدان الذهب القياسي مع ارتفاع درجة حرارة نفخ الرماد ويظهر توزيعًا خطيًا. عندما تكون درجة حرارة نفخ الرماد عالية جدًا، تكون الفضة عرضة للتبخر والتناثر، مما يؤدي إلى زيادة الأخطاء في نتائج التحليل؛ وعندما تكون درجة حرارة نفخ الرماد منخفضة جدًا، قد يتجمع أكسيد الرصاص المنصهر والشوائب معًا، مما لا يمكن أن تمتصه البوتقة بالكامل، مما يؤدي إلى عدم القدرة على متابعة عملية التحليل.
5.6 وقت فصل الذهب
إذا أخذنا الذهب الأبيض عيار 18 قيراطًا كمثال، فإن نتائج قياس الذهب تنخفض مع زيادة وقت فصل الذهب، ولكن بعد الوصول إلى مستوى معين، تظل نتائج قياس الذهب دون تغيير.
القسم السادس التحليل الطيفي لانبعاثات البلازما المقترنة بالحث (طريقة برنامج المقارنات الدولية)
ويستخدم مطياف انبعاث البلازما المقترن حثيًا والمعروف أيضًا باسم مطياف برنامج المقارنات الدولية أو مطياف الانبعاث الذري لبرنامج المقارنات الدولية ICP، بلازما عالية التردد مقترنة حثيًا كمصدر ضوء الإثارة، باستخدام أطياف الانبعاث المميزة لذرات أو أيونات كل عنصر لتحديد تركيب المواد وإجراء التحليل النوعي والكمي للعناصر. تفريغ برنامج المقارنات الدولية هو طريقة بسيطة نسبيًا وفعالة للغاية تحول الهباء الجوي وأبخرة السوائل والمواد الصلبة، وكذلك الغازات عند الضغط العادي، إلى ذرات حرة وذرات الحالة المثارة وأيونات أو شظايا جزيئية. ويمكنه تحليل مختلف العناصر الرئيسية والتتبعية وفائقة التتبع في المواد بسرعة. وهو أحد أكثر الطرق تنافسية للتحليل المتزامن متعدد العناصر، ويتميز بنطاق اختبار واسع وسرعة تحليل سريعة وحدود كشف منخفضة. يتميز بدقة ودقة عالية للكشف عن الذهب عالي المحتوى، وهو طريقة شائعة الاستخدام من قبل مؤسسات اختبار صناعة المجوهرات لتحديد مواد المجوهرات الذهبية عالية المحتوى.
1. مبدأ طريقة برنامج المقارنات الدولية
يظهر مبدأ عمل طريقة برنامج المقارنات الدولية في الشكل 6-15.
يتم تطبيق الطاقة عالية التردد التي يولدها مولد الترددات الراديوية على أنبوب الشعلة الكوارتز ثلاثي الطبقات متحدة المركز من خلال ملف العمل بالحثّ، مما يشكل مجالاً كهرومغناطيسيًا متذبذبًا عالي التردد؛ ويتم إدخال غاز الأرجون في الطبقة الخارجية لأنبوب الشعلة الكوارتز، ويتم إجراء تفريغ عالي الجهد لتوليد جسيمات مشحونة. تتحرّك الجسيمات المشحونة ذهابًا وإيابًا في المجال الكهرومغناطيسي عالي التردد، وتتصادم مع أيونات الأرجون الأخرى، مما ينتج المزيد من الجسيمات المشحونة. في الوقت نفسه، ترتفع درجة الحرارة لتشكل في النهاية بلازما الأرجون، حيث تصل درجات الحرارة إلى 6000-8000 كلفن. يتم تمرير عينة المحلول المائي المراد اختباره من خلال المرذاذ. يدخل الهباء المتكون إلى القناة المركزية لأنبوب شعلة الكوارتز، حيث يتم تبخيره بالكامل وتذريره وتأينه في درجة حرارة عالية وغاز خامل، مما يؤدي إلى انبعاث خطوط طيفية مميزة للعناصر الموجودة في المحلول؛ ومن خلال تجميع الضوء من مصدر ضوء البلازما واستخدام مطياف المسح الضوئي للمسح الضوئي، يتم تحديد شدة ضوء الخطوط الطيفية المميزة للعناصر المراد اختبارها بدقة عند شق الخروج. يتم تحويل شدة ضوء الخط الطيفي إلى تيار كهروضوئي باستخدام أنبوب مضاعف ضوئي. وبعد معالجة الدائرة وتحويلها من تناظري إلى رقمي، تدخل إلى الكمبيوتر لمعالجة البيانات. ويحدد وجود أو عدم وجود خطوط طيفية مميزة ما إذا كان عنصر معين موجوداً في العينة (التحليل النوعي)؛ واستناداً إلى شدة الخطوط الطيفية المميزة يحدد محتوى العنصر المقابل في العينة (التحليل الكمي).
2. مزايا وعيوب طريقة برنامج المقارنات الدولية
2.1 المزايا
(1) القدرة على اكتشاف عناصر متعددة في وقت واحد. يمكنه الكشف عن عناصر متعددة في نفس العينة في نفس الوقت. وبمجرد إثارة العينة، ينبعث من كل عنصر خطوطه الطيفية المميزة، مما يسمح بالكشف المنفصل مع تحديد عناصر متعددة في نفس الوقت.
(2) سرعة التحليل السريع. يمكن تحليل معظم العينات دون معالجة كيميائية، ويمكن تحليل العينات الصلبة والسائلة مباشرة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تحديد عناصر متعددة في وقت واحد. وباستخدام مطياف القراءة المباشرة الضوئي، يمكن إكمال التحديد الكمي لعشرات العناصر في غضون دقائق.
(3) انتقائية جيدة. نظرًا للخاصية القوية للطيف، فإنه مهم بشكل خاص لتحليل العناصر ذات الخصائص الكيميائية المتشابهة جدًا. على سبيل المثال، يعد تحليل العشرات من العناصر الأرضية النادرة في Nb وTa وZr وHf صعبًا للغاية مقارنة بالطرق الأخرى. وفي الوقت نفسه، يمكن للتحليل الطيفي للانبعاثات تمييزها وقياسها بسهولة.
(4) حد الكشف المنخفض. حد الاكتشاف لمصدر الضوء العام هو (0.1-10) x 10-6، بقيمة مطلقة (0.01-1) 10-6؛ أثناء استخدام مصدر ضوء البلازما المقترنة بالحث الضوئي (ICP)، يمكن أن يكون حد الكشف منخفضًا حتى 10-9 من حيث الحجم.
(5) دقة أعلى. يتراوح الخطأ النسبي لمصدر الضوء العام من 5 إلى 10％، في حين أن الخطأ النسبي لبرنامج المقارنات الدولية يمكن أن يصل إلى أقل من 1％.
(6) إن النطاق الخطي للمنحنى القياسي لمصدر ضوء برنامج المقارنات الدولية واسع، حيث يصل إلى 46 رتبة من حيث الحجم، مما يسمح بتحليل عناصر متعددة لعينة واحدة، ويمكنه قياس تركيزات مختلفة من المستويات العالية والمتوسطة والمنخفضة.
(7) استهلاك منخفض للعينات، ومناسب لتحديد المكونات المتعددة لدفعات كاملة من العينات، وخاصة التحليل النوعي، ويظهر مزايا فريدة من نوعها.
2.2 العيوب
تتمثل عيوب طريقة برنامج المقارنات الدولية فيما يلي.
(1) تؤثر العديد من العوامل على شدة الخطوط الطيفية، مثل تركيبة العينة، والتجانس، وتوازي العينة، وتركيز الحمض، والتداخل الطيفي، ودرجة الحرارة، والرطوبة، وكلها يمكن أن تؤثر على نتائج الكشف النهائية. هناك متطلبات عالية لمكونات المرجع القياسي، ومعظم العناصر غير المعدنية تواجه صعوبة في الحصول على خطوط طيفية حساسة.
(2) تحتاج العينات الصلبة عمومًا إلى تحويلها إلى محلول مسبقًا، مما يؤدي غالبًا إلى تفاقم حد الكشف؛ وتكون الدقة ضعيفة عندما يكون التركيز مرتفعًا.
(3) غير مناسب للعينات التي تحتوي على شوائب مثل الحديد غير القابل للذوبان في الماء الريجية.
(4) تتطلب مطياف انبعاث بلازما مقترن بالحث البلازمي باهظ الثمن، والذي يستهلك كمية كبيرة من الأرجون أثناء التشغيل، مما يؤدي إلى ارتفاع تكاليف الكشف.
3. الأدوات والكواشف المستخدمة في طريقة برنامج المقارنات الدولية
3.1 الأدوات
تشمل الأدوات ما يلي: مطيافات انبعاثات البلازما المقترنة حثيًا 、 الأكواب 、 القوارير الحجمية وما إلى ذلك من الأواني الزجاجية المختبرية الشائعة الأخرى، والموازين الإلكترونية عالية الدقة وغيرها.
3.2 الكواشف
المياه المستخدمة في اختبار برنامج المقارنات الدولية تفي بمواصفات المياه من الدرجة الأولى أو المياه ذات النقاء المعادل كما هو محدد في "مواصفات وطرق اختبار المياه المستخدمة في المختبرات التحليلية" (GB/T 6682-2008).
يمكن تقسيم الكواشف الكيميائية المستخدمة في اختبار برنامج المقارنات الدولية إلى فئتين: تحلل العينات وإعداد المحاليل القياسية للعناصر. يجب أن تكون جميع الكواشف من الدرجة التحليلية. عند تحليل محتوى الذهب، يجب أن تكون عينة الذهب عالية النقاء بدرجة نقاء لا تقل عن 99.999％.
4. خطوات تحليل برنامج المقارنات الدولية
وكمثال على ذلك، تتضمن الخطوات التحليل التالي لمحتوى الذهب في المجوهرات الذهبية.
4.1 تحضير العينة
بعد طحن العينة بشكل رقيق، قم بتقطيعها إلى قطع صغيرة، وضعها في دورق، وأضف 20 مل من محلول الإيثانول، وسخّنها واغليها لمدة 5 دقائق، ثم أزلها. اسكب محلول الإيثانول، واغسل القطعة الذهبية مرارًا وتكرارًا بالماء فائق النقاء ثلاث مرات. يُضاف 20 مل من محلول حمض الهيدروكلوريك ويُسخّن ويُغلى لمدة 5 دقائق ثم يُزال. يُسكب محلول حمض الهيدروكلوريك، وتُغسل القطعة الذهبية مراراً وتكراراً بماء فائق النقاء ثلاث مرات. توضع القطعة الذهبية في زجاجة وزن زجاجية، وتُغطى وتوضع في الفرن لتجف عند درجة حرارة 105 ℃، ثم تُخرج لاستخدامها لاحقاً.
4.2 تحضير المحلول 4.2
(1) محلول العينة. توزن العينة (1000 ± 2.5) ملجم (دقيقة حتى 0.01 ملجم)، وتوضع في دورق حجمه 100 مل، ويضاف 30 مل من أكوا ريجيا، ويغطى بزجاج الساعة، ويسخن ببطء حتى يذوب تماماً، مع الاستمرار في التسخين لإزالة أكاسيد النيتروجين. بعد التبريد، انقل المحلول إلى دورق حجمي سعة 50 مل، واشطف زجاج الساعة والدورق بمحلول أكوا ريجيا، وأضف سائل الغسيل إلى الدورق الحجمي، وخففه حتى العلامة واخلطه جيدًا لاستخدامه لاحقًا. إعداد جزأين من محلول العينة لكل عينة.
(2) محلول المعايرة. توزن ثلاثة أجزاء من عينات الذهب عالية النقاء بكتلة (1000 ± 2.5) مغم (نقاوة > 99.999％)، وتذوب للحصول على ثلاثة أجزاء من محلول الذهب عالي النقاء، ويحضر محلول المعايرة وفقاً للخطوات التالية.
محلول المعايرة 1:
انقل الجزء الأول من محلول الذهب عالي النقاء إلى دورق حجمي حجمه 50 مل. اشطف زجاج الساعة والدورق بمحلول أكوا ريجيا. أضف سائل الغسيل إلى الدورق الحجمي، وخففه حتى العلامة واخلط جيدًا. يُضبط تركيز عناصر الشوائب المقيسة في محلول المعايرة 1 على 0/أوق/م.
محلول المعايرة 2:
انقل الجزء الثاني من محلول الذهب عالي النقاء إلى دورق حجمي حجمه 50 مل مملوء مسبقًا ب 5 مل من المحلول القياسي المختلط 1. اشطف الطبق السطحي والدورق بمحلول أكوا ريجيا. أضف سائل الغسيل إلى الدورق الحجمي. خفف حتى العلامة. رُجَّ جيداً.
محلول المعايرة 3:
انقل الجزء الثالث من محلول الذهب عالي النقاء إلى دورق حجمي حجمه 50 مل مملوء مسبقاً ب 5 مل من المحلول القياسي المختلط 2. اشطف الطبق السطحي والدورق بمحلول أكوا ريجيا. يُضاف سائل الغسيل إلى الدورق الحجمي، ويُخفَّف حتى العلامة ويُرج جيدًا.
4.3 التحديد
اضبط مطياف برنامج المقارنات الدولية على الظروف المثلى؛ في حالة اختبار عينات سبائك الذهب، حدد الخطوط التحليلية المناسبة وتصحيح الخلفية وفقًا للجدول 6-2.
الجدول 6-2 الأطوال الموجية الموصى بها لعناصر الشوائب (الخطوط التحليلية) (الوحدة: نانومتر)
| العنصر | الطول الموجي | أطوال موجية أخرى متاحة | العنصر | الطول الموجي | أطوال موجية أخرى متاحة |
|---|---|---|---|---|---|
| أغ | 328.068 | 338.289 | ني | 352.454 | 231.604 |
| آل | 396.152 | 308.215 | باء باء | 168.220 | 220.353 |
| كما | 189.042 | 193.696 | Pd | 340.458 | 355.308 |
| ثنائي | 223.061 | 306.772 | نقطة | 306.471 | 203.646 |
| قرص مضغوط | 226.502 | 228.802 | الراء | 343.489 | - |
| شركة | 228.616 | 238.892 | رو | 240.272 | - |
| كر | 267.716 | 283.563 | س ب | 206.833 | 217.581 |
| النحاس | 324.754 | 327.396 | سي | 196.090 | - |
| في | 259.940 | 239.563 | سن | 189.989 | 189.927 |
| عير | 215.278 | - | تي | 214.281 | - |
| المغنيسيوم | 279.553 | 280.270 | تي | 334.941 | - |
| من | 257.610 | 260.569 | زنك | 213. 856 | - |
قم بقياس شدة الخط الطيفي لعنصر الشوائب في محلول المعايرة 1،3، حيث يتم تعيين تركيز عناصر الشوائب المقيسة في محلول المعايرة الأول على 0/أوق/ملتر، ورسم منحنى العمل بناءً على نتائج الاختبار؛ وفي ظل نفس ظروف محلول المعايرة بالقياس، قم بقياس شدة الخط الطيفي لعناصر الشوائب في محلولين للعينة واحصل على تركيز كل عنصر شوائب في محلول العينة من منحنى العمل.
4.4 تمثيل النتائج
(1) حساب الكمية الإجمالية لعناصر الشوائب. تحسب الكمية الإجمالية لعناصر الشوائب في العينة وفقاً للصيغة (6-4):
في الصيغة
ƩA - إجمالي كمية عناصر الشوائب في العينة (‰);
𞸍i - التركيز الكلي لعناصر الشوائب في محلول العينة ميكروغرام/ملليتر);
V - حجم محلول العينة (مل);
م - كتلة العينة (مجم).
(2) حساب محتوى الذهب.
يتم حساب محتوى الذهب في العينة وفقًا للصيغة (6-5):
في الصيغة
w(Au) - محتوى الذهب في العينة (‰);
ƩA - إجمالي كمية عناصر الشوائب في العينة (‰).
(3) قابلية التكرار. يجب أن يكون الانحراف النسبي لعناصر الشوائب الكلية في تحديدين متوازيين للعينات أقل من 20％؛ وإذا تم تجاوزه، يلزم إعادة التحديد.
5. عوامل التداخل في تحليل برنامج المقارنات الدولية
أثناء عملية الكشف عن برنامج المقارنات الدولية، توجد حتماً ظواهر تداخل، كما هو مبين في الشكل 6-16. واستنادًا إلى آلية التداخل، يمكن تقسيمها إلى فئتين رئيسيتين: التداخل الطيفي والتداخل غير الطيفي. وفي المقابل، ووفقًا لحالة العوامل المتداخلة، يمكن تقسيمها إلى تداخل في الطور الغازي وتداخل في الطور المكثف.
التداخل الطيفي والتداخل غير الطيفي هي تأثيرات ناتجة عن مكونات مصفوفة العينة والمواد المصاحبة لها، والتي تعزز أو تضعف الإشارات التحليلية التي تم تحليلها بالفعل. ويشمل التداخل غير الطيفي تحضير العينة، والرش، وإزالة المذيبات، والتطاير، والتذرية، والإثارة، وتداخل التأين، كما هو موضح في الشكل 6-16.
5.1 التداخل الطيفي
ينجم التداخل الطيفي عن عدم القدرة على حل الإشارات الإشعاعية الناتجة عن إشارات المادة المحللة والمواد المتداخلة. وهي المشكلة الأكثر أهمية وإزعاجًا في قياس طيف برنامج المقارنات الدولية. ونظرًا لقدرة الاستثارة القوية لبرنامج المقارنات الدولية على الإثارة، فإن كل مادة موجودة في برنامج المقارنات الدولية أو يتم إدخالها فيه تقريبًا ينبعث منها عدد كبير من الخطوط الطيفية، مما يؤدي إلى قدر كبير من "التداخل" الطيفي.
ينقسم التداخل الطيفي بشكل أساسي إلى فئتين: الأولى هي تداخل تداخل الخطوط، والذي يحدث بسبب عدم كفاية تشتت ودقة مقياس الطيف ودقة تحليله، مما يؤدي إلى تداخل الخطوط الطيفية لبعض العناصر المتعايشة في التحليل؛ والأخرى هي تداخل الخلفية، والتي ترتبط بتأثير تركيب المصفوفة والضوء الشارد القوي المنبعث من مصدر ضوء برنامج المقارنات الدولية نفسه. ولا يعني استخدام نظام مطيافي عالي الدقة لتداخل تداخل الخطوط أنه يمكن التخلص من هذا النوع من التداخل الطيفي؛ بل يمكن فقط اعتبار أنه عند حدوث التداخل الطيفي يمكن تقليل شدته إلى الحد الأدنى. ولذلك، فإن الطريقة الأكثر استخدامًا هي اختيار خط طيفي آخر أقل تداخلًا كخط تحليلي أو تطبيق تصحيح عامل التداخل (IEC) للتصحيح. وتتمثل الطريقة الأكثر فعالية لتداخل الخلفية في استخدام تقنية تصحيح الخلفية المتوفرة في الأجهزة الحديثة لخصمها. عند حدوث التداخل، يمكن تقليلها إلى الحد الأدنى من الكثافة. ولذلك، فإن الطريقة الأكثر استخدامًا هي اختيار خط طيفي آخر ذي تداخل أقل كخط تحليلي أو تطبيق تصحيح عامل التداخل (IEC) للتصحيح. تتمثل الطريقة الأكثر فعالية لتداخل الخلفية في استخدام تقنية تصحيح الخلفية المتوفرة في الأجهزة الحديثة لخصمها.
5.2 التداخل غير الطيفي
(1) التداخل من العوامل الفيزيائية.
نظرًا لأن العينات المستخدمة في التحليل الطيفي للبرنامج المقارن الدولي للبيانات تكون في شكل محلول، فإن عوامل مثل اللزوجة والكثافة النسبية والتوتر السطحي للمحلول تؤثر جميعها على عملية الانحلال وحجم القطيرات وانتقال الهباء الجوي وتبخر المذيب، وترتبط اللزوجة بتركيب المحلول وتركيز الحمض ونوعه ودرجة الحرارة.
عندما يحتوي المحلول على مذيبات عضوية، سينخفض كل من اللزوجة الديناميكية والتوتر السطحي، مما يحسن من كفاءة الانحلال. وفي الوقت نفسه، تكون معظم الكواشف العضوية قابلة للاشتعال، مما يزيد من درجة حرارة ذيل اللهب ويزيد من شدة الخط الطيفي. في هذا الوقت، يجب زيادة قوة برنامج المقارنات الدولية بشكل مناسب لقمع شدة الطيف الجزيئي للكربيدات في الكواشف العضوية.
كما رأينا أعلاه، فإن تداخل العوامل الفيزيائية موجود وينبغي تجنبه. وتتمثل الطريقة الرئيسية في ضمان أن يكون محلول الاختبار القياسي والعينة المراد اختبارها متسقين تمامًا فيما يتعلق بتكوين عناصر المصفوفة، والملوحة الكلية، وتركيز المذيبات العضوية، والأحماض. في الوقت الحالي، يمكن أن يساعد نظام أخذ العينات بالمضخة التمعجية المستخدم في تقليل التداخل الفيزيائي المذكور أعلاه. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للتصحيح المعياري الداخلي أن يعوض بشكل مناسب عن آثار التداخل الفيزيائي. يمكن لطرق مطابقة المصفوفة أو طرق الإضافة المعيارية أن تقضي على التداخل الفيزيائي بشكل فعال ولكنها تتطلب عبء عمل أكبر.
(2) تداخل التأين.
ونظرًا لأن العينة في برنامج المقارنات الدولية تتبخر وتتفكك وتتأين وتثار في القناة، فإن التغيرات في تركيب العينة لها تأثير ضئيل على البارامترات الكهربائية لتأثير الجلد عالي التردد. ولذلك، يكون تأثير العناصر سهلة التأين على شدة الخطوط الأيونية والخطوط الذرية أقل من تأثير مصادر الضوء الأخرى. ومع ذلك، تُظهر التجارب أن تأثير التداخل القابل للتأين بسهولة لا يزال له تأثير معين على التحليل الطيفي.
بالنسبة لمصادر ضوء برنامج المقارنات الدولية المرصودة عموديًا، يمكن أن يؤدي اختيار معلمات البلازما بشكل مناسب إلى تقليل تداخل التأين.
ومع ذلك، بالنسبة لمصادر ضوء برنامج المقارنات الدولية المرصودة أفقيًا، يكون هذا التداخل القابل للتأين بسهولة أكثر حدة نسبيًا. يمكن لتقنية الرصد ثنائي الاتجاه المستخدمة حاليًا معالجة هذا التداخل القابل للتأين بسهولة بشكل فعال. ومن الضروري أيضًا الحفاظ على تركيبة مماثلة بين محلول العينة المراد اختبارها والمحلول القياسي التحليلي.
(3) تداخل تأثير المصفوفة.
ينشأ تأثير المصفوفة من البلازما، وبالنسبة لأي خط تحليلي، يرتبط هذا التأثير بإمكانية الإثارة للخط الطيفي. ومع ذلك، ونظرًا لقدرة الكشف الجيدة لبرنامج المقارنات الدولية، يمكن تخفيف المحلول التحليلي بشكل مناسب للحفاظ على محتوى الملح الكلي حوالي 1 مجم/ملليتر. في هذا المحلول المخفف، غالبًا ما يكون تداخل المصفوفة ضئيلًا. عندما يصل تركيز مادة المصفوفة إلى عدة ملليغرامات لكل ملليلتر، لا يمكن تجاهل تأثير المصفوفة تمامًا. يكون تأثير المصفوفة لمصدر ضوء برنامج المقارنات الدولية أكثر حدة قليلاً عند رصده أفقيًا. يمكن أن تؤدي مطابقة المصفوفة أو تقنيات الفصل أو طرق الإضافة القياسية إلى إزالة تأثير المصفوفة أو كبحه.
نسخ الكتابة على مجوهرات سوبلينج - مصنع مجوهرات حسب الطلب، مصنع مجوهرات OEM و ODM
