掺铼黄金饰品的特征及检测方法探究

李思萌 王璇 杨婷婷 朱勇

【摘要】采用显微镜观察掺铼样品外观特征，同时结合X射线荧光光谱法、电感耦合等离子体光谱法、火试金法对掺铼黄金饰品的含量进行研究。研究表明：掺铼样品以不溶状态独立于黄金饰品中，X射线荧光光谱仪能观测到铼元素特征峰；电感耦合等离子体光谱法能准确定量掺杂铼元素含量；火试金法对于铼掺含量较低的样品能准确测定金含量。结果表明：黄金饰品中掺杂铼元素会显著影响黄金饰品成色，并应对新出现的铼-钨合金掺杂引起重视。

【关键词】黄金饰品；铼；金含量

【DOI编码】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

由于黄金饰品兼具饰品与货币属性，因此以黄金为原料的首饰交易市场异常活跃。近年来，我中心在對黄金饰品金含量的检测中发现了一种新型元素铼掺杂的现象。铼原子序数为75，位于元素周期表第7族，密度为21.04 g/cm2，其密度在已知密度的元素中排名第4，其熔点为3180℃，因此在黄金饰品中常以独立的黑色颗粒物存在。

现有黄金饰品金含量检测方法为GB/T 18043—2013《首饰贵金属含量的测定X射线荧光光谱法》、GB/T 38145—2019《高含量贵金属合金首饰金、铂、钯含量的测定ICP差减法》，以及GB/T 9288—2019《金合金首饰金含量的测定灰吹法（火试金法）》。其中，GB/T 18043—2013为无损测试方法，常规测试中并未将铼元素列入待测元素，GB/T 38145—2019中推荐的待测杂质元素未列入铼元素，因此，在常规检测中，很容易造成漏检铼元素而使得金含量虚高。本文利用显微镜观察了掺铼样品的外观特征，并采用标准推荐的3种方法分别进行测试，为掺铼样品的检测提供依据。

1.1仪器

宝石显微镜（GI-M29P，南京宝光检测技术有限公司）；能量色散X射线荧光光谱仪（M1 MISTRALSDD，布鲁克公司）；电感耦合等离子体光谱仪（Avio 200，珀金埃尔默仪器有限公司）；贵金属灰吹炉（CF-15，英国卡博莱特公司）。

1.2样品

选取两件含铼样品（1#、2#）进行特征及含量测试研究。样品均宣称为足金黄金饰品，样品图片信息见图1。

2.1特征

在有损测试取样阶段，发现掺铼黄金饰品具有较高的脆性及硬度，成品细致观察可观测到黑色颗粒物。通过宝石显微镜进行放大观察，掺杂物更明显，结果见图2。由图2可知，在放大40倍情况下，可观察到黑灰色的颗粒状存在于黄金饰品表面，较普通黄金饰品有明显差别。

2.2X射线荧光测试结果

采用X射线荧光光谱仪进行测试，由于缺少相应的铼元素标准曲线，因此测试结果可作为定性测试结果。两件样品的荧光测试图谱如图3所示。由图3可知，红色区域为金元素特征峰，两件掺铼样品具有明显的Re元素特征峰（绿色区域），表明样品掺有铼元素，同时样品2#还有小面积钨元素特征峰，提示样品可能掺杂铼-钨合金。

2.3电感耦合等离子体发射光谱法

采用电感耦合等离子体发射光谱仪进行杂质元素含量测试，应选择响应强、干扰少的特征峰。铼元素可选常规谱线波长为197.248 nm、204.908 nm和227.525 nm。采用含金标液进行测试时，227.525 nm具有较好峰形，因此后续选择227.525 nm进行铼含量测试。测试中采用标准曲线法，配置除GB/T 38145规定元素及含铼标准溶液，浓度分别为0、1、2、5ppm，测得铼元素含量及金含量见表1。由表1可知，两件样品均未能达到足金（金含量>99.0%），且均有含量较高的铼元素。值得注意的是，消解过程中，样品2采用王水溶解后存在不溶的黑色颗粒物，因此继续采用加入过氧化氢的方法进行消解，并合并溶液进行后续测试。

2.4火试金法

火试金法可用于金含量在33.30%～99.95%的黄金样品金含量测试，采用该法可直接测得黄金饰品金含量。我们对两件掺铼样品运用火试金进行测试，测试过程同普通K金/足金样品无异。两件样品最终测得金含量结果分别为67.3%、70.4%。同电感耦合等离子体光谱结果比较，样品2#结果有较大差异，究其原因，可能是在采用过氧化氢溶解过程中有少许样品未溶解完全，導致差减后得到的金含量结果偏高。

通过宝石显微镜、X射线荧光光谱仪、电感耦合等离子体光谱仪及贵金属灰吹炉分别对两件含铼样品进行了外观特征及铼、金含量测试。结果表明，掺铼样品外观有较为明显的黑色颗粒物，同时X射线荧光光谱仪能观察到两件样品有明显的铼或铼-钨特征峰，化学测试方法均提示存在铼及铼-钨元素。因此，在后续测试中，检测机构应加强对黄金饰品的外观特征观察，同时完善无损测试用X射线荧光光谱仪中铼、钨、锗等元素的光谱曲线，更有效帮助机构在日常无损检测中发现掺杂问题样品。常规化学有损检测中应尽量选择火试金法进行金含量的直接测定，才能保证测试样品的黄金成色信息准确。

【参考文献】

[1]鞠军，陈永红，高广飞，等.贵金属首饰分析研究进展[J].黄金，2011，32（6）：57-60.

[2]那勃，王伟，崔建军，等.电感耦合等离子体发射光谱法测定金饰品中铼元素[J].贵金属，2022，43（增刊1）：152-156.

[3]首饰贵金属含量的测定X射线荧光光谱法：GB/T 18043—2013[S].

[4]高含量贵金属合金首饰金、铂、钯含量的测定ICP差减法：GB/T 38145—2019[S].

[5]金合金首饰金含量的测定灰吹法（火试金法）：GB/T 9288—2019[S].

【作者简介】

李思萌，男，1989年出生，助理工程师，双学士，研究方向为珠宝首饰。

（编辑：李加鹏）