79《贵金属材料及鉴别》课件

贵金属材料及鉴别第一章概述重点:1、掌握贵金属的概念和种类。2、首饰用金属的分类。3、国内外矿产金银的分布。Pt-18K饰品镶宝石18K银饰1.1贵金属材料的概念贵金属即是产量稀少，贵重的金属包括如下：金、银、铂、钯、铑、铱、钌、锇金属贵金属：即金银和铂族金属铂族：轻铂族：钌、铑、钯重铂族：锇、铱、铂1.1.1贵金属的组成贵金属是金属中的贵族。它们由钌（Rn）、铑（Rh）、钯（Pd）、银（Ag）、锇（Os）、铱（Ir）、铂（Pt）、金（Au）八个元素组成。在元素周期表上位于第五周和第六周期，原子序数是44-47及76-79。因为它们的物理和化学性质接近，在火法试金富集的行为中有相似之处，所以把它们归纳在一起，统称为贵金属。从性质上讲，金、银和铜有不少相似性，同属于周期表中的同一副族。钌、铑、钯、锇、铱、铂六个元素相互间也有许多相似性质，同属于周期表中的第八族，故称这六个元素为铂族元素或铂族金属。首饰用金属（metalsforjewelry）首饰用金属包括三大类。第一类是贵金属如金、银、铂及铂族元素。为克服贵金属较软而无法镶嵌宝石的缺陷，也为了制做受人喜爱的颜色品种，常添加一定量的其他金属，生产出各种贵金属合金。第二类是贱金属如铜、锡、锌、锑、铅、铁、镍和铝等。这些贱金属除以一定比例添加入贵金属中制作贵金属合金外，也以不同比例相互添加制成各种合金，如铜基合金、锡基合金等。有些也单独使用。如铜首饰、铁首饰、铝首饰等。为改善外观，提高价值，贱金属首饰常用机械包覆或电镀的办法包一层贵金属。第三类是高熔点金属如钛、钽、锆、铌等。这些金属具有能通过加热或阳极氧化使表面被着色的特性，今年来在制作装饰首饰和流行首饰中有广泛应用。除上述三类金属外，锗也开始用于制作首饰。用于制作首饰的金属型材包括平板（sheet）、片卷（sheetstock）、管材（tube）线丝（wire）和铸锭（castinggrain）。1.1.2贵金属的分布及赋存状态贵金属元素在地壳中平均含量均较低，但是它们在某些矿床中较为富集。如：金可达0.02%以上银在0.1%以上铂族金属可达1×10-6以上1）金：金有岩金矿和砂金矿之分。岩金矿就是原生金矿，多呈充填脉状。砂金矿是原生金矿经风化搬运再沉积而成。金矿也富集在某些伴生矿，如铜矿床、黄铁矿床中。2）银：银较少有独立矿床，多为伴生矿。如常伴生在铜矿床、铅锌矿床和其它多金属硫化物矿床中。3）铂族元素：铂族金属主要富集在与超基性岩和基性岩有关的铜镍矿床、铬铁矿床中。也有的在砂矿床内。通常铜镍矿床中所含铂族元素以钯、铂为主，其次是铑、钌、锇、铱。铬铁矿床中所含的铂族元素以锇、钌、铱为主。近年来科学家在某些铜矿床、钼矿床和炭质岩内的金属层位中也发现有铂族金属。贵金属在矿床中存在的状态，大部分是以独立的形式出现在铜镍矿或其它矿床中。贵金属在地壳中的品位含量贵金属元素AgAuPdPtRhIrRuOsF克拉克值1×10-5%5×10-9%1×10-6%5×10-7%1×10-7%1×10-7%5×10-7%5×10-6%1.1.3贵金属的物理和化学性质贵金属具有相似的物理化学性质，这是因为金、银和铂族元素的外电子层结构近似。1．优良的抗腐蚀性。2．稳定的热电性。3．优异的感光性（Ag）4．高温抗氧性5．良好的催化性能1.1.4贵金属的主要用途由于贵金属具有上述物理化学特性，在工业上和实验室内被广泛应用，特别是在国防、化工、石油精炼、电子工业是不可缺少的重要原料。除上述主要用途外，还发现铂的一些络合物具有有效的抗癌性。此外，贵金属在首饰制造业中，起着十分重要的作用，据不完全统计，贵金属的年需求量接近3000吨，而其中金、银约占总需求量的80%以上。我国近几年首饰用金量约200吨。特点：1．品位低，往往伴生在其它矿石里，在地壳中含量少，分离有一定困难。2．有良好的抗蚀性能，有高度化学稳定性。1.2国内外矿产金、银概述1．金银属贵金属，它具有许多优良特性，在国民经济和人民生活中得到了广泛的应用。2．黄金不仅是用于储备和投资的特殊通货，同时又是首饰业、电子业、现代通讯、航天航空业等部门的重要材料。它对稳定国民经济、抑制通货膨胀、提高国家信誉等方面有着无可替代的作用。黄金的独特属性，使其受到各产金国的重视。3．60年代黄金价格放开，金价持续上涨。1980年世界黄金总产量为1188t1985年1569t1990年2134t1993年2309t1995年达2746t与此同时黄金的消费也以更快的速度增长。4．白银最早用于装饰品和货币，随后用作餐具。英国早在13世纪便制造出典型的银合金:92.5%Ag7.5%Cu1980年世界银的供给量达18239t80年代末15000t1991年15334t我国是世界上最早开采和利用黄金的国家之一。清光绪14年（1888年）我国黄金产量达13.45T，占当时世界黄金产量的17%，居世界第五位，此后一直徘徊在此水平下。最低的1955年产量仅3.39T70年代新的发展1975年-1980年产量递增4%--8%198358T1991翻一番而黄金消费量发展较快，自90年代以来，大大高出世界平均水平。如：1994年我国黄金总消费量高达420t（其中台湾110.6T，香港36.4T）占亚洲总消费量的65%。我国银矿资源分:独立银矿：储量1265t,占29.7％伴生银矿：65％属于品位低于100g/个我国银币远销十几个国家和地区，已成为世界上主要银币出口国之一。1.3世界黄金资源的产量1.世界黄金资源:主要产金国和地区的金储量及开采方式：国家和地区储量/T开采方式南非23636脉金、矿体大，品位一般为6-8g/T原苏联6220岩金占30%，砂金占70%美国2488脉金50%，副产金占40%，砂金占10-20%加拿大1306脉金占74%，副产金占25.5%，砂金占0.5%澳大利亚715以脉金为主巴西71585%为私人露天矿开采2.世界黄金产量世界黄金产量-199119921993199419951996欧洲651.3662.9681.7650.0591.5534.9亚洲56.178.373.975.291.291.4美洲664.5673.6664.3706.5688.7690.9大洋洲305.7327.2325.1328.8320.0355.7中国104.2113.1121.0124.1136.4120.6世界总计2040.12124.92124.42144.22072.62041.71.4世界白银资源及产量1．世界银矿资源世界银矿资源储量|国家前苏联墨西哥加拿大美国澳大利亚秘鲁储量占世界总储量（T）远景储量43545426123608028615242602115017.917.514.811.710.08.74976643545435455598634214295482．世界主要产量世界主要产量-199119921993199419951996欧洲737.9722.1670.8620.9618.4595.4非洲580.5560.2621.3620.7600.757.03亚洲432.4471.8414.3507.3607.2562.4美洲8567.48508.28129.47813.28879.68853.4大洋洲1315.91365.91273.91150.41015.21109.2中国735.8803.8840.6812.0918.0918.0总量14889.514596.013915.313379.914488.114462.01.5我国金、银资源1．伴生金资源：我国黄金储量占世界第四位，可谓黄金大国。资源的最大特征是伴生金储量比率很高，为33.5%，世界伴生金储量比率只14.1%，我国12个最大的金储量超过50T的矿床中，伴生金矿床就占7个。①各省伴生金分布不平衡：江西、湖北、安徽、甘肃、黑龙江5个省占伴生金储量的73.58%，加上青海、湖南、山西、云南、江苏共计省高达91.75%。②伴生金和单一金矿（岩金+砂金）在前五省中没有一省重复。③伴生金储量占首为的江西和岩金储量首位的山东（招远）两者总储量相当接近，分别占全国储量的第二和第一。2．伴生银资源：我国伴生银矿保存储量62319T，占全世界银总储量的59.6%，资源比较丰富。特点：①分布相对集中江西：11946T占伴生银总储量19.2%湖北：5184T广东：5265T广西：4175T云南：4875T2000T(甘肃、青海、内蒙、江苏、四川、湖南)②富伴生矿少，贫伴生矿多银品位50g/T富伴生银矿储量为14700T，占23.6%50g/T47610T占76.4%③伴生银多产于铅锌矿中，次为铜矿铅锌矿44%铜矿31.6%锡铝锌矿6.8%金矿4.5%钼矿3.5%多金属矿2.6%富矿主要产于铅锌矿中。④伴生银矿产地多，储量多集中于大中形矿区大型矿产地14处21164T占34%中型73处28166T占45.2%小型87处9379T占15%50T184处3598T占5.8%1.6贵金属首饰的重量单位盎司金衡盎司(英制)=31.1035g常衡盎司-28.3495g市制（1斤=16两）1两=31.25g第二章银及银合金重点:1银的基本性质：硬度、密度（不同温度下）及熔点。2银的种类及银合金的种类。3首饰用银合金的类型。贵金属中银是在自然界中分布最广的，是金含量的二十倍，几乎等于铂族金属含量的总和。中国是开采银最早的国家，并且经中亚传入欧洲，从古至今，银一直作为货币流通。（银饰）2.1银的基本性质银是一种白色金属，具有强烈的金属光泽。1、原子序数472、硬度（H）：2.93、原子量107.8704、晶体结构立方面心格子5、熔点纯银961.93℃6、沸点2210℃7、密度（SG）20℃10.49g/cm38、960℃9.85g/cm39、熔点时9.346g/cm3性能：纯银的塑性好，冷热加工性能好。在所有金属中，银对白色光线的反射性最好，导热及导电性最高。在贵金属中，银的密度小，熔点低，产量大，价格便宜。①在潮湿的空气中，银容易被硫的蒸气及硫化氢所腐蚀，产生硫化银，使表面变黑（古时鉴别食物中是否含硫化物）。②银在空气中加热容易被氧化，生成氧化银，但到400℃时氧化银便出现明显分体。③不论是固态还是液态，银都能溶解氧，液体银所能熔解的氧竟超过其体积的70倍，固态银的含氧量则随温度的降低而减少，银及合金的薄膜具有选择性透氧能力。④银不溶于盐酸和稀硫酸中，但溶于浓硫酸和硝酸中。⑤银具有强的耐碱性能，故被尊为烧碱工业的母亲。⑥银有奇强的杀菌性，银离子有极强的杀菌作用。2.2工艺特点1．银在熔炼时要注意两点：a.高温时会大量吸氧，使铸锭产生气孔为缺陷。b.高温时容易挥发，造成大量损失。2．具有良好的延展性：1克银可拉成1800米（m）长的细丝，可轧成0.00025-0.00001毫米（mm）的箔，用压力加工方法能容易地加工成各种状态，各种规格的银材。3．银的导热性较其它金属好，所以不适于需使用吹火管的戒指尺寸伸缩或其它加工。4．银很美，触感极好，打磨效果很好，又比金或铂便宜且产量更丰富。2.3银的种类1．按成色可分为2．按其制造方法可分为2.4首饰用贵金属合金装饰品的主要特征是成色，金属含量的千分之几或一千克合金中贵金属的克数来表示，各种装饰品常用下列成色：金饰品：375°500°583°750°958°银饰品：375°800°875°916°925°铂饰品：950°（900）钯饰品：500°950°二元合金：由两种主要金属元素组成的合金。首饰业中使用的K金合金虽大多数是三元合金，但也有一些是二元合金，即以金为主，掺入另一种金属如银、铜、铝、铁、钯等。三元合金：由三种主要元素组成的合金。首饰业中使用的K金合金大多数是三元合金，即以金为主，另两种组分是银和铜。已有资料表明，应用金、银、铜三个元素就足以配成红、橙、黄、绿、白等系列的各种K金。但对于灰色、蓝色、或紫罗兰色、黑色之类色系的K金，则还必须在金中加入银、铜之外的其他金属元素才能冶制成。2.4.1机械工艺的要求用于制造首饰