贵金属材料与工艺.docx
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贵金属材料与工艺
贵金属材料与工艺
绪论
1.贵金属的概念
贵金属是指在地壳中密度大、储量稀少、价格昂贵的金属。
包括金〔Au〕、银（Ag）、铂（Pt）、钌（Ru）、铑（Rh）、钯（Pd）、锇（Os）、铱（Ir）八种元素。
通常具有化学稳固性、延展性、耐腐蚀性等,被称为〝现代工业的维生素〞
地壳中贵金属的含量及存在形式
在自然界中多以颗粒状的自然金属或化合物的形状分布于矿床中，以类质同象形式分布于某些矿物中。
含量极其的少
富矿---0.1~10g/t或更低〝银能够达到1000g/t〞
2我国古代对贵金属材料的认识和利用
一、对黄金的认识
要紧指的确实是--自然金
由于Au和Ag的原子半径相近、晶体结构类型相同，可形成完全类质同象。
当含银量＜5%称自然金
当含银量5%～15%之间称为含银自然金
二、对白银的认识
我国古代先民认识的银矿物和含银矿物，要紧指的是自然银、银金矿、辉银矿和含银方铅矿。
三、贵金属的利用
〔1〕铸造货币
黄金作为货币，源于公元前3400年古埃及。
在中国以黄金作为货币是在春秋时代开始的，战国时代较为普遍。
白银作为货币最早显现在战国时期，大规模把白银用作货币使用是在唐宋以后。
绪论——贵金属材料
〔2〕制造首饰和器皿
近代由于历史缘故我国的贵金属工艺几乎没有得到进展。
20世纪50年代出我国还没有铂族金属产业。
金银加工除了造币厂外，仅仅是小作坊规模。
目前我国的贵金属产业在勘探、提纯、加工等多方面都具有一定规模和基础，能成批生产高纯度的贵金属和各种性能的合金材料。
贵金属及其合金
纯度千分数最小值
纯度的其他表示方法
金及其合金
375
585
750
916
990
〔999〕
9K
14K
18K
22K
足金
〔千足金〕
铂〔白金〕及其合金
850
900
950
990
足铂〔足白金〕
银及其合金
800
925
990
足银
注1：
不在括号内的值将优先考虑。
注2：
24K理论纯度为百分之百。
第一部分珠宝首饰基础
一、珠宝玉石的概念与分类
珠宝玉石是对天然珠宝玉石（包括天然宝石、天然玉石和天然有机宝石）和人工宝石（包括合成宝石、人造宝石、拼合宝石和再造宝石）的统称，简称宝石。
依照国家标准GB\T16552-2003规定，把珠宝玉石分为两大类：
天然宝石
天然珠宝玉石天然玉石
天然有机宝石
珠宝玉石
合成宝石
人造宝石
人工宝石拼合宝石
再造宝石
天然珠宝玉石
定义：
由自然界产出，具有美观、耐久、稀少性，具有工艺价值，可加工成装饰品的物质统称为天然珠宝玉石。
包括天然宝石、天然玉石和天然有机宝石。
天然宝石
定义：
由自然界产出，具有美观、耐久、稀少性，可加工成装饰品的矿物的单晶体（可含双晶）。
天然玉石
定义：
由自然界产出的，具有美观、耐久、稀少性和工艺价值的矿物集合体，少数为非晶质体。
天然有机宝石
定义：
由自然界生物生成，部分或全部由有机物质组成可用于首饰及装饰品的材料为天然有机宝石。
养殖珍宝（简称〝珍宝〞）也归于此类。
人工宝石
定义：
完全或部分由人工生产或制造用作首饰及装饰品的材料称为人工宝石。
包括合成宝石、人造宝石、拼合宝石和再造宝石。
合成宝石
定义：
完全或部分由人工制造且自然界有对应物的晶质或非晶质体，其物理性质，化学成分和晶体结构与所对应的天然珠宝玉石差不多相同。
人造宝石
定义：
由人工制造且自然界无对应物的晶质或非晶质体称人造宝石
拼合宝石
定义：
由两块或两块以上材料经人工拼合而成，且给人以整体印象的珠宝玉石称拼合宝石，简称〝拼合石〞。
再造宝石
定义：
通过人工手段将天然珠宝玉石的碎块或碎屑熔接或压结成具整体外观的珠宝玉石。
二、首饰的定义与分类
首饰的定义：
首饰，是用于装饰人体的工艺品。
首饰的分类---佩戴部位：
1发饰---发夹、发簪
2手饰---戒指、手镯、手链
3耳饰---耳钉、耳环、耳坠
4颈饰---项链、吊坠、链牌
5服饰---胸针、领夹、领针、袖扣
6足饰---脚链
7其他---舌环、臂环
首饰三大件：
戒指、项链、耳环
首饰四大件：
戒指、项链、耳环、手镯
首饰的分类---制作材料：
玉石首饰
宝石首饰
贵金属首饰
首饰的分类---设计者的意图：
商业首饰
艺术首饰
三、首饰计量
〔一〕行业用计量单位
〔1〕长度单位
1英寸〔in.〕=2.54厘米〔cm〕
1英寸〔in.〕=25.4毫米〔mm〕
〔2〕重量单位
1克（g）=5克拉（ct）
1克拉（ct）=0.2克（g）
1克拉（ct）=100分（point）
1分（point）=0.01克拉（ct）
1克拉（ct）=4格令（gr）
1格令（gr）=0.25克拉（ct）
1千克（kg）=32.15金衡盎司（oz.tr）
1克（g）=0.03215金衡盎司（oz.tr）
1金衡盎司（oz.tr）=31.1035克（g）
〔二〕计量器具
常用的测量器：
卡尺，指环量尺；
常用的计量器：
克拉秤、电子天平。
卡尺：
在珠宝行业，常用的卡尺类别有：
游标卡尺、电子卡尺。
指环量尺：
指环量尺是用于测量戒指圈口的工具。
要紧有两种：
一种是用于成品戒指圈口测量的戒指棒；另一种是通过测量手指确定所需戒指圈口尺寸的标准圈称为指环。
圈棒及其使用方法：
戒圈棒的使用方法，将待测的成品戒指套在戒圈棒上，读取棒上相应的数字，即可明白所测量的戒指圈口的尺寸。
应注意的是：
读取戒圈棒上的数字时，须以圈口中心线所在位置相对应的棒上标志数字为准。
指环及其使用方法
〔1〕指环的结构：
指环通常用金属制作，由假设干个内径大小不同的标准圆环组成，每一圈环上标有一个编号或字母，代表那个圆环的内径为多少毫米〔mm〕。
〔2〕指环的使用方法
在日常生活中，常常需要依照手指的粗细加工或购买戒指，这就需要测量手指的尺寸；测量时只需将合适的〝指环〞戴在手指上，读取〝指环〞上的编号，即可明白手指佩戴戒圈的尺寸，也称为戒指的〝手寸〞。
照指环的编号加工、购买成品即可得到尺寸合适的戒指。
我国现行的手寸是以号来表示的，一般人的使用范畴在8-28号之间
指环
编号
指环
直径
指环
编号
指环
直径
指环
编号
指环
直径
指环
编号
指环
直径
1
13
8
15.3
15
17.7
22
20
2
13.3
9
15.7
16
18
23
20.3
3
13.7
10
16
17
18.3
24
20.7
4
14
11
16.3
18
18.7
25
21
5
14.3
12
16.7
19
19
26
21.3
6
14.7
13
17
20
19.3
27
21.7
7
15
14
17.3
21
19.7
28
22
表1指环编号与指环直径对比表 〔单位：
mm〕
克拉秤：
克拉秤是称量宝石重量的器具，是珠宝首饰行业，专门是流通领域常用的计量器具。
第一章 贵金属首饰材料
概念：
贵金属制品的概念
贵金属制品是指用贵金属材料制造的物品。
包括贵金属首饰、参与流通的贵金属物品（如金币、金元宝、金条；银币、银豪、银元等）和不参加流通的贵金属制品〔如金佛、金神龛、金杯、银餐具、银勺等〕。
贵金属饰品的制成材料通常为金、银、铂、钯四种贵金属及其合金。
通常，人们把贵金属饰品笼统称为金银首饰。
贵金属材料特点：
1.来源稀少,采矿、选矿、冶炼技术复杂，成本高，价格昂贵；
2.化学性质稳固，专门黄金和铂金不易氧化变色，不溶于强酸和强碱；
3.色泽鲜艳，光辉夺目；
4.具有良好的加工性能。
一、黄金与黄金首饰
1.1金（Gold）：
俗称黄金，是从自然金、含金硫化物等矿石中提取的一种具强金属光泽的黄色贵金属。
化学元素符号为79Au，硬度2.5，
密度19.32g／cm3（20℃），熔点1064℃。
物理性质
1.良好的延展性
延伸率达39％，抗拉强度23kg／mm2，一克纯金能够拉成3420米长、比头发丝还细的金丝。
2.良好的导电和导热性
导电性仅次于银和铜
导热性仅次于银
3.密度大
20℃时，密度19.32g／cm3
1064℃ 熔化 17.3g／cm3
凝固 18.2g／cm3
化学性质
1.稳固的化学性质---抗氧化、抗腐蚀。
除溶于王水和汞之外，氯水、溴水、溴化氢、酒精碘溶液、氰化物、乙炔〔温度为753K〕等可与金相互作用。
2.化合物专门容易还原成单质金
使金还原能力最强的金属是镁、锌、铝。
氰化法提金工艺中确实是利用这一性质用锌粉置换。
二、黄金的成色与计量单位
黄金成色是指金的纯度和含量
有三种表示方法：
百分率法〔%〕、成色法〔‰〕、K〔karat〕数法
1.2 黄金首饰类型
①千足金：
含金量千分数不小于999的饰品，在首饰上打印记〝千足金〞、〝Au999”或〝G999”。
②足金
含金量千分数不小于990的饰品，在首饰上打印记〝足金〞、〝Au990”或〝G990”。
③K金〔金合金〕
金与其它金属元素〔Ag、Cu、Zn、Ni、Fe等〕的合金。
24K的理论纯度为1000，故1K=41.6667
9K 375
14K 585 不是583.33
18K 750
22K 916 不是916.67
千足金和足金首饰的优缺点
优点:
抗氧化、耐腐蚀、不变色
缺点：
硬度低、易磨损、易变形,不易保持精细花纹，不能做镶嵌款式
足金的保养
①足金首饰硬度低〔摩氏硬度小于3〕，在佩戴足金首饰时切忌与硬物相撞、相擦。
②汞对黄金有溶解作用，产生汞齐反应，形成黄白色的金汞齐。
将纯金首饰在火上烤一会儿，白斑就会失掉。
消费者在佩戴黄金首饰时，不要让首饰受到汞的污染。
K金系列的保养
要幸免使K金首饰与酸性、碱性物质及汗渍长时刻的接触。
总之，K金首饰受到这类化学物质的腐蚀后，表面会变色发暗。
遇到这种情形时，要经常用牙刷加少量的牙膏轻轻把K金首饰刷亮，并用清水冲洗。
或到专业的厂家、商家抛光清洗。
1.3阻碍世界黄金价格的要紧因素
20世纪70年代往常，黄金价格差不多由各国政府或中央银行决定，国际上黄金价格比较稳固。
70年代初期，黄金价格不再与美元直截了当挂钩，黄金价格逐步市场化，阻碍黄金价格变动的因素日益增多，具体来说，能够分为以下几方面：
1、供给因素:
〔1〕地上的黄金存量
全球目前大约存有13.74万吨黄金，而地上黄金的存量每年还在大约以2%的速度增长。
〔2〕年供求量
黄金的年供求量大约为4200吨，每年新产出的黄金占年供应的62%。
〔3〕新的金矿开采成本
黄金开采平均总成本大约略低于260美元／盎司。
由于开采技术的进展，黄金开发成本在过去20年以来连续下跌。
〔4〕黄金生产国的政治、军事和经济的变动状况
在这些国家的任何政治、军事动荡无疑会直截了当阻碍该国生产的黄金数量，进而阻碍世界黄金供给。
〔5〕央行的黄金抛售
中央银行是世界上黄金的最大持有者.30年间中央银行的黄金储备不管在绝对数量上和相对数量上都有专门大的下降，数量的下降要紧靠在黄金市场上抛售库储备备黄金。
2、需求因素
〔1〕黄金实际需求量〔首饰业、工业等〕的变化。
一样来说，世界经济的进展速度决定了黄金的总需求,黄金替代品不断显现，但黄金以其专门的金属性质使其需求量仍呈上升趋势。
而某些地区因局部因素对黄金需求产生重大阻碍。
〔2〕保值的需要。
黄金储备一向被央行用作防范国内通胀、调剂市场的重要手段。
而关于一般投资者，投资黄金要紧是在通货膨胀情形下，达到保值的目的。
在经济不景气的态势下，由于黄金相关于货币资产保险，导致对黄金的需求上升，金价上涨。
〔3〕投机性需求。
投机者依照国际国内形势，利用黄金市场上的金价波动，加上黄金期货市场的交易体制，大量〝沽空〞或〝补进〞黄金，人为地制造黄金需求假象。
3、其他因素
〔l〕美元汇率阻碍。
美元汇率也是阻碍金价波动的重要因素之一。
〔2〕各国的货币政策与国际黄金价格紧密相关。
〔3〕通货膨胀对金价的阻碍。
〔4〕国际贸易、财政、外债赤字对金价的阻碍。
〔5〕国际政局动荡、战争等。
1.4 黄金的矿产资源
1.黄金在地球中的分布 无处不再
2.世界黄金资源及分布
①南非
金矿资源储量32500t，已探明的储量24000t，占世界总储量的50%，其中99.8%的黄金储量属于太古代含金砾岩型金矿。
②前苏联
金矿资源储量７７８０t，已证实的实储量为６２００t，以次生金矿为主，60%的产量来自砂金，30%为岩金，10%伴生金。
③美国
金矿资源储量为7700t，以岩金为主占50%。
伴生金次于岩金40%，砂金仅占总产量的10%。
④巴西 3700t
⑤加拿大 2600t
⑥澳大利亚 2550t
⑦中国 2000t
3.我国的金矿资源要紧分布能够划分为九个成矿区
1〕.东北北部砂金矿区
要紧有黑河、呼玛、桦川一带的砂金矿，属河流冲积砂矿。
2.〕燕辽金矿区
包括吉林东部和河北东部的一些矿床，多数为含金石英脉矿床。
3〕.山东金矿区
金矿储量和黄金产量居均全国第一，有玲珑金矿等含金石英脉矿床，有三山岛、焦家、新城等蚀变花岗岩型大型金矿床。
4〕.东南地区金矿区
包括湘、桂的脉金。
此地区金矿较多但规模较小，湘西金矿为本区最大。
5〕.秦岭-祁连山金矿区
本区矿脉成群、品位高、多金属共生，
6〕.西南地区
金沙江流域及四川盆地的一些河流阶地砂金矿区
7〕.台湾金矿区 最闻名的为金瓜石金矿。
8〕.新疆金矿区
自治区北部以及阿尔泰山区的西南部脉金和东南部砂金。
9〕.西藏金矿区
雅鲁藏布江以南各支流两侧的阶地
3.金矿床的类型
金矿石-------金矿体------金矿床
地壳中金矿石的天然集合体称为金矿体，许多金矿石集合在一起形成金矿床。
依照含金矿脉的矿物组成及分选性：
脉金矿床，砂金矿床，伴生金矿床
脉金矿床：
又称岩金矿床，具有工业开采价值的含金矿脉，目前采金的要紧来源。
砂金矿床：
又称次生矿床，含金矿床风化后形成的砂、砾石和其他矿物与金的残积物
所组成的金矿床。
伴生金矿床：
是指矿床中含金量比较低不能列为金矿床的独立类型，其中的金在开采
和冶选其他金属时顺便回收。
世界上发觉的特大自然金
1.澳大利亚悉尼地区----板状霍尔特曼---275kg
2.澳大利亚----235.87kg
3.美国加利福尼亚州-----108.9kg
中国发觉的最大自然金
1986.12 青海省大通县 三农民发觉 7740g
1.5 金矿的选矿及冶炼
ⅰ开采---金矿石
ⅱ破裂、筛分、磨矿与分级〔洗矿〕
ⅲ选矿
常用的选矿方法有三种：
重选法〔水选、重液选、重悬浮液选、风选〕
浮选法 适用于0.5mm-10μm
拣选法〔人工拣选、机械拣选〕
ⅳ 提金处理----汞膏、金泥等
常用的方法有：
混汞提金法〔历史悠久、简便易行切经济效益高〕
氰化物提金法〔有氧或氧化剂存在的稀薄氰化物溶液中能够形成一价金的络合物。
常用锌丝或锌粉把金置换沉淀出来。
所用药品有强烈的毒性〕
ⅴ冶炼----粗金锭
火法炼金〔汞膏、金泥等和硼砂、碳酸钠、硝石、萤石或石英砂，1200~1350℃，杂质经成渣后排出，熔融体铸锭即为金银合金。
〕
湿法炼金〔精炼，硝酸、硫酸或王水处理金银合金，最高回收率可达99%.〕
电解法炼金〔金银等贵金属大多用电解精炼法制取。
可得含金量高达99.96%~99.99%的电解金〕
1.6 K金工艺
不同国家和地区首饰用典型K金合金
国家或地区
合金成色
含金量
东方国家
24K
≥99.9%
印度
22K
91.6%
阿拉伯国家
21K
87.5%
南欧地区
18K
75.0%
北欧地区、美国等
8~18K
33.3%~75%
不同成色K金的性质
22K 硬度较纯金略高，可用于镶嵌较大的单粒宝石，因此款式不宜复杂。
18K 硬度适中，成品不易变形。
14K 质地较硬，任性专门高，弹性较强，能够镶嵌各种宝石，成品装饰性好，价格适中。
9K 硬度大，延展性差，只适宜制作造型简单，镶嵌单粒宝石的首饰，价格廉价，适用于抵挡流行款式的首饰、奖牌、奖章。
K白金
金中加入镍、锌、铜、银炼成的合金。
理想18K金的要求：
漂亮的颜色和反射性，硬度适中，有适当的冷加工性，延伸率25%，适于加工易于抛光，价格合理等
意大利Cu16%, Ni3%, Zn3%, Cr2%
Ni的含量和开释量均达标，不含Pt等贵金属
彩色K金
红色系列
红色18K:
75Au 25Cu
14K:
58.5Au 7Ag 34.5Cu
9K :
5Ag 57.5Cu
浅红 18K：
75Au 8Ag 17Cu
9K：
37.5Au 7.5Ag 55Cu
黄色系列
棕色 18K：
75Au 6.25Ag 18.75Pd
橙色〔红黄〕22K ：
91.7Au 8.3Cu
黄色 18K：
75Au 12.5Ag 12.5Cu
金黄色22K ：
91.7Au 4.2Ag 4.1Cu
绿色系列
淡绿14K:
58.5Au 35.5Ag 6Cu
绿色18K:
75Au 15Ag 6Cu 4Cd
蓝色 18K：
75Au 25Fe
紫色 19K:
78Au 22Al
灰色 18K:
75Au 8Cu 17Fe
黑色 14K：
58.5Au 41.5Fe
1.7 世界黄金要紧交易中心
1苏黎士
本世纪30年代就已为世界要紧的黄金交易中心，第二次世界大战后，它开始成为世界第一大黄金交易市场。
a.苏黎士黄金市场的地位是基于国外的黄金需求而不是瑞士国内的需求，大部分用于满足国外工业需求，专门是首饰和钟表业。
b.苏黎士黄金市场从一开始靠的确实是国内钟表对黄金的大量需求，因此也曾受益于瑞士作为金融中心的总体优势。
总体优势
①稳固的政治经济环境；
②能够自由兑换的坚挺货币；
③低利率，银行保密法以及外向型的银行业；
④瑞士的金银市场还有自己的冶炼厂，24小时参与所有交易市场的交易活动和提供种类齐全的交易产品，包括尺寸齐全的金条。
⑤金融性生产品和按客户要求安排的专门服务。
2伦敦
有近300年交易传统的伦敦黄金市场堪称世界上最古老的黄金交易市场。
19世纪中叶从银本位转向金本位以后，黄金交易变得更重要了。
此外，全世界的黄金当时大都产于大英帝国，并通过英格兰银行进入市场，直至今日，国际上仅有的几条通用的交易规那么都基于伦敦市场的模式。
伦敦传统的重要特点：
①由英格兰银行的支持；
②伦敦定价；
③良好的交割资格；
④伦敦黄金市场协会〔LBMA〕；
⑤本地伦敦--全球市场报价者的中央结算。
伦敦黄金市场的交易单位是"良好交割金条"。
1919年以来，标准金条的法定重量是350-430盎司成色为99.5%
目前，全世界有23个国家中的55个冶炼厂被LBMA授权生产这种金条。
LBMA：
成立于1988年，它的任务是通过大量的公关活动以及实行现代化来提高伦敦黄金市场的效率，并同时对会员之间的合同进行爱护和促进，它还代表黄金市场的利益，公共团体和市场进行交易。
LBMA的会员资格是向活跃在英国金银市场上的交易公司，冶炼厂、市场报价者〔目前有11家〕或其他类型公司开放。
大量的黄金集中于伦敦的缘故是由于所谓"本地伦敦"--在英格兰银行或在要紧市场报价银行的金库里开创的黄金帐户的普遍使用。
3纽约
在1974年12月31日，黄金的非货币化以后，美国开始承诺自由交易黄金和私人拥有黄金。
然而，实金交易的进展却没有象初期预料的那样快。
相反，1974年年底才刚刚起步的黄金期货交易却进展迅速。
纽约商品交易所〔COMEX〕赶忙成为世界最大的黄金期货市场。
与德国和瑞士的银行不同，依照美国银行法，美国银行一样不能建立大的银行分支网络。
在美国，购买实金往往由小黄金交易商提供服务，然而，信誉是实金交易的一个重要因素，客户同小黄金交易商打交道要比同实力雄厚的银行的分行打交道更加慎重。
因此在美国，通过或经纪公司进行的黄金期货交易比实金交易普遍。
因此，总的来说，美国人的黄金购买量少于亚洲和欧洲的缘故还能够归结为观念上的差异。
即美国是要紧的黄金生产国，出口>进口。
4东京
. 1960-1973年间，日本银行曾在伦敦以每盎司35美元的价格购买黄金--〔那个价格是依照当时实行的黄金汇兑本位制定的〕，然后在东京以高得多的价格出售。
然在1973年以后，日本黄金交易商承诺直截了当进口黄金，日本的黄金交易市场从此产生。
由于本身几乎不产黄金，日本的黄金依靠于进口，它的电子工业专门需要大量的黄金，而黄金首饰的需求量相对较少，然而，该国较高的生活水平，意味着那个地点仍旧是一个潜力专门大的市场。
同纽约一样，黄金期货市场在日本起着重要作用。
黄金期货交易在东京商品交易所〔TOCOM〕进行。
同时，白金和白银交易也专门普遍，尽管东京的交易量只是纽约的2/3，但它仍被认为是要紧的黄金期货市场之一。
5新加坡
实金市场成立于1969年〔在1973年政府解除限制之前还只是一个再出口市场〕。
从1973年取消限制建立自由交易，到现在，新加坡已逐步进展成为一个重要的黄金交易中心〔交易和首饰生产〕
①黄金要紧从澳大利亚、加拿大、南非和美国进口，从伦敦和苏黎士的进口量较少。
在1992年，新加坡进口了全球黄金总产量的20%。
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