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浅谈贵金属化学检测领域的质量控制技术论文

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2025-05-21 11:07:27    来源:    作者:xujingjing

摘要:近年来,随着珠宝首饰行业的持续发展与不断创新,人们对珠宝贵金属的质量愈发重视。在此背景下,检测实验室所采用的质量控制方法对于确保珠宝贵金属检测结果的准确性显得尤为重要。文章将从贵金属化学检测质量控制的意义出发,结合实际的检测结果,分析并探讨三种关键的质量控制技术方法:标准物质核查与质量控制图的应用、回收率试验的实施,以及测量不确定度的定期评估。

  摘要:近年来,随着珠宝首饰行业的持续发展与不断创新,人们对珠宝贵金属的质量愈发重视。在此背景下,检测实验室所采用的质量控制方法对于确保珠宝贵金属检测结果的准确性显得尤为重要。文章将从贵金属化学检测质量控制的意义出发,结合实际的检测结果,分析并探讨三种关键的质量控制技术方法:标准物质核查与质量控制图的应用、回收率试验的实施,以及测量不确定度的定期评估。

  关键词:贵金属;化学检测;质量控制

  1贵金属化学检测质量控制的意义

  近年来,贵金属饰品因其悠久的文化内涵及保值功能,深受人们的喜爱。这类商品在人们生活消费结构中所占的比重逐年增大,同时该行业也发展迅猛。

  目前,用于贵金属商业性检测的方法众多,珠宝首饰行业的标准化发展与创新更是日新月异。其中,化学检测方法作为贵金属纯度检测的重要手段之一,占据着极其重要的地位。根据GB 11887—2012《首饰贵金属纯度的规定及命名方法》[1]标准要求,对金首饰中的金含量、银首饰中的银含量、铂首饰中的铂含量以及钯首饰中的钯含量进行仲裁的检测方法,均隶属于化学检测范畴。因此,对贵金属化学检测领域的质量控制进行深入探讨和研究显得尤为必要。

  本文通过实例分析贵金属化学检测方面的质量控制技术,以减少化学检测异常结果的产生,提高化学检测结果的准确性,进而提升化学检测实验室的质量控制水平和检测技术能力,确保贵金属化学检测结果的准确性和可靠性。

  2贵金属化学检测质量控制技术的方法

  在对贵金属合金首饰的化学成分进行检测时,通常关注杂质和主要成分这两大方面。为了确保检测结果的有效、准确和可靠,根据ISO/IEC 17025:2017国际标准[2]以及CNAS—CL01:2018的7.7条款[3],对实验室的质量控制提出了明确的要求。鉴于不同的质量控制方法具有显著不同的作用,因此,应对检测结果进行深入分析和研究,并对所实施的控制方法的有效性进行评审。常用的质量控制技术方法主要分为两大类:实验室间质量控制(例如实验室间比对、能力验证等)和实验室内质量控制(包括人员比对、方法比对、设备比对、留样再测、加标等)[4]。如图1所示,这些方法中,部分方法不仅对整个检测过程进行质量把控,还能发现并消除检测过程中不易核对的误差(尤其是系统误差),这对于贵金属化学检测项目而言是一项重要措施。这些技术方法符合贵金属化学检测项目的特点,也为该领域建立有效的质量控制点指明了方向。以下结合笔者在贵金属化学检测领域的实际工作经验,对其中几个内部质量控制技术方法在具体实践中的应用进行初步的探索。

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  2.1标准物质核查及质量控制图的使用

  贵金属化学检测中主要依赖的有证标准物质,是国标检测方法所规定的金、银、铂、钯、铜、铁、锌、镁、镉、铬等元素的标准溶液。这些标准物质在贵金属化学检测中扮演着至关重要且不可替代的角色,其使用原理在GB/T 15000.8—2023/ISO Guide 33:2015《标准样品工作导则第8部分:标准样品的使用》[5]和GB/T 15000.9—2004/ISO Guide 32:1997《标准样品工作导则(9)分析化学中的校准和有证标准样品的使用》[6]中得到了详细说明。

  在日常仪器运行中,通常会运用标准溶液和校正溶液来监控仪器的性能和运行状态,并据此收集数据。随后,利用这些数据绘制质量控制图,并进行深入分析,这是鉴别仪器失控原因、监控仪器运行状态的常用方法。例如,笔者实验室近期使用ICP-AES测定某一标准溶液中的铜元素,并将测定结果绘制成质量控制图,如图2所示。

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  从图2中可以看出,控制限为平均值加减三倍标准差(avg.±3σ),分别简称为LCL(下限控制限)和UCL(上限控制限);警戒限为平均值加减两倍标准差(avg.±2σ),分别简称为LWL(下限警戒限)和UWL(上限警戒限)。其中,平均值是基于20次历史测量数据计算得出的。使用标准物质进行质量控制,能够建立化学测量量值的传递和溯源体系,确保测量结果的可比性;而利用质量控制图,可以及时发现检测过程中的异常情况,从而引发警惕,使实验室能够时刻把握风险,并采取相应的纠正或预防措施,确保整个检测过程恢复正常与稳定,进而维持并提升贵金属化学检测工作的质量水平。

  2.2回收率试验

  在贵金属化学分析检测中,采用标准物质进行测试是评估检测方法的准确度和精密度的最可靠手段。准确度体现了整个检测分析过程中随机误差和系统误差的综合效应,是决定检测结果正确性的关键因素。只有当检测方法的精密度得到保证,并且系统误差被有效消除后,才能获得较高的准确度。在实际的检测分析工作中,虽然标准样品是评价检测结果准确度的重要手段,但并非唯一标准。另一种常用的方法是检测样品回收率,它也能有效评估检测分析结果的准确度。回收率的大小在一定程度上能够反映检测方法及结果的准确性,尤其适用于贵金属化学检测中对微量成分和痕量成分的化学分析,是目前评估定量检测方法准确度时应用最为广泛的方法之一。

  精密度则反映了检测方法中随机误差的大小,通常以相对标准偏差(RSD)来表示。在贵金属化学分析中,由于需要测试的杂质元素众多,特别是在进行有害元素的分析检测时,常常会遇到检测样品中某些元素含量未检出的情况。此时,就需要对样品进行加标回收实验,以获取相关数据,进而了解方法的精密度。如表1所示,为笔者2024年实验室的一次加标回收实验结果。

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  表1中,平均回收率在96.98%~108.97%之间,相对标准偏差(RSD)(n=5)在0.07%~1.76%之间。通常的样品回收率越接近100%评价是越满意的,但在贵金属检测分析中,由于贵金属中杂质元素较多,样品溶解后,由于各杂质元素间互相吸附等原因,致使某些被吸附元素回收率偏低,或者基体元素会对微量和痕量待测元素的ICP-AES光谱信号产生不同程度的抑制或增强效应,产生基体效应,也会影响回收率的准确性。

  2.3定期评估测量不确定度

  目前,国内各珠宝贵金属检测机构在贵金属化学检测领域中的测量不确定度评定及使用尚不广泛,只有极少数的标准例如GB/T 18043—2013《首饰贵金属含量的测定X射线荧光光谱法》[7]有涉及测量不确定度的评定,而其他大部分的贵金属检测标准都很少有涉及到。测量不确定度与测量结果是相互关联的一个参数[8]。测量不确定度的大小,在一定程度上反映了检测实验室在该检测方法上的质量水平。在ISO/IEC 17025:2017和GB/T 19001—2016/ISO 9001:2015《质量管理体系要求》[9]中对测量结果不确定度的评定,均有明确的要求。因此各检测机构在得到检测结果后须附带测量不确定度,检测结果才是完整的、有意义的。

  贵金属化学检测大多数围绕在先对样品进行熔样前处理,再进行定容,最后上ICP-AES进行检测。在此过程中,各主要影响因素,根据经验,如图3所示[10],在实际的操作和不确定度评定时也应注意。

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  结合以上影响因素,笔者实验室所做的一次采用GB/T 40114—2021《首饰贵金属含量的测定ICP差减法》[11]方法检测金含量为999‰的足金制品的扩展不确定度如下:

  U=kUc=0.12,k=2

  测量结果为:C%=(999.65±0.12)‰,k=2。

  如此,测量结果中必须包含测量不确定度,这样的结果才具有意义,才能进行相互比较,也才能避免不必要的重复测试。测量结果包含测量不确定度,是测量结果最为科学的一种表达方式,现已得到广泛的使用和认可,并将在合格评定和质量控制中继续发挥积极作用。

  3结语

  珠宝贵金属检测实验室作为珠宝贵金属检测服务的重要机构,其检测结果对市场的影响日益显著。检测结果的质量不仅是实验室始终关注的重点,也是珠宝贵金属销售方及消费者最为关心的因素。随着珠宝首饰行业标准化的不断发展和创新,对实验室质量控制技术的要求也越来越高,以确保检测结果更加可靠、有效和准确。

  [1]国家质量监督检验检疫总局,国家标准化管理委员会.首饰贵金属纯度的规定及命名方法:GB 11887—2012[S].北京:国家质量监督检验检疫总局,国家标准化管理委员会,2012.

  [2]ISO.General requirements for the competence of testing and calibration laboratories:ISO/IEC 17025:2017[S].Geneva:ISO,2017.

  [3]中国合格评定国家认可委员会.检测和校准实验室能力认可准则:CNAS—CL01:2018[S].北京:中国合格评定国家认可委员会,2018.

  [4]刘崇华,沈晓銮,方晗.玩具重金属检测室内质量控制方法[J].检验检疫科学,2008(4):78-80.

  [5]国家市场监督管理总局,国家标准化管理委员会.标准样品工作导则第8部分:标准样品的使用:GB/T15000.8—2023/ISO Guide 33:2015[S].北京:国家市场监督管理总局,国家标准化管理委员会,2023.

  [6]国家质量监督检验检疫总局,国家标准化管理委员会.标准样品工作导则(9)分析化学中的校准和有证标准样品的使用:GB/T 15000.9—2004/ISO Guide 32:1997[S].北京:国家质量监督检验检疫总局,国家标准化管理委员会,2005.

  [7]国家质量监督检验检疫总局,国家标准化管理委员会.首饰贵金属含量的测定X射线荧光光谱法:GB/T 18043—2013[S].北京:国家质量监督检验检疫总局,国家标准化管理委员会,2013.

  [8]国家质量监督检验检疫总局.测量不确定评定与表示:JJF 1059.1—2012[S].北京:国家质量监督检验检疫总局,2012.

  [9]国家质量监督检验检疫总局,国家标准化管理委员会.质量管理体系要求:GB/T 19001—2016/ISO 9001:2015[S].北京:国家质量监督检验检疫总局,国家标准化管理委员会,2016.

  [10]黄杏娇,曹小勇,黄文清.ICP-AES法测定Pt950首饰中Pd含量的不确定度评定[J].宝石和宝石学杂志,2017,19(1):45-48.

  [11]国家市场监督管理总局,国家标准化管理委员会.首饰贵金属含量的测定ICP差减法:GB/T 40114—2021[S].北京:国家市场监督管理总局,国家标准化管理委员会,2021.