کاربرد دستگاه XRF در طلاسازی

تعیین دقیق و صحیح عیار طلا یک موضوع بسیار مهم به خصوص برای صنف طلافروشان و کارگاه‌های طلاسازی است. برای عیارسنجی امروزه دستگاه‌های دقیق و پیشرفته‌ای ساخته شده که دقت و صحت‌سنجی آن بسیار بیشتر از روش‌های سنتی است. در این مطلب به بررسی یکی از مهم‌ترین این دستگاه‌ها یعنی XRF می‌پردازیم و کاربرد دستگاه XRF در طلاسازی را مورد بررسی قرار می‌دهیم.

دستگاه عیارسنج طلا چیست؟

دستگاه‌های XRF ابزارهای پیشرفته و غیرمخرب برای تعیین عیار طلا و فلزات گران‌بها هستند. این دستگاه‌ها با استفاده از اصل فلورسانس پرتو ایکس قادرند ترکیب دقیق فلزات در نمونه را تنها در چند ثانیه مشخص کنند. در ادامه با کاربرد دستگاه XRF در طلاسازی بیشتر آشنا می‌شوید.

اصول کارکرد دستگاه XRF چگونه است؟

برای درک بهتر ارزش و کاربرد دستگاه XRF در طلاسازی، بهتر است با فرایند علمی پشت آن آشنا شویم. عملکرد این دستگاه بر پایه یک پدیده فیزیکی به نام “فلورسانس پرتو ایکس” (X-ray Fluorescence) استوار است. این فرایند در چند مرحله ساده قابل توضیح است:

1. تابش پرتو اولیه: دستگاه یک پرتو ایکس پرانرژی اولیه تولید کرده و آن را به سمت نمونه طلا یا جواهر مورد نظر هدایت می‌کند.
2. برانگیختگی اتم‌ها: این پرتو ایکس اولیه پس از برخورد با نمونه، به اتم‌های فلزات موجود در آلیاژ (مانند طلا، نقره، مس، روی و…) نفوذ می‌کند. انرژی این پرتو باعث می‌شود الکترون‌ها از مدارهای داخلی اتم جدا شده و به بیرون پرتاب شوند. این حالت، اتم را در یک وضعیت ناپایدار و برانگیخته قرار می‌دهد.
3. بازگشت به حالت پایدار و تابش ثانویه: برای اینکه اتم به حالت پایدار خود بازگردد، یک الکترون از مدار بالاتر (که انرژی بیشتری دارد) جای خالی الکترون جدا شده در مدار پایین‌تر را پر می‌کند. این جابجایی الکترون باعث آزاد شدن انرژی اضافی به شکل یک پرتو ایکس ثانویه (یا فلورسانس) می‌شود.
4. تحلیل و شناسایی: نکته کلیدی اینجاست که انرژی پرتو ایکس ثانویه آزاد شده، مانند اثر انگشت برای هر عنصر کاملاً منحصربه‌فرد است. برای مثال، انرژی پرتو ایکس فلورسانس طلا با نقره یا مس متفاوت است. دیتکتور یا حسگر بسیار حساس دستگاه، این پرتوهای بازگشتی را دریافت کرده و انرژی آن‌ها را اندازه‌گیری می‌کند. سپس نرم‌افزار پیشرفته دستگاه، شدت و انرژی این پرتوها را تحلیل کرده و در کسری از ثانیه مشخص می‌کند که چه عناصری و با چه درصدی در نمونه وجود دارند. در نهایت، نتیجه به‌صورت عیار دقیق طلا (مثلاً 750 یا 999.9) و درصد سایر فلزات آلیاژی روی نمایشگر نشان داده می‌شود.

این فرایند پیچیده علمی، در عمل تنها با فشردن یک دکمه و در زمانی کمتر از یک دقیقه، بدون هیچ‌گونه آسیب یا تغییری در ظاهر و ساختار قطعه طلا انجام می‌شود. این از جمله مهم‌ترین کاربرد دستگاه XRF در طلاسازی محسوب می‌شود.

مزیت اصلی XRF در طلاسازی

• سرعت بالا: عیارسنجی در کمتر از 60 ثانیه
• غیرمخرب بودن: نیازی به ذوب طلا نیست و بدون آسیب به طلا و جواهر عیار سنجی انجام می‌شود.
• دقت بالا: دقت عیار سنجی کمتر از یک خط (دقت 0.3 خط طلای 999.99)
• چندعنصری بودن: اندازه‌گیری همزمان چند فلز در نمونه و تشخیص میزان استحکام و یا شکننده بودن طلا
• کارکرد بسیار ساده: بدون نیاز به هیچ محلول اسید کاری و یا ذوب کردن طلا تنها با یک دکمه نتیجه عیارسنجی مشخص می شود.
• ایمنی بسیار بالا: نیاز به بوته های بسیار داغ طلا و اسیدهای بسیار قوی ندارد.

مقایسه XRF با روش‌های سنتی عیارسنجی

برای درک کامل کاربرد دستگاه XRF در طلاسازی، بهتر است آن را با دو روش سنتی رایج در بازار طلا، یعنی روش “سنگ محک” و روش “کوپلاسیون” (Fire Assay)، مقایسه کنیم.

۱. در برابر روش سنگ محک (Touchstone Method)

روش سنگ محک که در طلافروشی‌ها مرسوم است، شامل کشیدن قطعه طلا بر روی سنگی مخصوص و ریختن اسیدهای مختلف برای تخمین عیار است. یک کاربرد دستگاه XRF در طلاسازی این است که جایگزین این روش سنتی می‌شود.

• دقت: این روش کاملاً تخمینی و وابسته به تجربه فرد است و خطای بالایی دارد. در مقابل، XRF دقتی عددی و بسیار بالا (تا صدم درصد) ارائه می‌دهد.
• مخرب بودن: سنگ محک باعث ایجاد خراش روی سطح طلا می‌شود که هرچند جزئی است، اما برای قطعات ظریف یا جواهرات گران‌قیمت یک نقطه ضعف محسوب می‌شود. XRF کاملاً غیرمخرب است.
• اطلاعات: سنگ محک تنها می‌تواند عیار طلا را به‌صورت حدودی مشخص کند، اما XRF ترکیب کامل آلیاژ، شامل درصد فلزاتی مانند مس، نقره، نیکل و حتی عناصر مضر مانند کادمیوم و سرب را نیز نمایش می‌دهد. این اطلاعات برای کنترل کیفیت و سلامت محصول حیاتی است.

۲. در برابر روش کوپلاسیون (Fire Assay)

کوپلاسیون دقیق‌ترین روش سنتی و استاندارد جهانی برای تعیین عیار شمش‌هاست که در آزمایشگاه‌های معتبر انجام می‌شود. این روش شامل ذوب کردن نمونه‌ای از طلا به همراه سرب و جداسازی فلزات گران‌بها از فلزات پایه است.

• مخرب بودن: این روش کاملاً مخرب است، زیرا بخشی از قطعه یا شمش باید بریده و ذوب شود. این بزرگ‌ترین نقطه ضعف آن در مقایسه با ماهیت غیرمخرب XRF است.
• زمان و هزینه: فرایند کوپلاسیون بسیار زمان‌بر (چندین ساعت) و پرهزینه است و به تجهیزات آزمایشگاهی پیچیده و نیروی متخصص نیاز دارد. در حالی که XRF در کمتر از یک دقیقه و با هزینه بسیار پایین‌تر برای هر تست، نتیجه را اعلام می‌کند.
• کاربرد: کوپلاسیون برای تعیین عیار شمش‌های استاندارد در حجم بالا مناسب است، اما برای کنترل کیفیت لحظه‌ای محصولات در خط تولید یا بررسی جواهرات ساخته‌شده، عملاً غیرقابل استفاده است. دستگاه XRF به دلیل سرعت و سهولت استفاده، ابزاری ایده‌آل برای این منظور است.

بنابراین، کاربرد دستگاه XRF در طلاسازی توانسته است تعادلی بی‌نظیر میان دقت روش کوپلاسیون و سرعت و سادگی روش سنگ محک ایجاد کند و در عین حال، معایب هر دو روش (مخرب بودن و دقت پایین) را برطرف سازد.

کاربرد دستگاه XRF در طلاسازی

کاربرد دستگاه XRF در طلاسازی بسیار زیاد است و این ابزار نقش مهمی در این صنعت دارد از جمله:

• عیارسنجی سریع شمش‌ها و مصنوعات طلا قبل از تولید و پس از ریخته‌گری
• کنترل کیفیت محصولات نهایی مانند انگشتر، گردنبند و جواهرات
• تشخیص ناخالصی‌ها و آلیاژها در فلزات گران‌بها
• پیشگیری از اشتباهات در ترکیب آلیاژ و کاهش هدررفت طلا

با استفاده از دستگاه XRF، تولیدکنندگان می‌توانند عیار واقعی هر قطعه طلا را لحظه‌ای بررسی کنند و از استاندارد بودن محصولات خود اطمینان حاصل کنند.

کاربردهای جزئی‌تر و استراتژیک

علاوه بر موارد ذکر شده در مورد کاربرد دستگاه XRF در طلاسازی، این ابزار استفاده‌های استراتژیک دیگری نیز دارد که به بهینه‌سازی فرایندها و افزایش سودآوری کمک می‌کند:

• کنترل مواد اولیه ورودی: کارخانه‌ها می‌توانند طلای آب‌شده، شمش‌ها یا حتی قطعات متفرقه‌ای که از بازار تهیه می‌کنند را قبل از ورود به چرخه تولید، به‌سرعت و با دقت بالا عیارسنجی کنند. این کار از ورود مواد اولیه با عیار پایین‌تر از حد انتظار به خط تولید و بروز خسارت‌های مالی هنگفت جلوگیری می‌کند.
• بهینه‌سازی آلیاژسازی: با تحلیل دقیق و سریع نمونه‌های مذاب، می‌توان ترکیب آلیاژ را در همان لحظه تنظیم کرد تا خواص فیزیکی مورد نظر مانند رنگ، سختی و چکش‌خواری محصول نهایی کاملاً مطابق با استاندارد باشد. این امر به‌ویژه در تولید طلاهای رنگی (مانند رزگلد یا طلای سفید) که درصد فلزات آلیاژی در آن‌ها بسیار مهم است، کاربرد حیاتی دارد.
• شناسایی و عیارسنجی طلای آبکاری‌شده: دستگاه‌های XRF پیشرفته قادرند ضخامت لایه روکش طلا (آبکاری) را نیز اندازه‌گیری کنند و عیار فلز پایه و لایه روکش را به‌طور جداگانه گزارش دهند. این قابلیت برای کارگاه‌های آبکاری و همچنین برای خریداران طلای دست دوم جهت تشخیص اصالت کالا بسیار ارزشمند است.
• مدیریت ضایعات و بازیافت: در فرایند تولید طلا، مقداری ضایعات و براده ایجاد می‌شود. با استفاده از XRF می‌توان عیار این ضایعات را به‌سرعت مشخص کرده و فرایند بازیافت و ذوب مجدد آن‌ها را با دقت و بهره‌وری بالاتری مدیریت نمود.

نتیجه‌گیری

با در نظر گرفتن میزان اهمیت خلوص طلا در صنعت طلاسازی روش‌های متعددی به شکل سنتی برای انجام این کار وجود دارد. اما امروزه با پیشرفت تکنولوژی، دستگاه‌های پیشرفته و قدرتمندی در این حوزه وجود دارند که عیارسنجی طلا را با دقت بسیار بالا ممکن می‌سازند. دستگاه عیارسنج طلای XRF یکی از این ابزارهاست. در این مطلب کاربرد دستگاه XRF در طلاسازی را توضیح دادیم و در مورد آن صحبت کردیم.

چنانچه قصد سفارش و خرید دستگاه را دارید و یا نیاز به کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه دارید کارشناسان شرکت لیزر دات کام جهت پاسخگویی به موارد تخصصی در خدمت شما هستند. از طریق شماره‌تلفن: 09170064366 با ما در تماس باشید.