Reconnaître du plaqué or avec la méthode XRF portable

Les métaux précieux : ce qu’il faut savoir

22 septembre 2020 Contrôle des matières

Cet article présente :

  • La définition de métaux précieux, les unités de mesure et l’histoire de l’analyse de l’or ;
  • Les différentes méthodes d’analyse disponibles aujourd’hui ;
  • La XRF portable plus en détails.

Les métaux précieux : Les métaux précieux sont des éléments chimiques métalliques. Le qualificatif « précieux » désigne leur valeur économique. On peut classer les éléments suivants dans la catégorie des métaux précieux : Or, Argent, Platine, Palladium, Rhodium, Ruthénium, Iridium.

Alliage d’éléments : Les éléments suivants peuvent constituer des alliages communs en métaux précieux : Cuivre, Nickel, Zinc, Indium, Gallium

Autres éléments d’intérêt :  Titanium, Manganèse, Cobalt, Cadmium, Plomb, Chrome, Fer, Tungstène, Étain, Germanium

Quelles sont les unités de mesure des métaux précieux ?

Carat : l’or pur est de 24 carats. Un carat est égal à 1/24ème part de l’or pur dans un alliage. C’est-à-dire qu’une bague en or 14 carats se compose de 14 parties d’or et de 10 autres parties d’autres métaux (comme le cuivre par exemple).

L’once Troy : c’est une unité de mesure pour déterminer le poids des métaux précieux. L’utilisation de cette unité remontrait au Moyen-Age lors des foires et marchés qui se déroulaient dans la ville de Troyes. 1 once troy = 31.10 g.

Il existe d’autres onces dont les valeurs sont comprises entre 25 et 34 grammes comme l’once anglo-saxonne avoirdupois.

Pureté : c’est le poids du métal pur par rapport au poids total. La pureté est généralement exprimée en partie par millier (ppm). Le type d’or le plus pur disponible est de 999.99. Une pièce d’or pur contenant 99.99% d’or serait étiqueté 999 ou .999

Comprendre les différents types d’or :

  • L’or pur : or ayant une finesse de 999 et plus
  • Alliage d’or: or allié à un ou plusieurs autres éléments
  • L’or jaune: or contenant principalement de l’argent comme élément d’alliage
  • L’or rose: or contenant principalement du cuivre comme élément d’alliage
  • L’or blanc: or contenant du palladium ou du nickel comme élément d’alliage

Et le plaqué or ?

Le plaqué or est un procédé de recouvrement d’un métal (laiton, cuivre, bronze, etc.) par une fine couche d’or. Les bijoux en plaqué or doivent avoir une couche d’or d’une épaisseur minimum de 3 microns.

Le dépôt d’or se fait par galvanoplastie. L’objet à recouvrir est plongé dans un bain électrolytique, composé d’une solution qui va dissoudre le métal précieux pour qu’il se dépose sur notre objet. L’électrolyse fait passer un courant électrique entre deux bornes, la cathode et l’anode. L’objet à recouvrir est fixé à la cathode, le métal précieux à l’anode. Quand le courant électrique passe entre les 2 bornes, le métal précieux se dépose sur la surface de notre objet.

 

 

Les risques et défis du commerce des métaux précieux

Dans le commerce des métaux précieux, il est risqué de ne pas reconnaître du plaqué or ou des contrefaçons. Il est également très intéressant de pouvoir déterminer la composition d’objets peu communs, comme l’or dentaire, les pépites, les objets rares et historiques. Et il y a un challenge pour réussir à  déterminer la teneur de l’ensemble des métaux précieux tout en gardant l’échantillon intact lors de l’analyse.

Le commerce des métaux précieux étant un marché très compétitif, avec des taux de marge faibles et des fluctuations de prix quotidiennes, il est important d’être sûrs de la qualité des bijoux testés et d’avoir de la précision sur la pureté.

>> Le cours de l’or augmente. Pourquoi ?

Une méthode d’analyse rapide, précise et non destructive est donc recherchée pour relever ces défis et éviter ces risques.

>>Achat de métaux précieux, ce qu’il faut savoir.

Or pur ou alliage d’or ? L’origine

La légende dit qu’au IIIe siècle avant JC, Archimède devait vérifier que la couronne du roi de Syracuse était bien constituée d’or pur. Le roi avait commandé la couronne à un orfèvre en lui confiant une quantité d’or. Mais il doutait : la couronne était-elle en or ou bien l’or fourni était mélangé à d’autres éléments ? Et il fallait répondre à cette question sans altérer la couronne.

Archimède aurait trouvé la solution dans les bains publics. En observant l’eau en train de déborder alors qu’il rentrait dans le bain, il aurait établi qu’un corps pénétrant dans un fluide provoquerait un déplacement d’eau correspondant au volume du corps immergé. C’est à ce moment-là, qu’il aurait quitté le bain, nu, en criant « Eurêka ! », soit « j’ai trouvé ! » en grec ancien.

Ainsi, Archimède a pu mesurer le volume exact de la couronne en mesurant le volume d’eau qui débordait du récipient dans lequel la couronne était placée. Ensuite il fit placer la même masse d’or confié à l’orfèvre dans le récipient et il compara les 2 volumes d’eau. Si les 2 volumes étaient égaux, la couronne était en or pur. Si le volume de la couronne était supérieur à celui du bloc d’or, alors la couronne était façonnée dans un alliage.

 

 

Les méthodes d’analyse des métaux précieux

Voici les différentes méthodes d’analyse des métaux précieux :

  • Frottement et test à l’acide : utilise la pierre de touche et des mélanges d’acide
  • Test électronique d’or: mesure la conductivité électrique
  • Pyroanalyse/test par coupellation: utilise le plomb pour enrichir et séparer l’or
  • Méthode de laboratoire: spectroscopies diverses, nécessite une préparation approfondie des échantillons
  • XRF portable : détermine les métaux précieux et les alliages

Comparaison des méthodes d’analyse :

 

Tests à l’acide Test électronique Coupellation Méthode de laboratoire Xrf portable
Précision faible faible Très haute Très haute Haute
Vitesse moyenne rapide Très lente Très lente Rapide
Complexité moyenne faible haute haute faible
Destructif partiellement non oui oui non
polyvalent non non non oui oui
Alliages d’éléments non non non oui Oui
Coût du matériel Très faible faible moyen élevé Moyen
Coût par analyse bas Très bas moyen élevé moyen
Produits chimiques dangereux oui non oui oui non

 

La XRF portable pour détecter les contrefaçons d’or

Comment fonctionne la XRF ?

Le spectromètre XRF portable émet des rayons X vers l’échantillon.

  • L’énergie incidente éjecte des électrons de la couche interne de l’atome.
  • Les couches internes se réorganisent en récupérant des électrons des couches supérieures afin de retrouver un état stable. La différence de niveau d’énergie entre les différentes couches entraîne une émission secondaire, c’est la fluorescence X.
  • Les photons interagissent avec le détecteur de l’appareil pour créer un signal électrique.
  • Ce signal est amplifié pour générer un spectre.
  • Le spectre est traité par le logiciel et permet de calculer la composition de l’échantillon.

Les avantages de la XRF :

  • La technologie XRF portable permet d’analyser des objets de petite taille ou de forme irrégulière (boucles d’oreille, bracelets à petites mailles, fils, etc.)
  • La taille du spot d’analyse est de 8 mm. Un small spot de 3 mm est utile pour analyser les petits objets faits d’alliages multiples.

  • Avec un spectromètre XRF portable, il est possible de détecter du plaquage or. (Pour des épaisseurs de placage allant jusqu’à 8-10 µm)

Comparaison des résultats de la XRF portable et de la coupellation

Il s’agit d’échantillons grands et plats (Feuilles, pièces de monnaie, gros articles de bijouterie)

  Or
coupellation Résultats XRF
Or jaune 58.5 58.64 +- 0.12
Or rouge 74.98 74.85 +- 0.13
Or rose 75.01 74.85 +- 0.12
Or jaune 89.96 89.98 +- 0.13
Or jaune 74.99 74.91 +- 0.13
Or rouge 58.49 58.34 +- 0.11

 

Quand utiliser la XRF portable ? pour quels objets ?

  • Pour des pièces de monnaie, bijoux

(Les objets peuvent avoir des formes irrégulières et être petites.

Pour de l’or blanc, de l’argent, du palladium, du platine.)

  • Pour de l’or dentaire
  • Pour des pépites, des objets rares
  • Pour des débris de métaux précieux

Pour les bijoux en gold-filled* et les lingots** d’or, il vaut mieux une seconde méthode pour confirmer la composition.

*Le gold-filled est constitué d’un noyau en métal fait d’argent, de cuivre, de laiton ou de bronze. Et ce noyau est recouvert d’une couche d’or. L’application de la couche d’or se fait par pression à chaud. C’est plus compliqué à mettre en œuvre que le plaqué or mais c’est aussi plus résistant car la couche d’or est plus épaisse. Les bijoux en gold-filled sont poinçonnés.

** il existe deux catégories de lingots d’or :

  • Les barres d’or qui pèsent plus de 1000 g
  • Les lingots d’or qui pèsent moins de 1000 g

Les applications de la XRF portable dans :

  • Le Commerce et la fabrication des métaux précieux
  • Analyse très rapide (généralement 5 – 10 s)
  • Complètement non destructif
  • Ne nécessite pas de produits chimiques dangereux
  • Des résultats précis pour l’or et les autres métaux précieux
  • Utile pour déterminer la valeur des articles non standard
  • Indique la présence d’un placage < 8 10µm
  • Facile à utiliser
  • Un retour sur investissement rapide

 

  • Le raffinage des métaux précieux
  • Fournir des résultats instantanés par rapport à l’analyse en laboratoire
  • Permet de déterminer la quantité d’Ag à ajouter pour l’inquartation (opération qui consiste à ajouter à un alliage d’or et de cuivre trois fois son poids d’argent)
  • Empêche l’entrée de matériel indésirable dans le processus de raffinage
  • Détermine les éléments délétères tels que Pb, Cd

Focus sur le NITON DXL

  • Étalonnage des métaux précieux (22 éléments)
  • AuDIT breveté ™ Détection du placage d’or
  • Petit spot optionnel
  • Tube à rayons X 2W
  • Micro caméra
  • Angle fixe, écran tactile couleur + touches directionnelles
  • Modèle de comptoir

Focus sur le NITON XL2 100

  • Étalonnage des métaux précieux (22 éléments)
  • AuDIT breveté ™ Détection du placage d’or
  • Tube à rayons X 2W
  • Angle fixe, écran tactile couleur + touches directionnelles
  • Format ergonomique
  • Cible pour viser l’objet à analyser
  • Banc d’essai mobile

Ces spectromètres sont idéaux pour les prêteurs sur gage, les acheteurs d’or, les bijoutiers, les fabricants, les recycleurs, les affineurs.

Etude de cas : un prêteur sur gage

Beaucoup de personnes apportent divers objets tels que des bijoux, des montres haut de gamme.

Ses problématiques :

  • Il est difficile de prêter de l’argent pour des articles dont on ne connaît pas la composition chimique.
  • Difficulté de tester les bijoux rapidement et de manière non destructive.
  • Dans le passé, ils utilisaient des testeurs Gold peu coûteux et des tests acides qui leur ont donné des résultats très imprécis et ils ont perdu de l’argent.
  • Il était difficile de reconnaître les bijoux plaqués.
  • Le personnel n’était pas technique.

La solution : Niton DXL

  • Les clients ont une visibilité sur la manière dont leurs bijoux ont été analysés de manière non destructive et précise.
  • L’opération est simple ; l’analyse se fait par simple pression sur un bouton.
  • Le logiciel AuDIT permet la reconnaissance des bijoux plaqués

Résultats 

  • Une analyse très rapide (10 secondes) a permis au magasin d’augmenter de 30% le nombre de clients servis
  • Grande précision (comparable à la coupellation) sans abîmer l’objet
  • Possibilité de tester d’autres éléments que l’or
  • Les clients reçoivent un certificat imprimé de leur des bijoux qui procurent la tranquillité d’esprit.
  • Augmentation de la réputation du magasin en tant que magasin innovant.
  • Diminution des pertes en raison du fait de ne pas être « dupé » par des bijoux plaqués

Etude de cas : négociant en or

Ses problématiques :

  • Perte d’argent sur un volume élevé d’or négocié quotidiennement en raison de l’incapacité à connaître les véritables carats de l’or
  • Pas de laboratoires d’essai dans les endroits reculés où ils achètent de l’or
  • La coupellation nécessite beaucoup de temps et de ressources
  • Résultats très dépendants de l’expertise de l’opérateur

Solution :

  • La société a acquis trois analyseurs Niton XL2 100 pour ses trois traders affectés dans différentes régions
  • Portable et robuste, le Niton peut être transporté dans des endroits éloignés où les conditions météorologiques sont limites, poussiéreuses ou humides
  • Banc d’essai pour permettre au professionnel d’installer un laboratoire portable n’importe où

Résultats :

  • Le fait de disposer de trois unités permet aux négociants d’être beaucoup plus efficaces et d’augmenter le nombre de transactions et la quantité d’or qu’ils peuvent acheter par jour avec précision
  • Une opération simple qui n’a pas nécessité de formation poussée
  • Capacité d’amener un laboratoire sur le terrain sans que les résultats soient compromis par des causes environnementales ou l’expertise de l’opérateur
  • Connaître la pureté du matériel qui sera exporté vers les raffineries
  • Prouver l’honnêteté des personnes pour éviter que l’entreprise ne perde de l’argent

 

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