فحص وتحليل الذهب – إعداد أحمد بن جواد السويكت*

الموضوع: تقرير عن فحص وتحليل الذهب (الجزء الرابع)
المكان: مصنع الجزيرة لصياغة الذهب في الدمام
[تاريخ الزيارة يوم الأربعاء الموافق2/4/1447هـ]

يجهل كثير من الناس الطرق المستخدمة في فحص وتحليل الذهب، والتأكد من جودته ونقاوته. وفي هذه الجولة الميدالية التي قمنا بها إلى زيارة مصنع الجزيرة لصياغة الذهب بمدينة الدمام، ليتعرف القارئ الكريم على أبرز الطرق المعتمدة لاختبار الذهب، ضمن سلسلة مقالاتنا المتواصلة حول صياغة الذهب وتفاصيله المتنوعة.

طرق تحليل نسبة الذهب (تحديد العيار)

اساسيات الفكرة:
1) امتصاص كل المعادن الغير ثمينة المضافة الى الذهب في الجفنة “البوتقة” المصنوعة من مواد خاصة، وترك الذهب النقي تمامًا والفضة المضافة على هيئة سبيكة صغيرة.
2) فصل الفضة عن الذهب بإذابتها في حامض النيتريك حيث يتكون محلول نترات الفضة ويبقي الذهب النقي.

الأولى: تحليل الذهب بالتجفين
هذه الطريقة تسمى بالتجفين بالفرن نظراً لدور الجفان في امتصاص المعادن غير الثمينة أثناء عملية الانصهار، وتُعد من أحسن وأدق الطرق لتحديد عيار ونسبه الذهب في العينة، وهي الطريقة المتبعة الآن في كبرى مختبرات ومصانع الذهب حول العالم، باعتبارها وسيلة معيارية دقيقة في تحديد العيار.

شرح تفصيلي لطريقة (التجفين) المستخدمة في تحليل عيارات الذهب.، وتشمل الخطوات التالية: –
1-أخذ العينة
تُؤخذ عيّنة من المشغول أو السبيكة الذهبية باستخدام المقص أو المثقب – وفي حالة كانت السبيكة – تُؤخذ من الوجه والظهر والطرفين، مع الحرص على أن تكون العينة ممثلة لكافة أجزاء القطعة المراد تحليلها، لضمان دقة النتائج في تحديد العيار.

2- وزن العينة
تُوزن العينة بدقة عالية باستخدام ميزان إلكتروني حساس تصل دقته إلى 0.00001 غرام، وذلك لأن نتيجة التحليل تعتمد بشكل كبير على دقة الوزن. يتم تدوين وتسجيل الوزن في ورقة خاصة قبل بدء الفحص، مع التأكد قبل بداية وزن العينة من أن مكان الوزن خالي تمامًا من أي تيارات هوائية أو اهتزازات قد تؤثر على قراءة الميزان.

3- إضافة الفضة النقية
بعد وزن العينة بدقة، يتم خلطها بكمية من الفضة النقية تعادل ضعفين ونصف من وزن الذهب الموجود فيها. وفي حال كانت العينة من عيار أعلى من 21 قيراطًا أو كانت سبيكة نقية، يُضاف إليها أيضًا مقدار مناسب من النحاس النقي إلى جانب الفضة النقية، وذلك لتجهيزها بشكل مناسب لتحليلها باستخدام طريقة التجفين.

4- لف العينة في شريحة من الرصاص
تُوضع العينة المكوّنة من الذهب والفضة داخل صفيحة من الرصاص النقي تزن نحو 6 جرامات، حيث يتم لف الصفيحة بإحكام حول العينة. بعد ذلك، تُوضع هذه الصفيحة داخل الجفنة “البوتقة”. ويُستخدم الرصاص للمساعدة على الصهر وأكسدة المعادن غير الثمينة، مما يسمح له بالتغلغل داخل مسام الجفنة، كما يساعد الرصاص في تثبيت العينة داخل الجفنة “البوتقة”، لمنع تسرب أو فقدان أي جزء منها أثناء عملية التسخين.

5- تجهيز الجفنات في الفرن الحراري
تجهيز الجفنات أو البواتيق في داخل الفرن، ثم يُشغّل الفرن بدرجة حرارة منخفضة تدريجيًا. كما يتم توزيع الجفنات داخل الفرن لضمان توزيعًا حراريًا متساويًا لكل واحدة منها. هذه الخطوة ضرورية لتجنّب التكسّر عند الوصول للحرارة العالية.

6- تجهيز الفرن الحراري وضبطه
بعد وضع عينات الجفنات في داخل الفرن، تُرفع حرارة الفرن الحراري تدريجيًا لتصل إلى درجة التشغيل (تتراوح غالبًا بين 1063 إلى 1100 درجة مئوية)، لتصبح الجفنات جاهزة لاستقبال العينات.

5- عملية التجفين (الصهر)
توضع العينة المراد تحليليها في الجفنة “البوتقة” (مقاومة للحرارة) سبق تسخينها بدرجة الحرارة اللازمة في داخل الفرن الحراري جيد التهوية تصل حرارته إلى حوالي (1100) درجة مئوية لمدة من خمس عشرة الى عشرين دقيقة، حتى ينصهر الرصاص وامتصاص الجفنة جميع المعادن الغير الثمينة والشوائب أثناء الصهر، تاركة المعادن الثمينة فقط (الذهب والفضة) على تجويف سطحها على هيئة فقاعة سائلة تتحول بالتبريد إلى حبة معدنية صغيرة.

6- إخراج العينة من الفرن الحراري
عند اكتمال عملية الانصهار، تُسحب الجفنة “البوتقة” التي بها العينة من الفرن الحراري بعد 15 الى 20 دقيقة، باستخدام ملاقط معدنية بقرص يحمي الأيدي من حرارة الفرن، ثم تُفصل عن الجفنة (البوتقة) التي تقوم بامتصاص المعادن الغير الثمينة من النحاس والرصاص وغيرها ويبقي بها المعدنان الثمينان (الذهب والفضة) فقط على سطح الجفنة “البوتقة” ثم بعد فترة يتم تحريكها لمنع التصاقها بالجفنة “البوتقة”. بعد ذلك، تُنظف العينة بالفرشة وتُطرق يدويًا بالمطرقة حتى تأخذ شكل زر دائري صغير.

7- ماكينة السحب
تضغط على المكبس وتصفح العينة بواسطة ماكينة السحب، لتحويلها إلى شريحة رقيقة لتكون سهلة الحل. بعد ذلك، تُخمر على نار هادئة لاكتساب الليونة المطلوبة لكي لا تشقق العينة أثناء الطرق والسحب، ثم تُلف بشكل حلزوني استعدادًا لوضعها في حامض النيتريك.

8- جهاز السيليكا
توضع العينة داخل جهاز مصنوع من مادة السيليكا أو البلاتين، وهما من المواد المقاومة لدرجات الحرارة العالية. يتميز هذا الجهاز بتصميمه المقسم والمثقّب إلى فتحات صغيرة جدًا، تتيح وضع ما يصل إلى 16 عينة في آنٍ واحد، مما يسهّل تحليل عدد أكبر من العينات وفي وقت واحد . مع ضرورة وضع عينة معيارية من الذهب الخالص (عيار 24 قيراط) ضمن العينات المراد تحليلها، وذلك للتحقق من دقة وسلامة عملية التجفين ومطابقة النتائج.

9- فصل الفضة
المرحلة الأولى: 
يُوضع جهاز السيليكا المحتوي على العينة داخل بيكر زجاجي مملوء بمزيج من حمض النيتريك والماء المقطر المخفف إلى تركيز 24 بالمئة (ويُقاس ذلك باستخدام الهيدروميتر، وهو أداة لقياس كثافة الحمض). يُسخن البيكر على حمام كهربائي أو باستخدام مصباح غاز لمدة 15 دقيقة بعد الغليان، حتى تزول الغازات الناتجة عن تفاعل الفضة مع الحمض. بعد ذلك يتم إخراج جهاز السيليكا، ويتم غسله جيدًا باستخدام الماء المقطر ثلاث مرات لضمان إزالة أي بقايا حمضية.

المرحلة الثانية:
ينزع الجهاز من الحمض الأول، ثم تُنقل السيليكا التي على العينة إلى بيكر زجاجي آخر، ثم يغير بحمض نيتريك آخر قوته 34 بالمئة، ويُغلى لمدة 15 دقيقة. بعد انتهاء المدة، يُرفع البيكر مع حامل السيليكا، وتُغسل العينات جيدًا باستخدام الماء المقطر ثلاث مرات لضمان إزالة أي بقايا من نترات الفضة. وتُعد هذه الخطوة أساسية في فصل الفضة عن الذهب تمهيدًا لقياس وزن الذهب النقي بدقة وتحديد العيار النهائي.

10- تجفيف العينة
تستخدم ملاقط لحمل البيكر الزجاجي المحتوي على الحامض الثاني، ويُغسل جهاز السيليكا المحتوى على العينة، جيدًا بالماء المقطر عدة مرات لإزالة أي بقايا من نترات الفضة. بعد ذلك، يُوضع في فوهة الفرن لمدة دقيقتين بدرجة حرارة لغاية 260 درجة مئوية لتجفيف العينة. وعند الإنتهاء من التجفيف، يظهر الذهب بلونه الذهبي الأصفر الطبيعي، ذات نقاوة بنسبة 100%.

11- الوزن النهائي للعينة
بعد الانتهاء من عملية التجفين بالكامل، تُعاد العينة إلى الميزان الحساس لقياس وزن الذهب النقي بدقة. تُسجَّل قراءة الوزن بعناية، كونها تمثل الكمية الصافية من الذهب النقي في العينة.

12- حساب النتيجة النهائية لتحديد العيار

الأولى: نسبة الذهب الألفية في العينة = وزن العينة بعد التحليل / وزن العينة قبل التحليل

مثلا: العينة التي وزنت بمقدار 500 مليجرام قبل التحليل، ووزنها بعد تنقيتها كان مثلا 437.5 مليجرام، تقسم وزن العينة بعد التحليل على وزن العينة قبل التحليل وتكون النتيجة عيار الذهب بالألفية:

437.5 / 500 = 875 في الألف = 87.5% ذهب خالص

يعني أن 21 من أصل 24 جزءاً من السبيكة هي ذهب نقي (21  / 24  = 0.875)

إذا العينة تكون مطابقة لعيار 21 قيراط

الثانية: طريقة اختبار الذهب بالمحك
يُعد اختبار المحك الأسود وسيلة سريعة وبسيطة لفحص المشغولات الذهبية، ويُستخدم غالبًا من المختصون في محلات الذهب كاختبار مبدئي لتقدير العيار بشكل تقريبي، دون الاعتماد عليه كأداة تحليل دقيقة.

التركيبات الحمضية لاختبار الذهب
الأحماض المستخدمة في اختبار الذهب بواسطة المحك (الحجر الأسود) هي أحماض مركّبة تُستخدم للكشف عن عيار الذهب، وتكون بنسب وتركيزات مختلفة حسب كل عيار وهي كالتالي:
1- تحضير محلول بنسبة (9 حمض نيتريك إلى 1 ماء مقطرًا) للكشف السريع عن الذهب الواطي منخفض العيار.
2-تحضير محلول بنسبة (7 نيتريك إلى 2 حمض الهيدروكلوريك + 1 ماء مقطرًا) لاختبار عيارات (14 و18 قيراط).
3- تحضير محلول بنسبة (6 نيتريك إلى 4 هيدروكلوريك) لاختبار عيارات (20 و21 قيراط).
علمًا بأن هذه التركيبات الحمضية تُباع جاهزة في محلات لبيع الأدوات والمعدات الخاصة بالذهب، حيث تكون مُحضّرة بدقة لكل عيار على حدة، مما يسهل على الصائغ استخدامها مباشرة دون الحاجة إلى تحضيرها أو خلطها يدويًا.

طريقة اختبار الذهب بحجر المحك
1- تحضير حجر المحك
يُستخدم حجر أسود، لاحتكاك المشغول الذهبي عليه.
2- حك المشغول الذهبي
يقوم المختص بحك المشغول الذهبي المراد فحصه على سطح الحجر حتى يرى أثر الذهب على حجر المحك.
3- استخدام الحمض
يتم وضع فوق المشغول الحامض المخصص لعيار 18 قيراط، فإن اختفى الأثر أو تلاشي بسرعة علمنا أنه عيار أقل من 18 قيراط.
4- مراقبة الحمض
إذا لم يتأثر المشغول بالحمض، فغالبًا يكون الذهب من نفس العيار أو أعلى.
6- الذهب المقارن
يحك بجوار العينة (المشغول) مقارنات من الذهب معروف العيار.

مع ملاحظة: – أن هذه الطريقة تُستخدم للتقدير السريع، إلا أنها لا تُغني عن التحليل الدقيق المعروف بطريقة “التجفين”، والتي تُعتمد في المختبرات لتحديد عيار الذهب بدقة عالية.

الهوامش: –
______________
* الأستاذ / أحمد بن جواد السويكت اختصاصي في مجال الذهب والمجوهرات وحاصل على شهادات في مجال الذهب والمعادن الثمينة والأحجار الكريمة من الأكاديمية الدولية لعلوم المجوهرات (GIA) عام (1998م) وله مؤلفات عديدة في مجال الذهب والمجوهرات، كما كتب مقالات متخصصة نشرت في عدد من المجلات السعودية الرائدة مثل: القافلة، الفيصل، الاقتصاد، أهلا وسهلا.. ويمتلك خبرة علمية تمتد لأكثر من 34 عامًا في مجال الذهب والمجوهرات

(1) الأستاذ سامي عبد الله المهنا من أبرز الخبراء في مجال فحص وتحليل الذهب بالمنطقة الشرقية. نال شهادة تحليل الذهب من مكتب التحليل في لندن عام 1984م، وتدرّب على يديه العديد من العاملين في هذا المجال، مما جعله مرجعًا معتمدًا فيه. كما تخرج في نفس العام من مكتب بورصة لندن للألماس والأحجار الكريمة، مما يبرز كفاءته العالية ومكانته المهنية المرموقة.

(1) شاهد الجزء الأول: https://www.qatifscience.com/?p=16680
(2) شاهد الجزء الثاني: https://www.qatifscience.com/?p=1896
(3) شاهد الجزء الثالث: https://www.qatifscience.com/?p=27353