Классификация драгоценных металлов и сплавов

Драгоценные металлы включают восемь элементов: два – золото (Au) и серебро (Ag) из первой группы Периодической системы Д.И. Менделеева и шесть – платина (Pt) и платиноиды или металлы платиновой группы (МПГ) — палладий (Pd), осмий (Os), иридий (Ir), рутений (Ru), родий (Rh) из восьмой группы.

По химическому составу, параметрам и терминологии драгоценные металлы и сплавы соответствуют классификации и терминологии другим металлам и сплавам, исключая специальные понятия и термины.

Драгоценные металлы характеризуются малой химической активностью, коррозионной устойчивостью к атмосферным воздействиям и минеральным кислотам. Изделия из драгоценных металлов (сплавов) обладают красивым внешним видом – благородством.

В терминологическом плане существуют различия в наименовании металлов: благородные и драгоценные. Термин «благородные металлы», отражает их химическую стойкость и этот термин лучше использовать по отношению к природным объектам (рудам).

Драгоценными, т.е. имеющими высокую стоимость, лучше называть эти металлы в составе различных изделий, монет, слитков, а также в металлургической практике, включая аффинаж.

В английской терминологии, понятие «precious metals» — драгоценные металлы — применяется в металлургических процессах, а термин «noble metals» — благородные металлы — в изделиях, в т.ч. ювелирных.

Учитывая ГОСТ (ДСТУ) и технические условия (ТУ), установленные на марки драгоценных металлов в полуфабрикатах, изделиях, аффинированных слитках, гранулах и порошках, можно составить следующую общую классификацию драгоценных металлов и их сплавов.

1. Легирующие компоненты в сплавах драгоценных металлов

Простыми металлами следует считать металлы, не содержащие легирующих компонентов, т.е. химических элементов, специально добавляемых к ним для приобретения требуемых свойств.

Металлическими сплавами следует считать сплавы двух и более металлов или металлов и металлоидов, причем к металлическим сплавам, в состав которых входят металлоиды, надо относить только те сплавы, у которых сохраняются металлические свойства: непрозрачность в твердом и жидком состояниях; кристалличность строения; особый металлический блеск; хорошую тепло- и электропроводность; электроположительность (т.е. свойство вещества при действии на него электрического тока отлагаться на отрицательном полюсе); непрочность соединений с водородом и, наоборот, соединение с кислородом с образованием оксидов, дающих с водой основные гидраты, по свойствам противоположные кислотным гидратам, образуемым неметаллами или металлоидами.

2. Деление сплавов драгоценных металлов по числу компонентов

Сплавы драгоценных металлов по числу компонентов делят на:

• двухкомпонентные (двойные);
• трехкомпонентные (тройные);
• четырехкомпонентные (четверные) и т.д.

По содержанию легирующих компонентов сплавы подразделяются на:

• низколегированные (содержание легирующих компонентов до 2,5 %);
• среднелегированные (содержание легирующих компонентов 2,5…10 %);
• высоколегированные (содержание легирующих компонентов свыше 10 %).

3. Содержание примесей и загрязнений в металлах и сплавах драгоценных металлов

Примесью считается любой химический элемент, который не вводят в металл или сплав преднамеренно и который (в определенных пределах) не ухудшает свойств металла или сплава (соответствует ДСТУ, ГОСТ, ТУ). Примесь в металле и в сплаве образуется вследствие того, что она содержалась в исходных материалах (рудах, ломе, отходах, флюсах и т.д.) или (и) в результате процессов раскисления, рафинирования и пр. Загрязнением считается химический элемент, который так же, как и примесь, не вводят в металл или сплав преднамеренно, но в отличие от примеси его присутствие (в определенных пределах) ухудшает свойства металла или сплава. Загрязнения не регламентируются нормативными документами.

Количество примеси или загрязнения, которое можно установить только качественным анализом (но не количественным), носит название следов примеси или загрязнения.

Суммарное содержание в металле или сплаве основного и легирующих компонентов, выраженное в процентах по массе, характеризует степень чистоты металла или сплава.

4. Деление драгоценных металлов и сплавов по степени чистоты

Драгоценные металлы и сплавы по степени чистоты делятся, на:

• металлы и сплавы пониженной чистоты — степень чистоты от 95 до 99 %;
• металлы и сплавы средней чистоты (технически чистые металлы и сплавы) — степень чистоты от 99,0 до 99,90 %;
• металлы и сплавы повышенной чистоты — степень чистоты от 99,90 до 99,99 %;
• металлы и сплавы высокой чистоты (химически чистые металлы и сплавы) — степень чистоты от 99,990 до 99,999 %;
• металлы и сплавы особой чистоты (спектрально чистые металлы и сплавы) — степень чистоты от 99,999 до 99,9999 %.

Каждый металл или сплав имеет номинальный, допустимый и действительный химический состав по содержанию компонентов и примесей.

Номинальным химическим составом металла или сплава следует считать химический состав без указания пределов содержания компонентов и примесей.

Допустимым химическим составом металла или сплава следует считать химический состав с указанием верхнего и нижнего пределов (или только одного из них) содержания компонентов и примесей.

Действительным химическим составом металла или сплава следует считать химический состав по компонентам и примесям практически изготовленного металла или сплава.

5. Специальные понятия и определения

 Классификация драгоценных металлов и сплавов относительно классификации других металлов и сплавов имеет целый ряд принципиальных отличий. К основным из них особенностям относятся:

• обособленность и самостоятельность всей этой группы металлов и содержащих их сплавов относительно других групп металлов и сплавов;
• особое несогласуемое с другими металлами и сплавами построение марок сплавов, содержащих драгоценные металлы;
• особое обозначение марок этих сплавов и особое общее и частное наименование сплавов в случаях, когда драгоценные металлы не являются в них основными компонентами или, когда в сплавах для изготовления изделий бытового потребления присутствует в качестве компонента, наряду с другими драгоценными металлами, золото;
• особое исчисление и особое количественное выражение числовых значений содержания золота, серебра, платины и палладия в марках драгоценных металлов и сплавов в полуфабрикатах и изготовляемых из них изделий, поступающих в обращение к населению или имеющих музейно-выставочное и другое специальное назначение.

Отличия эти сложились исторически на основе многовековой мировой практики производства, апробирования, учета, нормирования, продажи, купли и потребления этих особых металлов и сплавов, а также издавна и почти повсеместно осуществляемого за ними специального пробирного надзора и поэтому стали узаконенными постановлениями правительств многих стран и международных соответствующих организаций, а также всеобщей традицией.

Причина же возникновения и сохранения в том же виде этих традиций — особая роль драгоценных металлов, которую они играют в валютных, финансовых, банковских, таможенных и других сферах, не свойственная другим металлам; исключительное положение в сфере бытового и специального потребления; особая значимость в технике и осуществлении дальнейшего технического прогресса, где они находят все большее применение и во многих случаях незаменимы другими металлами, а также их высокая стоимость и крайняя ограниченность распространения и добычи.

Учитывая сложившиеся в мировой практике положения по производству и потреблению драгоценных металлов и устраняя одновременно некоторые явно противоречивые отступления, можно составить и рекомендовать для практического применения следующую специальную классификацию драгоценных металлов по их химическому составу.

Драгоценные металлы и любые сплавы, содержащие их в качестве компонентов, представляют собой, наряду с другими группами металлов и сплавов (черные и цветные), самостоятельную группу, которую следует именовать в общем виде «драгоценные металлы и сплавы».

Делят группы драгоценных металлов и сплавов на основные структурные деления (подгруппы), которые называются по наименованию драгоценных металлов. При этом учитывается их количественное (в процентах по массе) содержание в сплаве. Сплавы, которые содержат в качестве компонента золото и предназначены для изготовления изделий бытового назначения, подлежащие компетенции пробирного надзора, тогда независимо от содержания других драгоценных компонентов золото считается основным компонентом и определяет наименование сплава.

Основной драгоценный компонент сплава одновременно считается и основным компонентом сплава в целом, т.е. независимо от того, содержится ли он в превалирующем или в меньшем количестве в этом сплаве относительно содержания в сплаве недрагоценных компонентов.

Таким образом, основным драгоценным компонентом и основным компонентом сплава драгоценного металла является любой драгоценный металл, содержащийся в сплаве в превалирующем количестве относительно других драгоценных металлов и в любом количестве относительно недрагоценных компонентов сплавов.

Легирующими компонентами в сплавах драгоценных металлов являются все недрагоценные компоненты, а также все драгоценные компоненты, содержащиеся в сплавах в количествах, меньших, чем основные драгоценные компоненты.

В группу драгоценных металлов и сплавов в общем виде входят следующие структурные подразделения (подгруппы): серебро и его сплавы; золото и его сплавы; платина и ее сплавы; палладий и его сплавы; родий и его сплавы; рутений и его сплавы; иридий и его сплавы; осмий и его сплавы.

К сплавам серебра либо золота, платины, палладия, родия, рутения, иридия или осмия относятся любые сплавы, в которых каждый из этих металлов соответственно присутствует в качестве компонента в любых количествах, но более содержания других драгоценных металлов.

При этом, если сплав содержит одновременно несколько драгоценных металлов в одном и том же количестве, то основным драгоценным и основным компонентом в таких сплавах следует считать драгоценный металл, определяющий основное назначение данного сплава. Например, в сплаве 50 % Ag + 50 % Pd, предназначаемом для электрических контактов, следует считать основным компонентом серебро, а сплав именовать серебряным, так как серебро в этом сплаве выполняет основное назначение контакта — электропроводность.

В зависимости от назначения входящих в сплавы компонентов и назначения сплавов в целом сплавы драгоценных металлов могут подразделяться:

• на основные сплавы, предназначаемые для непосредственного производства полуфабрикатов и изделий из них;
• на припойные сплавы или просто припои, предназначаемые для непосредственного производства припойных полуфабрикатов, применяемых в качестве материалов сочленения деталей изделий методом пайки;
• на промежуточные сплавы или лигатуры, применяемые в качестве шихтовых материалов для приготовления основных и припойных сплавов с целью сокращения угара легкоплавких составляющих шихт или введения в основной сплав тугоплавких составляющих его компонентов.

В зависимости от сфер потребления драгоценных металлов и сплавов они подразделяются:

• на металлы, аффинированные, предназначаемые для производства полуфабрикатов, изделий и для специальных целей;
• на металлы и сплавы в полуфабрикатах, предназначаемые для производства полупродуктов, либо изделий промышленного потребления, а также на металлы и сплавы в изделиях того же потребления;
• на металлы и сплавы в полуфабрикатах, предназначаемых для производства основ или деталей изделий, а также в самих изделиях бытового, музейно-выставочного и другого потребления и подлежащих в виде изделий обязательному контролю и клеймению органами пробирного надзора. В свою очередь, основные, припойные и подготовительные сплавы серебра, золота, платины и т.д. подразделяются на подгруппы по наименованию этих сплавов, определяемые наименованием входящих в них компонентов. Сплавы серебра подразделяются на сплавы серебра с медью, серебра с кадмием, серебра с медью и никелем и т.д. Припои серебряные подразделяются на припои серебра с медью и цинком, серебра с медью и фосфором и т. д.

Классификация драгоценных металлов и их сплавов в зависимости от их химического состава построена таким образом, что металлам и сплавам присвоены сокращенные или вообще условные обозначения их качественного (в буквах) и количественного (в буквах или цифрах) химического состава по содержанию основных и легирующих компонентов.

Для качественной характеристики химического состава по компонентам драгоценных металлов и сплавов в полуфабрикатах и изделиях в их марках применяют следующие буквенные обозначения (символы):

• для драгоценных компонентов: Ср — серебро, Зл — золото, Пл — платина, Пд — палладий, Рд — родий, Ру — рутений, И — иридий и Ос — осмий,  причем  все  они  стандартизованы  соответствующими ГОСТ и согласуются с обозначением других химических элементов;
• для других компонентов: М — медь, Н — никель, Ц — цинк, Кд — кадмий, Ол — олово, Мц — марганец, К — кобальт, Кр — кремний, Ф — фосфор и т.д., которые также узаконены соответствующими стандартами.

Для качественной характеристики аффинированных драгоценных металлов в их марках применяют частью эти же стандартизованные буквенные обозначения, причем с обязательным добавлением ко всем как стандартизованным, так и нестандартизованным дополнительного символа «А». Это означает, что данный металл аффинированный, например: СА — серебро аффинированное, ЗА — золото аффинированное, ПлА — платина аффинированная, ПдА — палладий аффинированный и т.д.

Для количественной характеристики химического состава по компонентам аффинированных драгоценных металлов в их марках применяют условные буквенные и числовые символы, характеризующие степень чистоты этих металлов. Для серебра и золота: О — особая, 1 — высокая, 2 и 3 — повышенная чистота и т.д. Для платины и платиноидов: Э — экстра или особая и высокая, 1 и 2 — повышенная чистота и т.д. При построении марок аффинированных драгоценных металлов по данной классификации и терминологии количественные символы проставляют за качественными символами через дефис, например, СА-О, СА-1 и т.д., ЗА-1, ЗА-2, ПлА-Э, ПлА-1 и т.д.

Существующая классификация и терминология страдают существенными недоработками. В них нет единства и стройности не только для различных групп драгоценных металлов, но и внутри этих групп. Кроме того, они во многом не согласуются с общей классификацией металлов и сплавов по степени их чистоты.

Химический состав всех металлов и сплавов выражается в процентах по массе, причем в ГОСТ и технических условиях, устанавливающих марки металлов и сплавов и регламентирующих их химический состав. Все компоненты и примеси в технической характеристике металлов и сплавов представлены, развернуто, а по компонентам основному и легирующим — сокращенно или в виде их частей в марках этих металлов и сплавов.

Сложившаяся мировая практика в соответствии с положениями о пробирных надзорах, установленными правительствами многих стран, от этого общего правила отступают для золота, серебра, платины, палладия и сплавов этих металлов между собой и с другими металлами в полуфабрикатах и изготовляемых из них ювелирнобытовых (кольца, серьги, броши, колье, кулоны, цепи, браслеты, часы и т.п. украшения; чайная и столовая посуда и приборы; бокалы, портсигары, шкатулки, зажигалки и т.п. предметы домашнего обихода), памятных и нагрудных (кубки, барельефы, значки, номограммы, бювары, медали, ордена и т.п.) и прочих изделий, поступающих в обращение к населению, либо музейно-выставочного назначения.

Сущность этого отступления состоит в том, что за единицу размерности-содержания драгоценных металлов в марках этих металлов и сплавов принимаются не проценты по массе, а пробы.