Способ изменения окраски минералов Советский патент 1991 года по МПК C30B33/04 C30B29/12 

Изобретение относится к физике твердого тела, геофизике и геохимии и может найти применение для облагораживания кристаллов природного флюорита с последующим их использованием в гравильно- ювелирной и ювелирно-декоративной промышленности как облицовочные и поделочные материалы, а также а качестве фильтров в оптике.

Известен способ окрашивания кристаллов аметиста в фиолетовый цвет, включающий гамма-облучение, термообработку при 290°С в течение 2 ч и последующее воздействие ультрафиолетовым излучением с длиной волны 200-500 нм.

Однако этот способ по своему техническому решению, по параметрам и режимам обработки не применим для природного флюорита. Образцы аметиста по данному способу облучают гамма-излучением с неизвестной исходной мощностью дозы, в течение неопределенного времени и неизвестной интегральной дозой для получения темно-фиолетового цвета с буровато-дымчатым оттенком. Глубины этого

центра окраски могут быть совершенно различными для разных образцов аметиста. Следовательно, эти центры возбуждаются не при одинаковых, а при совершенно разных интегральных дозах гамма-облучения, которые отсутствуют в известном способе. Последующее ультрафиолетовое облучение с заданной длиной волны в зависимости от глубины центра темно-фиолетового цвета окраски с буровато-дымчатым оттенком и интегральной дозы первоначального гамма- облучения вызывает в образцах аметиста разные эффекты. Положительный эффект по неизвестному режиму гамма-облучения и последующему ультрафиолетовому облучению может проявляться в образцах аметиста с довольно низкой глубиной указанного центра, за исключением образцов с более глубокими центрами окрасок.

Природный флюорит с заданной, но с очень близко расположенной друг к другу глубиной окраски возбуждается только при вполне определенных дозных и временных режимах обработки, которые не приведены в известном способе. Кроме того, отжиг при

(Л

С

о ю со

.oil

СлЭ

о

290°С в течение 2 ч по известному способу приводит к полному обесцвечиванию образцов природного флюорита, к их разрушению и растрескиванию.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ изменения окраски кристаллов пренита, включающий гамма-облучение интегральной дозой (7- 10)Мрад, последующую термообработку при 150-180°С D течение 40-50 мин.

Этот способ также не применим со своими режимами и параметрами обработки для природного флюорита. Природный флюорит при интегральной дозе гамма-облучения (7-10)Мрад вообще не окрашивается, а после отжига при 150-180°С в течение 40-50 мин обесцвечивается.

Цель изобретения - придание природному флюориту интенсивной голубой и зеленой окраски.

Цель достигается тем, что в способе изменения окраски кристаллов, включающем радиационное облучение и термообработку, в качестве радиационного облучения ис- пользуют жесткое гамма-излучение, а облучение проводят интегральной дозой (2,5-3,1).Ю8Р с последующей термообработкой при 70-80°С в течение 40-45 мин после облучения.

Общими признаками известного и предлагаемого способа являются радиационное облучение и термообработка. Отличительными признаками предлагаемого способа являются новые режимы и параметры обработки.

П р и м е р 1. Серые, белые, серовато-белые или слабоокрашенные образцы природного флюооита опускают в канал у-источника Со и облучают у-излучением со средней энергией у-квантов 1,25 МэВ, интегральной дозой 7,8.107Р. Нет заметного изменения в окраске. Термообработка при 40-45°С в течение 25-30 мин приводит к образоранию светло-салатового цвета,

П р и м е р 2. Серые, белые, серовато-белые или слабоокрашенные образцы природ- ного флюс-оита опускают в канал у -источника етСо и облучают у-излучением со средней энергией у-квантов 1,25 МэВ, интегральной дозой (1,2-1,8), ЮР,

Окраска бледно-зеленая и бледно-голубая, а после термообработки при 50-бО°С в течение 30-35 мин - синевато-зеленая и синевато-голубая.

ПримерЗ. Серые, белые, серовато-белые или слабоокрашенные образцы природ- ного флюооита опускают в канал у-источника Со и облучают-у-излучением

со средней энергией у-квантов 1,25 МэВ, интегральной дозой (2,5-2,8). 108 Окраска слабо-зеленая и слабо-голубая, а после термообработки при 70-80°С в течение 40-45

мин - ярко-зеленая и ярко-голубая.

П р и м е р 4. Серые, белые, серовато-белые или слабоокрашенные образцы природ- ного флюооита опускают в канал у-источника Со и облучают у-излучением

со средней энергией у-квантов 1,25 МэВ, интегральной дозой (2,9-3,1).Ю8 Р. Окраска средне-зеленая и средне-голубая, а после термообработки при 70-80°С в течение 40 - 45 мин - ярко-зеленая и ярко-голубая.

Пример 5. Серые, белые, серовато-белые или слабоокрашенные образцы природ- ного флюооита опускают в канал у-источника Со и облучают у-излучением со средней энергией у-квантов 1,25 МэВ,

интегральной дозой (3,4-3,9). 108Р. Образец покрывается темно-дымчатым оттенком. Дальнейшее увеличение температуры и времени термообработки приводит к удалению достигнутых положительных цветов окрасок. Таким образом, оптимальными параметрами режимов обработки природного флюорита являются гамма-облучением интегральной дозой (2,5-3,1).108 Р и термообработка при 70-80°С в течение 40-45 мин.

Флюорит (плавиковый шпат) представляет собой фторид кальция с формулой СаР2. Изотропный, но иногда слабодвупре- ломляющий в результате местных напряжений. Показатель преломления 1,434. Блеск

- стеклянный. Удельный вес 3,18, а твердость 4 по шкале Мооса. Из-за исключительной красоты он пользовался популярностью как материал для изготовления различных изделий. Цвет обычно фиолетовый, голубой,

зеленый, желтый, реже розовый и бесцветный. Одним из привлекательных свойств флюорита является способность некоторых зеленовато-голубых разновидностей казаться зелеными в проходящем свете и голубыми - в отраженном. Многие образцы светятся приятным фиолетовым светом и флюоресцируют под воздействием ультрафиолетового, рентгеновского и гамма-излучений, ускоренных пучков электронов,

протонов и многозарядных ионов, При осторожном обращении ограненные флюориты могут сохранять свой блеск годами, если их носить в виде кулонов, серег и других изделий в условиях, исключающих постоянное

трение.

Благодаря низкому показателю преломления (1..434) и небольшой дисперсии (0,0045) бесцветный флюорит при отсутствии в нем различных макро- и микродефектов исключительно ценен для изготовления линз.

Флюорит образовался в результате кристаллизации флюидов, содержащих фтор, при их движении вверх в земной коре по трещинам и пустотам. Он встречается вместе со свинцовым блеском и цинковой обманкой, кварцем и баритом. Его химический состав близок к кремнезему. В нем в основном могут присутствовать такие элементы- примеси, как С, N, О, F, Na, Mg, Al, Si, К, Са, Sc, Tl, V, Cr, Mn, Fe, Ml, Cu, Co, Cs, Sb.

Кристаллы флюорита используются в основном в качестве источника получения фтора и плавиковой кислоты, флюсов в стеклоплавильном производстве и как составной элемент в производстве молочного стекла и эмалей. Именно поэтому задача получения из этих низкосортных разновидностей флюорита конечных изделий с высокими свойствами по окраске является актуальной, позволяющей широко использовать их в гравильно-ювелирной и в ювелирно-декоративной промышленности как ограноч- ные и поделочные камни.

Предлагаемый способ позволяет за сутки окрашивать в интенсивный голубой и зе- леный цвета до 5-6 кг флюорита на всю его массу.

Формула изобретения Способ изменения окраски минералов, включающий их гамма-облучение и последу- ющую термообработку, отличающийся тем, что, с целью придания природному флюориту интенсивной голубой и зеленой окраски, облучение ведут инr« v M«« мм. /О 4 4

тегральной дозой (2,8-3,1).10вР, а термообработку проводят при 70-80°С в течение 40-45 мин.

Изобретение относится к физике твердого тела, геофизике и геохимии и может быть использовано для облагораживания кристаллов природного флюорита с последующим их использованием в гравильно- ювелирной и ювелирно-декоративной промышленности, а также в качестве фильтров в оптике. Цель изобретения - придание природному флюориту интенсивной голубой и зеленой окраски. Способ включает облучение минералов интегральной дозой