ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2178019
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКРАШЕННЫХ КРИСТАЛЛОВ КВАРЦА

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКРАШЕННЫХ КРИСТАЛЛОВ КВАРЦА. УКРАШЕНИЯ. ЮВЕЛИРНЫЕ. ЗОЛОТО. ПЛАТИНА. АЛМАЗ. БРИЛЬЯНТ. НОУ ХАУ. ОБРАБОТКА. ОГРАНКА. ДРАГОЦЕННЫЙ КАМЕНЬ. БРИЛЛИАНТ. ВНЕДРЕНИЕ. ПАТЕНТ. ТЕХНОЛОГИИ.

ИЗОБРЕТЕНИЕ. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКРАШЕННЫХ КРИСТАЛЛОВ КВАРЦА. Патент Российской Федерации RU2178019

Имя заявителя:  Всероссийский научно-исследовательский институт синтеза минерального сырья
Имя изобретателя: Степанова Т.А.; Сопелева Е.Г.; Мареева Т.В.; Муханова Н.Г.; Марьин А.А.; Шишминов А.В. 
Имя патентообладателя: Всероссийский научно-исследовательский институт синтеза минерального сырья
Адрес для переписки: 
Дата начала действия патента: 2000.04.24 

Изобретение относится к технологии получения окрашенных кристаллов кварца и может быть использовано в ювелирной промышленности. Сущность изобретения: способ осуществляется в гидротермальных условиях, методом температурного перепада, перекристаллизацией кварцевой шихты на затравку из водного раствора карбоната натрия в присутствии в растворе кобальтсодержащего соединения и алюминия при следующем содержании элементов: Со (0,1-0,2)·10-3 г/л, Аl (3,0-6,0)·10-3 г/л с последующим ионизирующим облучением. Изобретение позволяет выращивать окрашенные кристаллы кварца по цвету, близкому к "сапфиру".

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к технологии получения окрашенных кристаллов кварца и может быть использовано для гидротермального выращивания монокристаллов кварца по цвету, близкому к "сапфиру", которые могут найти применение в ювелирной промышленности.

Известен способ выращивания кристаллов кварца синего цвета (авт. св. ЧССР 153359, МКИ: В 01 J 17/02, приоритет 29.10.70) гидротермальным методом, при использовании в качестве транспортирующей среды раствора карбоната или гидроокиси щелочного металла, с добавкой в него раствора NaCl, а красящую добавку, твердый оксид кобальта, вводят в систему, смешивая его с твердой фазой. Однако данный способ не позволяет получить желаемую окраску, близкую к "сапфиру".

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату при его использовании является способ получения окрашенных кристаллов кварца (авт. св. СССР 1834922, МKИ: С 30 В 7/10, 29/18, приоритет 1l. 10.91), где кристаллы кварца сине-зеленого цвета получают гидротермальным методом из водного раствора карбоната натрия с примесями железа и K2CO3, и добавкой оксида кобальта в количестве 0,02-2,00 г/л на затравку. Данный способ не позволяет получить широкую цветовую гамму окрашенного кварца, приближая его к коммерческому оттенку по цвету, близкому к "сапфиру", используемого в ювелирной промышленности.

Технической задачей предлагаемого изобретения является выращивание окрашенных кристаллов кварца по цвету, близкому к "сапфиру", с целью расширения цветовой гаммы окрашенных кристаллов кварца для ювелирной промышленности.

Поставленная техническая задача решается за счет того, что выращивание окрашенных кристаллов кварца цвета "сапфира" проводят в гидротермальных условиях методом температурного перепада, перекристаллизацией кварцевой шихты на затравку из раствора карбоната натрия, в котором совместно с кобальтсодержащим соединением дополнительно вводят добавку алюминия при следующем содержании элементов: Со - (0,1-0,2) · 10-3 г/л, Al - (0,3-6,0) · 10-3 г/л, с последующим ионизирующим облучением выращенных кристаллов.

Сопоставительный анализ предлагаемого изобретения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что в гидротермальный раствор дополнительно с кобальтсодержащим соединением вводят добавку алюминия при следующем содержании элементов: Со - (0,1-0,2) · 10-3 г/л, Al - (3,0-6,0) · 10-3 г/л с последующим ионизирующим облучением. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна". Совместное присутствие в гидротермальном растворе карбоната натрия добавок, соединений кобальта и алюминия, позволяет выращивать окрашенные кристаллы кварца по цвету, близкому к "сапфиру". Оптимальная концентрация элементов в гидротермальном растворе, а именно, Со - (0,1-0,2) · 10-3 г/л и Al - (3,0-6,0) · 10-3 г/л установлена опытным путем.

Указанные сочетания добавок позволяют регулировать желаемые оттенки и приближать их к коммерческому оттенку (по цвету, близкому к "сапфиру"). Повышение концентрации алюминия в гидротермальном растворе выше указанного предела отрицательно сказывается на самом процессе синтеза кварца, а именно, появляются поверхности вырождения, меняются свойства при облучении, кварц приобретает сильно дымчатую окраску. Содержание алюминия ниже указанных пределов не обеспечивает получения (потребительской) коммерческой окраски. Повышение содержания кобальта в растворах Na2CO3 выше предельного значения не обеспечивает желаемый тон окраски цвета "сапфира". Аналогично, снижение концентрации кобальта в растворе ниже указанных пределов обеспечивает получение слабо-голубой окраски или ведет к получению практически бесцветного кварца. Во всех этих случаях потребительские свойства выращенных кристаллов, а следовательно, и спрос на них снижается. Последующее ионизирующее облучение дает приближение окраски синего кварца к требуемой гамме.

Пример конкретного выполнения

Кристаллы окрашенного кварца "сапфирового" цвета выращивали в автоклаве емкостью 750 л, в водном растворе Na2CO3 концентрации 10% при температуре 300±2oC и давлении 390 атм, при температурном перепаде 32±2oC. В нижнюю зону автоклава помещали кварцевую шихту. Кристаллы выращивали на кварцевые затравки базисной ориентации. В гидротермальный раствор вводили добавки: соединение кобальта, например, Co3O4 в пересчете на Со - (0,1-0,2)·10-3 г/л и алюминий в виде стружки в пересчете на Al - (3,0-6,0) · 10-3 г/л. Автоклав герметизировали, вводили в режим и проводили цикл выращивания кристаллов, которые затем подвергали ионизирующему облучению. В результате были получены кристаллы необходимой коммерческой окраски цвета "сапфира". Результаты опытов, проведенных в соответствии с вышеуказанным примером, изменяя соотношение добавок, сведены в таблицу.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКРАШЕННЫХ КРИСТАЛЛОВ КВАРЦА

По данному способу получают окрашенные кристаллы кварца заданных оттенков, приближающихся к коммерческому оттенку, близкому к "сапфиру", что позволяет расширить цветовую гамму окрашенных кварцевых кристаллов, используемых в ювелирной промышленности.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ получения окрашенных кристаллов кварца в гидротермальных условиях методом температурного перепада перекристаллизацией кварцевой шихты на затравку из водного раствора карбоната натрия в присутствии кобальтсодержащего соединения, отличающийся тем, что в раствор дополнительно с кобальтсодержащим соединением вводят алюминий при следующем содержании элементов: Со(0,1-0,2)· 10-3 г/л, Аl(3,0-6,0)·10-3 г/л с последующим ионизирующим облучением. 

Версия для печати
Дата публикации 03.01.2007гг


вверх