ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2111192
СПОСОБ ОКРАСКИ ПРИРОДНЫХ МИНЕРАЛОВ ГРУППЫ ХАЛЦЕДОНА

СПОСОБ ОКРАСКИ ПРИРОДНЫХ МИНЕРАЛОВ ГРУППЫ ХАЛЦЕДОНА. КОЛЬЦО. УКРАШЕНИЯ. ЮВЕЛИРНЫЕ. ЗОЛОТО. ПЛАТИНА. АЛМАЗ. БРИЛЬЯНТ. НОУ ХАУ. ОБРАБОТКА. ОГРАНКА. ДРАГОЦЕННЫЙ КАМЕНЬ. ВНЕДРЕНИЕ. ПАТЕНТ. ТЕХНОЛОГИИ.

ИЗОБРЕТЕНИЕ. СПОСОБ ОКРАСКИ ПРИРОДНЫХ МИНЕРАЛОВ ГРУППЫ ХАЛЦЕДОНА. Патент Российской Федерации RU2111192

Имя заявителя: Геологический факультет Московского государственного университета им.М.В.Ломоносова 
Имя изобретателя: Димитрова О.В. 
Имя патентообладателя: Геологический факультет Московского государственного университета им.М.В.Ломоносова
Адрес для переписки: 
Дата начала действия патента: 1996.05.07 

Изобретение относится к камнеобрабатывающей промышленности и может быть использовано при окраске природных ювелирных поделочных камней. Сущность изобретения: сущность способа состоит в том, что способ окраски природных агатов включает двустадийную обработку, причем на первой стадии обработку проводили в растворах щелочей (LiOH, NaOH, KOH) от 5 до 25 ч в гидротермальных условиях при 50 - 300oС и Р 50 - 500 атм. Обработку на второй стадии осуществляют, используя окрашивающие реагенты, например бихромат калия, щавелевокислый никель, марганцевокислый калий и др., также в гидротермальных условиях при 50-300oC и P 50-500 атм в течение 5-48 ч в зависимости от требований глубины окраски. Техническим результатом является увеличение глубины окраски и контрастности рисунка.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к камнеобрабатывающей промышленности и может быть использовано при окраске природных ювелирно-поделочных камней.

Известен способ окрашивания опалов, включающий химическую обработку образцов в растворе сильного окислителя 3-7% бихромата калия в серной кислоте при температуре 30-100oC в течение 15-20 суток с последующей прокаливанием их при температуре 250-400oC в течение 2-3 ч.

Обработанный таким образом агат зонально окрашивается во всем объеме в густой черный цвет, на фоне которого ярко снежно-белые и светло-серые чередующиеся зоны, не воспринявшие окраску [1].

Недостаток данного способа является длительность процесса окрашивания.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, предусматривающий окрашивание белого агата в гидротермальных условиях. Процесс ведут в водных растворах содей или сахаров, содержащих ионы окрашивающих металлов при 150-350oC и давлении 50-400 атм. в течение 5-20 ч. [2].

Недостатком данного способа является невысокая концентрация ионов хромофора в растворе и малой интенсивности их миграции в минерале.

Цель настоящего изобретения - одновременное увеличение глубины окраски и контрастности рисунка. Поставленная цель достигается тем, что способ окраски природных агатов включает двустадийную обработку, причем на первой стадии обработку проводят в растворах щелочей (LiOH, NaOH, KOH) от 5 до 25 час в гидротермальных условиях при 50-300oC и P 50-500 атм. Обработку на второй стадии осуществляют используя окрашивающие реагенты, например бихромат калия, щавелевокислый никель, марганцовокислый калий и др., также в гидротермальных условиях при 50-300oC и P - 50-500 атм. в течение 5-48 час в зависимости от требований густоты и глубины окраски. Данные величины T и P являются оптимальными. При меньших величинах T и P проведение опытов является нерациональным из-за уменьшения скорости обработки. При больших - появляется хрупкость образцов. Время проведения опытов находится в прямой зависимости от толщины образца.

Гидротермальный метод позволяет создавать и контролировать необходимые температуры и давления. Опыты в гидротермальных условиях проводят в стандартных автоклавах, футерованных фторопластовыми вкладышами, которые служат защитой для материала автоклава от агрессивных сред. Одновременно использование герметически закрывающихся автоклавов является надежной защитой от влияния химических реагентов и их паров на окружающую среду.

СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЯЮТ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ

Щелочные растворы легко выносят большие количества кремнезема из халцедона и его разновидностей. Это связано с тем, что халцедон в промежутках между волокнами кварца содержит опал, который полностью растворяется в щелочных растворах. Присутствие опалов в образцах позволяет увеличить размер пор, так как освобождаются каналы и межкристаллитные полости. Одновременно в результате обработки образцов щелочными растворами выявляется очень контрастный рисунок, присущий агатам, что улучшает их художественно-декоративные свойства.

В гидротермальных условиях, в условиях высокого давления и температур ионы химического реагента проникают вдоль каналов или межкристаллитных границ в природный минерал, производя его окрашивание. Высокое давление интенсифицирует процесс, обеспечивая миграцию на глубину, зависящую от температуры и длительности процесса. Глубина проникновения варьируется от долей сантиметра до значений порядка толщины образца.

Пример 1. Предварительно отшлифованный образец подвергается обработке следующим образом: в сосуде (стандартный автоклав) с фотопластовым вкладышем готовят 5% раствор KOH. Образцы опускают в раствор, сосуд (автоклав) герметично закрывают и выдерживают 15 час при температуре 80oC, при этом давление в сосуде равно 50 амт. Затем образцы промывают в H2O. Данная обработка необходима для контрастного выявления рисунка в камне и для получения в дальнейшем глубокой окраски при окрашивании бесцветных разновидностей халцедона.

Окрашивание осуществляется в 10% растворе бихромата кадия. Образцы в герметично закрытом автоклаве нагреваются до температуры 50oC при давлении 50 атм. и выдерживаются 48 час. Затем образцы промывают водой и высушивают при комнатной температуре.

Обработанные таким образом агаты зонально окрашиваются, сохраняя контрастный рисунок минерала, т.е. минерал приобретает контрастный полосчатый рисунок чередующихся светло- и темно-зеленых слоев.

Пример 2. Предварительно отшлифованный образец обрабатывается следующим образом: в сосуде (стандартный автоклав) с фотопластовым вкладышем готовят 20% раствора LiOH. Образцы в герметично закрытом автоклаве выдерживают 25 ч. при температуре 300oC и давлении 500 атм. Образцы, промытые водой, приобретают контрастный рисунок. Окрашивание осуществляется в сосуде (стандартный автоклав) с фотопластовым вкладышем в 25%-ном растворе перманганата калия. Образцы в герметично закрытом автоклаве выдерживаются 12 ч. при температуре 300oC и давлении 500 атм. Затем образцы промывают водой и высушивают при комнатной температуре.

Обработанные таким образом агаты зонально окрашены во всем объеме, т.е. минерал сохраняет контрастный полосчатый рисунок чередующихся светлых и темных коричневых слоев.

Пример 3. Предварительно отшлифованный образец обрабатывается следующим образом: в сосуде (стандартный автоклав) с фотопластовым вкладышем готовят 35%-ный раствор NaOH. Образцы в герметично закрытом автоклаве выдерживают в течение 5 час при температуре 100oC и давлении 200 атм. Образцы промывают водой и высушивают при комнатной температуре. Образцы приобретают контрастный рисунок. Окрашивание осуществляется в сосуде (стандартный автоклав) с фотопластовым вкладышем в 10%-ном растворе щавелевокислого никеля. Образцы в герметично закрытом автоклаве выдерживаются 5 час при температуре 180oC и давлении 200 атм. Затем образцы промывают водой и высушивают при комнатной температуре.

Обработанные таким образом агаты зонально окрашены во всем объеме, т.е. минерал сохраняет контрастный полосчатый рисунок чередующихся светлых и темных голубовато-бирюзовых слоев.

Использование предлагаемого способа окраски халцедонов-агатов обеспечивает по сравнению с известными способами возможность получения различных по интенсивности и оттенкам градаций цвета и одновременно контрастного выявления рисунка в минерале. Позволяет повысить интенсивность процесса окрашивания и тем самым значительно сократить его длительность. А также улучшает товарный вид изделий и дает возможность широкого использования низкоскоростных агатов, что при облагораживании разновидностей камнесамоцветного сырья в ювелирной промышленности дает существенный экономический эффект.

Кроме того, использование гидротермального метода позволяет создавать защиту от агрессивного воздействия паров щелочей и снижает вредное воздействие химикатов на окружающую среду. (01) (19) (11) (21) (51) 6 (05) (54) (57) (08) (09) (00)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ окраски природных агатов, включающий двустадийную обработку химическими реагентами под воздействием высокого давления и температур, отличающийся тем, что на первой стадии обработку ведут в течение 5 - 25 ч в 5 - 35%-ных растворах щелочей (LiOH, NaOH, KOH) при 50 - 300oС и давлении 50 - 500 атм, а обработку на второй стадии осуществляют в присутствии окрашивающих реагентов, причем для получения разнообразных оттенков цвета время обработки варьируют от 5 до 48 ч, температуру от 50 до 300oС и давление от 50 до 500 атм.

Версия для печати
Дата публикации 09.12.2006гг


вверх