Способ изменения окраски минералов

 

Изобретение относится к физике твердого тела, геофизике и геохимии и может быть использовано для окрашивания низкосортных кристаллов природного кальцита с последующим их использованием в травильной , художественно-декоративной и ювелирной промышленности, а также в качестве фильтров в оптике. Цель изобретения - расширение цветовой гаммы природного кальцита и получение интенсивной желтооранжевой, красно-малиновой и коричневокрасной его окраски. Способ включает у-облучение минералов интегральной дозой

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (! 92 ((22 (Я2з С 30 В 33/04, 29/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4760686/26 (22) 24.11.89 (46) 23.11.91. Бюл. М 43 (75) Ф.И.Мамаджанов (53) 621.315.592(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1117344, кл. С 30 B 33/04, 29/34, 1983. (54) СПОСОБ ИЗМЕНЕНИЯ ОКРАСКИ МИНЕРАЛОВ (57) Изобретение относится к физике твердого тела, геофизике и геохимии и может быть использовано для окрашивания низкосортных кристаллов природного кальцита с последующим их использованием в граИзобретение относится к физике твер.дого тела, геофизике и геохимии и может быть использовано для скрашивания низкосортных кристаллов кальцита с последую-щим их использованием в гравильной, художественно-декоративной и ювелирной промышленности, а также в 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, параметрам и режимам обработки неприменим для кальцита, Образцы аметиста по данному способу облучают гамма-излучением в течение неопределенного времени, с неизвестной исходной мощностью дозы и неизвестной интегральной дозой для получения темнофиолетового цвета с буровато-дымчатым.отвильной, художественно-декоративной и ювелирной промышленности, а также в качестве фильтров в оптике. Цель изобретения — расширение цветовой гаммы природного кальцита и получение интенсивной желтооранжевой, красно-малиновой и коричневокрасной его окраски. Способ включает у.облучение минералов интегральной дозой (3.8-6,2). 10 Р и последующую их термообработку при 70 — 80OC в течение 30 — 40 мин. В зависимости от интегральной дозы облучения получают различную окраску кальцита.

3 з.п. ф-лы.. тенком. Глубины этого центра окраски могут быть совершенно разными для разных образцов аметиста. Следовательно, зти 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 буроватодымчатым оттенком и интегральной дозы первоначального гамма-облучения вызывает в образцах аметиста совершенно иные эффекты. Положительный эффект по неизвестному режиму гамма-облучения и последующему ультрафиолетовому облучению может проявляться в образцах аметиста с довольно низкой глубиной указанного центра, а исключением образцов с более глубокими центрами окрасок.

Природный кальцит с характерными для него центрами окрасок возбуждается при вполне определенных доэных и временных

1693135 режимах обработки, которые не приведены в известном способе, Кроме того, отжиг при

290 С в течение 2 ч по известному способу приводит к обесцвечиванию образцов кальцита, к их разрушению и растрескиванию.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ изменения акрас и кристаллов пренита, включающий гаМма-облучение интегральной дозой (7—

10)Мрад и последующую термообработку при 150 — 180 С в течение 40-50 мин.

Этот способ также неприменим со своими режимами и параметрами обработки для кальцита. Кальцит 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 — расширение цветовой гаммы природного кальцита, а также получение интенсивной желто-оранжевой, красно-малиновой и коричнево-красной его окраски, Цель достигается тем, что, в способе изменения окраски кристаллов, включающем радиационное облучение и термообрабатку, в качестве радиационного воздействия используют жесткое гамма-излучение, а облучение проводят интегральной дозой (3,8 — 6,2),10 P с последующей термообработкой при 70 — 80 С в течение

30-40 мин. Причем для получения интенсивного желто-оранжевого цвета облучение проводят интегральной дозой (3,8—

4,4).10 Р, для получения интенсивного красно-малинового цвета — интегральной дозой (4,9 — 5,2).10 Р, а для получения интенсив8 ного коричнево-красного цвета — интегральной дозой (5,5-6,2).10 Р, Термообработку в каждом случае проводят при температуре

70-80 С в течение 30 — 40 мин, Общими признаками известного и предлагаемого способов являются радиационное облучение и термообработка. Отличительными признаками предлагаемого способа являются новые режимы и параметры обработки, Изучены границы проявления цветовых свойств кристаллов кальцита различных проявлений, условий образования, дефектов структуры, различного химического состава, Для получения этих цветовых свойств ус ановлены соответствующие дозные, термические и временные режимы и параметры ооработки. Эти параметры для разных образцов кальцита несколько отличаются друг от друга, Пример 1. Серые, белые, серовато-белые некондиционные образцы кяльцита облучают у-излучением со средней энергией у -квантов 1,25 МэВ, интегральной дозой (7-8).10 Р. После такого облучения и после7 дующего отжига при 30-40 С в течение 155 20 мин нет изменений в цветовой окраске кальцита, Пример 2, Серые, белые, серовато-белые некондиционные образцы кальцита облучают у -излучением со средней энергией

10 у -квантов 1 25 МэВ, интегральной дозой (1,1 — 1,3).10 P. Окраска кальцита слабо-чайв ная, а после отжига при 30-40 С в течение

15 — 20 мин — чайная, Пример 3. Серые, белые, серовато-бе15 лые некондиционные образцы кальцита облучают у -излучением со средней энергией у -квантов 1,25 МэВ, интегральной дозой (2,1 — 2,3).10 Р. Окраска слабая медово-жел8 тая, а после отжига при 40 — 50 С в течение

20 20-25 мин — медово-желтая средней интенсивности, Пример 4. Серые, белые серовато-белые некондиционные образцы кальцита облучают у -излучением со средней энергией

25 у -квантов 1,25 МэВ, интегральной дозой (2,8 — 3,2),10 Р, Окраска образца — медовожелтая, а после термообработки при 40—

50 С в течение 20 — 30 мин желто-оранжевая средней интенсивности.

30 Пример 5, Серые, белые, серовато-белые некондиционные образцы кальцита облучают у -излучением со средней энергией у -квантов 1,25 МэВ, интегральной дозой (3,8 — 4,4).10 Р, Окраска желто-оранжевая со слабо-дымчатым оттенком. После отжига при 70 — 80 С в течение 30-40 мин образцы приобретают интенсивный и устойчивый в течение длительного времени желто-оранжевый цвет. Кристаллы люминесцируют

40 желто-оранжевым цветом в течение 20 — 22 ч и фосфоресцируют снежно-белым цветом в течение 5-6 ч.

Пример 6. Серые, белые, серовато-белые некондиционные образцы кальцита об45 лучают у -излучением со средней энергией у -квантов 1,25 МэВ, интегральной дозой (4,9-5,2).10 P. Окраска интенсивная желтооранжевая со слабым красно-малиновым оттенком. После термообработки при 70—

50 80 С в течение 30-40 мин образцы приобретают интенсивный и устойчивый в течение длительного времени красно-малиновый цвет. Плотность фотолюминесценции и фосфоресценции растет с ростом интегральной

55 дозы гамма-облуч ния.

Пример 7. Серые, белые, серовато-белые некондиционные образцы кальцита облучают } -излучением со средней энергией у -квантов 1,25 МэВ, интегральной дозой

1%3135 (5,5--(.:,2).10 P. После такого облучения и от8 жига при 70 — 80 С в течение 30--40 мин образцы приобретают интенсивный и устойчивый в течение длительного в, емени коричнево-красный цвет. Плотнос ь фото- 5 люминесценции и фосфоресценции достигает насыщения.

Пример 8. Серые, белые, серовато-белые некондиционные образцы кальцита облучают у -излучением со средней энергией 10 у -квантов 1,25 МэВ, интегральной дозой (6,5 — 7,2).10 Р, В результате такой радиационной обработки образцов кальцита на желто-оранжевый, красно-малиновый и 15 коричнево-красный цвета налагается дымчатая окраска, Дальнейшая увеличение температуры и времени термообработки приводит к удалению достигнутых положительных цветовых свойств. 20

Таким образом, наилучшую цветовую окраску образцов кальцита, придающую им высокие художественно-декоративные и ювелирные свойства, получают при облучении образцов кальцита жестким 25 гамма-излучением интегральной дозой (3,8 — 6,2).10 P и последующей термообработкой при 70 — 80 С в течение 30-40 мин, причем при облучении интегральной дозой (3,8 — 4,4).10 P получают интен- 30 сивный желто-оранжевый цвет, а при облучении интегральной дозой (4,9 — 5,2)

10 P — интенсивный красно — малиновый

8 цвет, а при облучении интегральной дозой (5,5 — 6,2);10 P — интенсивный корич- 35 не во-красный цвет. Получен н ые с помощью предлагаемых режимов обработки образцы кальцита могут быть использованы также и в качестве фильтров в оптике, так как выявленные цвета каль- 40 цита находятся в разных диапазонах длин волн.

Кальцит — повсеместно распространенный поделочный камень, Представляет собой кристаллический известняк и по 45 химическому составу напоминает карбонат кальция с формулой СаСОз. Он бесцветен и непрозрачен, но просвечивает.

В нем заметны признаки, указывающие на первичную природу карбоната. Его ок- 50 раска вызвана многочисленными элементами-примесями. Помимо своего применения в качестве поделочного камня, известняк широко используется как строительный камень, сырье для цемента 55 ю и алебастра. Прозрачная его разновидность — исландский шпат, испольэупгся в оптике в качестве линз и призм для изучения явлений дихроизма и плеохроиэма в кристаллах, Кальцит относится к тригональной сингонии. отличается совершенной спайностью, параллельной плоскостям ромбоэдра. Показатели преломления равны

1,486 и 1,658. Двупреломление высокое. знак отрицательный. Блеск — стеклянный, Удельный вес 2,71. Твердость 3 по шкале Мооса, Запасы кальцита в природе огромные. В достаточном количестве могут встречаться и оптически однородные кристаллы.

С учетом изложенного, задача получения из некондиционных разновидностей поделочного материала кальцита, используемого ранее как строительный камень, сырье для цемента и алебастра, образцов с высокими цветовыми, художественно-декоративными ювелирными свойства, а из оптических их разновидностей — исландского шпата, используемого-ранее в качестве призм и линз в оптике, ювелирных изделий и оптических фильтров за счет их скрашиванияя в интенсивные и устойчивые в течение длительного времени желто-оранжевый, красно малиновый и коричнево-красный цвета, является в высшей степени актуальной, позволяющей обеспечить запрос промышленности на зти виды изделий, Формула изобретения

1. Способ изменения окраски минера-. лов, включающий гамма-облучение и последующую термообработку, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения цветовой гаммы природного кальцита, облучение ведут интегральной дозой (3,8 — 6,2).10 Р, а терв мообработку проводят при 70 — 80 С в течение 30-40 мин.

2, Способ по и 1, отличающийся тем. что, с целью получения интенсивной желто-оранжевой окраски, облучение ведут интегральной дозой (3,8 — 4,4).10 P.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью получения интенсивной красно-малиновой окраски, облучение проводят интегральной дозой (4,9-5.2).10 P.

4, Способ по п.1, отличающийся тем, что,.с целью получения интенсивной коричнево-красной окраски, облучение проводят интегральной дозой (5,5 — 6,2).10 P.