⑴ 中南大學無機非金屬材料研究所
中南大學系直屬教育部的全國重點大學,是首批進入國家「211工程」重點建設的高校,也是國家「985工程」部省重點共建的高水平大學。中南大學無機非金屬材料研究所擁有材料學、礦物材料博士點,材料科學與工程博士後科研流動站,材料科學與工程一級學科國家重點學科,主要從事非金屬礦精加工、礦物材料、無機功能材料、無機材料設計等研究,在非金屬礦物提純、超細粉碎、表面改性、復合材料的基礎研究和技術開發方面完成了大量的國家級重大重點項目,已完成了高嶺土、滑石、粉石英、雲母、硅灰石、長石、天然鎂石(氫氧化鎂)、螢石、碳酸鈣(輕鈣和重鈣)、鋯英石(氧化鋯)、重晶石等非金屬礦的深加工、中試生產、功能礦物材料制備及產品在造紙、塑料、橡膠、油漆塗料等相關領域的應用開發,獲得科技獎勵20多項,申請及授權專利60多項,完成高水平學術論文300餘篇,整體技術先進。現承擔國家「973」課題、「863」課題、國家自然科學基金、科技部國際合作、省部級項目及企業合作項目50多項。
中南大學無機非金屬材料研究所為國家「211」工程和「985」工程重點建設單位,實驗條件優越,具備完成非金屬礦加工及高性能非金屬礦物材料制備所需的實驗儀器和設備,建立了國內功能最完善的「211」和「985」重點建設的「礦物材料中試基地」、「選礦中試基地」和「冶金工程中試基地」,為技術轉化奠定了理論和技術基礎,在非金屬礦的提純、超微細、改性、功能化及其裝備等方面有大量的技術儲備,有關非金屬礦結構、性能及製品等各種檢驗、分析、測試設備齊全,形成了產學研結合的高性能非金屬礦物材料研究、開發、中試、批量生產和人才培訓基地。
地址:長沙市嶽麓山中南大學資源生物學院 郵編:410083
電話:0731-8830549,13808419392 傳真:0731-8710804
郵箱:[email protected];[email protected]
聯系人:楊華明 教授
⑵ 寶石加工設備
不知道你在哪裡。
廣州這邊的很多加工寶石的,也有很多三五個人在家裡加工的,
機器也就300塊左右一台,這邊好多,銷路得看你自己
廣西梧州好多加工寶石的啊,
⑶ 醫用含放射源設備有哪些
醫用含放射源設備主要包括:骨密度儀、相機、r刀、鈷60治療機、血液輻照儀、醫院植入體內治療用的碘、銥、金等設備。
醫用含源儀器使用安全管理制度
為加強醫療機構醫用含放射源儀器(以下簡稱含源儀器)的管理,保證醫用含源儀器的安全應用,依據《放射性同位素與射線裝置安全和防護條例》和《放射診療管理規定》等法律、法規,制定本制度。
1、院長是放射源安全使用的第一責任人。設立專職、兼職放射防護與安全管理人員,負責含源儀器的安全、防護工作。成立放射防護與安全防護管理組織,並制定含源儀器的放射防護、操作規程、放射事故應急預案。
2、購買、使用含源儀器應取得《輻射安全許可證》和《放射診療許可證》等許可證後,方可投入運行。從事含源儀器操作的技術人員,應具備相應的技術資格及健康條件,持《放射工作人員證》上崗,並定期進行放射性防護知識培訓和法規教育。
3、醫療機構應當定期對含源儀器工作場所和放射源儲存場所、防護設施進行放射防護檢測,保證輻射水平符合有關規定或標准。放射工作場所應設置醒目的警示標志。
4、放射源不得與易燃、易爆、腐蝕性物品同庫儲存;儲存場所應當採取有效的防泄漏等措施,並安裝防盜門、監控報警等裝置,庫房實行「雙人雙鎖」制度;放射源儲存場所應當有專人負責,有完善的存取、歸還登記和檢查的制度,做到交接嚴格,賬目清楚、相符,記錄完整。
5、購置的含源儀器所使用的放射源,其技術指標和安全、防護性能,符合有關標准與要求,並備有設備性能規格、操作及維修說明書,特別應含有放射防護與安全的相關內容。不合格或國家有關部門規定淘汰的含源儀器不得購置、使用。
6、含源儀器中的放射源在使用過程中,應始終處於受控制保護狀態,防止被盜和損壞;對可移動的密封源應定期進行盤存,確認它們處於安全可控狀態;未經審批,不得私自轉讓、轉移放射源。
7、采購含源儀器時,應當與生產單位簽訂廢舊放射源返回協議。含源儀器或放射源需退役的,應當按照相關法規事先進行清理登記、向主管部門申請、備案。無法交回生產單位的,送交到有資質的放射性廢物庫貯存,不得留有安全隱患。
7、按照衛生部的有關規定加強放射防護安全管理。配備並使用安全防護裝置、輻射檢測儀器和個人防護用品;按照國家有關規定檢驗或者校準用於放射防護和質量控制的檢測儀表;放射工作人員須接受個人劑量監測。
8、應定期對放射防護工作進行安全檢查;對含源儀器、設備進行檢測。
⑷ zircon silicate and zircon powder有什麼區別
zircon silicate硅酸鋯
zircon powder鋯英粉;鋯粉
區別:
鋯英粉主要用再鑄造及耐火材料等行業,硅酸鋯主要用到色料陶瓷等行業。
Zr(SiO4),折射率高1.93-2.01,化學穩定性高,是一種優質、價廉的乳濁劑,被廣泛用於各種建築陶瓷、衛生陶瓷、日用陶瓷、一級工藝品陶瓷等的生產中,在陶瓷釉料的加工生產中,使用范圍廣,應用量大
鋯英粉的用途:
1、用於熔模鑄造(精密鑄造)業中的鑄型塗料及陶芯。
2、鋯英粉在陶瓷工業中既作為主體材料,也用於上釉,使製成的陶瓷器增加耐磨性和表面光潔度。
3、鋯英粉在許多化學工業中具有專門的用途,包括化妝品、水泥、食品防腐、製革、纖維(用於製造阻燃纖維)。
4、鋯英粉的折射率高1.93-2.01,化學穩定性能,是一種優質、價廉的乳濁劑,被廣泛用於各種建築陶瓷、衛生陶瓷、日用陶瓷、一級工藝品陶瓷等的生產中,在陶瓷釉料的加工生產中,使用范圍廣,應用量大。
⑸ 世紀的中國人工寶石
沈才卿
作者簡介:沈才卿,中寶協人工寶石專業委員會第一屆副主任委員,第二、三屆常務副主任委員兼秘書長,核工業北京地質研究院成礦模擬實驗室高級工程師。
圖1 人工合成水晶
新中國成立以來,我國的珠寶首飾業得到了長足的發展,人工寶石業也得到了飛速的發展。到21世紀初,我國的人工寶石業已經取得了很大的成績,為今後的進一步發展打下了堅實的基礎,我國的人工寶石業在 21世紀將會有更輝煌的發展。
一、人工寶石在我國得到飛速發展的原因
眾所周知,人工寶石是在實驗室和工廠中合成或生長出來的,它的生產量可以根據市場的需要進行調節。人工寶石進行合成和生長的唯一要求是:達到相應天然寶石中檔次最高和質量最好的、最漂亮的程度。因此,人工寶石的價格比相同質量天然寶石要便宜很多,並且非常漂亮,可做成很多不同的款式,適合於大眾佩帶和使用,具有廣泛的群眾基礎。另一方面,自然界產出的天然珠寶的礦產資源有限,尤其是高檔寶石及其優質品更少,很難滿足市場需求,人工寶石可以補充天然高檔寶石產出少的不足,在一定程度上緩解了市場的供需矛盾。如此看來,大量生產人工寶石是市場的需要,是人們美化生活的需要,這也是人工寶石得到飛速發展的重要原因。有人稱人工寶石是我國珠寶首飾市場的「半壁江山」,這是名副其實的!人工寶石在我國得到飛速發展的另外一個原因,是人工寶石在高科技領域和國防科研領域中應用的重要性。舉例來說,例如人工合成水晶(圖1),由於天然水晶存在的各種各樣缺陷,作壓電水晶原料不理想,而人工合成水晶性能特別好,完全能達到壓電水晶的要求。壓電水晶主要用於無線電頻率的穩定元件,每台彩電,每台收音機,每台行動電話(手機)中都要用人工合成水晶作穩定無線電頻率的元件。又如人工合成紅寶石,早先用於機械手表中的軸承或儀器儀表中的軸承(焰熔法合成紅寶石),現在用於激光器中的元件(提拉法生長紅寶石),而激光的用處很大,除了大家知道的民用工業用途外,在軍事上可用於高能量激光器打飛機、打人造衛星,還可用激光聚焦產生的超高能量和超高溫度模擬原子彈核爆炸的情形以獲取必要的數據;人工合成無色藍寶石用於手錶工業,被人們稱為「永不磨損的錶蒙子」,熔體泡生法生長的高質量無色藍寶石用於節能照明工程,稱 LED元件,不但亮度大,用電量僅為相同亮度電燈泡的1/20;而大直徑的光學級無色藍寶石,是導彈、無人駕駛飛機、潛艇上用的窗口材料,非常重要、非常急需,現在我國已能生產出用於洲際導彈窗口直徑200mm以上的這種晶體。又如焰熔法生長的人造鈦酸鍶寶石,可作「響尾蛇導彈」的窗口材料。隨著科技的進步和軍事工業的發展,相信對晶體材料會提出越來越多的要求,人們在完成每件任務的過程中,又會使人工寶石得到進一步的發展。由此可以看出,在改革開放後蓬勃發展的中國,隨著人們生活水平的不斷提高,科學技術水平的不斷提高,國防工業發展的需要,我國的人工寶石產業會得到加強、得到發展、得到提高,前途無限光明!
二、21世紀初,我國的人工寶石產量已名列世界前茅
我國的人工寶石生產始於1958年,是為了振興我國的民族工業。為了發展我國的手錶工業,首先要解決手錶中機械轉動過程中的紅寶石軸承問題;發展其他的儀器儀表工業,同樣要解決軸承問題。為此,從蘇聯引進了焰熔法合成紅寶石生產線,由此開始了我國人工寶石產業的發展。隨後,我國國民經濟的發展,科學技術的發展,國防和軍事工業的發展,都需要新材料的研究和拓展,客觀上也促進了我國人工寶石業的發展,令人欣慰的是,到21世紀初,我國的人工寶石生產量已名列世界前茅:
1)我國的合成立方氧化鋯 1982年試驗,1983年投產,開始時每爐產量僅5kg。現在,每爐生產400kg,由於爐子大,每個單晶也大,可達單晶2kg左右,這樣的生長爐2005年統計有205台,估算年生產能力達到12300t左右,但市場需求沒有那麼多,因此開工率不足,實際年生產量6000t左右,全世界第一。
2)我國的合成水晶始於20世紀50年代,成功於60年代。由於無線電工業的迅猛發展,需要大量的壓電水晶,加上我國珠寶首飾業發展的需要,促使我國的合成水晶工業快速發展。目前,我國年產合成水晶1760t左右,也是世界第一。
3)我國的焰熔法合成紅寶石和藍寶石,1958年從蘇聯引進,用電解水的方法獲得氧氣和氫氣,耗電量很大。現在經過技術革新,利用化工廠生產時排空的氧氣或氫氣作原料,既解決了污染問題,又節省了成本。據2005年不完全統計,年產量已經達到235t,若加上福建省屏南縣鑫磊晶體有限公司新建的300t焰熔法紅寶石全部投產,那麼總產量可望達到年產量435t,這也是世界第一。
4)我國的人工合成金剛石投產於1963年,顆粒小,屬於工業級,但由於金剛石的用處很大,所以發展很快。目前,我國人工合成工業級金剛石年產量達到12億克拉以上,也是世界第一。
5)我國的玻璃質仿金星石是20世紀90年代由北京永奧人工寶石研究所研製成功的,最多時年產量達到 600t,由於產量高、質量好、價格便宜,義大利和日本的同類產品被擠出了中國市場,其產量也是世界第一。
6)玻璃質仿貓眼20世紀80年代末、90年代初在上海研製成功,很快風靡全國的珠寶首飾市場,目前年產量約1200t,也是世界第一。
7)其他:人工合成的人造夜光玉、稀土改造的高折射率玻璃質寶石(俗稱稀土玻璃)等都是我國科技工作者發明的,產量當然世界第一。
僅就以上數據,我們可以自豪地說,在21世紀初,我國的人工寶石產量已名列世界前茅。
三、21世紀初我國人工寶石的生產基地概況
隨著我國人工寶石業的不斷擴大和發展,我國人工寶石的生產基地也在不斷變化,變化的趨勢是不斷增加和擴大,到21世紀初,我國的人工寶石生產基地概況如下:
1)合成立方氧化鋯生產基地主要在廣西、四川、福建、浙江、湖南、湖北等省;合成立方氧化鋯的粉末原料生產基地在浙江省德清市、廣東省湛江市和福建省。
2)焰熔法合成紅寶石、藍寶石的生產基地主要在浙江省衢州市和蕭山市,福建省屏南縣,山東省煙台市,江蘇省蘇州市,陝西省西安市與漢中市,安徽省合肥市,貴州省鎮寧縣,四川省長壽市和重慶市第八儀表廠,湖南省黔陽縣等地。焰熔法生長尖晶石基地在浙江省衢州市。
3)合成水晶最大的廠在浙江省椒江市,全國很多省都有合成水晶廠。
4)水熱法生長祖母綠和紅寶石是20世紀90年代初在廣西寶石研究所,在所長曾驥良教授領導下的團隊研究成功的,故生產基地在廣西壯族自治區桂林市。
5)高溫超高壓法生長工業級金剛石的生產廠有5000家左右,但生產單顆粒工業級金剛石的廠家約450家,其餘主要生產聚晶金剛石或金剛石製品,分布於全國各地。
6)熔體提拉法生長高質量晶體如激光用晶體和國防工業用窗口材料的生產基地主要在浙江省衢州市、四川省成都市、上海市、天津市、江蘇省南京市和廣東省廣州市。
7)玻璃質仿金星石的生產基地在北京(永奧人工寶石研究所),目前在國內已新建了很多的生產廠,但產量和質量與北京永奧人工寶石研究所的產品相比都還有一定的差距。
8)玻璃質仿貓眼寶石由中科院上海硅酸鹽研究所研究開發,技術轉讓在上海周圍地區,但現在的原料和半成品生產基地主要在江蘇省靖江市,成品生產基地主要在福建省莆田縣。
9)稀土玻璃寶石發明於上海,生產基地也在上海。
10)有夜光效果的「慶隆夜光玉」生產基地在北京。
四、21世紀初我國人工寶石業的產品銷售基地
隨著我國人工寶石業生產品種的增多和產量的不斷擴大,人工寶石的銷售以及用人工寶石製作的首飾或時尚飾品慢慢形成了集散地,到21世紀初,國內規模較大、名聲也較大的人工寶石集散地主要有三個:廣西壯族自治區梧州市、山東省青島市、浙江省義烏市。
1.廣西壯族自治區梧州市
廣西壯族自治區梧州市位於廣西壯族自治區東部與廣東省的交界處,從廣州市乘車到梧州市約4小時路程,梧州市素有「廣西水上門戶」和「小香港」之稱,對外開放通商已有100多年的歷史。轄區面積12588km2,人口305萬,市區面積1097km2,人口50萬。資料表明:1982年由香港人到這里開設寶石加工廠(磨寶石)起,逐步發展壯大,現有寶石加工人員11萬人以上,加工寶石數量約每年136.8億粒,主要加工合成立方氧化鋯和焰熔法合成紅寶石,此兩種人工寶石的加工量約占國內的95%,世界的85%左右。梧州市的人工寶石業解決了梧州市10萬人的就業問題,使周圍農村的很多人脫貧致富,也為下崗職工再就業創造了良好條件。因此人工寶石的加工和貿易成了梧州的支柱產業之一,市委市政府均給予積極扶持。目前,有來自香港、台灣地區及墨西哥、俄羅斯、韓國、印度、泰國、義大利、美國等200多家公司常駐梧州做生意。為了解決有市無場的情況,市政府千方百計引進外資建設了「梧州寶石城」。「梧州寶石城」總投資7000多萬元,項目佔地21998m2,建築面積39998m2,四層樓,500個鋪位,250家經營戶,年經營額約10億元人民幣。隨著行業的不斷發展,現有寶石城已經不能滿足市場需求,第二期工程「梧州寶石大廈」已經建成,33層,建築面積102481m2,即將投入使用。梧州市人工寶石的發展已到相當規模,中國珠寶玉石首飾行業協會授予梧州市人工寶石特色產業基地的榮譽稱號。
2.山東省青島市
青島市的人工寶石是近年來發展非常迅速的地方,現已成為北方地區人工寶石最大的銷售基地。青島擁有1000餘家以人工寶石為主石的模擬首飾加工廠,其中鑲嵌企業佔半數以上,市場容量巨大,每年對人工寶石的采購額達50億元人民幣之多,有100餘家知名企業在青島市設有分公司或辦事機構。其主要特點是以外向型經濟為主,特別是與鄰國韓國的關系非常好,韓企在青島市的人工寶石市場佔有半壁江山,為青島市人工寶石市場的繁榮和發展起了重要作用。隨著每年的珠寶展及學術講座,青島市作為北方人工寶石最大銷售基地的知名度會越來越大,生意也會越做越大,這反過來又會促進人工寶石的進一步發展。
3.浙江省義烏市小商品市場是國內外聞名的批發市場
1)總體情況:從2002年開始進行規劃和開發,開發後的義烏市小商品市場改稱為國際商貿城,到2005年9月,已經完成了國際商貿城第一、第二期市場建設開發工作,總面積140萬m2,是全球規模最大的現代化商品批發市場。市場有5萬個商位,16萬多從業人員。每天有7000多家外商在此采購,產品輻射到全球200多個國家和地區,年出口集裝箱標櫃35萬多隻,出口產品佔全部交易產品的60%。由於這種情況,世界品牌實驗室和《世界經紀人周刊》在世界品牌大會上發布了 2005年中國最具品牌排行榜,義烏中國小商品城位列第158位,品牌價值39.02億元人民幣。
2)以人工寶石為主石的仿首飾工藝品市場主要在義烏市國際商貿城第一期中,第一期市場佔地350畝,建築面積33萬m2,投資6.6億元,由五個相連的長方形基本單元組成。場內分五大經營區,20個商品展示貿易廳,有工藝品、飾品、玩具、花卉等15大類,2萬多種商品排列有序,琳琅滿目。仿首飾工藝品主要在二層和三層,大約4000家經營戶。商家的店鋪里擺滿了琳琅滿目的仿首飾工藝品用的原料、半成品或成品(圖2),其中以玻璃為原料的半成品或成品占絕大部分,還有少部分為塑料製品或低檔半寶石製品。
圖2 義烏小商品市場琳琅滿目的飾品
3)義烏小商品市場房租之貴折射出交易量之大:據介紹,國際商貿城第一期的二層珠寶首飾商場,一間45m2左右的商鋪,僅5年的使用權費就要交200萬元人民幣,另外,每年要交租金20萬元人民幣、稅和管理費5萬元人民幣。由此可知,如果要在義烏市商品市場站位腳,每年上交的費用至少要 65萬元人民幣。那麼,商家能不能掙到那麼多錢呢?答案是肯定的,能!!!因為每天有7000位外國商人在這里采購,還有幾萬個國內商人在這里采購,只要產品對路,大宗貨品的交易是沒有問題的。據二層的某商鋪主管陳先生介紹,商鋪總面積45m2左右,里邊陳列的樣品絕大部分是玻璃仿鑽石製品,僅有少量的合成立方氧化鋯、合成紅寶石等樣品,前來商店裡采購的人很多,陳先生說,平均每一顆玻璃仿鑽石品銷售後的利潤僅幾厘錢,反正不到一分錢,但交易情況好的時候,一天能做十幾萬元的生意,一年大約有一億元的經營額,我們可以想到,這是超越「薄利多收」的經營思路,成為「薄利廣收」的經營原則了。所以,盡管店鋪的租金等費用很貴,很多人想買鋪位還買不到。由此可見義烏小商品市場第二、三層4000家珠寶首飾和飾品交易量之大。
4)從飾品生產公司看玻璃仿鑽石品的使用量之大和產品銷售量之大:義烏市當地有一家知名飾品生產公司,該公司擁有合金、爪鏈、銅銀等五大系列20餘類30多萬個款式的產品,銷售網路覆蓋全國,產品遠銷海外70多個國家和地區。據介紹,公司現有職工5600人,每天生產使用玻璃仿鑽石品500萬顆,光每天把這些玻璃仿鑽石品粘到飾品上的人就需要600人。大家想一想,這一個公司每天用玻璃仿鑽石品500萬顆,全國有上萬家飾品公司或加工廠,加起來每天要用玻璃仿鑽石品多少顆呢?每天又能生產出多少件飾品呢?其數目之大一定是個驚人的天文數字!資料顯示,到2005年10月止,我國在工商部門注冊的批發市場多達10萬余個,我們從上述一個公司對玻璃仿鑽石品的使用量和產品生產量可推測出我國對玻璃仿鑽石品的使用量之大及其飾品產量之大。
五、21世紀初在我國人工寶石品種增加的同時,顏色也不斷增多和完美
今天,在我國人工寶石市場上,人們不僅可以看到人工寶石的品種在不斷增加,並且每種人工寶石的顏色也在逐漸增多和完美,走向系列化。在梧州和義烏的銷售市場上,為了做生意的方便和准確,都把某種人工寶石的不同顏色種類裝訂成色卡,編上號,使購買者一目瞭然,交易時不會產生錯誤,從這里我們也可以感覺到我國人工寶石產業的不斷發展。筆者手中就有香港永富企業公司20種彩色立方氧化鋯、11種焰熔法合成尖晶石和9種焰熔法合成剛玉類寶石的綜合色卡,廣西壯族自治區桂林市桂泰公司的18種顏色合成立方氧化鋯色卡,浙江省衢州市巨化寶石廠的12種焰熔法合成剛玉類寶石和13種焰熔法合成尖晶石色卡,還有香港永富企業公司的96種稀土玻璃寶石色卡,青島市城陽小商品市場的中信珠寶公司的28種顏色普通玻璃色卡,廣西壯族自治區梧州寶石城的147種顏色玻璃質「水鑽」色卡,江蘇省靖江市東興寶石廠 29種玻璃質仿貓眼寶石的色卡,深圳市某公司銷售的13種顏色的合成歐泊色卡。由此可見,我國人工寶石市場的興旺發達。
六、21世紀初我國人工寶石生產工藝有了很大的進步
我國人工寶石生產工藝於1958年從前蘇聯引進焰熔法生長紅寶石至今有了很大的發展和提高,有事實為證:
1)焰熔法合成紅寶石:前蘇聯工藝用電解水的方法獲得氫氣和氧氣進行生產,生產1kg紅寶石用電約1100kW·h,成本很高。我國採用化工廠生產過程中排出的多餘氣體氫氣和氧氣生產紅寶石,既環保又節能,還降低成本,一舉三得;福建鑫磊珠寶公司在具體操作中還創造了氣體穩壓法(加強安全),創造滾動操作法使每人操作由10台增加到每人可以操作80台,大大提高了工作效率。
2)冷坩堝熔殼法生長合成立方氧化鋯:從1983年我國生產合成立方氧化鋯以來,在設備上有了很大的提高。起初,我國每台高頻爐每爐只能生產出5kg合成立方氧化鋯,設備改進後,現在每台高頻爐每爐能生產400kg合成立方氧化鋯,產量大大提高,成本降低;合成立方氧化鋯單個晶體的大小也得到了增加,以前的產品比較小,每個只有幾十克重,現在的產品可以達到單個1980g以上;產品顏色品種上也有很多增加(圖3)。
圖3 合成立方氧化鋯大小對比
3)高溫高壓法合成工業級金剛石:我國在1963年開始生產工業級合成金剛石時,每一次合成只能獲得10~15克拉小顆粒合成金剛石,現在每次合成能得到 60克拉合成金剛石,並且顆粒增大明顯(圖4)。
圖4 合成工業級金剛石石墨片
4)熔體提拉法生長高質量晶體方面:浙江省巨化寶石廠敢於拼搏,善於創造,原本生產焰熔法合成紅寶石的廠,1998年成功地生產出了合成尖晶石;1997年又把目光瞄上激光晶體材料,購進了熔體提拉法生產設備,又從應屆大學畢業生中招了一批青年人攻關,現在這批年輕人都成了寶石廠的骨幹,經過艱苦的努力,終於在 2001年生產出激光用摻稀土 YAG晶體,性能優良(圖5);1999年又瞄上了國際上先進的照明用 LED晶體,這是用熔體泡生法生長的無色藍寶石晶體。用這種晶體作基片製造的LED燈照明時亮度大,能耗低,只有同樣亮度電燈泡耗能的1/20;2001年再瞄上國防工業上急需的導彈和無人駕駛飛機等用的光學級窗口晶體材料,為此,他們自己動手做熔體提拉法生產設備,性能超過了國外同類產品,現在已能生產出重約20kg,直徑達250mm的合格光學級窗口晶體材料。為我國尖端科技和國防工業的發展作出了巨大貢獻(圖6)。
圖5 巨化公司生產激光用摻稀土YAG晶體
圖6 光學級無色藍寶石窗口材料
5)水熱法生長寶石:我國的水熱法生長寶石基地在廣西壯族自治區桂林市,能夠生長合成祖母綠寶石,合成紅寶石和不同顏色的合成藍寶石(圖7)。為了滿足高科技發展的需要,他們試驗用水熱法生長氧化鋅獲得成功,後來又試驗生長KTP晶體成功,不僅為高科技發展作出了貢獻,經濟效益也有了很大增長。
圖7 水熱法合成紅寶石和祖母綠
七、21世紀初我國人工合成的仿寶石類產品異軍突起
隨著改革開放的深入發展,我國整個珠寶首飾業得到了蓬勃發展,這帶動了人工寶石業的發展。珠寶首飾市場的發展需要大量的各類寶石,人工寶石的物美價廉正適合於市場的需要,盡管人工寶石的產量相比於優質天然寶石產量大,但仍不能滿足珠寶首飾市場的需要。人工合成的仿寶石,大大地豐富了我國珠寶首飾市場的花色品種,使用量之大真正是異軍突起。21世紀初,我國人工合成的仿寶石產品主要有玻璃質仿星光寶石、玻璃質仿貓眼寶石、稀土玻璃寶石、玻璃質仿紅珊瑚寶石、玻璃質仿綠松石寶石、玻璃質仿鑽石等(圖8)。
圖8 玻璃質仿貓眼、仿紅珊瑚、仿綠松石
八、人造夜光寶石——「慶隆夜光玉」
說起「夜明珠」,大家都知道是在黑暗中能發光的寶物,是非常稀少、非常貴重、非常神秘之物,誰都想得到它。我國人工合成夜光粉起始於20世紀60年代,是以硫酸鋅摻銅合成的,在「文化大革命」期間被廣泛用於製作毛主席像章和毛主席塑像,這一代夜光粉的特點是夜光亮度低,夜光時間短。1989年,德國人做出了以鋁酸鹽為基質,以稀土元素為激活劑的新型夜光粉,其特點是夜光亮度強,夜光時間長(10小時以上),但是把這種夜光粉變成可以雕刻的仿玉石是「北京華隆亞陽有限責任公司」發明的,並獲得了發明專利,專利號ZL96106373.4,注冊為「慶隆夜光玉」,現已被廣泛應用於生產寶石戒面、雕刻作品、夜明珠和健身球等產品方面。此種夜光寶石質地堅硬,體色艷麗多樣,可以加工成各種飾物,在夜晚或黑暗處可以長時間發光,且可根據成分不同發出不同的夜光,有綠色、黃綠色、藍綠色、藍色、紫色等夜光,表面的體色也有綠色、白色、青色、紅色和紫色等,現在生產的夜光玉最大直徑可到 170mm,最大重量可達26kg,可以雕刻比較大型的工藝品了。另外,「慶隆夜光玉」將能量以可見光的形式釋放出來,稱為冷光源,在醫學上具有輔助治療作用,是一種不可多得的功能性材料(圖9)。
九、21世紀初我國人工寶石在其他方面的進展
1)人工寶石地方標準的建立:在廣西梧州寶石城,每天有成千上萬粒人工寶石進行交易,必須對人工寶石的質量進行評價。為了有一個共同的標准,梧州市成立了人工寶石標准起草小組,在廣西壯族自治區政府的協助下,建立了我國第一個廣西壯族自治區地方標准,一共有五個人工寶石標准,分別是合成立方氧化鋯、合成紅寶石、合成藍寶石、合成尖晶石、玻璃標准。每個標准中均提出了「凈度標准」、「切工分級標准」、「切工尺寸允許偏差」、「刻面光潔度標准」等。
2)人工寶石的品牌戰略:品牌的核心是文化,是千百年積淀的民族精神,是企業全體員工的共同價值觀,是企業家個人的道德素養和社會責任意識,是企業自身發展的需要,也是這個行業企業家的心聲,一個國家擁有的名牌數量越多,既是國家經濟實力強的表現,也是民族整體素質高的表現。我們國家正在大力推動珠寶首飾名牌戰略。以人工寶石為主要原料製作首飾的「金得利」品牌已成為我國的馳名商標。
圖9 慶隆夜光玉雕刻的工藝品
上圖為有光線下,對應下圖為暗室中
3)人工寶石加工設備的增加:廣西壯族自治區梧州市每年加工人工寶石136.8億粒,因此,他們對人工寶石的琢磨加工設備考慮比較多,設計製造了很多機器,其中有好幾個加工設備獲得了國家專利。在梧州市人工寶石加工行業中,不同品種的人工寶石要採用不同轉速的磨機琢磨,用不同的拋光碟和不同粒度大小的拋光粉來加工,就是同一個品種不同大小的寶石也採用不同粒度大小的拋光粉加工;對於寶石不同表面光潔度的要求,要選擇不同轉速、不同拋光碟和不同粒度的拋光粉,可見在加工質量提高方面做了很多工作,並且工作做得很細。目前,在梧州生產的人工寶石加工設備有30種左右,幾乎銷遍全中國,還遠銷柬埔寨、俄羅斯等很多國家。
4)以人工寶石為主的模擬首飾出口量逐年增加。海關總署的統計表明:2003年的模擬首飾出口為3.11億美元,2004年為3.94億美元,2005年為6.11億美元(占總出口額11%左右),這從一個側面反映了人工寶石業欣欣向榮的景象。
十、人工寶石業發展的探討
人工寶石業如此欣欣向榮,一定還有發展的潛力,但要用心去觀察和分析。機會不是在那裡等著的,有時是瞬間即逝的,所以要善於去發現。筆者提出如下問題與大家探討:
1)有實力的企業或公司,應當向創名牌的方向努力,創出名牌。
2)人工寶石的生產品種要進一步開發。這些年來,國外有一些新的人工寶石研製成功,如氣相外延法生長寶石級金剛石、高溫超高壓法生長大顆粒寶石級金剛石、高溫超高壓法生長碳硅石、助熔劑法生長祖母綠和紅寶石、水熱法生長雙色或三色水晶等,我們希望有實力的企業開發人工寶石的新品種。
3)哪裡需要到哪裡去做生意。例如,浙江省義烏市小商品市場反映,希望人工寶石原料生產廠商在義烏市設點,以便利首飾和飾品生產廠采購。義烏小商品市場世界聞名,每天有那麼多國內外客商到那裡去采購,設點後生意一定不錯。
4)規范市場,不要隨便給人工寶石起名。有些地方不按國家標准命名。例如,香港人把合成立方氧化鋯叫「方晶鋯石」,梧州人把合成立方氧化鋯叫「合成鋯石」或者更簡單地叫「鋯石」,兩者都不對,因為氧化鋯與鋯石是兩種不同的礦物,它們的化學成分、晶體結構、物理化學性質都不一樣。立方氧化鋯的化學成分是ZrO2,晶體結構是等軸晶系;而鋯石的化學成分是ZrSiO4,晶體結構是四方晶系。它們根本不一樣,不能混為一談。又如焰熔法合成紅寶石,在梧州都叫「紅剛玉」,這樣叫也不對,因為每種礦物都有兩種名稱,達不到寶石級者叫礦物名,達到寶石級者叫寶石名。剛玉是礦物名稱,焰熔法合成紅寶石達到了寶石級,應叫合成紅寶石,不能叫「紅剛玉」。另外,國家標準的「定名原則」中禁止使用易混淆和含混不清的名詞定名,「紅剛玉」就屬於這一種被禁止的。名稱混亂的市場對人工寶石交易不利,規范市場要讓人工寶石名稱統一到國家標准上去。
5)研究開發國家急需而供不應求的產品。例如,國家急需節能產品晶體 LED級藍寶石晶體(用熔體提拉法生產),每月至少要1萬片,現在供不應求,有實力的單位可以進行生產。
⑹ 鋯石如何加工
我也想知道~樓上同志再說說吧。
我記得鋯石(我是說CZ。。。)硬度是7了~還是比較硬的啊~
是打磨出來的還是起模的啊?
-_-!
⑺ 人工寶石.鋯石. .合成寶石的區別是什麼
狹義上講,一定要達到「寶石級硬度」,才能稱作寶石。
寶石和玉石是製作各種飾用品和藝術品的礦物原料,在礦產中佔有特殊的地位。寶石和玉石的利用起始於物質文明產生的遠古時代:早在古石器時代,原始人就利用彩石來裝飾自己或自己的偶像。彩石製品是古代文明的記錄。寶石和黃金一起,都具有過貨幣的功能,它們有時體積很小,價值很高。寶石和玉石至今仍保持有很大的經濟意義和文化意義。
寶石和玉石是一類特殊的礦產。寶石玉器業利用它們製作各種裝飾品、紀念品和工藝品。寶(玉)石包括大量礦物和礦物集合體,它們都有很高的觀賞價值,這是因為它們的顏色艷麗,花紋美觀,晶瑩透剔,光彩奪目,具有二色性和其他光學效應。優質寶石應是堅固的,即相當堅硬(按摩氏硬度表在6以上),抗普通酸鹼侵蝕。
寶(玉)石礦產至今還沒有一個通用的概括名稱。有把透明的原石稱為自帶顏色的寶石,而把不透明的原石稱為彩石。由於寶(玉)石多是天生的,因此這兩種名稱顯然是同義的。有採用「貴重的原石」。使用彩石這一名稱最簡單,也較通用,盡管對一些透明無色石料來說未必妥當。
彩石這種礦產具有許多特點。第一,彩石所包括的礦物種類繁多,成分和成因也頗不一致。目前,寶石玉器業所利用的礦物和岩石約二百種左右,隨著具有高觀賞價值的石料(如恰臘石、硅硼鈣石-鈣鐵輝石矽卡岩等)的發現,其數目還會不斷增加。彩石的價值在很大程度上取決於它的分布是否廣泛,即使是很美麗的彩石,如果它的分布過於廣泛,也會貶值。比如虹彩拉長石就發生過這種情況,很早以前它被當成寶石,而在加拿大和烏克蘭發現了一些大礦床之後,就變成極平常的石料;瑪瑙也發生過這種情況。彩石的聲譽也有很大意義:一些新的或人們比較陌生的彩石(斜硅鎂石、鉻透輝石、藍晶石),即使很稀少,也不會值錢。公認的珍貴寶石有鑽石、祖母綠、貓眼石、紅寶石和藍寶石,稱為"五大寶石"。除珍貴寶石外,其它均屬普通寶石。在已經鑒定的2000多種天然礦物中,能作寶石的不足100種,其中只有16種是重要的。
在彩石交易中廣泛採用商業名稱而不使用其礦物名稱。一般是按產地再加上與其相似、為人熟悉和價值更高的彩石名稱命名,如坦桑石(即坦尚尼亞產的藍色黝簾石)、波希米亞紅寶石和開普紅寶石(即分別為捷克斯洛伐克和南非產的鎂鋁榴石)、巴基斯坦祖母綠(即巴基斯坦產的綠色鈣鋁榴石)等等。有些彩石還有一定的民族傳統和宗教傳統。如在近東和中亞,人們喜愛綠松石和青金石,在中國和東南亞,人們喜歡軟玉和翡翠(硬玉),在印度,人們喜愛紅寶石和瑪瑙,東正教徒們則喜愛紫水晶。
由於寶石玉器生產的復雜性和特殊性,加之彩石原料基地分布不平衡,所以在歷史上形成了開采中心和加工中心經常分居兩地的局面。彩石的開采中心為扎伊爾、南非、波札那、馬達加斯加、巴西、哥倫比亞、印度、斯里蘭卡、泰國、澳大利亞等,而加工中心為荷蘭、以色列(主要是琢磨金剛石)、美國、西德、義大利。
為了了解五光十色的彩石世界,人們根據其應用領域和相對價值制定了一些籠統的分類。如將彩石分為寶石和玉石兩類,並加上介於這兩之間的一類,即寶石/玉石類,並按其國際市場上高質量(但不是稀世珍品),以其價格為順序排列。
寶石一般透明,其質量在加工後能可靠地鑒定出來,計量單位是克拉(一克拉=0.2克),而最不值錢的寶石的計量單位是克。
寶石的價格相差很大,金剛石、紅寶石和祖母綠的稀世品,往往成為國寶,它們一般都有自己的專有名字,記載著本身的歷史和出奇的高價。普通優質寶石的價格以寶石種類不同而有很大差別,在同一種寶石中,其價格取決於大小。
屬寶石級的還有某些含包裹體礦物,其中最著名的是有星彩效應(即在垂直於晶體光軸的斷面上顯光芒四射的星光)的星光紅寶石和藍寶石。星彩效應是由針狀金紅石的定向微小包裹體引起的。金綠寶石,即含大量纖維狀礦物(一般是角閃石)包裹體,從而能在金黃色或綠色背景上造成閃變絲絹光澤的虎眼石或貓眼石效果。
寶石/玉石和玉石通常是單礦物和多礦物集合體,顏色或花紋美觀。這種性質在拋光面上表現得很明顯,因此玉石原料應當容易磨光,為此就應具備比較均勻的細粒或隱晶結構。寶石/玉石和玉石,與寶石不同,除少數例外,都不透明,或只是切成薄片時才透明。
寶石/玉石類都是最美麗的、比較少見的和堅硬的石料,價格接近四級寶石,有些十分稀少的可以說就是寶石。這類中有些是透明的,如無色水晶、煙水晶和琥珀,不過因其很常見,其價值比寶石低得多。寶石/玉石製品的藝術價值很重要。其質量可根據原石准確地確定,計量單位為公斤。
玉石用來製作普通雕刻品或高級砌面建築材料。一般分為硬玉石(按摩氏硬度表5以上),主要是以石英為主的或硅質的礦物集合體,如碧玉、帶花紋的燧石、硅化木、黑曜岩、文象偉晶岩、彩色石英岩、耀石英岩、滑石菱鎂片岩、粗晶螢石,和軟玉石(按摩氏硬度表4以下),如縞狀大理岩、彩色大理岩、煤玉、透石膏、壽山石等。
為了使彩石更加美觀,一般要進行加工:劈開、磨光和拋光。透明的寶石首先批(寶石的加工琢磨,統稱"批工"或"造工")成瓣面,使其成為復雜的多面體,以保證使光線得到最充分的反射和折射。一般主要批工形態有如下幾種:
寶石的批工是很復雜的工藝過程,必須盡力保留原石的最大重量,排除或掩飾原生的缺陷,考慮原石的多色性,使寶石發亮或使顏色變濃。
許多彩石,即使不加工,或呈單晶體、晶簇和礦塊狀的,也很漂亮。它們可作為絕好的標本。
寶石,特別是某些品種的寶石和某些顏色的寶石,價值很高,這就使市場上出現各種各樣的人工改良的天然寶石、合成寶石和新的人造材料,甚至形形色色的仿製品和贗品。所謂人工改良,一般是指用物理方法,如用電子流、伽瑪射線等照射,以及熱處理改變寶石的本色或使其顏色變濃。一般是把幾種物理方法配合起來:照射可使礦物具備必要的顏色,而同時或隨後的熱處理可提高顏色的耐久性並能使寶石發亮。目前,利用物理手段影響晶體顏色中心而改良彩石顏色的方法已被廣泛應用,改良後的原石仍被認為是天然寶石。
還有一種改變顏色的方法,就是用各種有機或無機物質浸泡寶石,使其染色。這種方法主要是用來加強某些有微孔隙的不透明石料(綠松石、硬玉、瑪瑙、蛋白石等)的顏色。
有些彩石(如琥珀、綠松石等)的碎屑經加壓、膠結後能結成大塊。但其價值比天然的低很多。
人造寶石,尤其是用鉻、鈦、鈷等生色團染成紅寶石、藍寶石和翠綠寶石樣子的人造剛玉,目前在寶石業中起很大作用。剛玉可以很容易地與其他難熔礦物用熔融體合成。如鋁鎂尖晶石,它主要被染成藍寶石、鋯石、祖母綠等樣子。用熔融體結晶法還可以合成自然界所沒有的許多新的飾用材料,如石榴寶石。這些石榴石都是透明的,可以被染成美麗的顏色,且硬度高,分光系數大,能顯現變彩。
在高溫高壓下,用鹼性水溶液能培養出透明的、染成各種顏色的石英晶體,其中包括具鐵-鹼顏色中心和天然礦物一樣的紫水晶。用熱液法可以得到剛玉和綠柱石(祖母綠)。法國吉爾松實驗室還合成了寶石級蛋白石和綠松石。但至今還沒有生產出人造飾用金剛石(鑽石),雖然可以按超高壓石墨合成小顆粒工業用金剛石的工藝進行生產,但經濟上不合算。
合成寶石的產量很高,在有些地方,合成寶石實際上已取代了天然寶石。目前價格較高的只有人造祖母綠和貴蛋白石。
仿製品是用外表相似但便宜的天然寶石或合成寶石冒充真寶石。如用無色鋯石仿製金剛石,用尖晶石和鎂鋁榴石仿製紅寶石等等。
還有許多贗品,如用彩色玻璃冒充透明寶石,用塑料、樹脂冒充琥珀、綠松石、青金石等。還有半贗品,這是為了增加寶石的重量而製造的膠合物:一般是把真寶石的下部粘上合成品、水晶甚至玻璃,再鑲進邊框內。
彩石原料資源在世界分布極不平衡。98%的金剛石產自非洲,那裡還有大型祖母綠礦床、紫水晶礦床等等。亞洲有世界聞名的大型紅寶石礦床、翡翠礦床。澳大利亞以貴蛋白聞名,至少佔世界貴蛋白產量的95%,那裡還有特大型藍寶石礦床。北美洲有綠松石礦床、電氣石礦床、軟玉礦床。南美洲是祖母綠、綠柱石、黃玉、瑪瑙、紫水晶的主要產地。
彩石這種礦產很特殊,所以寶石玉器業對其質量提出的要求總是相對的,並不是一成不變的。這是因為彩石特別是寶石/玉石和玉石的裝飾美觀性質,在許多情況下是主觀的,很難規定。如,外來礦物包裹體和癒合的裂隙,一般被認為是彩石的瑕疵,但也能使彩石變得更加美麗,而且能證明它是天然的。如果說理想的透明寶石應當是質地純凈、顏色完美的話,那麼要鑒定寶石的質量一般要利用最有名礦床所產的原石作為"樣板"。
眾所周知,作為寶石應具有「美麗」、「耐久」和「稀少」三要素,有的人認為應有八要素,它們是「美麗」、「高硬」、「稀少」、「透明」、「穩定」、「出奇」、「無害」和「重量與大小」,人工合成寶石除了「稀少」這一點外,其它要素都具有。千百年來,寶石與人類相伴相隨,形影不離,不僅美化和豐富了人們的生活,人們還發現了寶石具有裝飾、保值、貨幣、葯用、收藏和鑒賞等方面的價值。
人工合成寶石與天然寶石相比,更側重於「美麗」的特徵和「裝飾」的價值。若就美麗和裝飾來說,人工合成寶石可以與天然寶石相媲美,有時甚至於超過了天然寶石。
因為人工合成寶石是天然寶石的代用品,我們在合成寶石時,總是要求合成寶石盡可能地與天然寶石接近,越逼真越好,並且要求達到天然寶石的最高檔次品,所以,人工合成寶石不僅顏色漂亮、透明度好、硬度高、晶體大,而且沒有裂、沒有昝、質量好,可以做到色澤艷麗、純凈無瑕、質地優良,相當或超過相應天然寶石的高檔品,幾乎達到了與天然寶石高檔品真假難辯的境地
由此可見,用人工合成寶石作為珠寶首飾的裝飾材料所做的產品,一定與用同類天然寶石高檔品為材料所做的產品一樣漂亮。而天然寶石高檔品不僅稀少,很難得到,就是得到了,價錢也一定高得驚人;人工合成寶石是工廠或實驗室里製造和生產出來的,不僅產量可以人為地控制,價錢也相當便宜。正因為如此,人們用人工合成寶石來作裝飾性很強的流行首飾或模擬首飾的主要材料就非常自然,並且這些首飾很漂亮,價格又很低,一般人都買得起,深受群眾歡迎,銷售量越來越高。
由上可見,人工合成寶石的主要價值是裝飾這一點無可非議。
但是,有一點要說明,人工合成寶石的數量是不是「稀少」這個概念是相對的,若與同類天然寶石的高檔品比,人工合成寶石不算稀少;但若與同類天然寶石比或與可用於裝飾的材料比,人工合成寶石的數量還是屬於「稀少」的。另外,許多著名的人工合成寶石,由於年代久遠,隨著時間的推移,其價值會不斷提高,有些甚至可以達到收藏的水平。
人工合成寶石的價格,與同等顏色、同等質量的天然寶石比,應當說是相當便宜的。其便宜的幅度與合成的方法難易、產量的大小及其它因素有關。
綜合來看,其便宜幅度從萬分之一到十分之一不等。例如水熱法合成的鴿血紅紅寶石戒面,每克拉價格250元左右,天然鴿血紅紅寶石若達到無棉無裂、無包裹體與生長線的優質品,其價格應當在25000元/克拉左右,即水熱法合成的鴿血紅紅寶石便宜幅度為千分之一左右;仿天然金綠貓眼寶石的玻璃貓眼的價格,其便宜幅度大約為萬分之一左右。
這是因為水熱法合成紅寶石的技術難度大、設備昂貴、產量低,屬於合成寶石類;仿天然金綠貓眼寶石的玻璃貓眼生產技術比較容易、設備簡單、產量大,屬於仿寶石類,所以價格便宜。若用同類人工合成寶石相比,由於合成的方法不同價格也相差很大。
例如焰熔法合成紅寶石的價格與水熱法合成紅寶石的價格比就低好多,因為焰熔法合成紅寶石用氫氧火焰燒,每小時大約能生長10克重的紅寶石,同時每個車間里可以擺放好多台設備生產,產量大,其產品的銷售不是像水熱法生長的紅寶石一樣用克拉計算,而是用每公斤多少錢計算。目前國內生產的焰熔法紅寶石一般每公斤為400-650元左右,1公斤為1000克,1克為5克拉,即5000克拉焰熔法生長的紅寶石價格為400-650元,每克拉焰熔法紅寶石合0。1元左右,比水熱法生長的紅寶石便宜2500倍左右。
由此可見,不同方法生長的同類寶石由於方法難易和產量大小不一樣,其價格也是不一樣的。但是,人工合成寶石的價格與同質量的天然寶石價格比,則便宜很多,這是客觀事實。
寶石鑒定工作,可分為三個方面:
①寶石定名,確定它是什麼 東西。
②材料分類,明確材料屬性。
③寶石質量分極。
(1)寶石定名。對於寶石鑒定,主要測定寶石的密度、折射率 數據,就可以定出名稱來。例如:在測的寶石密度為3.52(±0.01) g/cm^3,折射率為2.417,色散O.O44,再結合它有高的熱導率,就可 定名為金剛石(鑽石)。若還擁有寶石礦物化學成分、晶體結構方面 的數據,寶石定名就更加精確完善了。在寶石礦物種定名的基礎 上,再依顏色或特殊光性(貓眼、星光、變色和變彩)進行劃分變 種。例如:綠柱石寶石礦物依顏色劃分出的變種名稱為綠色綠柱石 (又稱祖母綠),藍色綠柱石稱海藍寶石,無色綠柱石稱透綠柱石。 特殊光性的綠柱石變種,有綠柱石貓眼、星光綠柱石等。剛玉寶石 礦物依顏色劃分變種名稱。具有特殊光性的剛玉,可劃出星光紅寶 石、星光藍寶石、藍寶石貓眼等。
(2)材料分類。材料分類鑒定是對寶石鑒定者提出的最困難的 任務之一。在寶石定名之前,必須先回答以下問題:
①該寶石是天然的還是合成的或人造的?
②該寶石是否經過染色、表面鍍膜?是否被注過油或化學處理 過?
③該寶石是否經過熱處理或顏色擴散處理?
④該寶石是否經過輻射著色處理?
⑤該寶石表面裂縫、孔洞是否被人工充填?
按材料屬性,我們將材料劃分為兩大類:寶石和人造品
寶石有:
①天然寶石:完全由自然形成的物質,專指未受人工 影響過的天然礦物晶體,與「純正」、「『天然」同義。包括各種天然材 料。
②優化寶石(人工處理寶石):其石質為天然物質,通過化學的、 熱學的、光學的、高能射線輻射等各種新方法、新手段,對寶石品質 改善提高,以提高寶石的價值。對天然寶石與經過處理的優化寶石 之間的界限,由於處理的手段和處理的強度不同,往往很難劃出一 條界限。
人造品有:
①合成寶石:以某種人工方法,在人工控制的結晶 條件下,使之結晶而形成的產物,其物理性質或化學性質及晶體結 構與對應的天然寶石基本吻合。如合成鑽石、合成紅寶石、合成藍 寶石等。
②人造石:指人工生長的各種晶體,其化學成分、物理性質 及晶體結構,無天然對照物。這種人造石是某種寶石的仿製品,如 仿鑽石的人工立方氧化鋁(ZrO2),其硬度較高(8.5),光學效果很 相似鑽石,但其化學成分、物理性質及晶體結構,均與天然鑽石不 同,也無天然對照物,只能稱其為人造石,而不稱它為「合成寶 石」。
③拼合石(也稱組合石):拼合石是指將兩種或兩種以上的結 晶或非晶質,通過粘合劑或其他手段,以非自然方法組合成產品, 其組成部分可分為寶石、其他礦物、化學物質。進入市場的拼合石: 祖母綠拼合石、紅寶石拼合石等。
④仿製品:採用各種材料:化學 的、塑料的、玻璃的、人工晶體等材料,模仿天然寶石、合成寶石的 效應,外觀或顏色,而不具它們的化學性質、物理性質和晶體結 構。既有寶石仿製品,還有合成寶石仿製品。
⑤再造品:將寶石原 料,通過熔化、粘合或熔合等方法,加工凝聚成整體的人工產品。
當前,各種人造品紛紛湧向市場,鑒別各種人造品,以保障獲 得真正的寶石,寶石礦物學工作者的任務相當繁重。>>>>教你清洗蘋果的四個竅門!
(3)寶石的品質分級。寶石品質分級,按鑽石、有色寶石、玉石 三大類分別進行。目前分級的原則和方法,以鑽石的品質分級標准 比較完善,而有色寶石、玉石的質量分級標准,無論在國內或國外, 還沒有獲得像鑽石4C標准那樣普遍公認的統一的標准。鑽石的 品質分級,國際上普遍採用4C分級標准,即重量、顏色、凈度、切 工。我國已制定了《鑽石分級》國家標准,原則上採用4C標准。但 要注意,對4C標准,人們的理解和掌握,不同時期有不同傾向,也 就是對4C的側重點會有所不同。最初人們強調重量,認為愈大的 鑽石最值錢。後來發現並不是所有的大鑽石品質就好,於是發展到 追求高色級,以至高凈度,晶瑩透徹,光彩奪目,愈顯得珍貴和富 有魁力。下一個側重點是什麼?人們拭目以待!現在有人提出,最 完美的鑽石,來自精湛的切工。切工的地位,有可能上升。
各國珠寶界正在研究建立有色寶石、玉石的品質分級體系,人 們提出,以鑽石品質分級的4C標准為基礎,逐步建立並完善有色 寶石、玉石的質量分級標准,這是當前大家關心的一個問題。
⑻ 非金屬礦物加工現狀
正如上節所述,中國非金屬礦礦種多,應用領域廣,生產以中小型企業居多,技術指標要求復雜等。因此,非金屬礦物的加工工藝也千差萬別。有的礦物只需經簡單的粉碎加工就可以作為產品出售,如飼料用石灰石粉,鑄造用膨潤土;有些則需經一種或一種以上的方法提純加工,才能獲得最終產品,如電子管用高純石墨乳、微電子工業用的高純石英、造紙工業用的高嶺土等。
下面簡單介紹中國非金屬礦物加工主要方法、工藝技術及主要設備。
一、選礦提純
20世紀90年代以後,中國非金屬礦選礦提純技術有了較大的發展:①經選礦提純的非金屬礦品種較以前增多;②傳統的非金屬礦物(如石墨、石棉、高嶺土、雲母、螢石等)的提純工藝有了改進;③微細粒非金屬礦物的高純加工技術有了顯著的發展。因此,大量低品位和細粒嵌布的有用礦物得到回收,從而顯著提高了非金屬礦資源的回收率和其他資源的綜合利用率。
目前中國常用的非金屬礦物選礦方法及選別的礦物簡介如下:
(一)浮選法
用於石墨、螢石、石英、長石、霞石正長岩、鋁礬土、藍晶石、夕線石、紅柱石、金剛石等。
(二)重選法
1)按粒度分選,用於水洗高嶺土、膨潤土、凹凸棒石粘土、海泡石、伊利石等粘土礦物。
2)按相對密度分選,用於紅柱石、金剛石等。
(三)磁選
用於作塗料、填料的白色礦物的除鐵,耐火材料原料礦物除雜,電絕緣材料原料礦物除鐵等。
(四)電選
用於電氣石、金紅石、鋯英石、石榴子石、陽起石等礦物的提純。
(五)化學選礦
1)化學漂白,用還原法除去粘土礦物中的三氧化二鐵、用氧化法除去黃鐵礦。
2)化學提純,以化學方法除去礦物中的雜質,用於石墨、金剛石、夕線石、紅柱石、硅藻土、藍晶石等。
3)選擇性絮凝,高分子絮凝劑在微細粒礦漿中對某種礦粒發生吸附形成絮團,而對其他礦粒則不發生吸附,仍處於分散狀態。高分子選擇性絮凝分選主要應用在高嶺土的選擇性絮凝和鋁土礦的選擇性絮凝提純,能有效地脫除赤鐵礦和金紅石等雜質礦物。
(六)摩擦選
用於石棉、纖維水鎂石等纖維礦物以及片狀雲母礦物的分選。
(七)非金屬礦提純加工存在的主要問題
1)選礦回收率不高,資源綜合利用率較低。
2)工業化高純加工工藝與裝備不能滿足需要。
3)機械化和自動化程度不高,一些礦山(如滑石、方解石、硅灰石等)還採用人工手選。
二、超細粉碎與分級
利用機械力或化學-機械力,使非金屬礦產品達到要求的細度。
(一)超細粉碎與分級工藝
有干法、濕法和干濕法組合三種工藝超細粉碎與分級工藝。
1)干法超細粉碎工藝原則流程(圖1-2-1)是:
圖1-2-2 濕法超細粉碎原則流程圖
該工藝一般用於加工d97≤5μm的超細粉體和對顆粒形狀及表面性質有特殊要求的粉體物料。
3)干濕組合工藝:主要用於生產多種不同規格(或細度)的粉體產品,例如煤系煅燒高嶺土的超細粉碎加工和重質碳酸鈣生產企業,採用干法粉碎出d97(>5)~10μm,再濕法超細粉碎至d90≤2μm的造紙塗料及重質碳酸鈣產品。超細煤系煅燒高嶺土加工也是這種干濕法超細粉碎工藝的例子,例如煤系超細煅燒高嶺土「雙90」產品的主要工藝流程(圖1-2-3)是:
圖1-2-3 干濕法組合超細粉碎原則流程圖
(二)超細粉碎設備
中國非金屬礦超細粉碎設備的研製始於20世紀80年代初,通過大量引進國外的技術與設備並消化吸收後發展較快,先後開發出適合中國國情的設備。10年後中國已進入了自主開發和製造為主,引進為輔的階段。從90年代末至今,中國具有自主知識產權或發明專利的超細粉碎技術和設備的數量較前十年顯著增加,從設備的處理能力、單位產品能耗、耐磨材料、工藝配套和自動控制等綜合性能顯著提高,與國外先進技術和設備綜合技術指標的差距逐漸縮小。
1)氣流磨超細粉碎設備仍是用於要求產品細度小、純度高和附加值較大的最佳的設備之一。國產氣流磨在仿製和消化吸收國外設備的基礎上有所創新,尤其是靶式氣流磨、流化床氣流磨以及提高扁平式氣流磨的耐磨性等方面有一些發明專利和實用新型專利。不足之處是缺少數噸以上的大型設備,單位產品能耗較高。
2)機械沖擊式超細粉碎機是中國非金屬礦行業選用較多的超細粉碎設備,廣泛應用於煤系高嶺土、滑石、方解石等中等硬度以下非金屬礦物,產品細度一般可達到d97=10μm,若配以精細分級機則可以生產d97=5~7μm的超細粉體產品。
通過消化吸收後研製的國產超細粉碎機有:CM51型超細粉碎機、DTM900型超細粉碎機、CLM-2型多級旋磨機、LHJ型超細粉碎機、JCF1000 型機械粉碎機、JZC-400型分級式沖擊磨、CZM沖擊式粉碎機等。
3)介質超細研磨機包括攪拌球磨機、振動球磨機、旋轉筒式球磨機和研磨剝片機、塔式磨、砂磨機、行星球磨機等。國產攪拌磨已廣泛應用於高嶺土、重質碳酸鈣等企業,可干法也可以濕法磨粉,濕法磨礦產品可達d97=2μm左右,若配以分級機干法磨礦產品細度可達d97=6μm。攪拌磨型號有:JM型立式螺旋攪拌磨,用於重質碳酸鈣、高嶺土、重晶石、鋯英砂等礦物超細磨碎;國產振動磨有單筒、多筒(2-3)式、WGM-3變頻式、MGZ-1型高幅振動磨等機型,廣泛應用於石墨、滑石、高嶺土、重晶石等礦物細磨和超細磨。振動球磨機可用於各種硬度物料的超細粉碎,國產設備的產品細度乾式磨可達d90=20μm左右,濕式磨產品細度可達d97=5μm左右。旋轉式筒式球磨機,磨礦產品粒度范圍較寬,常與分級機組成閉路流程,在給料粒度≤5mm時,產品細度可達d97=6~7μm。國產研磨剝片機有20 L、80 L、300 L、500 L、800 L等多種機型,採用濕法研磨、多級串聯配置連續研磨方式,產品細度可達d95=2μm左右,已在煤系高嶺土和重質碳酸鈣的濕法超細粉碎生產中應用。國產CTM型塔式磨採用特殊天然卵石做研磨介質,配上分級機,可用於滑石、膨潤土的超細粉碎,產品細度可達d97=10μm左右。砂磨機有卧式、立式兩種機型,國產砂磨機主要用於顏料、填料等研磨分散,近年來也有用於石墨精中礦再磨,產品細度可達d97=2μm左右。連續式行星球磨機是中國超細粉碎技術領域一項重要進展之一,並已實現了設備大型工業化,XQ600×1500×3型連續式行星球磨機用於超細磨碎滑石、方解石等礦物,可使粒度≤5mm的礦物原料磨細到d97≤10μm細度產品,產量達2000~3000 kg/h。
4)旋風式機械磨(LHJ型)是中國自主研製開發的一種新型乾式細粉碎和超細粉碎設備,用於石灰石、方解石、滑石、硅灰石、高嶺土、重晶石、石英、長石等物料的粉碎,給料粒度≤40mm,產品細度d97=40~15μm。若配以精細分級機可生產d976~7μm左右的超細粉產品。
5)高壓射流式粉碎機(超細剝片均化機)具有實用新型專利,該設備已用於雲母、高嶺土超細粉碎,根據給料粒度大小,一次粉碎可獲得d97=10~45μm的產品。
非金屬礦超細粉碎存在的主要問題有:設備大型化不夠,國外一些大型氣流磨和精細氣流分級機的產量比中國大十多倍;大多數生產線基本依賴人工操作和控制,產品質量不夠穩定;磨耗和單位產品能耗偏高;還未研製出定型的對特殊晶體形狀的專用超細粉碎設備等。
(三)精細分級設備
1)目前國產的乾式精細分級設備大都圍繞機械沖擊式超細粉磨機或氣流磨配套使用,MS型分級機分級產品細度可達d97=10μm左右;MSS和ATP型分級機分級產品細度可達d97=6μm左右;中國自行研製的LHB型乾式精細分級機分級產品細度可達d97=5~7μm,小時處理能力為2~15 t。
2)國產濕式分級機。有兩種類型:一是基於重力沉降原理的水力分級機,二是基於離心力沉降原理的旋流式分級機。後者包括沉降式離心機,如WL-350A、D型和WLdb-600型;卧式螺旋離心分離(級)機、小直徑水力漩流器、LS離旋篩、GSDF型超細水力旋分機等。這些都是目前國內高嶺土等超細粉濕式細分級的主要設備。其中沉降離心機(包括卧式螺旋離心分級機)的溢流產品細度可達d97=2μm左右;GSDF型超細水力旋流分級機的溢流產品細度可達到d90=2μm左右;小直徑水力漩流器的溢流產品細度可達到d80=2μm;LS離旋器的溢流產品細度可達到d60=2μm。
三、表面改性
許多非金屬礦物產品作為無機礦物填料,在塑料、橡膠、膠黏劑等高分子材料工業及高聚物基復合材料領域中佔有很重要的地位。它們的作用不但可以提高材料的硬度、剛性、尺寸穩定性、改善材料的力學性能,還能賦予材料某些特殊的物理化學性能(耐腐蝕性、耐候性、阻燃性和絕緣性等)。除此以外,還可降低材料的生產成本。
非金屬礦物材料常用的表面改性技術方法有:化學包覆法和沉澱反應法,輔助以機械力化學方法進行改性。
表面化學包覆是一種利用偶聯處理、螯合反應、化學吸附來對非金屬礦物填料表面進行包覆以提高其表面親油(即疏水)性的方法。加工過程為:將一定量的表面改性劑(固態或液態)加入粉體填料中,在一定的溫度下,藉助於攪拌混合或流態化使改性劑與無機填料顆粒表面作用並包覆於填料顆粒表面。改性劑主要有:硅烷、鈦酸酯、鋁酸酯、鋁鈦復合等各種偶聯劑;硬脂酸等各種表面活性劑;聚乙烯蠟、聚乙二醇等有機低聚物;聚甲基硅氧烷(有機硅)、丙烯酸、丁烯酸、醋酸乙烯等飽和有機酸。主要生產廠家有:張家港國泰華榮化工新材料有限公司、重慶市嘉世泰化工有限公司、南京曙光化工一廠等幾十家。
目前,採用較多的表面改性專用設備為SLG型和PSC型連續粉體表面改性機。SLG型表面改性機具有自動加葯、生產連續、溫度可控、單位產品用葯量少、能耗低、顆粒高度分散、自動化程度高、操作簡單等優點,主要機型有:SLG-3/300、SLG-3/600型;PSC型機也是一種綜合性能較好的粉體表面改性設備,該機採用導熱油加熱,連續生產,具有改性劑用量少、表麵包覆率較高、顆粒不黏結等優點。
沉澱反應改性劑利用化學沉澱在礦物顆粒表面形成一層或多層包覆層。例如用TiO2、ZrO2、FeO來包覆白雲母、高嶺土等粉體表面,用TiO2包覆SiO2、Al2O3礦粒表面等,沉澱反應改性是應用無機表面改性劑實現改性的。
中國非金屬礦物表面改性技術還存在改性工藝比較落後,連續改性工藝和設備還有待進一步推廣;偶聯劑品種較少,質量也不夠穩定;著色雲母和珠光雲母生產技術落後,產量低,花色品種少,質量也不夠穩定,今後需重點加強。
四、熱加工
用熱處理能脫出礦物的外在水、沸石水及羥基水等,可以改善礦物的性能,煅燒還可將某些礦物尤其是煤系高嶺土脫除有機質、增白(包括黑滑石等礦物提純、增白)。某些礦物(如蛭石)在熱力作用下,可膨脹數倍或數十倍,具備新的功能等。
煅燒是提高非金屬礦物材料特性的重要方法,也是高嶺土、菱鎂礦、石膏等礦產品深加工的一種重要工序之一,這些產品主要應用於造紙、塑料、油漆、橡膠、石油化工等工業。例如煅燒高嶺土具有優良的光散射能力和特殊的油墨吸收性,作為造紙塗布料,可將紙張的光澤度、平滑度、不透明度和原紙覆蓋率比一般水洗高嶺土大為改善,也是它能夠提高紙張塗層質量、替代昂貴的鈦白粉的原因;作為填料用於塑料、橡膠,比一般高嶺土具有更好的強度、收縮性、阻燃性、吸濕性和電阻率等;在油漆和其他塗料中,添加煅燒高嶺土能使產品更具有較佳的不透明性、薄膜完整性及耐擦洗性。
煅燒煤系高嶺土是中國特有的加工技術,該技術包括有濕法超細、煅燒增白、乾燥、打散、解聚、分級等技術的加工工藝集成及相應的專用設備,可生產出多個行業應用的煅燒高嶺土系列產品。上述技術與裝備已在中國山西忻州、大同、內蒙古蒙西、安徽淮北等地一批煤系高嶺土企業推廣應用,取得顯著的經濟效益和社會效益。企業規模也由最初的年產幾千噸增大至年產3萬~5萬t。
煅燒工藝:以煤系高嶺土煅燒為例(圖1-2-4)。
圖1-2-4 煅燒煤系高嶺土原則流程圖
煅燒設備:用於非金屬礦的主要有隧道窯、回轉窯(包括直接煅燒和隔焰煅燒)、立(豎)窯、倒焰窯和梭式窯等。20世紀90年代引進和仿製隔焰式回轉窯發展到近年來的直焰式回轉煅燒窯,能量利用率有了提高,並顯著降低能耗,減少生產投資。目前,由於設備大型化,直焰式回轉窯煅燒技術及解聚分級技術的採用,不僅產品質量得到保證(產品白度≥95%,產品粒度-2μm≥92%),萬噸生產能力投資也從5000萬元左右下降到2000萬元左右。