⑴ 中南大学无机非金属材料研究所
中南大学系直属教育部的全国重点大学,是首批进入国家“211工程”重点建设的高校,也是国家“985工程”部省重点共建的高水平大学。中南大学无机非金属材料研究所拥有材料学、矿物材料博士点,材料科学与工程博士后科研流动站,材料科学与工程一级学科国家重点学科,主要从事非金属矿精加工、矿物材料、无机功能材料、无机材料设计等研究,在非金属矿物提纯、超细粉碎、表面改性、复合材料的基础研究和技术开发方面完成了大量的国家级重大重点项目,已完成了高岭土、滑石、粉石英、云母、硅灰石、长石、天然镁石(氢氧化镁)、萤石、碳酸钙(轻钙和重钙)、锆英石(氧化锆)、重晶石等非金属矿的深加工、中试生产、功能矿物材料制备及产品在造纸、塑料、橡胶、油漆涂料等相关领域的应用开发,获得科技奖励20多项,申请及授权专利60多项,完成高水平学术论文300余篇,整体技术先进。现承担国家“973”课题、“863”课题、国家自然科学基金、科技部国际合作、省部级项目及企业合作项目50多项。
中南大学无机非金属材料研究所为国家“211”工程和“985”工程重点建设单位,实验条件优越,具备完成非金属矿加工及高性能非金属矿物材料制备所需的实验仪器和设备,建立了国内功能最完善的“211”和“985”重点建设的“矿物材料中试基地”、“选矿中试基地”和“冶金工程中试基地”,为技术转化奠定了理论和技术基础,在非金属矿的提纯、超微细、改性、功能化及其装备等方面有大量的技术储备,有关非金属矿结构、性能及制品等各种检验、分析、测试设备齐全,形成了产学研结合的高性能非金属矿物材料研究、开发、中试、批量生产和人才培训基地。
地址:长沙市岳麓山中南大学资源生物学院 邮编:410083
电话:0731-8830549,13808419392 传真:0731-8710804
邮箱:[email protected];[email protected]
联系人:杨华明 教授
⑵ 宝石加工设备
不知道你在哪里。
广州这边的很多加工宝石的,也有很多三五个人在家里加工的,
机器也就300块左右一台,这边好多,销路得看你自己
广西梧州好多加工宝石的啊,
⑶ 医用含放射源设备有哪些
医用含放射源设备主要包括:骨密度仪、相机、r刀、钴60治疗机、血液辐照仪、医院植入体内治疗用的碘、铱、金等设备。
医用含源仪器使用安全管理制度
为加强医疗机构医用含放射源仪器(以下简称含源仪器)的管理,保证医用含源仪器的安全应用,依据《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》和《放射诊疗管理规定》等法律、法规,制定本制度。
1、院长是放射源安全使用的第一责任人。设立专职、兼职放射防护与安全管理人员,负责含源仪器的安全、防护工作。成立放射防护与安全防护管理组织,并制定含源仪器的放射防护、操作规程、放射事故应急预案。
2、购买、使用含源仪器应取得《辐射安全许可证》和《放射诊疗许可证》等许可证后,方可投入运行。从事含源仪器操作的技术人员,应具备相应的技术资格及健康条件,持《放射工作人员证》上岗,并定期进行放射性防护知识培训和法规教育。
3、医疗机构应当定期对含源仪器工作场所和放射源储存场所、防护设施进行放射防护检测,保证辐射水平符合有关规定或标准。放射工作场所应设置醒目的警示标志。
4、放射源不得与易燃、易爆、腐蚀性物品同库储存;储存场所应当采取有效的防泄漏等措施,并安装防盗门、监控报警等装置,库房实行“双人双锁”制度;放射源储存场所应当有专人负责,有完善的存取、归还登记和检查的制度,做到交接严格,账目清楚、相符,记录完整。
5、购置的含源仪器所使用的放射源,其技术指标和安全、防护性能,符合有关标准与要求,并备有设备性能规格、操作及维修说明书,特别应含有放射防护与安全的相关内容。不合格或国家有关部门规定淘汰的含源仪器不得购置、使用。
6、含源仪器中的放射源在使用过程中,应始终处于受控制保护状态,防止被盗和损坏;对可移动的密封源应定期进行盘存,确认它们处于安全可控状态;未经审批,不得私自转让、转移放射源。
7、采购含源仪器时,应当与生产单位签订废旧放射源返回协议。含源仪器或放射源需退役的,应当按照相关法规事先进行清理登记、向主管部门申请、备案。无法交回生产单位的,送交到有资质的放射性废物库贮存,不得留有安全隐患。
7、按照卫生部的有关规定加强放射防护安全管理。配备并使用安全防护装置、辐射检测仪器和个人防护用品;按照国家有关规定检验或者校准用于放射防护和质量控制的检测仪表;放射工作人员须接受个人剂量监测。
8、应定期对放射防护工作进行安全检查;对含源仪器、设备进行检测。
⑷ zircon silicate and zircon powder有什么区别
zircon silicate硅酸锆
zircon powder锆英粉;锆粉
区别:
锆英粉主要用再铸造及耐火材料等行业,硅酸锆主要用到色料陶瓷等行业。
Zr(SiO4),折射率高1.93-2.01,化学稳定性高,是一种优质、价廉的乳浊剂,被广泛用于各种建筑陶瓷、卫生陶瓷、日用陶瓷、一级工艺品陶瓷等的生产中,在陶瓷釉料的加工生产中,使用范围广,应用量大
锆英粉的用途:
1、用于熔模铸造(精密铸造)业中的铸型涂料及陶芯。
2、锆英粉在陶瓷工业中既作为主体材料,也用于上釉,使制成的陶瓷器增加耐磨性和表面光洁度。
3、锆英粉在许多化学工业中具有专门的用途,包括化妆品、水泥、食品防腐、制革、纤维(用于制造阻燃纤维)。
4、锆英粉的折射率高1.93-2.01,化学稳定性能,是一种优质、价廉的乳浊剂,被广泛用于各种建筑陶瓷、卫生陶瓷、日用陶瓷、一级工艺品陶瓷等的生产中,在陶瓷釉料的加工生产中,使用范围广,应用量大。
⑸ 世纪的中国人工宝石
沈才卿
作者简介:沈才卿,中宝协人工宝石专业委员会第一届副主任委员,第二、三届常务副主任委员兼秘书长,核工业北京地质研究院成矿模拟实验室高级工程师。
图1 人工合成水晶
新中国成立以来,我国的珠宝首饰业得到了长足的发展,人工宝石业也得到了飞速的发展。到21世纪初,我国的人工宝石业已经取得了很大的成绩,为今后的进一步发展打下了坚实的基础,我国的人工宝石业在 21世纪将会有更辉煌的发展。
一、人工宝石在我国得到飞速发展的原因
众所周知,人工宝石是在实验室和工厂中合成或生长出来的,它的生产量可以根据市场的需要进行调节。人工宝石进行合成和生长的唯一要求是:达到相应天然宝石中档次最高和质量最好的、最漂亮的程度。因此,人工宝石的价格比相同质量天然宝石要便宜很多,并且非常漂亮,可做成很多不同的款式,适合于大众佩带和使用,具有广泛的群众基础。另一方面,自然界产出的天然珠宝的矿产资源有限,尤其是高档宝石及其优质品更少,很难满足市场需求,人工宝石可以补充天然高档宝石产出少的不足,在一定程度上缓解了市场的供需矛盾。如此看来,大量生产人工宝石是市场的需要,是人们美化生活的需要,这也是人工宝石得到飞速发展的重要原因。有人称人工宝石是我国珠宝首饰市场的“半壁江山”,这是名副其实的!人工宝石在我国得到飞速发展的另外一个原因,是人工宝石在高科技领域和国防科研领域中应用的重要性。举例来说,例如人工合成水晶(图1),由于天然水晶存在的各种各样缺陷,作压电水晶原料不理想,而人工合成水晶性能特别好,完全能达到压电水晶的要求。压电水晶主要用于无线电频率的稳定元件,每台彩电,每台收音机,每台移动电话(手机)中都要用人工合成水晶作稳定无线电频率的元件。又如人工合成红宝石,早先用于机械手表中的轴承或仪器仪表中的轴承(焰熔法合成红宝石),现在用于激光器中的元件(提拉法生长红宝石),而激光的用处很大,除了大家知道的民用工业用途外,在军事上可用于高能量激光器打飞机、打人造卫星,还可用激光聚焦产生的超高能量和超高温度模拟原子弹核爆炸的情形以获取必要的数据;人工合成无色蓝宝石用于手表工业,被人们称为“永不磨损的表蒙子”,熔体泡生法生长的高质量无色蓝宝石用于节能照明工程,称 LED元件,不但亮度大,用电量仅为相同亮度电灯泡的1/20;而大直径的光学级无色蓝宝石,是导弹、无人驾驶飞机、潜艇上用的窗口材料,非常重要、非常急需,现在我国已能生产出用于洲际导弹窗口直径200mm以上的这种晶体。又如焰熔法生长的人造钛酸锶宝石,可作“响尾蛇导弹”的窗口材料。随着科技的进步和军事工业的发展,相信对晶体材料会提出越来越多的要求,人们在完成每件任务的过程中,又会使人工宝石得到进一步的发展。由此可以看出,在改革开放后蓬勃发展的中国,随着人们生活水平的不断提高,科学技术水平的不断提高,国防工业发展的需要,我国的人工宝石产业会得到加强、得到发展、得到提高,前途无限光明!
二、21世纪初,我国的人工宝石产量已名列世界前茅
我国的人工宝石生产始于1958年,是为了振兴我国的民族工业。为了发展我国的手表工业,首先要解决手表中机械转动过程中的红宝石轴承问题;发展其他的仪器仪表工业,同样要解决轴承问题。为此,从苏联引进了焰熔法合成红宝石生产线,由此开始了我国人工宝石产业的发展。随后,我国国民经济的发展,科学技术的发展,国防和军事工业的发展,都需要新材料的研究和拓展,客观上也促进了我国人工宝石业的发展,令人欣慰的是,到21世纪初,我国的人工宝石生产量已名列世界前茅:
1)我国的合成立方氧化锆 1982年试验,1983年投产,开始时每炉产量仅5kg。现在,每炉生产400kg,由于炉子大,每个单晶也大,可达单晶2kg左右,这样的生长炉2005年统计有205台,估算年生产能力达到12300t左右,但市场需求没有那么多,因此开工率不足,实际年生产量6000t左右,全世界第一。
2)我国的合成水晶始于20世纪50年代,成功于60年代。由于无线电工业的迅猛发展,需要大量的压电水晶,加上我国珠宝首饰业发展的需要,促使我国的合成水晶工业快速发展。目前,我国年产合成水晶1760t左右,也是世界第一。
3)我国的焰熔法合成红宝石和蓝宝石,1958年从苏联引进,用电解水的方法获得氧气和氢气,耗电量很大。现在经过技术革新,利用化工厂生产时排空的氧气或氢气作原料,既解决了污染问题,又节省了成本。据2005年不完全统计,年产量已经达到235t,若加上福建省屏南县鑫磊晶体有限公司新建的300t焰熔法红宝石全部投产,那么总产量可望达到年产量435t,这也是世界第一。
4)我国的人工合成金刚石投产于1963年,颗粒小,属于工业级,但由于金刚石的用处很大,所以发展很快。目前,我国人工合成工业级金刚石年产量达到12亿克拉以上,也是世界第一。
5)我国的玻璃质仿金星石是20世纪90年代由北京永奥人工宝石研究所研制成功的,最多时年产量达到 600t,由于产量高、质量好、价格便宜,意大利和日本的同类产品被挤出了中国市场,其产量也是世界第一。
6)玻璃质仿猫眼20世纪80年代末、90年代初在上海研制成功,很快风靡全国的珠宝首饰市场,目前年产量约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质宝石(俗称稀土玻璃)等都是我国科技工作者发明的,产量当然世界第一。
仅就以上数据,我们可以自豪地说,在21世纪初,我国的人工宝石产量已名列世界前茅。
三、21世纪初我国人工宝石的生产基地概况
随着我国人工宝石业的不断扩大和发展,我国人工宝石的生产基地也在不断变化,变化的趋势是不断增加和扩大,到21世纪初,我国的人工宝石生产基地概况如下:
1)合成立方氧化锆生产基地主要在广西、四川、福建、浙江、湖南、湖北等省;合成立方氧化锆的粉末原料生产基地在浙江省德清市、广东省湛江市和福建省。
2)焰熔法合成红宝石、蓝宝石的生产基地主要在浙江省衢州市和萧山市,福建省屏南县,山东省烟台市,江苏省苏州市,陕西省西安市与汉中市,安徽省合肥市,贵州省镇宁县,四川省长寿市和重庆市第八仪表厂,湖南省黔阳县等地。焰熔法生长尖晶石基地在浙江省衢州市。
3)合成水晶最大的厂在浙江省椒江市,全国很多省都有合成水晶厂。
4)水热法生长祖母绿和红宝石是20世纪90年代初在广西宝石研究所,在所长曾骥良教授领导下的团队研究成功的,故生产基地在广西壮族自治区桂林市。
5)高温超高压法生长工业级金刚石的生产厂有5000家左右,但生产单颗粒工业级金刚石的厂家约450家,其余主要生产聚晶金刚石或金刚石制品,分布于全国各地。
6)熔体提拉法生长高质量晶体如激光用晶体和国防工业用窗口材料的生产基地主要在浙江省衢州市、四川省成都市、上海市、天津市、江苏省南京市和广东省广州市。
7)玻璃质仿金星石的生产基地在北京(永奥人工宝石研究所),目前在国内已新建了很多的生产厂,但产量和质量与北京永奥人工宝石研究所的产品相比都还有一定的差距。
8)玻璃质仿猫眼宝石由中科院上海硅酸盐研究所研究开发,技术转让在上海周围地区,但现在的原料和半成品生产基地主要在江苏省靖江市,成品生产基地主要在福建省莆田县。
9)稀土玻璃宝石发明于上海,生产基地也在上海。
10)有夜光效果的“庆隆夜光玉”生产基地在北京。
四、21世纪初我国人工宝石业的产品销售基地
随着我国人工宝石业生产品种的增多和产量的不断扩大,人工宝石的销售以及用人工宝石制作的首饰或时尚饰品慢慢形成了集散地,到21世纪初,国内规模较大、名声也较大的人工宝石集散地主要有三个:广西壮族自治区梧州市、山东省青岛市、浙江省义乌市。
1.广西壮族自治区梧州市
广西壮族自治区梧州市位于广西壮族自治区东部与广东省的交界处,从广州市乘车到梧州市约4小时路程,梧州市素有“广西水上门户”和“小香港”之称,对外开放通商已有100多年的历史。辖区面积12588km2,人口305万,市区面积1097km2,人口50万。资料表明:1982年由香港人到这里开设宝石加工厂(磨宝石)起,逐步发展壮大,现有宝石加工人员11万人以上,加工宝石数量约每年136.8亿粒,主要加工合成立方氧化锆和焰熔法合成红宝石,此两种人工宝石的加工量约占国内的95%,世界的85%左右。梧州市的人工宝石业解决了梧州市10万人的就业问题,使周围农村的很多人脱贫致富,也为下岗职工再就业创造了良好条件。因此人工宝石的加工和贸易成了梧州的支柱产业之一,市委市政府均给予积极扶持。目前,有来自香港、台湾地区及墨西哥、俄罗斯、韩国、印度、泰国、意大利、美国等200多家公司常驻梧州做生意。为了解决有市无场的情况,市政府千方百计引进外资建设了“梧州宝石城”。“梧州宝石城”总投资7000多万元,项目占地21998m2,建筑面积39998m2,四层楼,500个铺位,250家经营户,年经营额约10亿元人民币。随着行业的不断发展,现有宝石城已经不能满足市场需求,第二期工程“梧州宝石大厦”已经建成,33层,建筑面积102481m2,即将投入使用。梧州市人工宝石的发展已到相当规模,中国珠宝玉石首饰行业协会授予梧州市人工宝石特色产业基地的荣誉称号。
2.山东省青岛市
青岛市的人工宝石是近年来发展非常迅速的地方,现已成为北方地区人工宝石最大的销售基地。青岛拥有1000余家以人工宝石为主石的仿真首饰加工厂,其中镶嵌企业占半数以上,市场容量巨大,每年对人工宝石的采购额达50亿元人民币之多,有100余家知名企业在青岛市设有分公司或办事机构。其主要特点是以外向型经济为主,特别是与邻国韩国的关系非常好,韩企在青岛市的人工宝石市场占有半壁江山,为青岛市人工宝石市场的繁荣和发展起了重要作用。随着每年的珠宝展及学术讲座,青岛市作为北方人工宝石最大销售基地的知名度会越来越大,生意也会越做越大,这反过来又会促进人工宝石的进一步发展。
3.浙江省义乌市小商品市场是国内外闻名的批发市场
1)总体情况:从2002年开始进行规划和开发,开发后的义乌市小商品市场改称为国际商贸城,到2005年9月,已经完成了国际商贸城第一、第二期市场建设开发工作,总面积140万m2,是全球规模最大的现代化商品批发市场。市场有5万个商位,16万多从业人员。每天有7000多家外商在此采购,产品辐射到全球200多个国家和地区,年出口集装箱标柜35万多只,出口产品占全部交易产品的60%。由于这种情况,世界品牌实验室和《世界经纪人周刊》在世界品牌大会上发布了 2005年中国最具品牌排行榜,义乌中国小商品城位列第158位,品牌价值39.02亿元人民币。
2)以人工宝石为主石的仿首饰工艺品市场主要在义乌市国际商贸城第一期中,第一期市场占地350亩,建筑面积33万m2,投资6.6亿元,由五个相连的长方形基本单元组成。场内分五大经营区,20个商品展示贸易厅,有工艺品、饰品、玩具、花卉等15大类,2万多种商品排列有序,琳琅满目。仿首饰工艺品主要在二层和三层,大约4000家经营户。商家的店铺里摆满了琳琅满目的仿首饰工艺品用的原料、半成品或成品(图2),其中以玻璃为原料的半成品或成品占绝大部分,还有少部分为塑料制品或低档半宝石制品。
图2 义乌小商品市场琳琅满目的饰品
3)义乌小商品市场房租之贵折射出交易量之大:据介绍,国际商贸城第一期的二层珠宝首饰商场,一间45m2左右的商铺,仅5年的使用权费就要交200万元人民币,另外,每年要交租金20万元人民币、税和管理费5万元人民币。由此可知,如果要在义乌市商品市场站位脚,每年上交的费用至少要 65万元人民币。那么,商家能不能挣到那么多钱呢?答案是肯定的,能!!!因为每天有7000位外国商人在这里采购,还有几万个国内商人在这里采购,只要产品对路,大宗货品的交易是没有问题的。据二层的某商铺主管陈先生介绍,商铺总面积45m2左右,里边陈列的样品绝大部分是玻璃仿钻石制品,仅有少量的合成立方氧化锆、合成红宝石等样品,前来商店里采购的人很多,陈先生说,平均每一颗玻璃仿钻石品销售后的利润仅几厘钱,反正不到一分钱,但交易情况好的时候,一天能做十几万元的生意,一年大约有一亿元的经营额,我们可以想到,这是超越“薄利多收”的经营思路,成为“薄利广收”的经营原则了。所以,尽管店铺的租金等费用很贵,很多人想买铺位还买不到。由此可见义乌小商品市场第二、三层4000家珠宝首饰和饰品交易量之大。
4)从饰品生产公司看玻璃仿钻石品的使用量之大和产品销售量之大:义乌市当地有一家知名饰品生产公司,该公司拥有合金、爪链、铜银等五大系列20余类30多万个款式的产品,销售网络覆盖全国,产品远销海外70多个国家和地区。据介绍,公司现有职工5600人,每天生产使用玻璃仿钻石品500万颗,光每天把这些玻璃仿钻石品粘到饰品上的人就需要600人。大家想一想,这一个公司每天用玻璃仿钻石品500万颗,全国有上万家饰品公司或加工厂,加起来每天要用玻璃仿钻石品多少颗呢?每天又能生产出多少件饰品呢?其数目之大一定是个惊人的天文数字!资料显示,到2005年10月止,我国在工商部门注册的批发市场多达10万余个,我们从上述一个公司对玻璃仿钻石品的使用量和产品生产量可推测出我国对玻璃仿钻石品的使用量之大及其饰品产量之大。
五、21世纪初在我国人工宝石品种增加的同时,颜色也不断增多和完美
今天,在我国人工宝石市场上,人们不仅可以看到人工宝石的品种在不断增加,并且每种人工宝石的颜色也在逐渐增多和完美,走向系列化。在梧州和义乌的销售市场上,为了做生意的方便和准确,都把某种人工宝石的不同颜色种类装订成色卡,编上号,使购买者一目了然,交易时不会产生错误,从这里我们也可以感觉到我国人工宝石产业的不断发展。笔者手中就有香港永富企业公司20种彩色立方氧化锆、11种焰熔法合成尖晶石和9种焰熔法合成刚玉类宝石的综合色卡,广西壮族自治区桂林市桂泰公司的18种颜色合成立方氧化锆色卡,浙江省衢州市巨化宝石厂的12种焰熔法合成刚玉类宝石和13种焰熔法合成尖晶石色卡,还有香港永富企业公司的96种稀土玻璃宝石色卡,青岛市城阳小商品市场的中信珠宝公司的28种颜色普通玻璃色卡,广西壮族自治区梧州宝石城的147种颜色玻璃质“水钻”色卡,江苏省靖江市东兴宝石厂 29种玻璃质仿猫眼宝石的色卡,深圳市某公司销售的13种颜色的合成欧泊色卡。由此可见,我国人工宝石市场的兴旺发达。
六、21世纪初我国人工宝石生产工艺有了很大的进步
我国人工宝石生产工艺于1958年从前苏联引进焰熔法生长红宝石至今有了很大的发展和提高,有事实为证:
1)焰熔法合成红宝石:前苏联工艺用电解水的方法获得氢气和氧气进行生产,生产1kg红宝石用电约1100kW·h,成本很高。我国采用化工厂生产过程中排出的多余气体氢气和氧气生产红宝石,既环保又节能,还降低成本,一举三得;福建鑫磊珠宝公司在具体操作中还创造了气体稳压法(加强安全),创造滚动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)冷坩埚熔壳法生长合成立方氧化锆:从1983年我国生产合成立方氧化锆以来,在设备上有了很大的提高。起初,我国每台高频炉每炉只能生产出5kg合成立方氧化锆,设备改进后,现在每台高频炉每炉能生产400kg合成立方氧化锆,产量大大提高,成本降低;合成立方氧化锆单个晶体的大小也得到了增加,以前的产品比较小,每个只有几十克重,现在的产品可以达到单个1980g以上;产品颜色品种上也有很多增加(图3)。
图3 合成立方氧化锆大小对比
3)高温高压法合成工业级金刚石:我国在1963年开始生产工业级合成金刚石时,每一次合成只能获得10~15克拉小颗粒合成金刚石,现在每次合成能得到 60克拉合成金刚石,并且颗粒增大明显(图4)。
图4 合成工业级金刚石石墨片
4)熔体提拉法生长高质量晶体方面:浙江省巨化宝石厂敢于拼搏,善于创造,原本生产焰熔法合成红宝石的厂,1998年成功地生产出了合成尖晶石;1997年又把目光瞄上激光晶体材料,购进了熔体提拉法生产设备,又从应届大学毕业生中招了一批青年人攻关,现在这批年轻人都成了宝石厂的骨干,经过艰苦的努力,终于在 2001年生产出激光用掺稀土 YAG晶体,性能优良(图5);1999年又瞄上了国际上先进的照明用 LED晶体,这是用熔体泡生法生长的无色蓝宝石晶体。用这种晶体作基片制造的LED灯照明时亮度大,能耗低,只有同样亮度电灯泡耗能的1/20;2001年再瞄上国防工业上急需的导弹和无人驾驶飞机等用的光学级窗口晶体材料,为此,他们自己动手做熔体提拉法生产设备,性能超过了国外同类产品,现在已能生产出重约20kg,直径达250mm的合格光学级窗口晶体材料。为我国尖端科技和国防工业的发展作出了巨大贡献(图6)。
图5 巨化公司生产激光用掺稀土YAG晶体
图6 光学级无色蓝宝石窗口材料
5)水热法生长宝石:我国的水热法生长宝石基地在广西壮族自治区桂林市,能够生长合成祖母绿宝石,合成红宝石和不同颜色的合成蓝宝石(图7)。为了满足高科技发展的需要,他们试验用水热法生长氧化锌获得成功,后来又试验生长KTP晶体成功,不仅为高科技发展作出了贡献,经济效益也有了很大增长。
图7 水热法合成红宝石和祖母绿
七、21世纪初我国人工合成的仿宝石类产品异军突起
随着改革开放的深入发展,我国整个珠宝首饰业得到了蓬勃发展,这带动了人工宝石业的发展。珠宝首饰市场的发展需要大量的各类宝石,人工宝石的物美价廉正适合于市场的需要,尽管人工宝石的产量相比于优质天然宝石产量大,但仍不能满足珠宝首饰市场的需要。人工合成的仿宝石,大大地丰富了我国珠宝首饰市场的花色品种,使用量之大真正是异军突起。21世纪初,我国人工合成的仿宝石产品主要有玻璃质仿星光宝石、玻璃质仿猫眼宝石、稀土玻璃宝石、玻璃质仿红珊瑚宝石、玻璃质仿绿松石宝石、玻璃质仿钻石等(图8)。
图8 玻璃质仿猫眼、仿红珊瑚、仿绿松石
八、人造夜光宝石——“庆隆夜光玉”
说起“夜明珠”,大家都知道是在黑暗中能发光的宝物,是非常稀少、非常贵重、非常神秘之物,谁都想得到它。我国人工合成夜光粉起始于20世纪60年代,是以硫酸锌掺铜合成的,在“文化大革命”期间被广泛用于制作毛主席像章和毛主席塑像,这一代夜光粉的特点是夜光亮度低,夜光时间短。1989年,德国人做出了以铝酸盐为基质,以稀土元素为激活剂的新型夜光粉,其特点是夜光亮度强,夜光时间长(10小时以上),但是把这种夜光粉变成可以雕刻的仿玉石是“北京华隆亚阳有限责任公司”发明的,并获得了发明专利,专利号ZL96106373.4,注册为“庆隆夜光玉”,现已被广泛应用于生产宝石戒面、雕刻作品、夜明珠和健身球等产品方面。此种夜光宝石质地坚硬,体色艳丽多样,可以加工成各种饰物,在夜晚或黑暗处可以长时间发光,且可根据成分不同发出不同的夜光,有绿色、黄绿色、蓝绿色、蓝色、紫色等夜光,表面的体色也有绿色、白色、青色、红色和紫色等,现在生产的夜光玉最大直径可到 170mm,最大重量可达26kg,可以雕刻比较大型的工艺品了。另外,“庆隆夜光玉”将能量以可见光的形式释放出来,称为冷光源,在医学上具有辅助治疗作用,是一种不可多得的功能性材料(图9)。
九、21世纪初我国人工宝石在其他方面的进展
1)人工宝石地方标准的建立:在广西梧州宝石城,每天有成千上万粒人工宝石进行交易,必须对人工宝石的质量进行评价。为了有一个共同的标准,梧州市成立了人工宝石标准起草小组,在广西壮族自治区政府的协助下,建立了我国第一个广西壮族自治区地方标准,一共有五个人工宝石标准,分别是合成立方氧化锆、合成红宝石、合成蓝宝石、合成尖晶石、玻璃标准。每个标准中均提出了“净度标准”、“切工分级标准”、“切工尺寸允许偏差”、“刻面光洁度标准”等。
2)人工宝石的品牌战略:品牌的核心是文化,是千百年积淀的民族精神,是企业全体员工的共同价值观,是企业家个人的道德素养和社会责任意识,是企业自身发展的需要,也是这个行业企业家的心声,一个国家拥有的名牌数量越多,既是国家经济实力强的表现,也是民族整体素质高的表现。我们国家正在大力推动珠宝首饰名牌战略。以人工宝石为主要原料制作首饰的“金得利”品牌已成为我国的驰名商标。
图9 庆隆夜光玉雕刻的工艺品
上图为有光线下,对应下图为暗室中
3)人工宝石加工设备的增加:广西壮族自治区梧州市每年加工人工宝石136.8亿粒,因此,他们对人工宝石的琢磨加工设备考虑比较多,设计制造了很多机器,其中有好几个加工设备获得了国家专利。在梧州市人工宝石加工行业中,不同品种的人工宝石要采用不同转速的磨机琢磨,用不同的抛光盘和不同粒度大小的抛光粉来加工,就是同一个品种不同大小的宝石也采用不同粒度大小的抛光粉加工;对于宝石不同表面光洁度的要求,要选择不同转速、不同抛光盘和不同粒度的抛光粉,可见在加工质量提高方面做了很多工作,并且工作做得很细。目前,在梧州生产的人工宝石加工设备有30种左右,几乎销遍全中国,还远销柬埔寨、俄罗斯等很多国家。
4)以人工宝石为主的仿真首饰出口量逐年增加。海关总署的统计表明:2003年的仿真首饰出口为3.11亿美元,2004年为3.94亿美元,2005年为6.11亿美元(占总出口额11%左右),这从一个侧面反映了人工宝石业欣欣向荣的景象。
十、人工宝石业发展的探讨
人工宝石业如此欣欣向荣,一定还有发展的潜力,但要用心去观察和分析。机会不是在那里等着的,有时是瞬间即逝的,所以要善于去发现。笔者提出如下问题与大家探讨:
1)有实力的企业或公司,应当向创名牌的方向努力,创出名牌。
2)人工宝石的生产品种要进一步开发。这些年来,国外有一些新的人工宝石研制成功,如气相外延法生长宝石级金刚石、高温超高压法生长大颗粒宝石级金刚石、高温超高压法生长碳硅石、助熔剂法生长祖母绿和红宝石、水热法生长双色或三色水晶等,我们希望有实力的企业开发人工宝石的新品种。
3)哪里需要到哪里去做生意。例如,浙江省义乌市小商品市场反映,希望人工宝石原料生产厂商在义乌市设点,以便利首饰和饰品生产厂采购。义乌小商品市场世界闻名,每天有那么多国内外客商到那里去采购,设点后生意一定不错。
4)规范市场,不要随便给人工宝石起名。有些地方不按国家标准命名。例如,香港人把合成立方氧化锆叫“方晶锆石”,梧州人把合成立方氧化锆叫“合成锆石”或者更简单地叫“锆石”,两者都不对,因为氧化锆与锆石是两种不同的矿物,它们的化学成分、晶体结构、物理化学性质都不一样。立方氧化锆的化学成分是ZrO2,晶体结构是等轴晶系;而锆石的化学成分是ZrSiO4,晶体结构是四方晶系。它们根本不一样,不能混为一谈。又如焰熔法合成红宝石,在梧州都叫“红刚玉”,这样叫也不对,因为每种矿物都有两种名称,达不到宝石级者叫矿物名,达到宝石级者叫宝石名。刚玉是矿物名称,焰熔法合成红宝石达到了宝石级,应叫合成红宝石,不能叫“红刚玉”。另外,国家标准的“定名原则”中禁止使用易混淆和含混不清的名词定名,“红刚玉”就属于这一种被禁止的。名称混乱的市场对人工宝石交易不利,规范市场要让人工宝石名称统一到国家标准上去。
5)研究开发国家急需而供不应求的产品。例如,国家急需节能产品晶体 LED级蓝宝石晶体(用熔体提拉法生产),每月至少要1万片,现在供不应求,有实力的单位可以进行生产。
⑹ 锆石如何加工
我也想知道~楼上同志再说说吧。
我记得锆石(我是说CZ。。。)硬度是7了~还是比较硬的啊~
是打磨出来的还是起模的啊?
-_-!
⑺ 人工宝石.锆石. .合成宝石的区别是什么
狭义上讲,一定要达到“宝石级硬度”,才能称作宝石。
宝石和玉石是制作各种饰用品和艺术品的矿物原料,在矿产中占有特殊的地位。宝石和玉石的利用起始于物质文明产生的远古时代:早在古石器时代,原始人就利用彩石来装饰自己或自己的偶像。彩石制品是古代文明的记录。宝石和黄金一起,都具有过货币的功能,它们有时体积很小,价值很高。宝石和玉石至今仍保持有很大的经济意义和文化意义。
宝石和玉石是一类特殊的矿产。宝石玉器业利用它们制作各种装饰品、纪念品和工艺品。宝(玉)石包括大量矿物和矿物集合体,它们都有很高的观赏价值,这是因为它们的颜色艳丽,花纹美观,晶莹透剔,光彩夺目,具有二色性和其他光学效应。优质宝石应是坚固的,即相当坚硬(按摩氏硬度表在6以上),抗普通酸碱侵蚀。
宝(玉)石矿产至今还没有一个通用的概括名称。有把透明的原石称为自带颜色的宝石,而把不透明的原石称为彩石。由于宝(玉)石多是天生的,因此这两种名称显然是同义的。有采用“贵重的原石”。使用彩石这一名称最简单,也较通用,尽管对一些透明无色石料来说未必妥当。
彩石这种矿产具有许多特点。第一,彩石所包括的矿物种类繁多,成分和成因也颇不一致。目前,宝石玉器业所利用的矿物和岩石约二百种左右,随着具有高观赏价值的石料(如恰腊石、硅硼钙石-钙铁辉石矽卡岩等)的发现,其数目还会不断增加。彩石的价值在很大程度上取决于它的分布是否广泛,即使是很美丽的彩石,如果它的分布过于广泛,也会贬值。比如虹彩拉长石就发生过这种情况,很早以前它被当成宝石,而在加拿大和乌克兰发现了一些大矿床之后,就变成极平常的石料;玛瑙也发生过这种情况。彩石的声誉也有很大意义:一些新的或人们比较陌生的彩石(斜硅镁石、铬透辉石、蓝晶石),即使很稀少,也不会值钱。公认的珍贵宝石有钻石、祖母绿、猫眼石、红宝石和蓝宝石,称为"五大宝石"。除珍贵宝石外,其它均属普通宝石。在已经鉴定的2000多种天然矿物中,能作宝石的不足100种,其中只有16种是重要的。
在彩石交易中广泛采用商业名称而不使用其矿物名称。一般是按产地再加上与其相似、为人熟悉和价值更高的彩石名称命名,如坦桑石(即坦桑尼亚产的蓝色黝帘石)、波希米亚红宝石和开普红宝石(即分别为捷克斯洛伐克和南非产的镁铝榴石)、巴基斯坦祖母绿(即巴基斯坦产的绿色钙铝榴石)等等。有些彩石还有一定的民族传统和宗教传统。如在近东和中亚,人们喜爱绿松石和青金石,在中国和东南亚,人们喜欢软玉和翡翠(硬玉),在印度,人们喜爱红宝石和玛瑙,东正教徒们则喜爱紫水晶。
由于宝石玉器生产的复杂性和特殊性,加之彩石原料基地分布不平衡,所以在历史上形成了开采中心和加工中心经常分居两地的局面。彩石的开采中心为扎伊尔、南非、博茨瓦纳、马达加斯加、巴西、哥伦比亚、印度、斯里兰卡、泰国、澳大利亚等,而加工中心为荷兰、以色列(主要是琢磨金刚石)、美国、西德、意大利。
为了了解五光十色的彩石世界,人们根据其应用领域和相对价值制定了一些笼统的分类。如将彩石分为宝石和玉石两类,并加上介于这两之间的一类,即宝石/玉石类,并按其国际市场上高质量(但不是稀世珍品),以其价格为顺序排列。
宝石一般透明,其质量在加工后能可靠地鉴定出来,计量单位是克拉(一克拉=0.2克),而最不值钱的宝石的计量单位是克。
宝石的价格相差很大,金刚石、红宝石和祖母绿的稀世品,往往成为国宝,它们一般都有自己的专有名字,记载着本身的历史和出奇的高价。普通优质宝石的价格以宝石种类不同而有很大差别,在同一种宝石中,其价格取决于大小。
属宝石级的还有某些含包裹体矿物,其中最著名的是有星彩效应(即在垂直于晶体光轴的断面上显光芒四射的星光)的星光红宝石和蓝宝石。星彩效应是由针状金红石的定向微小包裹体引起的。金绿宝石,即含大量纤维状矿物(一般是角闪石)包裹体,从而能在金黄色或绿色背景上造成闪变丝绢光泽的虎眼石或猫眼石效果。
宝石/玉石和玉石通常是单矿物和多矿物集合体,颜色或花纹美观。这种性质在抛光面上表现得很明显,因此玉石原料应当容易磨光,为此就应具备比较均匀的细粒或隐晶结构。宝石/玉石和玉石,与宝石不同,除少数例外,都不透明,或只是切成薄片时才透明。
宝石/玉石类都是最美丽的、比较少见的和坚硬的石料,价格接近四级宝石,有些十分稀少的可以说就是宝石。这类中有些是透明的,如无色水晶、烟水晶和琥珀,不过因其很常见,其价值比宝石低得多。宝石/玉石制品的艺术价值很重要。其质量可根据原石准确地确定,计量单位为公斤。
玉石用来制作普通雕刻品或高级砌面建筑材料。一般分为硬玉石(按摩氏硬度表5以上),主要是以石英为主的或硅质的矿物集合体,如碧玉、带花纹的燧石、硅化木、黑曜岩、文象伟晶岩、彩色石英岩、耀石英岩、滑石菱镁片岩、粗晶萤石,和软玉石(按摩氏硬度表4以下),如缟状大理岩、彩色大理岩、煤玉、透石膏、寿山石等。
为了使彩石更加美观,一般要进行加工:劈开、磨光和抛光。透明的宝石首先批(宝石的加工琢磨,统称"批工"或"造工")成瓣面,使其成为复杂的多面体,以保证使光线得到最充分的反射和折射。一般主要批工形态有如下几种:
宝石的批工是很复杂的工艺过程,必须尽力保留原石的最大重量,排除或掩饰原生的缺陷,考虑原石的多色性,使宝石发亮或使颜色变浓。
许多彩石,即使不加工,或呈单晶体、晶簇和矿块状的,也很漂亮。它们可作为绝好的标本。
宝石,特别是某些品种的宝石和某些颜色的宝石,价值很高,这就使市场上出现各种各样的人工改良的天然宝石、合成宝石和新的人造材料,甚至形形色色的仿制品和赝品。所谓人工改良,一般是指用物理方法,如用电子流、伽玛射线等照射,以及热处理改变宝石的本色或使其颜色变浓。一般是把几种物理方法配合起来:照射可使矿物具备必要的颜色,而同时或随后的热处理可提高颜色的耐久性并能使宝石发亮。目前,利用物理手段影响晶体颜色中心而改良彩石颜色的方法已被广泛应用,改良后的原石仍被认为是天然宝石。
还有一种改变颜色的方法,就是用各种有机或无机物质浸泡宝石,使其染色。这种方法主要是用来加强某些有微孔隙的不透明石料(绿松石、硬玉、玛瑙、蛋白石等)的颜色。
有些彩石(如琥珀、绿松石等)的碎屑经加压、胶结后能结成大块。但其价值比天然的低很多。
人造宝石,尤其是用铬、钛、钴等生色团染成红宝石、蓝宝石和翠绿宝石样子的人造刚玉,目前在宝石业中起很大作用。刚玉可以很容易地与其他难熔矿物用熔融体合成。如铝镁尖晶石,它主要被染成蓝宝石、锆石、祖母绿等样子。用熔融体结晶法还可以合成自然界所没有的许多新的饰用材料,如石榴宝石。这些石榴石都是透明的,可以被染成美丽的颜色,且硬度高,分光系数大,能显现变彩。
在高温高压下,用碱性水溶液能培养出透明的、染成各种颜色的石英晶体,其中包括具铁-碱颜色中心和天然矿物一样的紫水晶。用热液法可以得到刚玉和绿柱石(祖母绿)。法国吉尔松实验室还合成了宝石级蛋白石和绿松石。但至今还没有生产出人造饰用金刚石(钻石),虽然可以按超高压石墨合成小颗粒工业用金刚石的工艺进行生产,但经济上不合算。
合成宝石的产量很高,在有些地方,合成宝石实际上已取代了天然宝石。目前价格较高的只有人造祖母绿和贵蛋白石。
仿制品是用外表相似但便宜的天然宝石或合成宝石冒充真宝石。如用无色锆石仿制金刚石,用尖晶石和镁铝榴石仿制红宝石等等。
还有许多赝品,如用彩色玻璃冒充透明宝石,用塑料、树脂冒充琥珀、绿松石、青金石等。还有半赝品,这是为了增加宝石的重量而制造的胶合物:一般是把真宝石的下部粘上合成品、水晶甚至玻璃,再镶进边框内。
彩石原料资源在世界分布极不平衡。98%的金刚石产自非洲,那里还有大型祖母绿矿床、紫水晶矿床等等。亚洲有世界闻名的大型红宝石矿床、翡翠矿床。澳大利亚以贵蛋白闻名,至少占世界贵蛋白产量的95%,那里还有特大型蓝宝石矿床。北美洲有绿松石矿床、电气石矿床、软玉矿床。南美洲是祖母绿、绿柱石、黄玉、玛瑙、紫水晶的主要产地。
彩石这种矿产很特殊,所以宝石玉器业对其质量提出的要求总是相对的,并不是一成不变的。这是因为彩石特别是宝石/玉石和玉石的装饰美观性质,在许多情况下是主观的,很难规定。如,外来矿物包裹体和愈合的裂隙,一般被认为是彩石的瑕疵,但也能使彩石变得更加美丽,而且能证明它是天然的。如果说理想的透明宝石应当是质地纯净、颜色完美的话,那么要鉴定宝石的质量一般要利用最有名矿床所产的原石作为"样板"。
众所周知,作为宝石应具有“美丽”、“耐久”和“稀少”三要素,有的人认为应有八要素,它们是“美丽”、“高硬”、“稀少”、“透明”、“稳定”、“出奇”、“无害”和“重量与大小”,人工合成宝石除了“稀少”这一点外,其它要素都具有。千百年来,宝石与人类相伴相随,形影不离,不仅美化和丰富了人们的生活,人们还发现了宝石具有装饰、保值、货币、药用、收藏和鉴赏等方面的价值。
人工合成宝石与天然宝石相比,更侧重于“美丽”的特征和“装饰”的价值。若就美丽和装饰来说,人工合成宝石可以与天然宝石相媲美,有时甚至于超过了天然宝石。
因为人工合成宝石是天然宝石的代用品,我们在合成宝石时,总是要求合成宝石尽可能地与天然宝石接近,越逼真越好,并且要求达到天然宝石的最高档次品,所以,人工合成宝石不仅颜色漂亮、透明度好、硬度高、晶体大,而且没有裂、没有昝、质量好,可以做到色泽艳丽、纯净无瑕、质地优良,相当或超过相应天然宝石的高档品,几乎达到了与天然宝石高档品真假难辩的境地
由此可见,用人工合成宝石作为珠宝首饰的装饰材料所做的产品,一定与用同类天然宝石高档品为材料所做的产品一样漂亮。而天然宝石高档品不仅稀少,很难得到,就是得到了,价钱也一定高得惊人;人工合成宝石是工厂或实验室里制造和生产出来的,不仅产量可以人为地控制,价钱也相当便宜。正因为如此,人们用人工合成宝石来作装饰性很强的流行首饰或仿真首饰的主要材料就非常自然,并且这些首饰很漂亮,价格又很低,一般人都买得起,深受群众欢迎,销售量越来越高。
由上可见,人工合成宝石的主要价值是装饰这一点无可非议。
但是,有一点要说明,人工合成宝石的数量是不是“稀少”这个概念是相对的,若与同类天然宝石的高档品比,人工合成宝石不算稀少;但若与同类天然宝石比或与可用于装饰的材料比,人工合成宝石的数量还是属于“稀少”的。另外,许多著名的人工合成宝石,由于年代久远,随着时间的推移,其价值会不断提高,有些甚至可以达到收藏的水平。
人工合成宝石的价格,与同等颜色、同等质量的天然宝石比,应当说是相当便宜的。其便宜的幅度与合成的方法难易、产量的大小及其它因素有关。
综合来看,其便宜幅度从万分之一到十分之一不等。例如水热法合成的鸽血红红宝石戒面,每克拉价格250元左右,天然鸽血红红宝石若达到无棉无裂、无包裹体与生长线的优质品,其价格应当在25000元/克拉左右,即水热法合成的鸽血红红宝石便宜幅度为千分之一左右;仿天然金绿猫眼宝石的玻璃猫眼的价格,其便宜幅度大约为万分之一左右。
这是因为水热法合成红宝石的技术难度大、设备昂贵、产量低,属于合成宝石类;仿天然金绿猫眼宝石的玻璃猫眼生产技术比较容易、设备简单、产量大,属于仿宝石类,所以价格便宜。若用同类人工合成宝石相比,由于合成的方法不同价格也相差很大。
例如焰熔法合成红宝石的价格与水热法合成红宝石的价格比就低好多,因为焰熔法合成红宝石用氢氧火焰烧,每小时大约能生长10克重的红宝石,同时每个车间里可以摆放好多台设备生产,产量大,其产品的销售不是像水热法生长的红宝石一样用克拉计算,而是用每公斤多少钱计算。目前国内生产的焰熔法红宝石一般每公斤为400-650元左右,1公斤为1000克,1克为5克拉,即5000克拉焰熔法生长的红宝石价格为400-650元,每克拉焰熔法红宝石合0。1元左右,比水热法生长的红宝石便宜2500倍左右。
由此可见,不同方法生长的同类宝石由于方法难易和产量大小不一样,其价格也是不一样的。但是,人工合成宝石的价格与同质量的天然宝石价格比,则便宜很多,这是客观事实。
宝石鉴定工作,可分为三个方面:
①宝石定名,确定它是什么 东西。
②材料分类,明确材料属性。
③宝石质量分极。
(1)宝石定名。对于宝石鉴定,主要测定宝石的密度、折射率 数据,就可以定出名称来。例如:在测的宝石密度为3.52(±0.01) g/cm^3,折射率为2.417,色散O.O44,再结合它有高的热导率,就可 定名为金刚石(钻石)。若还拥有宝石矿物化学成分、晶体结构方面 的数据,宝石定名就更加精确完善了。在宝石矿物种定名的基础 上,再依颜色或特殊光性(猫眼、星光、变色和变彩)进行划分变 种。例如:绿柱石宝石矿物依颜色划分出的变种名称为绿色绿柱石 (又称祖母绿),蓝色绿柱石称海蓝宝石,无色绿柱石称透绿柱石。 特殊光性的绿柱石变种,有绿柱石猫眼、星光绿柱石等。刚玉宝石 矿物依颜色划分变种名称。具有特殊光性的刚玉,可划出星光红宝 石、星光蓝宝石、蓝宝石猫眼等。
(2)材料分类。材料分类鉴定是对宝石鉴定者提出的最困难的 任务之一。在宝石定名之前,必须先回答以下问题:
①该宝石是天然的还是合成的或人造的?
②该宝石是否经过染色、表面镀膜?是否被注过油或化学处理 过?
③该宝石是否经过热处理或颜色扩散处理?
④该宝石是否经过辐射着色处理?
⑤该宝石表面裂缝、孔洞是否被人工充填?
按材料属性,我们将材料划分为两大类:宝石和人造品
宝石有:
①天然宝石:完全由自然形成的物质,专指未受人工 影响过的天然矿物晶体,与“纯正”、“‘天然”同义。包括各种天然材 料。
②优化宝石(人工处理宝石):其石质为天然物质,通过化学的、 热学的、光学的、高能射线辐射等各种新方法、新手段,对宝石品质 改善提高,以提高宝石的价值。对天然宝石与经过处理的优化宝石 之间的界限,由于处理的手段和处理的强度不同,往往很难划出一 条界限。
人造品有:
①合成宝石:以某种人工方法,在人工控制的结晶 条件下,使之结晶而形成的产物,其物理性质或化学性质及晶体结 构与对应的天然宝石基本吻合。如合成钻石、合成红宝石、合成蓝 宝石等。
②人造石:指人工生长的各种晶体,其化学成分、物理性质 及晶体结构,无天然对照物。这种人造石是某种宝石的仿制品,如 仿钻石的人工立方氧化铝(ZrO2),其硬度较高(8.5),光学效果很 相似钻石,但其化学成分、物理性质及晶体结构,均与天然钻石不 同,也无天然对照物,只能称其为人造石,而不称它为“合成宝 石”。
③拼合石(也称组合石):拼合石是指将两种或两种以上的结 晶或非晶质,通过粘合剂或其他手段,以非自然方法组合成产品, 其组成部分可分为宝石、其他矿物、化学物质。进入市场的拼合石: 祖母绿拼合石、红宝石拼合石等。
④仿制品:采用各种材料:化学 的、塑料的、玻璃的、人工晶体等材料,模仿天然宝石、合成宝石的 效应,外观或颜色,而不具它们的化学性质、物理性质和晶体结 构。既有宝石仿制品,还有合成宝石仿制品。
⑤再造品:将宝石原 料,通过熔化、粘合或熔合等方法,加工凝聚成整体的人工产品。
当前,各种人造品纷纷涌向市场,鉴别各种人造品,以保障获 得真正的宝石,宝石矿物学工作者的任务相当繁重。>>>>教你清洗苹果的四个窍门!
(3)宝石的品质分级。宝石品质分级,按钻石、有色宝石、玉石 三大类分别进行。目前分级的原则和方法,以钻石的品质分级标准 比较完善,而有色宝石、玉石的质量分级标准,无论在国内或国外, 还没有获得像钻石4C标准那样普遍公认的统一的标准。钻石的 品质分级,国际上普遍采用4C分级标准,即重量、颜色、净度、切 工。我国已制定了《钻石分级》国家标准,原则上采用4C标准。但 要注意,对4C标准,人们的理解和掌握,不同时期有不同倾向,也 就是对4C的侧重点会有所不同。最初人们强调重量,认为愈大的 钻石最值钱。后来发现并不是所有的大钻石品质就好,于是发展到 追求高色级,以至高净度,晶莹透彻,光彩夺目,愈显得珍贵和富 有魁力。下一个侧重点是什么?人们拭目以待!现在有人提出,最 完美的钻石,来自精湛的切工。切工的地位,有可能上升。
各国珠宝界正在研究建立有色宝石、玉石的品质分级体系,人 们提出,以钻石品质分级的4C标准为基础,逐步建立并完善有色 宝石、玉石的质量分级标准,这是当前大家关心的一个问题。
⑻ 非金属矿物加工现状
正如上节所述,中国非金属矿矿种多,应用领域广,生产以中小型企业居多,技术指标要求复杂等。因此,非金属矿物的加工工艺也千差万别。有的矿物只需经简单的粉碎加工就可以作为产品出售,如饲料用石灰石粉,铸造用膨润土;有些则需经一种或一种以上的方法提纯加工,才能获得最终产品,如电子管用高纯石墨乳、微电子工业用的高纯石英、造纸工业用的高岭土等。
下面简单介绍中国非金属矿物加工主要方法、工艺技术及主要设备。
一、选矿提纯
20世纪90年代以后,中国非金属矿选矿提纯技术有了较大的发展:①经选矿提纯的非金属矿品种较以前增多;②传统的非金属矿物(如石墨、石棉、高岭土、云母、萤石等)的提纯工艺有了改进;③微细粒非金属矿物的高纯加工技术有了显著的发展。因此,大量低品位和细粒嵌布的有用矿物得到回收,从而显著提高了非金属矿资源的回收率和其他资源的综合利用率。
目前中国常用的非金属矿物选矿方法及选别的矿物简介如下:
(一)浮选法
用于石墨、萤石、石英、长石、霞石正长岩、铝矾土、蓝晶石、夕线石、红柱石、金刚石等。
(二)重选法
1)按粒度分选,用于水洗高岭土、膨润土、凹凸棒石粘土、海泡石、伊利石等粘土矿物。
2)按相对密度分选,用于红柱石、金刚石等。
(三)磁选
用于作涂料、填料的白色矿物的除铁,耐火材料原料矿物除杂,电绝缘材料原料矿物除铁等。
(四)电选
用于电气石、金红石、锆英石、石榴子石、阳起石等矿物的提纯。
(五)化学选矿
1)化学漂白,用还原法除去粘土矿物中的三氧化二铁、用氧化法除去黄铁矿。
2)化学提纯,以化学方法除去矿物中的杂质,用于石墨、金刚石、夕线石、红柱石、硅藻土、蓝晶石等。
3)选择性絮凝,高分子絮凝剂在微细粒矿浆中对某种矿粒发生吸附形成絮团,而对其他矿粒则不发生吸附,仍处于分散状态。高分子选择性絮凝分选主要应用在高岭土的选择性絮凝和铝土矿的选择性絮凝提纯,能有效地脱除赤铁矿和金红石等杂质矿物。
(六)摩擦选
用于石棉、纤维水镁石等纤维矿物以及片状云母矿物的分选。
(七)非金属矿提纯加工存在的主要问题
1)选矿回收率不高,资源综合利用率较低。
2)工业化高纯加工工艺与装备不能满足需要。
3)机械化和自动化程度不高,一些矿山(如滑石、方解石、硅灰石等)还采用人工手选。
二、超细粉碎与分级
利用机械力或化学-机械力,使非金属矿产品达到要求的细度。
(一)超细粉碎与分级工艺
有干法、湿法和干湿法组合三种工艺超细粉碎与分级工艺。
1)干法超细粉碎工艺原则流程(图1-2-1)是:
图1-2-2 湿法超细粉碎原则流程图
该工艺一般用于加工d97≤5μm的超细粉体和对颗粒形状及表面性质有特殊要求的粉体物料。
3)干湿组合工艺:主要用于生产多种不同规格(或细度)的粉体产品,例如煤系煅烧高岭土的超细粉碎加工和重质碳酸钙生产企业,采用干法粉碎出d97(>5)~10μm,再湿法超细粉碎至d90≤2μm的造纸涂料及重质碳酸钙产品。超细煤系煅烧高岭土加工也是这种干湿法超细粉碎工艺的例子,例如煤系超细煅烧高岭土“双90”产品的主要工艺流程(图1-2-3)是:
图1-2-3 干湿法组合超细粉碎原则流程图
(二)超细粉碎设备
中国非金属矿超细粉碎设备的研制始于20世纪80年代初,通过大量引进国外的技术与设备并消化吸收后发展较快,先后开发出适合中国国情的设备。10年后中国已进入了自主开发和制造为主,引进为辅的阶段。从90年代末至今,中国具有自主知识产权或发明专利的超细粉碎技术和设备的数量较前十年显著增加,从设备的处理能力、单位产品能耗、耐磨材料、工艺配套和自动控制等综合性能显著提高,与国外先进技术和设备综合技术指标的差距逐渐缩小。
1)气流磨超细粉碎设备仍是用于要求产品细度小、纯度高和附加值较大的最佳的设备之一。国产气流磨在仿制和消化吸收国外设备的基础上有所创新,尤其是靶式气流磨、流化床气流磨以及提高扁平式气流磨的耐磨性等方面有一些发明专利和实用新型专利。不足之处是缺少数吨以上的大型设备,单位产品能耗较高。
2)机械冲击式超细粉碎机是中国非金属矿行业选用较多的超细粉碎设备,广泛应用于煤系高岭土、滑石、方解石等中等硬度以下非金属矿物,产品细度一般可达到d97=10μm,若配以精细分级机则可以生产d97=5~7μm的超细粉体产品。
通过消化吸收后研制的国产超细粉碎机有:CM51型超细粉碎机、DTM900型超细粉碎机、CLM-2型多级旋磨机、LHJ型超细粉碎机、JCF1000 型机械粉碎机、JZC-400型分级式冲击磨、CZM冲击式粉碎机等。
3)介质超细研磨机包括搅拌球磨机、振动球磨机、旋转筒式球磨机和研磨剥片机、塔式磨、砂磨机、行星球磨机等。国产搅拌磨已广泛应用于高岭土、重质碳酸钙等企业,可干法也可以湿法磨粉,湿法磨矿产品可达d97=2μm左右,若配以分级机干法磨矿产品细度可达d97=6μm。搅拌磨型号有:JM型立式螺旋搅拌磨,用于重质碳酸钙、高岭土、重晶石、锆英砂等矿物超细磨碎;国产振动磨有单筒、多筒(2-3)式、WGM-3变频式、MGZ-1型高幅振动磨等机型,广泛应用于石墨、滑石、高岭土、重晶石等矿物细磨和超细磨。振动球磨机可用于各种硬度物料的超细粉碎,国产设备的产品细度干式磨可达d90=20μm左右,湿式磨产品细度可达d97=5μm左右。旋转式筒式球磨机,磨矿产品粒度范围较宽,常与分级机组成闭路流程,在给料粒度≤5mm时,产品细度可达d97=6~7μm。国产研磨剥片机有20 L、80 L、300 L、500 L、800 L等多种机型,采用湿法研磨、多级串联配置连续研磨方式,产品细度可达d95=2μm左右,已在煤系高岭土和重质碳酸钙的湿法超细粉碎生产中应用。国产CTM型塔式磨采用特殊天然卵石做研磨介质,配上分级机,可用于滑石、膨润土的超细粉碎,产品细度可达d97=10μm左右。砂磨机有卧式、立式两种机型,国产砂磨机主要用于颜料、填料等研磨分散,近年来也有用于石墨精中矿再磨,产品细度可达d97=2μm左右。连续式行星球磨机是中国超细粉碎技术领域一项重要进展之一,并已实现了设备大型工业化,XQ600×1500×3型连续式行星球磨机用于超细磨碎滑石、方解石等矿物,可使粒度≤5mm的矿物原料磨细到d97≤10μm细度产品,产量达2000~3000 kg/h。
4)旋风式机械磨(LHJ型)是中国自主研制开发的一种新型干式细粉碎和超细粉碎设备,用于石灰石、方解石、滑石、硅灰石、高岭土、重晶石、石英、长石等物料的粉碎,给料粒度≤40mm,产品细度d97=40~15μm。若配以精细分级机可生产d976~7μm左右的超细粉产品。
5)高压射流式粉碎机(超细剥片均化机)具有实用新型专利,该设备已用于云母、高岭土超细粉碎,根据给料粒度大小,一次粉碎可获得d97=10~45μm的产品。
非金属矿超细粉碎存在的主要问题有:设备大型化不够,国外一些大型气流磨和精细气流分级机的产量比中国大十多倍;大多数生产线基本依赖人工操作和控制,产品质量不够稳定;磨耗和单位产品能耗偏高;还未研制出定型的对特殊晶体形状的专用超细粉碎设备等。
(三)精细分级设备
1)目前国产的干式精细分级设备大都围绕机械冲击式超细粉磨机或气流磨配套使用,MS型分级机分级产品细度可达d97=10μm左右;MSS和ATP型分级机分级产品细度可达d97=6μm左右;中国自行研制的LHB型干式精细分级机分级产品细度可达d97=5~7μm,小时处理能力为2~15 t。
2)国产湿式分级机。有两种类型:一是基于重力沉降原理的水力分级机,二是基于离心力沉降原理的旋流式分级机。后者包括沉降式离心机,如WL-350A、D型和WLdb-600型;卧式螺旋离心分离(级)机、小直径水力漩流器、LS离旋筛、GSDF型超细水力旋分机等。这些都是目前国内高岭土等超细粉湿式细分级的主要设备。其中沉降离心机(包括卧式螺旋离心分级机)的溢流产品细度可达d97=2μm左右;GSDF型超细水力旋流分级机的溢流产品细度可达到d90=2μm左右;小直径水力漩流器的溢流产品细度可达到d80=2μm;LS离旋器的溢流产品细度可达到d60=2μm。
三、表面改性
许多非金属矿物产品作为无机矿物填料,在塑料、橡胶、胶黏剂等高分子材料工业及高聚物基复合材料领域中占有很重要的地位。它们的作用不但可以提高材料的硬度、刚性、尺寸稳定性、改善材料的力学性能,还能赋予材料某些特殊的物理化学性能(耐腐蚀性、耐候性、阻燃性和绝缘性等)。除此以外,还可降低材料的生产成本。
非金属矿物材料常用的表面改性技术方法有:化学包覆法和沉淀反应法,辅助以机械力化学方法进行改性。
表面化学包覆是一种利用偶联处理、螯合反应、化学吸附来对非金属矿物填料表面进行包覆以提高其表面亲油(即疏水)性的方法。加工过程为:将一定量的表面改性剂(固态或液态)加入粉体填料中,在一定的温度下,借助于搅拌混合或流态化使改性剂与无机填料颗粒表面作用并包覆于填料颗粒表面。改性剂主要有:硅烷、钛酸酯、铝酸酯、铝钛复合等各种偶联剂;硬脂酸等各种表面活性剂;聚乙烯蜡、聚乙二醇等有机低聚物;聚甲基硅氧烷(有机硅)、丙烯酸、丁烯酸、醋酸乙烯等饱和有机酸。主要生产厂家有:张家港国泰华荣化工新材料有限公司、重庆市嘉世泰化工有限公司、南京曙光化工一厂等几十家。
目前,采用较多的表面改性专用设备为SLG型和PSC型连续粉体表面改性机。SLG型表面改性机具有自动加药、生产连续、温度可控、单位产品用药量少、能耗低、颗粒高度分散、自动化程度高、操作简单等优点,主要机型有:SLG-3/300、SLG-3/600型;PSC型机也是一种综合性能较好的粉体表面改性设备,该机采用导热油加热,连续生产,具有改性剂用量少、表面包覆率较高、颗粒不黏结等优点。
沉淀反应改性剂利用化学沉淀在矿物颗粒表面形成一层或多层包覆层。例如用TiO2、ZrO2、FeO来包覆白云母、高岭土等粉体表面,用TiO2包覆SiO2、Al2O3矿粒表面等,沉淀反应改性是应用无机表面改性剂实现改性的。
中国非金属矿物表面改性技术还存在改性工艺比较落后,连续改性工艺和设备还有待进一步推广;偶联剂品种较少,质量也不够稳定;着色云母和珠光云母生产技术落后,产量低,花色品种少,质量也不够稳定,今后需重点加强。
四、热加工
用热处理能脱出矿物的外在水、沸石水及羟基水等,可以改善矿物的性能,煅烧还可将某些矿物尤其是煤系高岭土脱除有机质、增白(包括黑滑石等矿物提纯、增白)。某些矿物(如蛭石)在热力作用下,可膨胀数倍或数十倍,具备新的功能等。
煅烧是提高非金属矿物材料特性的重要方法,也是高岭土、菱镁矿、石膏等矿产品深加工的一种重要工序之一,这些产品主要应用于造纸、塑料、油漆、橡胶、石油化工等工业。例如煅烧高岭土具有优良的光散射能力和特殊的油墨吸收性,作为造纸涂布料,可将纸张的光泽度、平滑度、不透明度和原纸覆盖率比一般水洗高岭土大为改善,也是它能够提高纸张涂层质量、替代昂贵的钛白粉的原因;作为填料用于塑料、橡胶,比一般高岭土具有更好的强度、收缩性、阻燃性、吸湿性和电阻率等;在油漆和其他涂料中,添加煅烧高岭土能使产品更具有较佳的不透明性、薄膜完整性及耐擦洗性。
煅烧煤系高岭土是中国特有的加工技术,该技术包括有湿法超细、煅烧增白、干燥、打散、解聚、分级等技术的加工工艺集成及相应的专用设备,可生产出多个行业应用的煅烧高岭土系列产品。上述技术与装备已在中国山西忻州、大同、内蒙古蒙西、安徽淮北等地一批煤系高岭土企业推广应用,取得显著的经济效益和社会效益。企业规模也由最初的年产几千吨增大至年产3万~5万t。
煅烧工艺:以煤系高岭土煅烧为例(图1-2-4)。
图1-2-4 煅烧煤系高岭土原则流程图
煅烧设备:用于非金属矿的主要有隧道窑、回转窑(包括直接煅烧和隔焰煅烧)、立(竖)窑、倒焰窑和梭式窑等。20世纪90年代引进和仿制隔焰式回转窑发展到近年来的直焰式回转煅烧窑,能量利用率有了提高,并显著降低能耗,减少生产投资。目前,由于设备大型化,直焰式回转窑煅烧技术及解聚分级技术的采用,不仅产品质量得到保证(产品白度≥95%,产品粒度-2μm≥92%),万吨生产能力投资也从5000万元左右下降到2000万元左右。