способ обработки поделочных камней группы халцедона

Формула изобретения

Способ обработки поделочных камней группы халцедона, включающий обработку под действием высокого давления и температуры химическими реагентами, отличающийся тем, что образцы шлифуют и выдерживают в растворе щелочей LiOH, NaOH, KOH при температуре 50-300^oC и давлении 50-500 атм в течение 5-25 ч.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области облагораживания слабоокрашенных разновидностей минералов группы халцедона для улучшения их художественно-декоративных свойств и может быть использовано при производстве ювелирных изделий.

Известен способ обработки поделочных камней группы халцедона и изделий из них, с целью повышения декоративности, путем увеличения яркости камней, согласно которому готовые изделия выдерживают при температуре 400-600^o в атмосфере кислорода [1] . Однако применение такого способа сопряжено с использованием сложной аппаратуры, позволяющей создать высокие температуры и атмосферу кислорода.

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

Целью изобретения является получение поделочных камней группы халцедона, обладающих повышенной декоративностью за счет увеличения яркости камней путем увеличения контрастности рисунка.

Поставленная цель достигается тем, что образцы помещают в 5-35% раствор щелочей (LiOH, NaOH, KOH). Обработку ведут в гидротермальных условиях при Т-50-300^oC и Р-50-500 атм в течение 5-25 час.

При концентрации щелочного раствора < 5% процесс выщелачивания образца происходит очень медленно и внешний вид образцов может измениться лишь при длительной обработке. При концентрации щелочного раствора > 35% происходит активное взаимодействие раствора с образцом, что приводит к хрупкости образца. По тем же причинам создание температуры > 50^oC и давления > 50 атм, является необходимыми для увеличения скорости взаимодействия раствора с образцом. Проводить опыты при меньших величинах T и P не рационально из-за уменьшения скорости обработки. Увеличение T > 300^oC и P > 500 атм также невозможно из-за появления хрупкости образцов при активном выщелачивании.

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 агрессивной среды. Одновременно использование герметично закрывающихся автоклавов является надежной защитой от химических реагентов и воздействия паров щелочей на окружающую среду.

Способ осуществляется 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 легко выщелачивается. Отдельные слои халцедона имеют различную и характерную для них устойчивость к растворению.

В результате обработки минералов в перечисленных выше растворах выявляется очень контрастный рисунок, присущий агатам, что улучшает и их художественно-декоративные свойства.

Пример 1. Предварительно отшлифованный образец подвергается обработке следующим образом: в сосуде (стандартный автоклав) с фторопластовым вкладышем готовят 35% раствор КОН. Образцы опускают в раствор, сосуд (автоклав) герметично закрывают и нагревают при температуре 50^oC, при этом давление в сосуде равно 50 атм. После выдержки 5 час. образцы извлекают из раствора, промываются в H₂O и сушатся при комнатной температуре 5-15 мин. Затем образцы подвергаются окончательной тонкой шлифовке и полировке.

Пример 2. Аналогично примеру 1, только образцы обрабатываются в 5% растворе КОН и выдерживаются при T-300^oC и P-500 атм в течение 10 час.

Пример 3. Аналогично примеру 1, только образцы обрабатываются в 10% растворе LiOH и выдерживаются в течение 25 час. при T-300^oC и P-500 атм.

Пример 4. Аналогично примеру 1, только образцы обрабатываются в 20% растворе NaOH и выдерживаются в течение 20 час при T-200^oC и P-200 атм.

Использование предлагаемого изобретения позволяет получить контрастное выявление рисунка, присущего агатам, даже если он плохо виден в исходном камне, а также появляется возможность эффективного использования низкосортных агатов, что позволит расширить возможность ювелирной промышленности в выборе сырья и даст существенный экономический эффект. Кроме того, использование гидротермального метода позволяет создать защиту от агрессивного воздействия щелочей, снижает вредные воздействия химикатов на окружающую среду.

Источники информации:

1. Авторское свидетельство СССР N 566621, кл. B 01 J 17/00, 1977.

2. Патент Японии 40-17656, кл. 13 ЕЛ, 1968 (прототип).