利用磷酸二氢铝结合剂再造绿松石的矿物学研究

利用与绿松石化学成分相近的无机结合剂Al(H2PO4)3溶液及相关辅助材料,通过压制再造的方法对小颗粒绿松石废弃料进行了改善处理,提高了绿松石废弃料的品质,使其宝石学特征、工艺和力学性质得到了明显改善。为了研究压制再造绿松石的结构和Al(H2PO4)3结合剂对其的改善机理,采用环境扫描电子显微镜、红外吸收光谱、X射线粉末衍射和单矿物化学成分分析等方法对处理前、后绿松石样品的宝石学特征及结构物相等特征进行了测试与分析。结果显示,处理后的绿松石样品中P2O5和MgO的质量分数均有不同程度的升高,其它的主要化学成分则变化不大;Al(H2PO4)3结合剂呈凝胶状分布于绿松石微孔隙间,部分绿松石样品微晶可能发生了微弱的溶解重结晶反应;处理后绿松石样品的矿物组构和分子结构与处理前的一致。由于添加了Al(HPO)结合剂,促进了绿松石微晶面网(120)的发育。     

绿松石及其处理品与仿制品的红外吸收光谱表征

采用红外反射光谱技术,对市面上常见的充填和压制处理绿松石、仿绿松石及天然绿松石制品的红外吸收光谱进行了研究和对比。结果表明:充填处理绿松石制品的红外吸收光谱具有由聚合物中aνs(CH2)反对称伸缩振动和sν(CH2)对称伸缩振动致的吸收谱带(2 934~2 924,2 863~2 854 cm-1)及(νC O)伸缩振动所致的红外吸收特征谱带(1 739~1 718 cm-1);仿绿松石制品中则明显缺乏天然绿松石中的ν(OH)伸缩振动致红外吸收谱带(3 507,3 465 cm-1),并出现由aνs(CH2)反对称伸缩振动和sν(CH2)对称伸缩振动及(νC O)伸缩振动致红外吸收谱带以及由各自基团振动的红外吸收特征谱带(指纹区内)。依据这些特征的红外吸收光谱有助于将它们区分开。     

“佘太翠”玉的成分及结构研究

"佘太翠"玉因产于内蒙古巴彦淖尔市乌拉特前旗大佘太地区而得名。采用偏光显微镜、X射线粉末衍射仪、电子探针等研究方法,对白色、绿色、黄色、紫色系列的"佘太翠"玉样品的矿物组成、化学成分、显微结构和呈色机理等进行了测试与研究。结果表明,"佘太翠"玉视颜色品种不同,组成矿物略有差异。除白色品种的"佘太翠"玉以白云石(质量分数高于60%)为主要矿物外,其它颜色品种的均以石英为主要矿物,石英的质量分数约占80%以上。"佘太翠"玉的次要矿物主要有云母、方解石、长石、赤铁矿、叶蜡石、伊利石、高岭石等。绿色"佘太翠"玉在查尔斯滤色镜下变红,主要由铬云母致色,属东陵石;白色品种"佘太翠"玉为白云石玉,而黄色的及其它颜色的品种为石英岩玉。     

湖北秦古绿松石的可见吸收光谱特征

采用USB2000微型光纤光谱仪测试了湖北秦古绿松石样品的可见吸收光谱,结果表明,该样品在可见光范围内存在a1(425～428 nm)和a2(683～688 nm)两处特征的吸收宽谱带,其可见吸收光谱主波长和纯度的变化与颜色特征具有一定的对应关系.根据变温实验中样品的可见变温吸收光谱和差热测试结果推测,秦古绿松石的颜色特征与其所含Fe离子价态、水的存在形式及其质量分数有一定的关系.     

具磷灰石假象绿松石的宝石矿物学特征

安徽省马鞍山地区大王山矿区盛产具磷灰石假象的绿松石.针对该类型绿松石的特征,采用X射线粉晶衍射、红外吸收光谱、化学全分析、差热分析等分析测试方法,重点对其宝石矿物学特征进行了初步研究.结果表明,其颜色主要由[Cu(H20)4]2 和[Fe(H20)6]3 水合络离子中电子跃迁所致;绿松石中水的存在形式、总量及结合方式在一定程度上制约着绿松石的颜色;表生风化作用的强度在很大程度上影响绿松石的颜色、致密程度、光泽及孔隙度.     

绿松石废弃料的聚合再生利用

以安徽省马鞍山绿松石废弃料为研究对象,选择与绿松石化学成分相近的磷酸二氢铝及相关辅助材料(如促凝剂、活化剂、渗透剂、消泡剂及分散剂等),采用不同的化学配方,通过热化学聚合反应对绿松石废弃料进行改善处理.利用环境扫描显微镜、X射线粉晶衍射、红外吸收光谱、化学全分析等分析方法,对热聚合处理前、后绿松石的化学成分、晶体结构、矿物成分、表面形貌、宝石学及力学性质进行了综合对比研究.研究表明,热化学聚合反应和热化学硬化作用使绿松石废弃料的工艺和力学性能得以明显改善.热化学聚合反应易导致绿松石晶粒边界溶解络合形成絮凝状结构,有助于改善绿松石坯料的工艺性能,提高其力学强度,但绿松石坯料的化学成分、晶体结构未发生明显改变.     

绿松石废弃料的压制再造工艺研究

选用Al(H2PO4)3溶液为胶粘剂,对小颗粒的绿松石废弃料进行了压制再造实验。实验结果表明,胶粘剂的添加质量、绿松石的粉体粒度、加压压力与时间、保温温度与时间对绿松石废弃料的压制再造效果均有不同程度的影响。实验效果最佳的工艺条件为:胶粘剂的质量与绿松石粉料的质量比例为1∶4,绿松石粉体粒度不小于250目,加压压力为1.5×104~3.0×104MPa/m2,在室温下自硬化1~2 d后按照一定的恒温曲线进行加热固化。压制再造实验后绿松石坯体的颜色均匀、色调单一,多为浅蓝绿色;其表面维氏显微硬度为105~198 N/mm2,透明度、光泽、韧性和耐久性较好;其宝石学特征如光泽、折射率、紫外荧光等与天然绿松石的相近;加工工艺性能优良,可加工成首饰用绿松石珠链和戒面。