CN105754489A - 一种用于绿宝石抛光的抛光粉的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于绿宝石抛光的抛光粉的制备方法，其特征在于，该方法具有以下工艺步骤：在反应器中，按如下组成质量百分浓度加入，氧化铍：2~8%，复合物：86~92%，滑石粉：5~10%，各组分之和为百分之百，开启研磨机，以500转/分的转速，研磨60~100min，得到玛瑙抛光粉，抛光粉的粒径为1.0~5.0μm，其中复合物为含有氮化硼、三氧化二铬、氧化铈、氧化铁的复合物。该制备工艺简单，条件易于控制，生产成本低，易于工业化生产。抛光过程，具有粉体抛光效果好，光泽度，无划痕，平整度高，粉的用量少。

Description

一种用于绿宝石抛光的抛光粉的制备方法

技术领域

本发明涉及的是一种抛光粉的制备技术领域，特别涉及一种用于绿宝石抛光的抛光粉的制备工艺及用于绿宝石抛光中。

背景技术

绿宝石（Greengem）是铍-铝硅酸盐矿物。绿宝石的化学组成为Be₃Al₂[Si₆O₁₈]，其中含有氧化铍（BeO）14.1%，氧化铝（Al₂O₃）19%，氧化硅（SiO₂）66.9%。晶体属六方晶系的环状结构硅酸盐矿物。晶体常呈六方柱，柱面上有纵纹，集合体有时呈晶簇或针状，有时可形成伟晶，多为浅绿色，成分中富含铯时，呈粉红色，称为玫瑰绿宝石；含铬时，呈鲜艳的翠绿色，称为祖母；含二价铁时，呈淡蓝色，称为海蓝宝石；含三价铁时，呈黄色，称为黄绿宝石。玻璃光泽，解理不完全。摩氏硬度7.5-8，比重2.6-2.9。紫外线下发出的荧光呈弱的亮红色，韧性良好。

宝石的加工需要很多的工序，主要的几道工序有，开料-冲胚-粘胶-圈形-研磨-抛光。宝石抛光过程质量的好坏直接影响其产品的质量，所以说抛光过程在宝石生产过程中十分重要，在抛光过程中所用的抛光粉直接影响宝石的抛光质量。

宝石的抛光是一个极其复杂的机械化学过程。在这个过程中，除了机械作用外，还有宝石组分、抛光粉成分和抛光模成分之间的化学作用。因此，在抛光粉体系中，化学组成的变化，将导致抛光模与宝石之间的粘附力发生变化，也导致在工作区域温度、抛光粉浓度发生变化，最终影响抛光效率。因此，抛光粉的化学组成对宝石抛光效果至关重要。不宝石硬度较度高，颜色丰富多彩，晶粒细小、均匀。抛光处理后光洁度高，所以在加工宝石需要抛光粉要求要有一定硬度，又要柔软细腻。

就抛光粉而言，不同的抛光粉有不同的抛光能力。抛光粉通常由氧化铈、氧化铝、氧化硅、氧化铁、氧化锆、氧化铬、氧化锡等组份组成，不同的材料的硬度不同，在水中的化学性质也不同，因此使用场合各不相同。金刚石和氮化铝的莫氏硬度为10，氮化硼和氮化硅莫氏硬度为9.5，氧化铝和氧化铬的莫氏硬度为9，氧化铈和氧化锆为7，氧化铁更低。宝石抛光过程中，要加入抛光粉或抛光液，现在人们都在三氧化二铝粉或其它如三氧化二铁或三氧化二铬某一种粉末，即采用单一磨料即单一抛光粉进行抛光，但这种单一抛光粉对宝石的抛光达不到优良的抛光效果。可能是单一抛光粉在抛光摩擦过程中。抛光粉的粉粒之间流动性或软硬度不能互补。几种氧化物复配可以克服上述的不足，中国专利申请CN101362925B中公开了一种抛光光学元件的复配抛光粉及制备方法和抛光工艺，是有0.5份~3份的三氧化二铬和1.0份的三氧化二铝组成的，但这种复合抛光粉的耐磨性达不到翡翠的抛光要求；中国专利CN103923569B中公开了一种玉石翡翠抛光粉的制备方法，其特征是，质量百分浓度加入12%~26%的氯化铈，20%~32%氯氧化锆溶解于水中，再加入15%~30%的三氧化二铝，8%~15%的氮化硅，2%~6%的三氧化二铬，0.5%~3%分散剂，

氮化硼，氮化硼是由氮原子和硼原子所构成的晶体。化学组成为43.6%的硼和56.4%的氮，具有四种不同的变体：六方氮化硼（HBN)、菱方氮化硼（RBN）、立方氮化硼(CBN)和纤锌矿氮化硼(WBN)。氮化硼的立方结晶的变体被认为是已知的最硬的物质，属于六方晶系，呈白色，是一种重要的结构材料。它是一种超硬物质，本身具有润滑性，并且耐磨损；高温时抗氧化，切削能力较强，化学性质稳定，而且它还能抵抗冷热冲击。本申请将氮化硼与三氧化二铬、氧化锆、滑石粉、氧化铍等制备一种用于宝石抛光的抛光粉，该抛光粉具有硬度高、流动性好、软硬度不能互补等优点。

发明内容

本发明的目是提供一种能减少抛光划痕、提高抛光粉摩擦硬度，提高玛瑙光洁度的抛光粉的制备方法及工艺；本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种用于绿宝石抛光的抛光粉的制备方法，其特征在于，该方法具有以下工艺步骤：

（1）A液制备：在反应器中，按质量百分浓度加入，去离子水：48~56%，分散剂：1.0~3.0%，搅拌溶解后，加入纳米氮化硼：10~15%，三氧化二铬：30~38%，各组分之和为百分之百，搅拌反应1h，制得A液；

（2）B液制备：在反应器中，按如下组成质量百分浓度加入，去离子水：56~64%，水溶性铈盐：33~40%，氯化铁：2~6%，各组分之和为百分之百，搅拌溶解，制得B液；

（3）复合物的制备：在反应器中，按如下组成体积百分浓度加入，A液：38~46%，B液：38~46%，搅拌，氨水：6~10%，再加入30%双氧水：5~12%，反应6~8h，固液分离，水洗至中性，固体经110℃干燥后，在950℃焙烧4h，冷却后，经气流粉碎，即得复合物，复合物的粒径为1.0~5.0μm；

（4）宝石抛光粉的制备：在研磨机中，按如下组成质量百分浓度加入，氧化铍：2~8%，复合物：86~92%，滑石粉：5~10%，各组分之和为百分之百，开启研磨机，以500转/分的转速，研磨60~100min，得到玛瑙抛光粉，抛光粉的粒径为1.0~5.0μm。

在一种用于绿宝石抛光的抛光粉的制备方法中，步骤（1）所述的分散剂为焦磷酸钠、单宁酸、油酸中一种或几种。

在一种用于绿宝石抛光的抛光粉的制备方法中，步骤（1）所述的氮化硼、三氧化二铬粉体的粒径小于3.0μm。

在一种用于绿宝石抛光的抛光粉的制备方法中，步骤（2）所述的水溶性铈盐为硝酸铈或氯化铈。

在一种用于绿宝石抛光的抛光粉的制备方法中，步骤（4）所述的氧化铍、滑石粉的粒径均小于3.0μm。

本发明所述的颗粒度测试方法是采用激光粒度仪测得的粒度当量直径尺寸。

本发明所得到的绿宝石抛光粉方法：即可以用于湿抛也可用于干抛，湿抛时粉与水的比例在1：1~2.5之间为宜，每平方米用量为20~40g。

本发明与现有技术比较，具有如下优点及有益效果：

（1）本发明获得宝石抛光粉，在制备过程中，采用加入氮化硼成分，使抛光粉的抛光摩擦硬度有了明显提高，可以用于各种高硬度宝石的抛光。

（2）本发明获得宝石抛光粉，在制备过程中，氨水来调节体系的pH值，使可溶性铈、铁生成氢氧化物沉淀，在双氧水氧化做赢下，经过煅烧生成CeO₂、Fe₂O₃的颗粒细小均匀分布在Cr₂O₃、BN表面上，具有中位径粒小，粒度分布范围窄的特点，同时使抛光粉的粉粒之间流动性或软硬度互补，达到更好的抛光效果。

（3）本发明获得宝石抛光粉，制备工艺简单，条件易于控制，生产成本低，易于工业化生产。

具体实施方式

实施例1

（1）A液制备：在反应器中，分别加入，去离子水：52mL，焦磷酸钠：2.0g，搅拌溶解后，加入纳米氮化硼：12g，三氧化二铬：34g，搅拌反应1h，制得A液；

（2）B液制备：在反应器中，分别加入，去离子水：60mL，水溶性铈盐：36g，氯化铁：4g，搅拌溶解，制得B液；

（3）复合物的制备：在反应器中，分别加入，A液：42mL，B液：42mL，搅拌，氨水：8mL，再加入30%双氧水：8mL，反应7h，固液分离，水洗至中性，固体经110℃干燥后，在950℃焙4h，冷却后，经气流粉碎，即得复合物，复合物的粒径为1.0~5.0μm；

（4）宝石抛光粉的制备：在研磨机中，分别加入，氧化铍：5g，复合物：88g，滑石粉：7g，开启研磨机，以500转/分的转速，研磨80min，得到玛瑙抛光粉，抛光粉的粒径为1.0~5.0μm。

实施例2

（1）A液制备：在反应器中，分别加入，去离子水：56mL，单宁酸：1.0g，搅拌溶解后，加入纳米氮化硼：10g，三氧化二铬：33g，搅拌反应1h，制得A液；

（2）B液制备：在反应器中，分别加入，去离子水：56mL，水溶性铈盐：38g，氯化铁：6g，搅拌溶解，制得B液；

（3）复合物的制备：在反应器中，分别加入，A液：38mL，B液：40mL，搅拌，氨水：10mL，再加入30%双氧水：12mL，反应6h，固液分离，水洗至中性，固体经110℃干燥后，在950℃焙4h，冷却后，经气流粉碎，即得复合物，复合物的粒径为1.0~5.0μm；

（4）宝石抛光粉的制备：在研磨机中，分别加入，氧化铍：2g，复合物：92g，滑石粉：6g，开启研磨机，以500转/分的转速，研磨60min，得到玛瑙抛光粉，抛光粉的粒径为1.0~5.0μm。

实施例3

（1）A液制备：在反应器中，分别加入，去离子水：48mL，油酸：1.0g，搅拌溶解后，加入纳米氮化硼：15g，三氧化二铬：38g，搅拌反应1h，制得A液；

（2）B液制备：在反应器中，分别加入，去离子水：58mL，水溶性铈盐：37g，氯化铁：5g，搅拌溶解，制得B液；

（3）复合物的制备：在反应器中，分别加入，A液：46mL，B液：38mL，搅拌，氨水：6mL，再加入30%双氧水：10mL，反应8h，固液分离，水洗至中性，固体经110℃干燥后，在950℃焙烧4h，冷却后，经气流粉碎，即得复合物，复合物的粒径为1.0~5.0μm；

（4）宝石抛光粉的制备：在研磨机中，分别加入，氧化铍：8g，复合物：87g，滑石粉：5g，开启研磨机，以500转/分的转速，研磨100min，得到玛瑙抛光粉，抛光粉的粒径为1.0~5.0μm。

实施例4

（1）A液制备：在反应器中，分别加入，去离子水：54mL，焦磷酸钠：3.0g，搅拌溶解后，加入纳米氮化硼：13g，三氧化二铬：30g，搅拌反应1h，制得A液；

（2）B液制备：在反应器中，分别加入，去离子水：58mL，水溶性铈盐：37g，氯化铁：5g，搅拌溶解，制得B液；

（3）复合物的制备：在反应器中，分别加入，A液：40mL，B液：46mL，搅拌，氨水：9mL，再加入30%双氧水：5mL，反应6.5h，固液分离，水洗至中性，固体经110℃干燥后，在950℃焙4h，冷却后，经气流粉碎，即得复合物，复合物的粒径为1.0~5.0μm；

（4）宝石抛光粉的制备：在研磨机中，分别加入，氧化铍：4g，复合物：86g，滑石粉：10g，开启研磨机，以500转/分的转速，研磨70min，得到玛瑙抛光粉，抛光粉的粒径为1.0~5.0μm。

实施例5

（1）A液制备：在反应器中，分别加入，去离子水：100mL，焦磷酸钠：3.0g，搅拌溶解后，加入纳米氮化硼：28g，三氧化二铬：69g，搅拌反应1h，制得A液；

（2）B液制备：在反应器中，分别加入，去离子水：116mL，水溶性铈盐：80g，氯化铁：4g，搅拌溶解，制得B液；

（3）复合物的制备：在反应器中，分别加入，A液：170mL，B液：170mL，搅拌，氨水：30mL，再加入30%双氧水：30mL，反应7.5h，固液分离，水洗至中性，固体经110℃干燥后，在950℃焙4h，冷却后，经气流粉碎，即得复合物，复合物的粒径为1.0~5.0μm；

（4）宝石抛光粉的制备：在研磨机中，分别加入，氧化铍：6g，复合物：180g，滑石粉：16g，开启研磨机，以500转/分的转速，研磨90min，得到玛瑙抛光粉，抛光粉的粒径为1.0~5.0μm。

使用方法：即可以用于湿抛也可用于干抛，湿抛时将抛光粉与水的比例在1：2.5~3.5调成浆糊状，建议选用湿抛，因为干抛粉尘会造成污染。

本发明获得玛瑙抛光粉,粉体抛光效果好，光泽度，可达98度以上，无划痕，平整度高，粉的用量少。

Claims (6)

1.一种用于绿宝石抛光的抛光粉的制备方法，其特征在于，该方法具有以下工艺步骤：

（1）A液制备：在反应器中，按质量百分浓度加入，去离子水：48~56%，分散剂：1.0~3.0%，搅拌溶解后，加入纳米氮化硼：10~15%，三氧化二铬：30~38%，各组分之和为百分之百，搅拌反应1h，制得A液；

（2）B液制备：在反应器中，按如下组成质量百分浓度加入，去离子水：56~64%，水溶性铈盐：33~40%，氯化铁：2~6%，各组分之和为百分之百，搅拌溶解，制得B液；

（3）复合物的制备：在反应器中，按如下组成体积百分浓度加入，A液：38~46%，B液：38~46%，搅拌，氨水：6~10%，再加入30%双氧水：5~12%，反应6~8h，固液分离，水洗至中性，固体经110℃干燥后，在950℃焙烧4h，冷却后，经气流粉碎，即得复合物，复合物的粒径为1.0~5.0μm；

（4）宝石抛光粉的制备：在研磨机中，按如下组成质量百分浓度加入，氧化铍：2~8%，复合物：86~92%，滑石粉：5~10%，各组分之和为百分之百，开启研磨机，以500转/分的转速，研磨60~100min，得到玛瑙抛光粉，抛光粉的粒径为1.0~5.0μm。

2.根据权利要求1所述的一种用于绿宝石抛光的抛光粉的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的分散剂为焦磷酸钠、单宁酸、油酸中一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种用于绿宝石抛光的抛光粉的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的氮化硼、三氧化二铬粉体的粒径小于3.0μm。

4.根据权利要求1所述的一种用于绿宝石抛光的抛光粉的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的水溶性铈盐为硝酸铈或氯化铈。

5.根据权利要求1所述的一种用于绿宝石抛光的抛光粉的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述的氧化铍、滑石粉的粒径均小于3.0μm。

6.根据权利要求1所述的一种用于绿宝石抛光的抛光粉的制备方法所制备的宝石抛光粉。