CN110759342A - 一种利用人体或动物骨灰制备钻石的方法及其产品 - Google Patents

一种利用人体或动物骨灰制备钻石的方法及其产品 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种利用人体或动物骨灰制备钻石的方法，其步骤如下：(1)将骨灰过500目筛，留存筛网上的骨灰，研磨至粒径为<40μm；(2)加入去离子水，升温至40‑60℃，搅拌，然后缓慢加入盐酸，直至pH值为3.2‑3.4，继续搅拌5‑10min，停止搅拌并浸泡4‑5h；(3)加热上述溶液至50‑80℃，并鼓入火化过程中收集的气体；(4)将上述溶液中溢出的气体收集；并通入电解液中；向电解液中加入液体状催化剂，电解液与催化剂的质量比为100～500：1，施加强度为100mA‑5A的电流24h～48h，直至形成固体碳片；(5)粉碎固体碳片，将其注入高温高压反应室；(6)分步控制高温高压反应室的温度和压力，先加压至20‑40MPa，匀速升温至400‑900℃，保持5‑12min，继续加压至105‑115MPa，再匀速升温至1500‑1700℃，保温11‑16h后降温，至550‑900℃后开始卸压，同时继续降温，至常温常压，即可制得人工钻石。本发明工艺制得的钻石产品坚硬、光泽度好、美观，保存时间长。

Description

一种利用人体或动物骨灰制备钻石的方法及其产品
技术领域
本发明涉及一种利用生物体提取钻石原料碳制备钻石的工艺方法及制得的钻石产品，特别涉及以人体或动物的骨灰为原料提取碳，用来制作人工钻石。
背景技术
百年以前，中国的殡葬主要是土葬，近十多年来，国家已经立法，不再允许传统土葬，人们开始逐渐接受将遗体火化，再用骨灰盒对骨灰进行保存，骨灰盒的价格和材料也日益增长，形成了昂贵的骨灰盒市场。目前国家也积极提倡新的绿色殡葬方式，如：海葬、树葬等方法来解决骨灰安置的问题，但目前还不为人所接受，无法表达出对亲人的思念与缅怀。而将过世的人化成钻石则被称为“钻石葬”。能满足那些觉得“墓地和骨灰盒过于呆板”的人对思念亲人的要求，由于这种“钻石”可随身携带，因此可用来制成“首饰”。
天然钻石的组成元素是碳原子，而人体中大概有18％的碳成分，火化后的骨灰也有2％左右。骨灰钻石，实际上就是通过加热将骨灰中的碳成分转换成石墨，再模拟大自然产生钻石的高温高压下结晶，最终形成钻石。该技术有着巨大的商业开发潜力。将无机物碳元素和一定比例的石墨粉(由碳元素组成)混合放入特殊的仪器中，在1500摄氏度高温下以60000个标准大气压对混合物进行压缩结晶；随后，科学家们再将高温高压结晶后的物质经过几次打磨就得到人工钻石，这种钻石属于单晶体。由于不同碳原料制成的钻石特点不同，人们更容易给这种物品附加自己特殊的情感，比如，可以用心上人的头发做成钻石代表定情之物，也有用亲人的骨灰提取碳培育生命钻石，因为钻石中的碳来自自己的亲人，所以这样的生命钻石比传统的开采钻石更显独特和唯一。骨灰钻石是一种高科技人工钻石，它是用逝者身体中的碳(通常以骨灰为样本)所培养的实验室钻石，国外的骨灰钻石是采用HPHT改良技术合成的宝石级金刚石(钻石)。HPHT技术用模拟地底超高温高压环境的压机将石墨的碳原子结构结晶并重组成钻石。骨灰钻石的物理性质、化学成分、光学效果都是可以和天然钻石媲美的，与天然钻石不同的是，天然钻石的碳来自于地壳运动，而骨灰钻石的碳是来自于挚亲。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用骨灰制备钻石的方法及其产品，工艺能耗低、简单易行，获得的产品坚硬、光泽度好、美观，保存时间长。
本发明所述的一种利用骨灰制备钻石的方法，其步骤如下：
(1)将骨灰过500目筛，留存筛网上的骨灰，研磨至粒径为<40μm；
(2)加入去离子水，升温至40-60℃，搅拌，然后缓慢加入盐酸，同时搅拌，直至pH值为3.2-3.4，继续搅拌5-10min，停止搅拌并浸泡4-5h；
(3)加热上述溶液至50-80℃，并鼓入火化过程中收集的气体；
(4)将上述溶液中溢出的气体收集；并通入电解液中；向电解液中加入液体状催化剂，电解液与催化剂的质量比为100～500：1，施加强度为100mA-5A的电流24h～48h，直至形成固体碳片；
(5)粉碎固体碳片，将其注入高温高压反应室；
(6)分步控制高温高压反应室的温度和压力，先加压至20-40MPa，匀速升温至400-900℃，保持5-12min，继续加压至105-115MPa，再匀速升温至1500-1700℃，保温11-16h后降温，至550-900℃后开始卸压，同时继续降温，至常温常压，即可制得人工钻石。
步骤(1)所述筛网设于骨灰热解炉炉膛中，由石墨制成。
液体状催化剂为镓合金和铈组合物。
骨灰与盐酸的比例为1g:30～40ml。
由上述方法获得的人工钻石。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
减少了人们购买骨灰盒、购买存放骨灰盒墓地的成本，将骨灰制作为钻石，可以随身携带，随时思念故去的亲人、宠物，并且产品具有美观性，有广阔的市场前景。
本发明采用液体催化剂在常温下即能将二氧化碳气体制备成固体碳片，大大降低了工艺设备的要求，并充分利用了火化过程中收集的二氧化碳气体，降低了工艺的成本，使得该方法更为简单易行。
本发明利用含碳材料制备钻石时，采用分步加温加压，对加压加热时机和温度范围进行了严格控制，节约了制备周期，制备得到的人工钻石纯度高、色泽好、韧性强，可以长时间保存，适合人们留存用于纪念已逝的故人或者宠物。
本发明制得的钻石产品质量过硬，无论从硬度、光泽度、韧度来看，质量优良，并且制备过程中，对于压力、温度的条件相对要求较低，大大降低了能耗，科学合理、适于推广，工艺过程简单。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
(1)将骨灰过500目筛，留存筛网上的骨灰，研磨至粒径为<40μm；
(2)加入去离子水，升温至40℃，搅拌，然后缓慢加入盐酸，直至pH值为3.2，继续搅拌10min，停止搅拌并浸泡4h；
(3)加热上述溶液至50℃，并鼓入火化过程中收集的气体；
(4)将上述溶液中溢出的气体收集；并通入电解液中；向电解液中加入液体状催化剂，电解液与催化剂的质量比为500：1，施加强度为100mA的电流48h，直至形成固体碳片；
(5)粉碎固体碳片，将其注入高温高压反应室；
(6)分步控制高温高压反应室的温度和压力，先加压至20MPa，匀速升温至900℃，保持12min，继续加压至105MPa，再匀速升温至1700℃，保温11h后降温，至550℃后开始卸压，同时继续降温，至常温常压，即可制得人工钻石。
实施例2
(1)将骨灰过500目筛，留存筛网上的骨灰，研磨至粒径为<40μm；
(2)加入去离子水，升温至60℃，搅拌，然后缓慢加入盐酸，直至pH值为3.4，继续搅拌5min，停止搅拌并浸泡5h；
(3)加热上述溶液至80℃，并鼓入火化过程中收集的气体；
(4)将上述溶液中溢出的气体收集；并通入电解液中；向电解液中加入液体状催化剂，电解液与催化剂的质量比为100：1，施加强度为5A的电流24h，直至形成固体碳片；
(5)粉碎固体碳片，将其注入高温高压反应室；
(6)分步控制高温高压反应室的温度和压力，先加压至40MPa，匀速升温至400℃，保持5min，继续加压至105MPa，再匀速升温至1500℃，保温16h后降温，至900℃后开始卸压，同时继续降温，至常温常压，即可制得人工钻石。
实施例3
(1)将骨灰过500目筛，留存筛网上的骨灰，研磨至粒径为<40μm；
(2)加入去离子水，升温至50℃，搅拌，然后缓慢加入盐酸，直至pH值为3.3，继续搅拌10min，停止搅拌并浸泡5h；
(3)加热上述溶液至70℃，并鼓入火化过程中收集的气体；
(4)将上述溶液中溢出的气体收集；并通入电解液中；向电解液中加入液体状催化剂，电解液与催化剂的质量比为300：1，施加强度为1A的电流40h，直至形成固体碳片；
(5)粉碎固体碳片，将其注入高温高压反应室；
(6)分步控制高温高压反应室的温度和压力，先加压至30MPa，匀速升温至700℃，保持10min，继续加压至110MPa，再匀速升温至1600℃，保温15h后降温，至700℃后开始卸压，同时继续降温，至常温常压，即可制得人工钻石。
实施例4
(1)将骨灰过500目筛，留存筛网上的骨灰，研磨至粒径为<40μm；
(2)加入去离子水，升温至60℃，搅拌，然后缓慢加入盐酸，直至pH值为3.3，继续搅拌10min，停止搅拌并浸泡4h；
(3)加热上述溶液至60℃，并鼓入火化过程中收集的气体；
(4)将上述溶液中溢出的气体收集；并通入电解液中；向电解液中加入液体状催化剂，电解液与催化剂的质量比为400：1，施加强度为800mA的电流48h，直至形成固体碳片；
(5)粉碎固体碳片，将其注入高温高压反应室；
(6)分步控制高温高压反应室的温度和压力，先加压至40MPa，匀速升温至800℃，保持8min，继续加压至115MPa，再匀速升温至1600℃，保温15h后降温，至600℃后开始卸压，同时继续降温，至常温常压，即可制得人工钻石。
表1.人工钻石参数
折射率 色散 光泽指数 莫氏硬度 韧性
实施例1 2.24 0.056 17.7％ 9.21 好
实施例2 2.33 0.052 18.7％ 9.16 好
实施例3 2.22 0.058 17.3％ 8.97 好
实施例4 2.33 0.057 18.0％ 9.16 好
综上所述，本发明为利用利用人体或动物骨灰制备钻石的方法及其产品，改善了传统利用骨灰盒保存骨灰的方式，节省了大量的储存空间，并避免了对丧葬土地需求，进而实现了对环境的保护，使用本方法可以进行大量生产，不仅易加工成型且能有效降低生产成本，并使亲友或宠物骨灰可因此达到永久保存的利用价值，进而使本发明的产生能更进步、更实用、更符合使用者所须。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施范围；凡依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖范围内。

Claims (5)

1.一种利用人体或动物骨灰制备钻石的方法，其步骤如下：
(1)将骨灰过500目筛，留存筛网上的骨灰，研磨至粒径为<40μm；
(2)加入去离子水，升温至40-60℃，搅拌，然后缓慢加入盐酸，直至pH值为3.2-3.4，继续搅拌5-10min，停止搅拌并浸泡4-5h；
(3)加热上述溶液至50-80℃，并鼓入火化过程中收集的气体；
(4)将上述溶液中溢出的气体收集；并通入电解液中；向电解液中加入液体状催化剂，电解液与催化剂的质量比为100～500：1，施加强度为100mA-5A的电流24h～48h，直至形成固体碳片；
(5)粉碎固体碳片，将其注入高温高压反应室；
(6)分步控制高温高压反应室的温度和压力，先加压至20-40MPa，匀速升温至400-900℃，保持5-12min，继续加压至105-115MPa，再匀速升温至1500-1700℃，保温11-16h后降温，至550-900℃后开始卸压，同时继续降温，至常温常压，即可制得人工钻石。
2.根据权利1所述的方法，其特征在于步骤(1)所述筛网设于骨灰热解炉炉膛中，由石墨制成。
3.根据权利1所述的方法，其特征在于所述液体状催化剂为镓合金和铈组合物。
4.根据权利1所述的方法，其特征在于骨灰与盐酸的比例为1g:30～40ml。
5.一种由权利要求1-4任一项方法获得的人工钻石。
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