RU2076910C1

RU2076910C1 - Method of changing mineral coloration

Info

Publication number: RU2076910C1
Application number: RU95103904A
Authority: RU
Inventors: В.П. Лютоев; П.П. Юхтанов
Original assignee: Институт геологии Коми Научный Центр Уральского отделения РАН
Priority date: 1995-03-01
Filing date: 1995-03-01
Publication date: 1997-04-10
Also published as: RU95103904A

Abstract

FIELD: refinement of minerals. SUBSTANCE: subjected to refinement are, in particular, colorless modifications of semitransparent noble serpentinite and also serpentinite with pale gray-green coloration. Method consists in gamma- irradiation of a mineral in dose ranged from 10⁵ to 3•10⁵ Gr. And is suitable for jewelry and stone-cut industry. EFFECT: simplified method. 3 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к облагораживанию минералов, в частности бесцветных разновидностей полупрозрачного благородного серпентинита, к благородным серпентинитам относят мономинеральную горную породу, представляющую тонкозернистый агрегат лизардита или антигорита, с некоторой примесью хризотила (полиморфных модификаций серпентина), обладающую красивой яркой окраской (как правило, различными оттенками зеленой, реже белые, серые, кремовые), и просвечивающей в достаточно толстом слое 0,5 1 cм и более, а также улучшению цвета серпентинита с бледной серо-зеленой окраской. The invention relates to the refinement of minerals, in particular the colorless varieties of translucent noble serpentinite, monomineral rocks representing a fine-grained aggregate of lysardite or antigorite, with some admixture of chrysotile (polymorphic modifications of serpentine), having a beautiful bright green color (beautiful green color, has a nice bright color) , less often white, gray, cream), and translucent in a fairly thick layer of 0.5 1 cm or more, as well as improving the color of serpentinite with pale gray-green color.

В ювелирном и камнерезном производствах широко используется полупрозрачный благородный серпентинит, окрашенный в интенсивные зеленые тона (серпентиновый жад, бовенит, серпофит, офит) [1]
Известны также бесцветные полупрозрачные разновидности благородного серпентинита, которые используются в камнерезном деле при изготовлении бус, статуэток, столешниц и т.д. [2]
Известны полупрозрачные серпентиниты с различными природными окрасками: cерые, зеленовато-серые, буроватые. Из-за эстетической невыразительности окраски такие разности полупрозрачного серпентинита не используются в ювелирном и камнерезном производствах. Окраска благородного серпентинита связана с вхождением в структуру серпентина в октаэдрические позиции железа или никеля. Как показали наши исследования, природная окраска серпентинита с высокими содержаниями примеси железа практически не изменяется под воздействием ионизирующих облучений. Однако, для маложелезистых (содержания железа менее 0,1) разностей серпентина может быть получена насыщенная радиационная окраска. Она обуславливается электронно-дырочными центрами, связанными с вакансионными нарушениями кристаллической структуры минерала. При облучении такие дефекты захватывают носители заряда и преобразуются в центры окраски.In jewelry and stone-cutting industries, translucent noble serpentinite, painted in intense green tones (serpentine jade, bovenite, sickle, ophite) is widely used [1]
Also known are colorless translucent varieties of noble serpentinite, which are used in stone-cutting for the manufacture of beads, figurines, tabletops, etc. [2]
Translucent serpentinites with various natural colors are known: gray, greenish-gray, brownish. Due to the aesthetic colorlessness, such differences in translucent serpentinite are not used in jewelry and stone-cutting industries. The color of noble serpentinite is related to the entry of iron or nickel into the octahedral positions of the serpentine structure. As our studies have shown, the natural color of serpentinite with high contents of iron impurities remains almost unchanged under the influence of ionizing radiation. However, for low-iron (iron content less than 0.1) differences in serpentine, a saturated radiation color can be obtained. It is caused by electron-hole centers associated with vacancy disturbances in the crystal structure of the mineral. Upon irradiation, such defects are captured by charge carriers and are converted into color centers.

Известен способ изменения окраски минералов, в частности пренита [3] включающий гамма-облучение пренита дозой (0,7-1)*10⁵ Грей и последующую термообработку при 150 180^oC в течение 40 50 мин.A known method for changing the color of minerals, in particular prenite [3] including gamma irradiation of prenite with a dose of (0.7-1) * 10 ⁵ Gray and subsequent heat treatment at 150 180 ^o C for 40 50 minutes

Способ разработан для пренита и кроме гамма-облучения включает операцию длительной термообработки. The method is designed for prenite and, in addition to gamma irradiation, includes a long-term heat treatment operation.

Задачей изобретения является разработка способа облагораживания серпентинита, который позволил бы изменить окраску для применения его в ювелирных целях, расширить гамму окраски этого минерала более простым методом. В этом заключается новый технический результат, находящийся в причинно-следственной связи с существенными признаками изобретения. The objective of the invention is to develop a method of ennoblement of serpentinite, which would allow to change the color for use in jewelry purposes, to expand the gamut of coloring of this mineral with a simpler method. This is a new technical result, which is in a causal relationship with the essential features of the invention.

Существенными признаками изобретения являются: гамма-облучение серпентинита дозой от 10⁵ Грей до 3*5⁵ Грей.The essential features of the invention are: gamma irradiation of serpentinite with a dose of 10 ⁵ Gray to 3 * 5 ⁵ Gray.

Отличительными признаками изобретения являются доза гамма-облучения, включающая интервал 10⁵ 3*10⁵ Грей. При этом наводится розовая составляющая в окраске и серпентинит в зависимости от его исходного цвета приобретает насыщенную розовую либо дымчатую окраску.Distinctive features of the invention are the dose of gamma radiation, including the interval 10 ⁵ 3 * 10 ⁵ Gray. In this case, the pink component in the color is induced and the serpentinite, depending on its original color, acquires a saturated pink or smoky color.

Пример 1. Пластину полупрозрачного благородного серпентинита с насыщенной зеленой природной окраской подвергают γ-облучению дозой 3*10⁵ Грей. В результате окраска серпентинита не претерпела визуально значимых изменений. Качественные показатели благородного серпентинита остались неизменными. Пропускание серпентинита до облучения (1) и после облучения (2) практически идентичны [фиг.1]
Пример 2. Пластину полупрозрачного серпентинита с природной серо-зеленой окраской подвергают g-облучению дозой 3*10⁵ Грей. В результате пластина серпентинита приобретает визуально приятную дымчатую коричневато-серую окраску. Пропускание облученного серпентинита (2) в области 480 нм заметно ниже, чем пропускание исходного серпентинита (1) [фиг.2]
Пример 3. Пластину полупрозрачного бесцветного благородного серпентинита подвергают g-облучению дозой 3*10⁵ Грей. В результате пластина серпентинита приобрела интенсивную розовую окраску. В спектре пропускания облученного серпентинита (2) появилась интенсивная полоса поглощения с максимумом при 480 нм [фиг. 3] В спектре пропускания исходного сорпентинита (1) данная полоса отсутствует. Таким образом, радиационная полоса поглощения при 480 нм обусловливает розовую окраску серпентинита.Example 1. A plate of translucent noble serpentinite with a saturated green natural color is subjected to γ-irradiation with a dose of 3 * 10 ⁵ Gray. As a result, the color of serpentinite did not undergo visually significant changes. Qualitative indicators of noble serpentinite remained unchanged. The transmission of serpentinite before irradiation (1) and after irradiation (2) is almost identical [figure 1]
Example 2. A plate of translucent serpentinite with a natural gray-green color is subjected to g-irradiation with a dose of 3 * 10 ⁵ Gray. As a result, the serpentinite plate acquires a visually pleasing smoky brownish-gray color. The transmission of irradiated serpentinite (2) in the region of 480 nm is noticeably lower than the transmission of the original serpentinite (1) [figure 2]
Example 3. A plate of a translucent colorless noble serpentinite is subjected to g-irradiation with a dose of 3 * 10 ⁵ Gray. As a result, the serpentinite plate acquired an intense pink color. An intense absorption band with a maximum at 480 nm appeared in the transmission spectrum of irradiated serpentinite (2) [Fig. 3] This band is absent in the transmission spectrum of the initial sorpentinite (1). Thus, the radiation absorption band at 480 nm determines the pink color of serpentinite.

Пример 4. Пластины полупрозрачного бесцветного и серо-зеленого серпентинита подвергают ступенчатому g-облучению дозами от 0,5*10⁵ до 3*10⁵ Грей. В результате после облучения дозой 2*10⁵ Грей пластина бесцветного серпентинита приобретает насыщенную интенсивную розовую окраску. Пластина серо-зеленого серпентинита приобретает насыщенную дымчатую (коричневато-серую) окраску также при дозе 2*10⁵ Грей. Дальнейшее увеличение дозы g-облучения окраску существенно не усиливает (табл.1).Example 4. Plates of translucent colorless and gray-green serpentinite are subjected to stepwise g-irradiation with doses from 0.5 * 10 ⁵ to 3 * 10 ⁵ Gray. As a result, after irradiation with a dose of 2 * 10 ⁵ Gray, the plate of colorless serpentinite acquires a saturated intense pink color. A plate of gray-green serpentinite acquires a saturated smoky (brownish-gray) color also at a dose of 2 * 10 ⁵ Gray. A further increase in the dose of g-irradiation does not significantly enhance the color (Table 1).

Пример 5. Пластины благородного полупрозрачного серпентинита, окрашенные g-облучением, подвергались воздействию света в течение разных промежутков времени (табл.2). Интенсивность окраски не меняется. Example 5. Plates of noble translucent serpentinite, stained with g-radiation, were exposed to light for different periods of time (table 2). The color intensity does not change.

Таким образом, гамма-облучение дозами в диапазоне от 10⁵ до 3*10⁵ Грей позволяет модифицировать окраску благородного полупрозрачного серпентинита бледно-зеленого, светло-серо-зеленого оттенков и бесцветных разностей, что существенно расширяет гамму окрасок благородного серпентина. Насыщение окраски достигается после облучения дозой 2*10⁵ Грей.Thus, gamma irradiation with doses ranging from 10 ⁵ to 3 * 10 ⁵ Gray allows you to modify the color of the noble translucent serpentinite of pale green, light gray-green shades and colorless differences, which significantly expands the range of colors of the noble serpentine. Saturation of the color is achieved after irradiation with a dose of 2 * 10 ⁵ Gray.

Предлагаемый способ модифицирования окраски благородного серпентинита позволяет получить устойчивую к воздействию света новую окраску, чисто-розовую для бесцветных разностей и суперпозицию розового и зеленого оттенков для других бедно-окрашенных разностей. Существенным является то, что интенсивность наведенной окраски и ее оттенок можно регулировать путем варьирования дозой облучения. Способ простой, кроме радиационного воздействия не требует других технологических операций. The proposed method for modifying the color of noble serpentinite makes it possible to obtain a new color resistant to light, pure pink for colorless differences and a superposition of pink and green for other poorly colored differences. It is significant that the intensity of the induced color and its shade can be controlled by varying the dose of radiation. The method is simple, in addition to radiation exposure does not require other technological operations.

Claims

A method for changing the color of minerals, in particular noble serpentite, including gamma irradiation of the starting material or finished products, characterized in that gamma irradiation is carried out with a dose in the range (1 3) • 10 ⁵ Gy.