本發(fā)明涉及青白玉的改色，屬于礦物材料學(xué)的領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

青白玉是盛產(chǎn)與我國(guó)青海的一種含結(jié)晶水的鈣鎂硅酸鹽，在礦物學(xué)上屬于雙鏈結(jié)構(gòu)的硅酸鹽，比較穩(wěn)定。對(duì)青白玉致色元素及致色機(jī)制研究比較滯后，多集中在致色元素為fe²⁺、fe³⁺等，致色機(jī)制一般為fe²⁺、fe³⁺的電子躍遷。

青白玉是青海軟玉獨(dú)有的品種，顏色深淺差別很大，顏色較淺的青白玉呈現(xiàn)淡青色，較深的呈現(xiàn)深青色，原料市場(chǎng)價(jià)格為3000元/公斤；顏色較淺的青白玉價(jià)值較高，原料市場(chǎng)價(jià)格為8000元/公斤，比較接近與白玉，市場(chǎng)需求較大。

但對(duì)顏色較深的青白玉的改色研究，經(jīng)查閱各種文獻(xiàn)和資料，尚未見任何此方面的報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明創(chuàng)造的目的：將顏色較深的青白玉顏色變淺，以提高其品質(zhì)和價(jià)值檔次，是我們發(fā)明的主要目的。為了實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的,本發(fā)明提供了一種顏色較深的青白玉改色的方法，是一種簡(jiǎn)單可行的提升顏色較深的青白玉市場(chǎng)價(jià)值的方法，主要改色步驟如下：

步驟一：制備樣品，選取色調(diào)不同的青白玉，制成大小和厚度相同的樣品；

步驟二：將樣品上覆蓋一種混合物，該混合物由催化劑與還原劑經(jīng)研磨后按一定比例均勻混合組成，緩慢加熱后，升溫到800℃；

步驟三：冷卻階段，冷卻3小時(shí)后，即得到改色后顏色變淺的青白玉。

其中催化劑為鹵化鹽，所述的還原劑分別為草酸鈉。

所述的鹵化鹽是氯化鉀，草酸鈉和氯化鉀按照5:1的摩爾比混合。

本發(fā)明所取得的有益效果：

(1)本發(fā)明所述的一種青白玉的改色方法，利用多種方式的加熱手段，分別在不同溫度下觀察顏色的變化，力求在不影響青白玉質(zhì)地的情況下，實(shí)現(xiàn)青白玉顏色變淺。

(2)本發(fā)明的該色方法，工藝簡(jiǎn)便，操作性強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)成本低，具備商業(yè)化應(yīng)用的巨大前景。

附圖說明

圖1為原樣與兩種情況下(即本發(fā)明實(shí)施例的高溫還原環(huán)境及對(duì)比實(shí)施例的高溫氧化環(huán)境)的改色后的樣品的紫外-可見光譜表征對(duì)比圖；

圖2為原樣與兩種情況下(即本發(fā)明實(shí)施例的高溫還原環(huán)境及對(duì)比實(shí)施例的高溫氧化環(huán)境)的改色后的樣品中fe³⁺電子順磁能譜表征對(duì)比圖；

圖3為原樣與兩種情況下(即本發(fā)明實(shí)施例的高溫還原環(huán)境及對(duì)比實(shí)施例的高溫氧化環(huán)境)的改色后的樣品中mn²⁺電子順磁能譜表征對(duì)比圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但下述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍并無明確限制。

實(shí)施例1

步驟1：樣品制備

選取質(zhì)地細(xì)膩，顏色在標(biāo)準(zhǔn)光源(色溫為4874k)下，在r、g、b濾色鏡下觀察，色調(diào)rgb為(109.124.105)的青海煙青玉樣品1和樣品2，折射率為1.610，密度為2.98g/cm³，硬度hra為107.1(測(cè)三點(diǎn)，取平均值)，磨成1cm²的薄片，厚度為0.5cm。

步驟2：還原環(huán)境下加熱

將草酸鈉(還原劑)和氯化鉀按照5:1比例混合后，在瑪瑙研缽中，研磨成粉末，并混合均勻。將樣品1放入裝有該種混和粉末，帶蓋的直徑為20cm剛玉氧化鋁的坩堝中，加少量蒸餾水。加熱到一定溫度后，草酸鈉分解，放出co，構(gòu)造良好的還原環(huán)境，殘余的成分為碳酸鈉，熔點(diǎn)高于800℃，不影響反應(yīng)的進(jìn)行。在還原環(huán)境中加熱，設(shè)置升溫速度為10℃/min，升溫到800℃。

步驟3：冷卻過程

冷卻3-4小時(shí)后，取樣觀察并相應(yīng)表征。

顏色和品質(zhì)沒有明顯變化,顏色變淺rgb(126.137.123)，質(zhì)地變化不大，折射率略微降低，為1.605，密度為2.94g/cm³，硬度hra為104.3(測(cè)三點(diǎn)，取平均值)。

實(shí)施例2

本實(shí)施例是發(fā)明實(shí)施的對(duì)比實(shí)施例，用于與發(fā)明的實(shí)施例做比對(duì)。

步驟1：樣品制備

采用與實(shí)施例1相同的樣品。

步驟2：氧化加熱過程

將高氯酸鉀(氧化劑)和氯化鉀(催化劑)按照4:1比例混合后，在瑪瑙研缽中，研磨成粉末，并混合均勻。將樣品2放入裝有該混合粉末，帶蓋的直徑為20cm剛玉氧化鋁的坩堝中，加少量蒸餾水。加熱到一定溫度后，氧化物分解，放出氧氣，構(gòu)造良好的氧化環(huán)境，殘余的成分氯化鉀與前面添加的催化劑成分相同，有利于反應(yīng)的進(jìn)行。在氧化環(huán)境中加熱，設(shè)置升溫速度為10℃/min，升溫到800℃。

步驟3：冷卻3-4小時(shí)后。

取樣觀察，顏色變淺rgb(169.170.162)，質(zhì)地變化不大，折射率略微降低，為1.605，密度為2.96g/cm³，硬度hra為104.7(測(cè)三點(diǎn)，取平均值)。

對(duì)實(shí)施例所得產(chǎn)物及原樣分別進(jìn)行表征并作對(duì)比分析。

紫外-可見光譜表征(圖1)，在450nm和550nm處有吸收峰，其中450nm處的吸收峰為主吸收峰，吸收紫色的光，呈現(xiàn)黃綠色，550nm處的吸收峰，吸收黃綠色的光，只是青白玉的顏色變淡，呈現(xiàn)比較淺的黃綠色。450nm是八面配位場(chǎng)中基態(tài)譜項(xiàng)⁶a1g到激發(fā)態(tài)譜項(xiàng)⁴eg(⁴t)的自旋禁戒躍遷產(chǎn)生的吸收。mn³⁺離子為d⁴電子構(gòu)型,可以在八面體晶體場(chǎng)中形成一個(gè)寬的從⁵eg到⁵t2g的自旋允許躍遷的譜帶,在剛玉中這一譜帶的中心位置大約在500nm處。但由于軟玉的八面體場(chǎng)比剛玉的弱,該帶位置要向長(zhǎng)波位移約50nm(紅寶石中cr³⁺的⁴a2→⁴t2躍遷的吸收峰是556nm,軟玉中cr³⁺的⁴a2→⁴t2躍遷的吸收峰是614nm,兩者相差58nm)。所以,在軟玉中,mn³⁺的⁵eg→⁵t2g電子躍遷譜帶估計(jì)為550nm,與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符。由于⁵eg→⁵t2g躍遷是非禁戒的,即使軟玉中含mn³⁺離子量很少(fe³⁺往往比mn³⁺高出10倍以上)(表1),也能導(dǎo)致軟玉產(chǎn)生顏色。

在還原環(huán)境下加熱樣品，紫外可見光譜表征(圖1)，可見450nm、560nm處的吸收峰都減弱，樣品電子順磁能譜表征，八面體中的fe³⁺的含量減少(圖2)，而八面體中mn²⁺的含量明顯增加(圖3)，說明有部分mn³⁺被還原成mn²⁺。在高溫下，在一定蒸氣壓下，能減少結(jié)晶水的脫失，減弱加熱對(duì)品質(zhì)的影響。高溫，離子的動(dòng)能增大，活性增強(qiáng)，鹵化物中k⁺可以取代八面體上的陽(yáng)離子mg²⁺、fe²⁺、fe³⁺或ti⁴⁺,由于k⁺的離子半徑(r＝133pm)較大，一個(gè)k⁺占據(jù)八面體中陽(yáng)離子的位置，而另外一個(gè)k⁺會(huì)成為間隙陽(yáng)離子進(jìn)入晶格，這樣每進(jìn)入兩個(gè)k⁺，就會(huì)留下一個(gè)陰離子o^2-的空位，造成晶體內(nèi)的組分缺陷，也會(huì)是晶格畸變而活化，導(dǎo)致八面體位置上的部分陽(yáng)離子受陰離子空位的吸引，而成為間隙陽(yáng)離子。在還原氣氛中，間隙中的fe³⁺(55pm)和mn³⁺(58pm)被還原fe²⁺(78pm)和mn²⁺(67pm)，離子半徑增大。在樣品冷卻后，由于受到晶體最小內(nèi)能的限制，八面體中k⁺脫離出晶格，而離子半徑增大的fe²⁺和mn²⁺很難重新回到八面體空隙中，而導(dǎo)致八面體中fe³⁺和mn³⁺數(shù)量的減少。

在還原環(huán)境下加熱煙青玉，會(huì)出現(xiàn)明顯的褪色。

在氧化環(huán)境下加熱樣品，紫外可見光譜表征(圖1)，可見450nm和550nm處的吸收峰明顯增強(qiáng)，對(duì)紫色和黃綠色光的吸收同時(shí)都增強(qiáng)，從而導(dǎo)致呈現(xiàn)的黃綠色變化并不大。樣品電子順磁能譜表征，八面體中的fe³⁺的含量增加(圖2)，而八面體中mn²⁺的含量明顯減少(圖3)，說明有部分mn²⁺被氧化成高價(jià)態(tài)的mn³⁺離子，而導(dǎo)致mn³⁺離子含量增加。

而將樣品放置到加有少量蒸餾水的鹵化物的粉末中，在高溫下，在一定蒸氣壓下，能減少結(jié)晶水的脫失。高溫下，鹵化物中k⁺可以取代八面體上的陽(yáng)離子,由于k⁺的離子半徑(r＝133pm)較大，一個(gè)k⁺占據(jù)一個(gè)八面體空隙位置，而另外一個(gè)k⁺會(huì)成為間隙陽(yáng)離子進(jìn)入晶格，這樣每進(jìn)入兩個(gè)k⁺，就會(huì)留下一個(gè)陰離子o^2-的空位，造成晶體內(nèi)的組分缺陷，也會(huì)是晶格畸變而活化，從而導(dǎo)致八面體位置上的陽(yáng)離子如mg²⁺、fe²⁺、fe³⁺或ti⁴⁺等進(jìn)入晶體間隙，成為間隙陽(yáng)離子。在氧化氛圍中，fe²⁺(78pm)和mn²⁺(67pm)被氧化成fe³⁺(55pm)和mn³⁺(58pm)，離子半徑減小。在樣品冷卻后，這些離子半徑變小的離子，更易回到八面體位置上，而導(dǎo)致fe³⁺和mn³⁺離子數(shù)量的增加。

在氧化氛圍中，由于離子活性的增強(qiáng)，八面體位置上的fe²⁺(78pm)也可能直接氧化成fe³⁺(55pm),其中每3個(gè)fe³⁺取代2個(gè)fe²⁺，從而產(chǎn)生一個(gè)陽(yáng)離子空位，在化學(xué)式上表示為feo1+x,陽(yáng)離子空位顯負(fù)電性，相當(dāng)于一個(gè)o^2-離子的電荷，取代后的fe³⁺相當(dāng)于正一價(jià)陽(yáng)離子，最外層電子層有1個(gè)活性很強(qiáng)的電子，這個(gè)電子能力較高，從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)后，能吸收560nm左右的光，當(dāng)樣品冷卻后，這些電子從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)，釋放這部分能量，而產(chǎn)生一定顏色的可見光，這也是550nm處吸收峰增強(qiáng)的原因。

兩種情況下的產(chǎn)物相關(guān)指標(biāo)比較如下：

可見，按照本發(fā)明方法制備的產(chǎn)物，顏色顯著變淺，實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的目的。