节能型人造宝石及其制备方法技术

本发明专利技术涉及人造宝石生产技术领域，是一种节能型人造宝石及其制备方法，前者按照下述方法得到：将铝粉、金属钛粉、金属铬粉、金属铁粉、金属镍粉、金属钒粉、氧化钛粉、氧化铬粉、氧化铁粉、氧化镍粉、氧化钒粉混合后经氧气输送入长晶室；输入氢气后，进行燃烧铝粉与氧气反应生成反应生成氧化铝液滴，氧化铝液滴滴在长晶室内的籽晶上得到晶体，籽晶升降台缓慢旋转并逐渐降低直至晶体长晶结束，得到节能型人造宝石。本发明专利技术制备方法简便，工艺条件易于满足，可获得不同成分、不同颜色的高纯度和高密度彩色宝石，满足不同客户的喜好和要求，且本发明专利技术生产工艺节能环保，符合国家环保要求。

【技术实现步骤摘要】
节能型人造宝石及其制备方法
本专利技术涉及人造宝石生产
，是一种节能型人造宝石及其制备方法。
技术介绍
人造宝石因为硬度高、密度高、折射率高常应用于手表表盘、珠宝等民用装饰消费电子领域。为了提高观赏性，还需要在宝石中填加不同颜色，以满足不同客户的喜好和要求。现有的人造宝石生产中，熔融法采用使氧化铝粉末通过高温氢氧焰，将氧化铝粉烧融，熔滴在下落过程中冷却并在种晶上凝固逐渐生长成晶体，但是存在生产消耗能量高和环保成本高的缺点；泡生法中，只能生产无色宝石，不能生产装饰用彩色宝石。
技术实现思路
本专利技术提供了一种节能型人造宝石及其制备方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有人造宝石生产中存在消耗能量高、环保成本高以及生产得到的宝石色泽单一的问题。本专利技术的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种节能型人造宝石的制备方法，按照下述方法得到：第一步，送料：将重量百分含量为90%至99%的铝粉与余量的金属钛粉、金属铬粉、金属铁粉、金属镍粉、金属钒粉、氧化钛粉、氧化铬粉、氧化铁粉、氧化镍粉、氧化钒粉中的一种以上，在送料装置混合后，得到的混合物料经氧气输送入长晶室；第二步，点燃：向长晶室内输入氢气后，采用电打火的方式将氧气、氢气和混合物料点燃；第三步，燃烧：氧气、氢气和混合物料一经引燃，混合物料与氧气反应热即可维持燃烧持续进行；第四步，长晶：引燃后的混合物料中的铝粉与氧气反应生成氧化铝液滴，氧化铝液滴滴在长晶室内的籽晶上得到晶体，晶体缓慢长晶，随着晶体生长，籽晶升降台缓慢旋转并逐渐降低直至晶体长晶结束，得到节能型人造宝石。下面是对上述专利技术技术方案之一的进一步优化或/和改进：上述第一步中，氧气输送的输送流量为0.1m3/h至10m3/h。上述铝粉的纯度为99%以上。上述铝粉的粒径≤100μm。上述第二步中，氧气、氢气和混合物料点燃持续进行燃烧的燃烧温度为2000℃至3000℃。上述第二步中，向长晶室内输入氢气时，氢气的输送流量0.1m3/h至5m3/h。上述第三步中，籽晶升降台旋转的转速为10S/转至600S/转。上述第三步中，籽晶升降台降低的速度为0.1cm/h至10cm/h。本专利技术的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种节能型人造宝石的制备方法制备得到的节能型人造宝石。本专利技术制备方法简便，工艺条件易于满足，可获得不同成分、不同颜色的高纯度和高密度彩色宝石，满足不同客户的喜好和要求，且本专利技术生产工艺节能环保，符合国家环保要求。附图说明附图1为本专利技术中实施实施例1的装置工艺流程简图。附图中的编码分别为：1为氧气瓶，2为氢气瓶，3为送料装置，4为长晶室，5为籽晶升降台，6为点火装置，7为送料管线，8为氧气管线，9为氢气管线。具体实施方式本专利技术不受下述实施例的限制，可根据本专利技术的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。本专利技术中所提到各种化学试剂和化学用品如无特殊说明，均为现有技术中公知公用的化学试剂和化学用品。下面结合实施例对本专利技术作进一步描述：实施例1：该节能型人造宝石的制备方法，按照下述方法得到：第一步，送料：将重量百分含量为90%至99%的铝粉与余量的金属钛粉、金属铬粉、金属铁粉、金属镍粉、金属钒粉、氧化钛粉、氧化铬粉、氧化铁粉、氧化镍粉、氧化钒粉中的一种以上，在送料装置3混合后，得到的混合物料经氧气输送入长晶室4；第二步，点燃：向长晶室4内输入氢气后，采用电打火的方式将氧气、氢气和混合物料点燃；第三步，燃烧：氧气、氢气和混合物料一经引燃，混合物料与氧气反应热即可维持燃烧持续进行；第四步，长晶：引燃后的混合物料中的铝粉与氧气反应生成氧化铝液滴，氧化铝液滴滴在长晶室4内的籽晶上得到晶体，晶体缓慢长晶，随着晶体生长，籽晶升降台5缓慢旋转并逐渐降低直至晶体长晶结束，得到节能型人造宝石。根据需要，本专利技术中实施该节能型人造宝石的制备方法的装置，包括氧气瓶1、氢气瓶2、送料装置3、长晶室4、籽晶升降台5和点火装置6，送料装置3出料口与长晶室4进料口之间固定连通有送料管线7，氧气瓶1出气口与送料管线7之间连通有氧气管线8，氢气瓶2出气口与送料管线7之间连通有氢气管线9，长晶室4底部对应喷嘴13位置固定安装有籽晶升降台5，长晶室4顶部固定安装有点火装置6。送料装置3出料口与长晶室4进料口之间固定连通有送料管线7，送料管线7出口处设置有开口朝下的喷嘴13，喷嘴13固定安装在长晶室4内顶部，氧气瓶1出气口与送料管线7之间连通有氧气管线8，氢气瓶2出气口与送料管线7之间连通有氢气管线9，长晶室4底部对应喷嘴13位置固定安装有籽晶升降台5，长晶室4顶部固定安装有点火装置6。使用时，送料装置3内的混合物料在氧气和氧气作用下，经送料管线7送至送料管线7出口处；启动点火装置6，采用电打火的方式将氧气、氢气和铝粉混合物点燃；反应一经引燃，铝粉混合物与氧气反应热即可维持燃烧持续进行，铝粉混合物与氧气反应生成氧化铝液滴滴在位于籽晶升降台5中心处的籽晶上，缓慢长晶，随着晶体生长，籽晶升降台5缓慢旋转并逐渐降低直至长晶结束。送料装置3为常规送料装置，长晶室4、籽晶升降台5为现有人造宝石常规使用的生产设备。为适应焰融法设备的要求，通常人造彩色宝石采用硫酸铝铵法生产的氧化铝粉为原料制备，而目前硫酸铝铵法生产的氧化铝粉的生产方法由于环保和耗能等问题已被国家禁止使用。本专利技术将铝粉及掺杂粉例如金属钛粉、金属铬粉、金属铁粉、金属镍粉、金属钒粉、氧化钛粉、氧化铬粉、氧化铁粉、氧化镍粉、氧化钒粉其中一种或几种混合粉按比例混合后，经将氧气、氢气引燃后得到氧化铝液，并采用铝氧焰利用自身发热维持反应持续进行，与传统焰融法相比，可节约20%所需要的反应热量，能耗低；得到的节能型人造宝石纯度可达99.99%、密度可达3.8g/cm3至4g/cm3，且该宝石的成分和颜色种类多，可满足不同客户的喜好和要求。实施例2：作为上述实施例的优化，第一步中，氧气输送的输送流量为0.1m3/h至10m3/h。实施例3：作为上述实施例的优化，铝粉的纯度为99%以上。实施例4：作为上述实施例的优化，铝粉的粒径≤100μm。实施例5：作为上述实施例的优化，第二步中，氧气、氢气和混合物料点燃持续进行燃烧的燃烧温度为2000℃至3000℃。实施例6：作为上述实施例的优化，第二步中，向长晶室4内输入氢气时，氢气的输送流量为0.1m3/h至5m3/h。实施例7：作为上述实施例的优化，第三步中，籽晶升降台5旋转的转速为10S/转至600S/转。实施例8：该节能型人造宝石的制备方法制备得到的节能型人造宝石。综上所述，本专利技术制备方法简便，工艺条件易于满足，可获得不同成分、不同颜色的高纯度和高密度彩色宝石，满足不同客户的喜好和要求，且本专利技术生产工艺节能环保，符合国家环保要求。以上技术特征构成了本专利技术的实施例，其具有较强的适应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种节能型人造宝石的制备方法，其特征在于按照下述方法得到：第一步，送料：将重量百分含量为90%至99%的铝粉与余量的金属钛粉、金属铬粉、金属铁粉、金属镍粉、金属钒粉、氧化钛粉、氧化铬粉、氧化铁粉、氧化镍粉、氧化钒粉中的一种以上，在送料装置混合后，得到的混合物料经氧气输送入长晶室；第二步，点燃：向长晶室内输入氢气后，采用电打火的方式将氧气、氢气和混合物料点燃；第三步，燃烧：氧气、氢气和混合物料一经引燃，混合物料与氧气反应热即可维持燃烧持续进行；第四步，长晶：引燃后的混合物料中的铝粉与氧气反应生成氧化铝液滴，氧化铝液滴滴在长晶室内的籽晶上得到晶体，晶体缓慢长晶，随着晶体生长，籽晶升降台缓慢旋转并逐渐降低直至晶体长晶结束，得到节能型人造宝石。/n

【技术特征摘要】
1.一种节能型人造宝石的制备方法，其特征在于按照下述方法得到：第一步，送料：将重量百分含量为90%至99%的铝粉与余量的金属钛粉、金属铬粉、金属铁粉、金属镍粉、金属钒粉、氧化钛粉、氧化铬粉、氧化铁粉、氧化镍粉、氧化钒粉中的一种以上，在送料装置混合后，得到的混合物料经氧气输送入长晶室；第二步，点燃：向长晶室内输入氢气后，采用电打火的方式将氧气、氢气和混合物料点燃；第三步，燃烧：氧气、氢气和混合物料一经引燃，混合物料与氧气反应热即可维持燃烧持续进行；第四步，长晶：引燃后的混合物料中的铝粉与氧气反应生成氧化铝液滴，氧化铝液滴滴在长晶室内的籽晶上得到晶体，晶体缓慢长晶，随着晶体生长，籽晶升降台缓慢旋转并逐渐降低直至晶体长晶结束，得到节能型人造宝石。


2.根据权利要求1所述的节能型人造宝石的制备方法，其特征在于第一步中，氧气输送的输送流量为0.1m3/h至10m3/h。


3.根据权利要求1或2所述的节能型人造宝石的制备方法，其特征在于铝粉的纯度为99%以上。

【专利技术属性】
技术研发人员：洪涛，郭敏，
申请(专利权)人：新疆三锐佰德新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆;65