本發(fā)明涉及青白玉的改色，屬于礦物材料學的領域。

背景技術：

青白玉是盛產與我國青海的一種含結晶水的鈣鎂硅酸鹽，在礦物學上屬于雙鏈結構的硅酸鹽，比較穩(wěn)定。對青白玉致色元素及致色機制研究比較滯后，多集中在致色元素為fe²⁺、fe³⁺等，致色機制一般為fe²⁺、fe³⁺的電子躍遷。

青白玉是青海軟玉獨有的品種，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，原料市場價格為3000元/公斤；顏色較淺的青白玉價值較高，原料市場價格為8000元/公斤，比較接近與白玉，市場需求較大。

但對顏色較深的青白玉的改色研究，經查閱各種文獻和資料，尚未見任何此方面的報道。

技術實現(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，以提高其品質和價值檔次，是我們發(fā)明的主要目的。為了實現(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，是一種簡單可行的提升顏色較深的青白玉市場價值的方法，主要改色步驟如下：

步驟一：制備樣品，選取色調不同的青白玉，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地的情況下，實現(xiàn)青白玉顏色變淺。

(2)本發(fā)明的該色方法，工藝簡便，操作性強，實現(xiàn)成本低，具備商業(yè)化應用的巨大前景。

附圖說明

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

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

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

具體實施方式

以下結合實施例對本發(fā)明做進一步說明，但下述實施例對本發(fā)明的保護范圍并無明確限制。

實施例1

步驟1：樣品制備

選取質地細膩，顏色在標準光源(色溫為4874k)下，在r、g、b濾色鏡下觀察，色調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(測三點，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，構造良好的還原環(huán)境，殘余的成分為碳酸鈉，熔點高于800℃，不影響反應的進行。在還原環(huán)境中加熱，設置升溫速度為10℃/min，升溫到800℃。

步驟3：冷卻過程

冷卻3-4小時后，取樣觀察并相應表征。

顏色和品質沒有明顯變化,顏色變淺rgb(126.137.123)，質地變化不大，折射率略微降低，為1.605，密度為2.94g/cm³，硬度hra為104.3(測三點，取平均值)。

實施例2

本實施例是發(fā)明實施的對比實施例，用于與發(fā)明的實施例做比對。

步驟1：樣品制備

采用與實施例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，有利于反應的進行。在氧化環(huán)境中加熱，設置升溫速度為10℃/min，升溫到800℃。

步驟3：冷卻3-4小時后。

取樣觀察，顏色變淺rgb(169.170.162)，質地變化不大，折射率略微降低，為1.605，密度為2.96g/cm³，硬度hra為104.7(測三點，取平均值)。

對實施例所得產物及原樣分別進行表征并作對比分析。

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是八面配位場中基態(tài)譜項⁶a1g到激發(fā)態(tài)譜項⁴eg(⁴t)的自旋禁戒躍遷產生的吸收。mn³⁺離子為d⁴電子構型,可以在八面體晶體場中形成一個寬的從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比剛玉的弱,該帶位置要向長波位移約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電子躍遷譜帶估計為550nm,與實驗結果相符。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),也能導致軟玉產生顏色。

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，能減少結晶水的脫失，減弱加熱對品質的影響。高溫，離子的動能增大，活性增強，鹵化物中k⁺可以取代八面體上的陽離子mg²⁺、fe²⁺、fe³⁺或ti⁴⁺,由于k⁺的離子半徑(r＝133pm)較大，一個k⁺占據(jù)八面體中陽離子的位置，而另外一個k⁺會成為間隙陽離子進入晶格，這樣每進入兩個k⁺，就會留下一個陰離子o^2-的空位，造成晶體內的組分缺陷，也會是晶格畸變而活化，導致八面體位置上的部分陽離子受陰離子空位的吸引，而成為間隙陽離子。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，對紫色和黃綠色光的吸收同時都增強，從而導致呈現(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⁺被氧化成高價態(tài)的mn³⁺離子，而導致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，能減少結晶水的脫失。高溫下，鹵化物中k⁺可以取代八面體上的陽離子,由于k⁺的離子半徑(r＝133pm)較大，一個k⁺占據(jù)一個八面體空隙位置，而另外一個k⁺會成為間隙陽離子進入晶格，這樣每進入兩個k⁺，就會留下一個陰離子o^2-的空位，造成晶體內的組分缺陷，也會是晶格畸變而活化，從而導致八面體位置上的陽離子如mg²⁺、fe²⁺、fe³⁺或ti⁴⁺等進入晶體間隙，成為間隙陽離子。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，八面體位置上的fe²⁺(78pm)也可能直接氧化成fe³⁺(55pm),其中每3個fe³⁺取代2個fe²⁺，從而產生一個陽離子空位，在化學式上表示為feo1+x,陽離子空位顯負電性，相當于一個o^2-離子的電荷，取代后的fe³⁺相當于正一價陽離子，最外層電子層有1個活性很強的電子，這個電子能力較高，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，而產生一定顏色的可見光，這也是550nm處吸收峰增強的原因。

兩種情況下的產物相關指標比較如下：

可見，按照本發(fā)明方法制備的產物，顏色顯著變淺，實現(xiàn)了本發(fā)明的目的。