Способ введения лигатуры в расплав при получении берилла

 

Изобретение относится к области производства синтетических драгоценных камней. Техническим результатом является упрощение процесса введения легирующих компонентов в расплав при получении берилла. Легирующие компоненты вводят в расплав из футеровки стальной колбы, при этом футеровку выполняют из трех слоев. Первый слой, состоящий из смеси разлома огнеупорного кирпича и огнеупорной глины при соотношении 3 к 1 с добавлением воды, толщиной 20-25 мм наносят на стенки и дно стальной колбы, просушивают и обжигают. На первый слой наносят второй слой толщиной 10-15 мм, состоящий из огнеупорной глины и легирующих компонентов, необходимых для введения в расплав с добавлением для повышения твердости корунда. Второй слой также просушивается и обжигается, после чего наносят третий слой толщиной до 3 мм, который по составу аналогичен первому, после сушки и обжига замазывают трещины и производят заключительную сушку.

Изобретение относится с области производства синтетических драгоценных камней.

Известен способ введения лигатуры в расплав, при котором легирующие компоненты вводят в расплав (Г.Смит "Драгоценные камни", издание второе, переработанное, М., "Мир", 1984 г., стр. 198).

К недостаткам известного способа можно отнести сложность введения легирующих компонентов в расплав, что требует дополнительных устройств для обеспечения данного процесса.

Задачей изобретения является упрощение процесса введения легирующих компонентов в расплав.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе введения лигатуры в расплав, при котором легирующие компоненты вводят в расплав, легирующие компоненты вводят в расплав из футеровки стальной колбы, при этом футеровку выполняют из трех слоев, первый слой, состоящий из смеси разлома огнеупорного кирпича и огнеупорной глины при соотношении 3 к 1 с добавлением воды, толщиной 20-25 мм наносят на стенки и дно стальной колбы, просушивают и обжигают, на первый слой наносят второй слой толщиной 10-15 мм, состоящий из огнеупорной глины и легирующих компонентов, необходимых для введения в расплав с добавлением для повышения твердости корунда, второй слой также просушивается и обжигается, после чего наносят третий слой толщиной до 3 мм, который по составу аналогичен первому, после сушки и обжига замазывают трещины и производят заключительную сушку.

Образование берилла - Be₃Al₂ [Si₆O₁₈] происходит согласно теории кристаллического поля по донорно-акцепторному механизму, где акцептором является алюминий, а донором кислород, входящий в состав шестерных колец Si₆O₁₈. Процесс идет при температуре 800^oC. Образовавшиеся молекулы берилла вследствие седиментации выпадают в осадок на дно печи.

Главная задача состоит в том, чтобы из расплава обсидиана получить перенасыщенный раствор, для этого используется принцип диффузии и эмиссии, что позволяет получить чистый и насыщенный раствор.

При синтезировании минерала берилла среда, окружающая расплав, насыщает данный раствор.

Поэтому для приготовления качественного и высоко насыщенного раствора берилла, используя отходы производства алюминия, все необходимые присадки вводятся в футеровку единичного замкнутого объема (колбы автоклава).

Футеровка выполняется из смеси разлома огнеупорного кирпича и огнеупорной глины 3:1 + H₂O. Первый слой толщиной 20-25 мм наносится на стенки и дно колбы, просушивается и обжигается. Второй слой толщиной 10-15 мм состоит из огнеупорной глины и компонентов, необходимых для введения в расплав, и включает, например, 1 часть глины и 3 части кварца, 2 части глины и 3 части окиси хрома.

Для повышения твердости добавляется корунд. Второй слой также просушивается и обжигается. После этого наносится третий слой толщиной до 3 мм, который по составу аналогичен первому. После сушки и обжига замазывают трещины и вновь сушат.

В подготовленную таким образом колбу, загружается размол обсидиана и алюминиевый слиток. Степень заполнения составляет 3/4 колбы. Массовое соотношение обсидиана и алюминия составляет 1:5. При нагреве до 800^oC в действие вступает физический процесс эмиссии лигатуры в расплав, происходит насыщение расплава необходимыми компонентами. Используя данный принцип внесения компонентов в расплав, получаем желаемый химический состав раствора и степень насыщенности, которые влияют на качество кристалла берилла.

Формула изобретения

Способ введения лигатуры в расплав при получении берилла, включающий введение легирующих компонентов в расплав, отличающийся тем, что легирующие компоненты вводят в расплав из футеровки стальной колбы, при этом футеровку выполняют из трех слоев, первый слой, состоящий из смеси разлома огнеупорного кирпича и огнеупорной глины при соотношении 3 к 1 с добавлением воды, толщиной 20 - 25 мм наносят на стенки и дно стальной колбы, просушивают и обжигают, на первый слой наносят второй слой толщиной 10 - 15 мм, состоящий из огнеупорной глины и легирующих компонентов, необходимых для введения в расплав с добавлением для повышения твердости корунда, второй слой также просушивают и обжигают, после чего наносят третий слой толщиной до 3 мм, который по составу аналогичен первому, после сушки и обжига замазывают трещины и производят заключительную сушку.