Nghiên cứu công nghệ xử lý nhiệt nhằm nâng cấp chất lượng một số loại đá bán quý của Việt Nam (Zircon, thạch anh)

Chương 3. Nghiên cứu công nghệ xử lý nhiệt zừcon Việt Nam Chương 4.. nghiệp ưong và ngoài cơ quan. Tập thể tác giả rất mong nhận được các ý kiến đóng góp của các nhà khoa học, các[r]

Đ Ạ I H Ọ C Q U Ố C G IA HÀ N Ộ I

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN *********

TÊN ĐỂ TÀI

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ x LÝ NHIỆT NHẰM

NÂNG CẤP CHẤT LƯỢNG MỘT s ố LOẠI ĐÁ BÁN QUÝ

CỦA VIỆT NAM(ZIRCON, THẠCH ANH)

MÃ s ố : QT - 07 - 42

Chủ t r ì đ ể tà i: P G S T S N guyễn Ngọc K hói

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN *********

TÊN ĐỂ TÀI

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ x LÝ NHIỆT NHẢM

NÂNG CẤP CHẤT LƯỢNG MỘT SỐ LOẠI ĐÁ BÁN QUÝ

CỦA VIỆT NAM(ZIRCON, THẠCH ANH)

MÃ s ố : Q T - # - 2

C hủ tr ì để tài: PGS.TS Nguyễn Ngọc Khôi C ác cán th a m gia: ThS N guyễn Thị M inh Thuyết

BÁO CÁO TÓM TẮT

a Tên để tài: Nghiên cứu công nghệ xử lý nhiệt nhằm nâng cấp chất lượng sô

loại đá bán quý Việt Nam (zircon, thạch anh), M ã số: QT- 07 - 42 b Chủ tri đề tài: PGS.TS N guyễn Ngọc Khôi

c Các cán tham gia:

- ThS N guyễn Thị M inh Thuyết - TS Nguyễn Thùy Dương

d Mục tiéu nội dung nghiên cứu:

Muc tiêu nehiên cứu:

(1) Xác lập đặc trưng chất lượng ngọc số loại đá bán quý Việt Nam (zừcon, thạch anh)

(2) Xây dựng quy trình cơng nghệ xử lý nhiệt phù hợp nâng cấp chất lượng loại đá bán quý

Nôi duns nshiên cứu:

(1) Thu thập mẫu loại đá bán quý zừcon thạch anh từ số mỏ Việt Nam

(2) Nghiên cứu đặc điểm ngọc học đặc trưng chất lượng loại mẫu đá bán quý thu thập

(3) Nghiên cứu thử nghiệm quy trình cơng nghệ xử lý nhiệt nâng cấp chất lượng loại đá bán quý

e Các kết đạt được:

(1) Đã xác định đặc trưng chất lượng ngọc đá bán quý zircon thạch anh Việt Nam

(2) Bước đầu xây dựng quy trình cơng nghệ xử lý nhiệt zircon thạch anh Việt Nam

/ Tình hình kinh p h í đê tài (hoặc d ụ án): Từ ngân sách N hà nước :

Kinh phí Đại học Q uốc gia Hà Nội : 20.000.000 đ

Vay tín dụng :

/ V ốn tự có :

Thu hổi :

Tổng kinh phí thực chi 20.000.000 đ

K H O A Q U Ả N LÝ (Ký ghi rõ họ tên)

C H Ủ T R Ì Đ Ể T À I (Ký ghi rõ họ tên)

PGS.TS Nguyễn Ngọc Khôi

C Q U A N CH Ủ T R Ì Đ Ể T À I

/ ' / ưC:t '-G

h ọ c I l

{ Ịk h o a h o c :TỊ \ ■

M IỀ U T R Ư Ỏ M G

(iS.ISWI Ji^rv di'làu

SUMMARY

a Title o f the Project: R esearch on the heat treatm ent technology to enhance some semiprecious gem stones o f Viet Nam (zircon and quartz), code: Q T - 07 - 42

b H ead o f the Project: N guyen Ngoc Khoi, Assoc Prof, PhD.

c Participants:

- Nguyen Thi M inh Thuyet, Ms - N guyen Thuy Duong, PhD

d Objectives and contents:

Objectives

(1) To establish gem quality characteristics o f some sem iprecious gem stones of Viet Nam (zircon and quartz)

(2) To establish suitable heat-treatm ent technological processes to enhance these semiprecious gemstones

Contents:

(1) To collect a set o f samples o f semiprecious gem stones zừcon and quartz from some main deposits o f Vietnam

(2) To study gem ological features and gem quality characteristics o f collected semiprecious gemstones

(3) To investigate and experim ent heat-treatm ent technological processes to enhance these gemstones

e Obtained results:

(1) The gem quality characteristics o f V ietnam sem iprecious gem stones zircon and quartz have been established

(2) For the first time the technological processes have been established to heat treat Vietnam zừcon and quartz

M Ụ C LỤ C

Trang

Lời mở đầu

Chương Tổng quan phương pháp xử lý đá quý

1.1 Khái quát chung

1.2 Phương pháp xử lý nhiệt

1.3 Phương pháp chiếu xạ 10

1.4 X lý đá quý hóa chất 10

Chương Cơ sở khoa học công nghệ xử lý nhiệt 12

2.1 Bản chất phương pháp xử lý nhiệt 12

2.2 Các thiết bị xử lý nhiệt 12

2.3 Quy trình công nghệ xử lý nhiệt tổng quan 15

Chương N ghiên cứu công nghệ xử lý nhiệt zừcon Việt Nam 20

3.1 Đặc điểm chung khoáng vật zữcon 20

3.2 Kết bước đầu nghiên cứu công nghệ xử lý nhiệt zircon 27 Việt Nam

3.3 Kết luận

Chương Nghiên cứu công nghệ xử lý nhiột thạch anh V iệt Nam 36

4.1 Đặc điểm chung khoáng vật thạch anh 36

4.2 Kết bước đầu nghiên cứu công nghệ xử lý nhiệt thạch 40 anh Việt Nam

4.3 Kết luận 44

Kết luận kiến nghị 45

Tài liệu tham khảo 46

LỜI M ỏ ĐẦU

Việt Nam có tiềm nàng phong phú loại đá quý khác nhau, có nhiều loại đá bán quý khác zircon, thạch anh, peridot, Tuy vậy, sô sản phẩm khai thác loại chế tác để sử dụng lại hạn chế Phần lớn nguyên liệu khai thác từ mỏ có chất luợng thấp hoạc khống đạt chất lượng, nước có cơng nghộ đá q phát triển sản phẩm khai thác đá quý từ mỏ đểu phải trải qua trình xử lý để nâng cấp chất lượng phương pháp khác trước đưa vào sử dụng

Trên giới phương pháp xử lý đá quý chia thành nhóm: - Các phương pháp xử lý nhiệt

- Các phương pháp chiếu xạ - Các phương pháp xử lý hóa chất

Trong số phương pháp phương pháp xử lý nhiệt sử dụng nhiều

Khoa Địa chất có nhà khoa học có uy tín nhiều năm nghiên cứu lĩnh vực đá quý GS.TSKH Phan Trường Thị, PGS.TS Nguyễn Ngọc Trường, Ngụy Tuyết Nhung, N guyễn Ngọc K hôi, Gần Khoa Địa chất trang bị thiết bị xử lý nhiệt đại lò nung nhiệt độ cao Carbolite HTF 18/4 Đây sở để Khoa Địa chất triển khai Đề tài “N ghiên cứu cồng nghệ xử lý nhiệt nhằm nâng cấp chất lượng số loại đá bán quý V iệt Nam (zircon, thạch anh)”

Báo cáo trình bày chương:

Chương Tổng quan phưang pháp xử lý đá quý Chương Cơ sở khoa học công nghệ xử lý nhiệt

Chương Nghiên cứu công nghệ xử lý nhiệt zừcon Việt Nam Chương Nghiên cứu công nghệ xử lý nhiệt thạch anh Việt Nam

Kèm theo báo cáo 27 hình vẽ ảnh m inh hoạ Theo quy định chung, phần đầu, trước báo cáo cịn có phần báo cáo tóm tất bàng tiếng V iệt tiếng Anh

Trong trình thực Để tài, tập thể tác giả nhận đạo thường xuyên kịp thời lãnh đạo Khoa Đ ịa chất, phòng ban lãnh đạo Trường Đại học Khoa học T ự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, góp ý chân thành đồng

nghiệp ưong quan Nhân dịp tập thể tác giả xin bày tỏ biết ơn chân thành đạo giúp đỡ quý báu

Cơng nghệ đá q nói chung cơng nghệ xử lý đá q nói riêng ln vấn đề phức tạp bí mật quốc gia Do hạn chế thời gian kinh phí nên Báo cáo nhũng kết nghiên cứu bước đầu chắn tránh khỏi khiếm khuyết Tập thể tác giả mong nhận ý kiến đóng góp nhà khoa học, nhà chun m ơn ngồi Trường

Chương 1

TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP x LÝ ĐÁ QUÝ

1.1 Khái quát chung

Trong số nguyên liệu khai thác từ mỏ đá quý, số có thử sử dụng trực tiếp để chế tác làm hàng trang sức thường chiếm tỷ lệ không lớn, loại đá quý đất tiền (kim cương, ruby, sap h , )• Để tảng giá trị sản phẩm khai thác tận thu triệt để nguồn tài nguyên, từ lầu giới người ta tìm cách khác nhằm nâng cấp chất lượng đá quý Các phương pháp nâng cấp chất lượng đá quý sử dụng nhiểu [12]:

- Xử lý nhiệt - Chiếu xạ:

+ Bàng tia phóng xạ + Bàng tia X

+ Bằng tia cực tím + Bàng chùm điện tử

- Xử lý đá quý hóa chất: + Tẩm dầu tẩm sáp

+ Hàn gắn khe nứt thuỷ tinh, chất dẻo + Phủ bề m ặt bàng chất khác

Tuỳ thuộc vào chủng loại đá quỷ, đặc điểm chất lượng chúng điều kiện công nghệ cụ thể m người ta sử dụng phương pháp khác để làm tăng chất lượng đá quý

1.2 Phương pháp xử lý nhiệt

Bản chất phương pháp xử lý nhiệt dùng nhiệt độ cao môi trường tác dụng lên đá quý, làm thay đổi tính chất (trạng thái hố trị) đặc điểm phân bố nguyên tô' tạo màu viên đá, dẫn đến thay đổi vẻ màu sắc độ tinh khiết đá quý

Ngày nay, phương pháp xử lý nhiệt hầu sử dụng để nâng cấp chất lượng nhiều loại đá q, có thạch anh, zữcon lý sau đây:

o Phương pháp xử lý nhiệt làm điểu m tự nhiên làm, tức mơ diễn tự nhiên

o Nếu viên đá tiếp tục nằm sâu lịng đất, diễn thay đổi trình xử lý nhiêt

o M ầu sắc tạo nên sau xử lý nhiệt ổn định tác dụng nhiệt độ theo thời gian

o Trong q trình xử lý nhiệt khơng có chất cho thêm, khơng có lấy khỏi viên đá Cấu trúc viên đá bảo tồn

o Phương pháp không gây hại sức khoẻ người

Ngồi kỹ thuật xử lý nhiệt thông thường, gần công nghệ có bước tiến Đ ó kỹ thuật xử lý kèm theo khuyếch tán chất tạo màu, kỹ thuật xử lý kim cương nhóm khơng m àu nhiệt độ áp suất cao

1.3 Phương pháp chiếu xạ

Bản chất phương pháp chiếu xạ đá quý tác dụng lên chúng bàng xạ điện từ khác nhau: tia cực tím sóng ngắn (5eV), tia X (lO.OOOeV) tia y (l.OOO.OOOeV), tia Y sử dụng nhiều Dưới tác dụng xạ hình thành tâm màu (tâm điện tử tâm lỗ trống) dẫn tới thay đổi màu sắc đá quý

Để xử lý đá quý bàng phương pháp người ta sử dụng máy gia tốc khác M àu tạo theo phương pháp số đá quý tương đối ổn định (ví dụ màu lam topaz), m ột số loại đá quý khác chúng lại thường Ổn định (như màu vàng saphir chiếu xạ) bị nhạt theo thời gian tác dụng nhiệt độ cao

Một số loại đá quý xử lý phương pháp bao gồm:

- Beryl aquamarin: không màu sang vàng, m àu lam sang màu lục, m àu nhạt sang m àu lam đậm

- Corindon: không m àu sang vàng, từ màu hồng sang màu padparadja

- Kim cương: từ không màu m àu nhạt sang m àu lam, lục, đen, vàng, nâu, hồng đỏ

- Thạch anh: từ không m àu màu nhạt sang m àu ám khói, tím loại hai màu (am etrin)

- Topaz: từ không m àu sang màu vàng, da cam , nâu lam - Zircon: từ không m àu sang màu nâu đỏ nhạt

1.4 Xử lý đá quý hóa chất

Những kỹ thuật thường áp dụng nhóm phương pháp bao gồm:

N hiều viên đá sau ch ế tác thường nhiều vết vỡ khe nứt Để che bớt vết nứt này, từ hàng trăm nãm người ta đ ã áp dụng phương pháp tẩm dầu Đá sau làm nhúng vào loại dầu khơng màu có chiết suất gần với chiết suất đá Để dầu thấm sâu vào khe nứt, trước nhúng đá nung nhiệt độ thích hợp

Kỹ thuật áp dụng nhiều emorot, ru b y ,

1.3.2 Tẩy nhuộm màu

Trong kỹ thuật chủ yếu người ta dùng loại hoá chất khác để tẩy nhũng màu khồng mong muốn viên đá, nhuộm màu cho viên đá kết hợp hai

Kỹ thuật tẩy màu thường áp dụng ngọc trai, san hơ cịn kỹ thuật nhuộm m àu áp.dụng ngọc jad, canxedon, K ỹ thuật nhuộm màu chấp nhận với số loại đá quý (như canxedon) lại không chấp nhận số loại đá quý khác ngọc jad, ru b y ,

1.3.3 Hàn lấp khe nứt, lỗ trông

Trong phương pháp này, người ta dùng vật liệu có tính chất quang học tương tự loại đá quý cần xử lý để lấp đầy vào khe nứt, lỗ trống sót lại viên đá

V í dụ, khe nứt kim cương, ruby thường lấp đầy thuỷ tinh có chiết suất cao, em erald thường hàn bàng chất dẻo,

1.3.4 Khoan laser

Trong kỹ thuật người ta dùng m ột tia laser xuyên thẳng vào bao thể sẫm màu viên đá, bắn phá chúng hút nhằm làm tăng độ tinh khiết chúng Phương pháp thường áp dụng chủ yếu kim cương

Như đá đề cập, tuỳ thuộc vào loại đá quý, đặc điểm chất lượng chúng tuỳ thuộc vào điều kiện sở vật chất m người ta áp dụng phương pháp xử lý khác Trong điều kiện Việt Nam cịn nhiều khó khăn việc tiếp cận phương pháp xử lý đại khuôn khổ đề tài vói loại đá quý zircon, thạch anh peridot lựa chọn phương pháp xử lý nhiệt để tiến hành nghiên cứu thực nghiệm m ình Phương pháp có ưu điểm rẻ tiền, dễ áp dụng sản phẩm sau xử lý thị trường chấp nhận

Chương 2

C SỞ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ x LÝ NHIỆT

Phương pháp xử lý nhiệt lựa chọn để nghiên cứu đề xuất giải pháp công nghệ nâng cấp chất lượng zircon, thạch anh Việt Nam, Khoa Địa chất (Trường Đại học Khoa học Tự nhiên) - đơn vị thực để tài, Đại học Quốc gia Hà Nội trang bị thiết bị xử lý nhiệt (lò đốt nhiệt độ cao HTF 18/4 hãng Carboỉite - Anh) hiộn đại từ năm 2006

2.1 Bản chất phương pháp xử lý nhiệt

Bản chất phương pháp xử lý nhiệt sử dụng nhiệt độ cao m ôi trường xử lý thích hợp tác dụng lên đá quý để làm thay đổi tính chất (hố trị) phân bố nguyên tố tạo mầu, dẫn đến thay đổi m ầu sắc (và độ tinh khiết) viên đá [12] Tác dụng nhiệt độ lên mầu sắc chủ yếu thể giãn nở thể tích (không gian nguyên tử) tinh thể đá quý, thúc đẩy trình khuyếch tán nguyên tố tạo mầu đồng đểu viên đá, đồng thời thúc đẩy phản ứng hố học diễn Mơi trường xử lý (ơxi hố khử) yếu tố định đến kết xử lý Cường độ ôxy hoá - khử môi trường bị chi phối áp suất riêng phần ồxy nhiệt độ Nó quy định lượng ơxy cần phải có mơi trường xung quanh nhiệt độ xử lý

Như vậy, cách kết hợp nhiệt độ cao m trường xử lý thích hợp ta làm thay đổi trạng thái hố trị nguyên tố tạo m ầu tái phân bố chúng cấu trúc đá quý, từ mầu sắc chúng thay đổi theo

2.2 Các thiết bị xử lý nhiệt

Từ lâu người Sri Lanka biết dùng lửa có nhiệt độ cao để đốt saphir lam saphứ hồng để làm tăng màu chúng Đ ầu tiên, họ dùng lửa sinh từ việc đốt than đá than sọ dừa dùng m ột thiết bị dạng ống thổi để làm tăng nhiệt độ, công nghộ thủ công ngày nhiều nơi sử dụng thay ống thổi người ta dùng quạt gió

Vào đầu năm 70, nhà kinh doanh đá quý Thái L an phát triển công nghệ xử lý nhiệt lên m ột mức cao (xử lý nhiệt độ cao hom khoảng 1600-1650°C) Nhiệt độ tạo việc sử dụng lò diesel lò gas Lợi th ế kiểu lị chúng có giá thành thấp, nhiên chúng lại có m ật không thuận lợi

là không điều khién nhiệt độ trình xử lý Các nhà xử lý thường xác định nhiệt độ cách tương đối thông qua việc quan sát m àu lửa dùng tinh thể thạch anh nhỏ để làm thị (nhiệt độ nóng chảy thạch anh khoảng

1-Ĩ00°C)

Ngày nay, lị điện sử dụng nhiều để xử lý nhiệt thạch anh, zừcon Thuận lợi lò kiểu chúng có chương trình cài đặt sẵn điểu chỉnh nhiệt độ vận hành dễ dàng

Để xử lý nhiệt đá quý người ta sử dụng loại lò đốt khác nhau, từ lị thủ cơng đơn giản đến loại lị đại với chương trình xử lý tự động Tuỳ thuộc vào nguồn nhiệt sử dụng m ta có loại đốt sau:

• Lò điện Đây kiểu lò sử dụng nhiều giới • Lị gas

• Lị dầu

• Lị than (bảng 2.1)

Bảng 2.1 M ột số kiểu lò khác dùng xử lý nhiệt

Kiểu lò Nhiên liệu Nguồn nhiệt Nhiệt độ tối đa (° c )

Lò gas K hí gas Gas + khơng khí 1600-1700

Ô xy + gas 1700-1750

Oxy + gas + khổng khí 1800-1850

A xetilen + oxy 2800

Than cốc + khơng khí 1000-1200

Lị đốt Rắn Than lignite + khơng khí 1400-1600

lửa Than củi + khơng kh í 900-1000

Lỏng Diesel + khơng khí 1500-1600

Diesel + khơng kh í + oxy 1750-1800+

Lò điện Disilic m olipden 1700

G raphit 2550

Lị cao tần Sóng cao tần 1900+

Như nói, thiết bị chúng tơi sử dụng q trình thực đề tài lò đốt nhiệt độ cao HTF 18/4 (hình 2.1) hãng Carbolite (Anh) Các tính kỹ thuật chủ yếu lò HT là:

Hình 2.1 Lị H T F /4

o Dung tích buồng làm việc: 3.7 lít, kích thước buồng: 140 X 140 X 190 mm o Nhiệt độ làm việc cực đại: 1800l,c

o Công suất tiêu thụ cực đại: 4650 w

o Bộ điều khiển nhiệt độ lị theo chương trình (digital programmer): 20 segment o Điện áp: 208 - 240 V, pha

Một kiểu lị điện điển hình bao gồm modul liên kết với nhau: modul buồng lò modul cấp điện điểu khiển Trong kiểu lò HTF 18/4, modul liên kết thành khối, nhà sản xuất khác lại tách chúng thành phận rời

- Modul buồng lò M odul làm từ vật liệu chịu nhiệt độ cao thường đặt buồng thép Trong buồng lò lắp đặt m ột số đốt phần buồng lị thành lị thường xếp thành dãy song song Phần không dẫn nhiệt đốt nối với dây dẫn điện với m odul điều khiển Trong lò điện người ta sử dụng loại đốt khác nhau, dựa vào có loại lị khác nhau: loại lị đốt m olipden disilic (có tên gọi Super Kanthal) có thê đạt đến tối đa 1800°c, loại lò đốt graphit nhiệt độ tối đa đến 1850-1900°c Lò HTF 18/4 sử dụng đốt Super Kanthal Thuỵ Điển

Trong trường hợp cẩn thiết buồng lò thiết k ế hệ thống thổi khí để tạo mơi trường thích hợp

- Modul điều khiển Bộ phận điều khiển bao gồm hệ thống biến thê' phận cấu thành khác, thiết k ế phù hợp với số lượng loại đốt sử dụng buồng lị thơng số khác lị Bộ phận nối với cặp nhiệt Trong lò

điện trở người ta sử dụng phương pháp điếu khiển: tự động bán tự động Trong lị có phận điều khiển nhiệt độ tự động, người ta dùng vi xử lý cho phép tự động đặt, điều chỉnh điểu khiển tồn q trình tăng, ủ giảm nhiệt độ theo chương trình đặt trước Trong lị HT phận điều khiển nhiệt độ tự động có tên gọi Eurotherm, đặc tới 16 chương trình khác (hình 2.2)

Hình 2.2 Bộ điều khiển nhiệt độ tự dộng Eurotherm kèm theo lò HTF 18/4

Ưu điểm chủ yếu lò điện trở so với lị gas gọn nhẹ, vận hành thời gian dài (giờ, ngày, tháng) nhiệt độ ổn định đặt trước mà không cần

có mặt người vận hành (loại điều chỉnh tự động theo chương trình đặt trước)

Mơi trường xử lý mõi trường ơxi hố mơi trường khử Để tạo dược mơi trường thích hợp người ta thổi khí (ơxi hydro) trực tiếp vào buồng đốt sử dụng loại hoá chất khác trộn lẫn với đá quý q trình nung

2.3 Q uy trìn h cơng n g h ệ xử lý n h iệt tổ ng q u a n

Một quy trình cơng nghệ xử lý nhiệt đá quý nói chung gồm công đoạn sau [18]:

1) Làm mẫu trước xử lý 2) Phân loại tuyển chọn mẫu

3) Xác định thông sô' xử lý (nhiệt độ cực đại, tốc độ tăng giảm nhiệt độ, thời gian ủ nhiệt )

4) Chuẩn bị chất phụ gia

5) N ạp mẫu 6) N ung xử lý

7) Làm mẫu sau nung

2.3.1 Làm mẫu trước xử lý

Hầu hết mẫu đá quý chứa tạp chất ngoại lai khác nhau, chúng có phản ứng khác trình xử lý nhiệt M ột sô' chất nằm mặt mẫu, chất khác lại thâm nhập sâu vào lòng tinh thể chủ qua khe nứt, vết vỡ bề mật Các tinh thể thạch anh, zircon chứa lượng đáng kể loại bao thể khác nhau: rắn, lỏng hỗn hợp Chúng cần phải xác định xác có cách xử lý thích hợp trước đưa vào xử lý Những phần khơng thích hợp (chứa nhiều khe nứt, nhiều bao thể loại khó loại bỏ q trình xử lý nhiệt ) loại bỏ bầng phương pháp khác nhau: cơ học hoậc hóa học phối hợp hai (tùy theo tính chất, đặc điểm, phân bố bao thể ) Ở cần lưu ý không làm phần chứa tạp chất gây mầu nơi định mẫu, nhiều quấ trình chúng cần để tạo nhũng mầu mong muốn cho mẫu xử lý

a Xử lý hóa học

Các chất ngoai lai nằm lòng mẫu liên kết với qua khe nứt, vết vỡ loại bỏ thơng qua q trình xử lý hóa học Chúng bị loại bỏ hết, phần lớn phần, điểu tùy thuộc vào loại hóa chất sử dụng, hoạt tính chúng, vào chất, đặc điểm , tính chất phân bố chất ngoại lai mẫu Trong trình xử lý hóa học, tuỳ theo đối tượng cần tẩy mà hóa chất sau thường xử dụng nhiều nhất:

o Dung địch H N đậm đặc, chất ơxi hóa mạnh

o Hỗn hợp HNO3 HC1 (nước cường toan), dung dịch có hoạt tính tẩy rửa mạnh

o A xit H F nồng độ cao, dùng để loại bỏ silicat b Xử lý học

Nếu q trình hóa học khơng tẩy hết chất ngoại lai, điều kiện cho phép, chất ngoại lai bề mặt đá quý (đá gốc, đám cam s ắ t ) loại bỏ phương pháp học doa, mài vài trường hợp, cắt m ẫu theo khe nứt

K hi m ẫu nguyên liệu xác định xác làm cẩn thân bước phải xác định chất tạp chất tạo mầu ưong mẫu có mặt chúng để phân biệt loại đá xử lý nhiệt với loại xử lý Viộc phân chọn mẫu xử lý được tiến hành thiết bị quan trực quan thiết bị phân tích

Trong số trường hợp cần thiết phải tiến hành phân tích định lượng bán định lượng mẫu trước đưa vào xử lý nhằm để xác định có mặt nguyên tố tạo màu mẫu tỷ lệ chúng với

2.3.3 Xác định thông sô'xử lý nhiệt

Trước lần xử lý nhiệt cần xác định thông sô' quy trình xử lý, dựa chủng loại, số lượng dặc điểm mẫu cần xử lý Những thông số quan trọng quy trình xử lý nhiệt là:

- Nhiệt độ nung N hiệt độ nung xác định dựa yếu tố: đặc điểm loại m ẫu xử lý, đặc điểm môi trư ng

- Tốc độ tăng hạ nhiệt Tuỳ thuộc vào kiểu lò sử dụng mà người ta xác định tốc độ tăng hạ nhiệt tối ưu cho quy trình Lựa chọn tốc độ cho tránh tạo tượng sốc nhiệt dẫn đến làm rạn nứt mẫu

- Thời gian xử lý Thời gian xử lý m ột nhiệt độ ổn định chọn trước tính tốn dựa kích thước trung bình lơ mẫu cần xử lý, vào hệ số khuyếch tán ôxy từ khí khác (trong lị có hệ thống khống chế chê độ môi trường xử lý)

- Nồng độ ôxy môi trường nung

- Kiểu cốc nung s ẽ sử dụng Kiểu buồng lò, vật liệu làm cốc nung vị trí mẫu buồng lò cần xác định trước quy trình xử lý

2.3.4 Chuẩn bị chất phụ gia

Các chất phụ gia sử dụng để tránh làm nứt m ẫu tạo môi trường cần thiết Sau chọn chất (hoặc hỗn hợp) phụ gia thích hợp rồi, mẫu nhúng hẳn vào chúng người ta phết hỗn hợp phụ gia (thường pha chế giống bột nhão) lên m ật mẫu Trong xử lý nhiệt người ta thường sử dụng chất phụ gia sau

- Tetraborat natri (Na2B40 7.H20 , hay gọi borac): chất phụ gia sử dụng từ lâu nhiều Bột borac mầu trắng nhào cốc nước cất, pha lẫn với chất khác, tạo thành hỗn hợp dạng bột nhão sơn pha Đá quý nguyên liệu nhúng chìm hản vào hỗn hợp đó, quét lên mặt

17

- Bicacbonat natri (Na2C 3, cịn có tên gọi bột nướng): có sử dụng đ ể ngăn cho đá khỏi bị nứt vỡ

- M ột sô' chất óxy hóa trạng thái cứng sử dụng để tăng nồng độ ôxy C ác chất thường trộn lẫn với axit thích hợp thành dung dịch nhão Những chất ơxy hóa thơng thường là: pesulfat amôni (HhNjOxSj), sulfat cerium (C e 8S2) pe-oxyt natri (Na20 2)

- M ột số chát dùng đ ể tạo môi trường khử" Đó axit boric (H B 2) lỏng sệt, trộn lẫn với cồn thành hỗn hợp nhão quét lên viên đá để ngăn chúng không bị ơxy hóa Sulfua kali (K2S) trộn lẫn với chất khác amơni lỏng dùng chất khử mạnh

- Than củi, than, chất chứa cácbon khác sử dụng để tạo mơi trường khử thích hợp xử lý nhiệt Ví dụ, bột graphit phản ứng với ôxi nhiệt độ định, tạo nên môi trường nghèo oxi (khử) theo phản ứng:

2C + = 2CO

2.3.5 Nạp mẩu

Sau làm phân loại tuyển chọn theo quy trình nung thích hợp, mẫu nạp vào cốc nung Cốc nung làm từ hợp chất khác nhau, phù hợp với kiểu lò quy trình nung Trong xử lý nhiệt loại cốc nung thích hợp cho tất quy trình xử lý loại làm từ ôxit nhôm tinh khiết Chúng có thê chịu nhiệt độ tới 1825°c Cốc nung có hình dạng khác để phù hợp với kiểu buổng lò tương ứng

Thơng thường cốc nung có nắp đậy, số người cịn gắn kín nắp sơ' loại chất đặc biệt, chịu điều kiện nung khác Các cốc nung đạt vào có nhiệt độ buồng lò

2.3.6 N ung xử lý nhiệt

Mỗi trình nung xử lý nhiệt gồm công đoạn: tăng nhiệt, ủ nhiệt hạ nhiệt Trong công đoạn nào, kiểu lò sử dụng lò thơng sổ' cần xác định là: nhiệt độ thời gian

• Tăng nhiệt Q uá trình tăng nhiệt bất đầu từ lúc khởi động lò tăng đạt nhiệt độ vận hành cần thiết Tốc độ tãng nhiệt không tỷ lệ với thời gian cần để đạt nhiệt độ cẩn thiết

- ủ nhiệt K hi đạt tới nhiệt độ vận hành cơng đoạn gia công nhiệt bất đầu kéo dài khoảng thời gian xác định trước, nhiệt độ ổn định Thời gian ủ nhiệt

thay đổi từ vài đến vài ngày, tuỳ theo quy trình xử lý Đây thời gian để nhiệt độ tác động đến m ẫu nung dẫn đến thay đổi cần thiết mẫu

- Hạ nhiệt Công đoạn hạ nhiệt nhiệt độ bất đầu giảm xuống sau công đoạn ủ nhiệt, đạt tới nhiệt độ cần thiết Cũng giống công đoạn tăng nhiệt, hạ nhiệt độ nhanh gây sốc nhiệt làm nứt vỡ đá cốc nung Trong thực tiễn xử lý nhiệt, người ta thường hạ nhiệt cách tắt lò lò nguội dần

Tốc độ tăng hạ nhiệt biểu thị tỷ sô' nhiột độ thời gian, ví dụ: 25°c/phút, 60°c/phứt Cơng đoạn gia công nhiệt biểu thị thời gian (phút giờ) nhiệt độ ổn định, ví dụ: 3h 1650°c

2.3.7 Làm mẫu sau xử lý nhiệt

M ẫu sau xử lý cần phải làm phương pháp học hóa học để loại bỏ hố chất bám vào mẫu q trình xử lý Sau mẫu đưa phân chọn lại trước đưa vào chế tác tiêu thụ

Chương 3

NGHIÊN cứu CÔNG NGHỆ x LÝ NHIỆT ZIRCON VIỆT NAM

3.1 Đặc điểm chung khoáng vật zircon

Tên gọi zircon bắt nguổn từ từ ả - rập zarqun có nghĩa “m ầu đỏ son” , từ tiếng Ba Tư rnrgun, có nghĩa “có m ầu vàng” , Các từ sau nói chệch thành "jargoon", thuật ngữ để loại zừcon mầu nhạt Loại zircon vàng gọi hyacinth, m ột từ có nguồn gốc từ Đông Ấn; vào thời Trung cổ tất đá mầu vàng có xuất xứ từ Đổng An gọi hyacinth, đến thuật ngữ dùng để loại zircon m ầu vàng

3.1.1 Thành phần cấu trúc tinh th ể

Zircon thành viên nhóm nesosilicat sử dụng làm đá q, có cơng thức hố học Z rS i0 Trong nhóm nesosilicat tứ diện S i0 độc lập liên kết với liên kết ion Do tứ diện không liên kết với để tạo mạch, chuỗi, vòng, khung nên dạng tinh thể thường gãp đầy dạng đẳng thước tượng song tinh không đặc trưng Cấu trúc nesosilicat thường bị chi phối kích thước cation nằm tứ diện Nhôm thường thay th ế silic silicat nói chung neosilicat lại gặp tượng Do có phối trí ngun tử chặt xít nên zircon có tỷ trọng độ cứng cao

Zircon kết tinh hệ phương, dạng tinh thể quen thường gặp tháp đôi phương (hình 3.1 3.2)

Hệ bốn phương Dạng tinh thể lưỡng tháp Tinh thể zircon thực

Hình 3.2 Cấu trúc tinh thể dạng quen zircon

Trong thành phần zừcon có m ật hafnium với hàm lượng dao động từ đến 4% Ngoài hafnium , uranium thorium thường có m ặt cấu trúc zircon Chính tượng “tự chiếu xạ” phân rã nguyên tố phóng xạ dẫn đến phá huỷ cấu trúc tinh thể zircon nguyên nhân biến đổi tinh thể zircon thành loại thuỷ tinh đẳng hướng Q uá trình diễn khoảng thời gian địa chất dài Loại zircon chịu phân huỷ cấu trúc đặt tên zircon “m etam ict” Theo mức độ phá huỷ cấu trúc tinh thể zircon chia thành:

Zircon “cao”, loại zircon không bị biến đổi cấu trúc tinh thể Loại thích hợp để sử dụng làm đá quý

Zircon “trung bình” , có mức độ biến đổi trung bình

Z ữ “thấp” ", có mức độ biến đổi cao nhất, cấu trúc tinh thể tính chất vật lý bị biến đổi hồn tồn

Zircon khoáng vật tiêng có mặt khắp nơi vỏ Trái Đất Zừcon tìm thấy đ m agm a (như sản phẩm kết tinh nguyên sinh), đá biến chất (như sản phẩm tái kết tinh) đá trẩm tích (dưới dạng mảnh vụn) Các tinh thể zừcon lớn thường gặp V í dụ kích thước trung bình hạt zircon granit thường nằm khoảng 100-300 fim, có tinh thể zừcon lớn tới vài cm , đặc biệt pegm atit

3.1.2 Công dụng zircon

Các loại zircon ưong suốt có m ầu khác sử dụng làm đá quý, loại m ầu lơ, không m ầu, nâu đỏ nâu vàng sử dụng nhiều Z co n không

mầu thường ch ế tác kiểu kim cương để tâng “lửa” chất thay tự nhiên tương đối rẻ kim cương Z ữcon m ầu nâu phớt đỏ vàng phổ biến thị trường đá quý đắt đẹp zữcon mầu ĩơ Các loại zircon mầu khác (vàng, lục, hồng, tím) đơi có m ật thị trường (hình 3.3)

Các loại zircon khác (thường không đạt chất lượng làm đá quý) khai thác để lấy kim loại zirconium Kim loại zirconium dùng làm bột mài vật liệu làm refractory Các lò làm từ ZrO sử dụng để làm nóng chảy platin nhiệt độ cao 1755 °c Kim loại zừconi dùng lò phản ứng hạt nhân nhờ khả hấp thụ neutron

Khống vật zừcon Z rS i0 nguồn cung cấp kim loại zừconium N ó tìm thấy bãi cát ven biển nhiều nới th ế giới, đặc biệt A ustralia, Ấn Độ, Brasil, M ỹ m ột khoáng vật nặng phổ biến đá trầm tích

Loại zircon suốt, có m ầu đẹp kích thước đủ lớn từ lâu sử dụng làm đá quý Loại chủ yếu khai thác từ sa khống sơng suối dạng sản phẩm kèm m ỏ saphir, đặc biệt Đ ông N am Á (Thái Lan, Cam puchia, V iệt , Nam) Sri Lanka, ngồi cịn khai thác M yanm ar, A ustralia New Zealand M ầu sắc thường gặp loại zừcon dùng làm đá quý mầu lục, đỏ, vàng, xám, da cam , nâu phớt đỏ lơ

3.1.3 Các biến loại zircon dùng làm đá quý

Tuỳ theo m ầu sắc độ suốt, zircon dùng làm đá quý có biến loại với tên gọi sau (hình 3.4):

Hình 3.3 Khống vật zircon với màu khác

- Hyacinth hoặc Jacinth - loại zircon mầu vàng, da cam, nâu, nâu phớt đỏ Hầu hết gọi chung loại zircon nâu phớt đỏ

- Jargon hoặc Jargoon - loại zircon mầu xám nhạt vàng nhạt - S ta rlỉte - loại zừcon m ầu lơ

- M a ta ru a , matara, hoặc kim cương m a ta - loại zữcon không mầu dùng để thay th ế kim cương

Hình 3.4 M ột số biến loại mầu khác zừcon tự nhiên

3.1.4 Tính chất chung zircon

Thành phần: Z rS i0 (+Hf, Fe, Th, U), silicat zirconium Hệ tinh thể: Bốn phương

Mầu sắc : K hông mầu, lơ, tím , vàng, vàng nâu, da cam, đỏ, nâu, nâu đỏ lục

Độ suốt: Trong suốt, đục, không thấu quang

Dạng quen: Các tinh thể dạng lăng trụ có hai đầu dạng lưỡng tháp

Tỷ trọng: 3,90 đến 4,8

Độ cứng: 6,5 đến 7,5

Chiết suất: Cao, thưòng 1,92-1,98 Theo văn liệu 1,78 -2,01 Lưỡng chiết: Cao; 0,04-0,06

Đặc tinh quang: M ột trục Độ tán sắc chiết

suất:: M ạnh, 0,039 cho tất biến loại

Đa sắc: K há m ạnh loại zircon m ầu đậm; Z m ầu lơ: xanh da trời đậm đến không mầu xám phớt vàng; Các m ầu khác:

cùng mầu có tơng đậm nhạt khác

Phát quang:

Thường trơ; loại mầu vàng mù tạc vàng da cam phát mầu sấc khác sang ngấn cực tím; loại mầu vàng xỉn có lân quang sang dài Dưới tác dụng lâu dài tia cực tím mạnh vài loại zừcon khơng mầu có thê trở lại mầu nâu ban đầu

Phổ hấp thụ: Có nhiều dải vạch mảnh đặc trưng cho phổ hấp thụ TR

C hế tác:

C hế tác hình oval trịn kiểu hỗn hợp {phần kiểu kim cương phần đáy tầng) kiểu mài giác (facet) thường gặp nhất, mặc đù kiểu chế tác zircon có sử dụng Zircon cần chế tác cho hiệu ứng nhân đơi thây khơng bị mờ (kém trong)

Các tính chất zừcon thay đổi rõ rệt theo trạng thái biến đổi cấu trúc tinh thể: - Loại zircon thấp gần đẳng hướng quang học có chiết suất 1,78 - 1,85 với giá trị lưỡng chiết từ 0,0 đến 0,008 tỷ trọng từ 3,9 đến 4,1 Thông số ô mạng: 6,71 6,09 Zircon thấp hầu hết có mầu lục đục, tạo thành biến đổi Z rSi04 thành Z r S i0

- Zircon trung bình có chiết suất khoảng 1,85 - 1,93 (đối với tia thường) 1,84 - 1,97 (đối với tia bất thường), lưỡng chiết từ 0,008 đến 0,043, tỷ trọng từ 4,1 đến 4,65

- Zircon cao có chiết suất thay đổi từ 1,92 đến 1,94 (thường 1,925) tia thường cao tói 1,97 - 2,01 tia bất thường Giá trị lưỡng chiết thường 0,059 nhỏ tới 0,036 Z ừcon cao có khoảng dao động tỷ trọng lớn (4,65 - 4,8), thông thường 4,70 Thông số ô mạng: 6,60 5,98

3.1,5 Cơ c h ế tạo mầu zircon

M àu zừcon (Z rS i0 4) vừa tạo ion uranium, vừa phá huỷ phóng xạ Các ion U4*, có bán kính lớn giống ion Zr4*, thay Zr4+ cấu trúc zircon tạo mầu lơ zircon tự nhiên chưa xử lý nhiệt Theo thời gian địa chất, uranium trải qua q trình phân rã phóng xạ, dẫn đến hình thành tâm phá huỷ (tâm m ầu, hình 3.5) Các tâm mầu ngun nhân tạo mầu nâu đỏ m ầu khác zircon chưa xử lý (hình 3.6)

Jacinth hyacinth thuật ngữ sử dụng chủ yếu để loại zircon mầu đỏ H ầu hết zircon m ầu đỏ, đỏ da cam, đỏ nâu đỏ tím gắn hàng trang sức chưa qua xử lý nhiệt Loại zừcon tìm thấy nhiều Sri Lanka, Thái Lan, Cambodia V iệt Nam Loại zừcon mầu nâu đỏ từ khu vực cung cấp hầu hết zircon m ầu lơ có m ặt thị trường (sau xử lý nhiệt)

Trừ phổ hấp thụ, loại zừcon m ầu nâu đị có tất tính chất điển hình zừcon Dùng kính nhị sắc phân biệt mầu đa sắc loại zircon (mầu đỏ nâu vừa) Phổ hấp thụ zữcon mầu nâu đỏ thể hình 3.7, ta thấy khơng có vạch phổ m ảnh đặc trưng zircon điển hình

C h iê u xạ

Tâm lỗ trống Tâm điện tử Hình 3.5 Sự hình thành tâm màu

trong đá quý zircon

K 0.8

0.6

0.4

0.2 Hình 3.7 Phổ hấp thụ

zircon mầu nâu đỏ chưa 0.0

400 600 800 1000

k, nm

xử lý nhiệt

Loại zircon mầu da cam từ New South W ales (A ustralia) cho vài vạch phổ hấp thụ, vài loại zircon mầu đỏ hoàn toàn khồng cho phổ hấp thụ rõ ràng Trước đây, loại zircon mầu vàng có tên gọi jargoon jargon Zircon vàng bao gồm loại từ vàng nhạt đến vàng hoàng yến, vàng phớt lục Chúng có tính chất loại zircon bình thường đơi nhầm với saphir vàng Sri Lanka nơi cung cấp chủ yếu loại zircon này, kể loại chưa xử lý nhiệt loại qua xử lý nhiệt

Mầu lục rõ zừcon thường cho có liên quan với trạng thái metamict chúng Các tinh thể zircon m ầu lục sáng, lục vàng lục phớt nâu hoàn toàn suốt gặp không nhiều Thường zircon loại hay vẩn đục Hiện tượng khúc xạ kép (hiệu ứng nhân đôi) rõ hầu hết loại zữcon khác lại khó thấy loại zircon Dù trạng thái biến đổi (m etam ict) zircon mầu lục lại có phổ hấp thụ rõ Bao thể đặc trưng ánh trang kim (dát vàng) đới mầu gấp khúc Ngồi cịn gặp “cam sắt” khe nứt, bao thể dạng tơ M yanm ar Sri Lanka nước cung cấp chủ yếu loại , zừcon mầu lục

Xử lý nhiệt, điều kiện định, loại bỏ tâm phá huỷ khôi phục mầu lơ ban đầu tinh thể zữcon kết tinh (xem phần sau),

Còn mầu lục zừcon pha trộn mẩu lơ uranium m ầu nâu đỏ tâm phá huỷ (hình 3.8) R iêng loại zircon không mầu chứa lượng uranium thấp

2.0

K

0.0

3.2 K êt q u ả bước đ ầ u nghiên cứu công nghệ xử lý n h iệ t zircon Việt Nam

3.2.1 Đặc điểm khoáng vật học chất lượng zircon Việt Nam

Theo kêt phân tích chúng tơi sơ tác giả khác, thành phần hoá học đặc điểm khống vật học zircon từ sơ vùng mỏ Việt Nam đưa bảng 3.1 3.2

Bảng 3.1 Kết phân tích thành phần zircon sô vùng cùa Việt Nam K h u vực

T h n h p h ầ n (% )

Pleiku Đà L ạt Ba Bể

S i0 32.48-35.97 33.02-34.09 37.08

a i2o3 0-0.09

MgO 0- 1

Z t 2O j 62.71-66.64 62.36-66.67 61.04

H f 0.5-1.33 0.53-0.96 1.79

Tổng 98.25-102.14 99.38-100.01 99.91

Bảng 3.2 Đặc điểm ngọc học chất lượng zircon số mỏ Việt Nam

Địa điểm Ngọc Biển Hồ Bon Sơn Sa Võ Đá Đàn Lạc Sơn

~Tuil^chat~^ Yêu Drang Điển

Hình dạng tỉnh the

Làng trụ

Lăng trụ phương

Mảnh vỡ Lăng trụ

Lăng trụ

mảnh tinh thể

Lảng tru

27

phương, mảnh vỡ ngắn, chóp phương, mảnh vỡ phương, mảnh vỡ phương, chóp, song tinh Độ bào trịn Yếu, bán

trịn canh

Hơi tròn canh

Hơi bào tròn

Hơi bào trịn

Yếu Kích thước

(mm)

1.5-4 2.2-4.2 1-2.5 3-5 3-4.5 3-6 1-5

Màu sắc Vet vơ Nâu hồng, vàng nâu Vỏ sị, khơng phẳng Trắng trong, hồng nâu nhạt v ỏ sò

Hồng đỏ

Vỏ SÒ

Nâu đỏ, nâu vàng

Vỏ sò Nâu vẵng Vỏ sò Đỏ nâu, phớt vàng

Vỏ sò Vỏ sò, nửa vỏ sò

Anh Thuỷ tinh Kim cương Mỡ, kim cương Thuỷ tinh, kim cương Thuỷ tinh, kim cương Thuỷ tinh, kim cương

Độ cứng 7 7.5 7

4.60

7

Tỷ trọng 4.55 4.12 4.58 4.5

4.36-4.52 Độ suốt Bán

trong, Trong suốt Trong suốt Bán Bán Bán Trong suốt, bán Đặc điểm bao thể Bọt, mây mù, nứt

Bọt Hematit Hematit

DỊ hướng

Nứt, bot khí Đác tính

quang học

DỊ hướng DỊ hướng Dị hướng Dị hướng DỊ huớng Dị hướng Tính true trục (+) trục (+) trục (+) trục (+) trục (+)

Hồng Da cam

1 trục (+) Hổng nhạt Da cam

1 trục (+) Đỏ tím Da cam Đa sác No

Ne

Đỏ hổng Đỏ da cam

Phát quang Không Vàng,

ỵếu

Không Không Vàng,

Yếu

Vàng, Yếu

Vàng, Yếu Giá trị trang

sức

Loại c Loại B Loại c Zừcon

quý

Loại B-C Loại B-C Loại B-C

3.2.2 Chuẩn bị mẩu

ở V iệt Nam zừcon thường khai thác kèm với saphữ sa khoáng (chủ yếu sa khoáng aluvi) tạo thành với mỏ liên quan vổfi basalt Đó mỏ Tây N guyên (Đak Tôn, Di Linh, Đ ak Long), m iền Đông Nam (Ma Lâm, Đá Bàn) m iền Nam Trung (Ngọc Yêu) Zircon miên Nam Viột Nam có mầu từ nâu đỏ, nâu cánh rán, vàng không mầu Để thử nghiệm công nghệ xử lý nhiệt chủ yếu tập trung vào loại zircon m ầu nâu đỏ, mầu nâu, nâu vàng khơng mầu, có độ suốt từ đục đến bán suốt M ảu thử nghiệm chọn gồm lô: lô

m ẫu thô lô m ẫu chế tác Ngoài để so sánh kết chọn thêm lổ m ẫu thô từ Cam puchia

Lô m ẫu zircon thô Việt Nam chọn có mầu nâu đỏ, nâu, nâu vàng, kích thước từ - m m đến - 7mm có độ suốt khác Đây lô mẫu chúng tồi thử nghiệm trước xử lý lô mẫu chế tác Tùy thuộc vào độ suốt lại chia chúng thành lô: A, B c với độ giảm dần Độ suốt phản ánh mức độ phá hủy cấu trúc tinh thể zircon tượng phân rã phóng xạ tự nhiên Với lô mẫu thử nghiệm quy trình xử lý khác nhau, với thơng số xử lý khác nhau, sở kết thu lựa chọn quy trình xử lý tối ưu Các thông số xử lý lựa chọn sở kết nghiên cứu nhà chuyên môn công bố

3.2.3 K ết xử lý

Zircon mầu tự nhiên chế tác làm đá q khơng nhiều, loại mầu lơ đặc biệt thuộc loại zircon cao Các loại mầu khác (đỏ nâu, da cam, vàng, lục ) ch ế tác chất lượng giá trị lại không cao Các loại zircon thuộc loại bị biến đổi q trình phân rã phóng xạ cấu trúc tinh thê chúng

Cho đến zừcon tự nhiên thử nghiệm xử lý công nghệ kỹ thuật khác nhau, chủ yếu cơng nghệ xử lý nhiệt xử lý nhiệt kết hợp với chiếu xạ Đ a số zircon có mặt thị trường đá quý giới loại xử lý nhiệt Kết nghiên cứu thử nghiệm cho thấy loại zircon xử lý nhiệt để nâng cấp chất lượng đại đa số thuộc loại zừcon trung bình (mức độ phá hủy cấu trúc cịn chưa cao) Loại zircon trung bình gặp nhiều mỏ thường có m ầu nâu phớt đỏ da cam, đơi có tên gọi hyacinth Chúng xử lý nhiệt khoảng nhiệt độ từ 1.000 đến 1.400°c để khôi phục trạng thái “cao” ban đầu Trong loại zircon thấp (loại chứa lượng tạp chất phóng xạ cao nhất) khơng thể xử lý nhiệt được, kể nhiệt độ 1.450°c và khoảng thời gian thích hợp

Kết thử nghiệm quy trình chế độ xử lý khác loại zircon mầu nâu đỏ cho thấy:

- N gay nhiệt độ xử lý tưcmg đối thấp (150 - 300°C) mầu sắc độ suốt đ ã thay đổi, nhiên thay đổi khồng làm chất lượng zircon tăng lên đáng

kể Các kết hoàn toàn phù hợp với nghiên cứu trước [12] (hình 3.9)

- Nếu nung zircon mõi trường khử (thiếu oxy) t r o n g khoảng nhiệt độ cực

đại 800 - 1.000°c với thời gian từ đến phần lớn viên zircon mầu nâu đỏ chuyển sang m ầu lơ (hình 3.10, a) Nung nhiệt độ cao thấp hơn, kéo dài thời gian nung cho kết (mầu lơ nhạt mầu) Mầu lơ đậm hay nhạt vừa phụ thuộc vào độ suốt mẫu ban đầu, vào cường độ môi trường khử N ếu nung tiếp viên mầu lơ nhạt điều kiện số viên thành lơ đậm

- M ầu lo m ầu ưa chuộng nhát dđi với zircon quy Irình xừ lý nhiệt MS ưu dối vòi zircon m ẩu nâu đỏ Việt Nam là: nhiạt dộ xứ lý cực đại 800 - l.o o ỡ c

thời gian nung ò nhiệt độ tối da: - gicr, mơi (rng khử (hình 1)

b - Mơi trường ơxy hóa Hình 3.10 Kết xử lý nhiệt zữcon Việt Nam

Trước x lý Sau xử lý

H ình 3.11 Q uy trình xử lý tối ưu zircon mầu nâu đỏ

N hiệt độ xử lý tối đa: 800 - 1.000°c, thời gian xử lý nhiệt độ tối đa: - 4h m ôi trường xử lý: môi trường khứ

Toàn kết thử nghiệm xử lý nhiệt zừcon Việt Nam Để tài thể hình 3.12

Nâu phớt đỏ

N ung ỏ 100(fc,

m ôi truờng khử

Vài vién có mấu lợ t lạ t thing 06 dải mau

Nung 100( f c , môi trường khử

Nung ở 1000°c môi trường ôxy hoá

Đ a s ố thành mấu lo đậm nhạt khác nhau

Một vài viên

thành không m áu Phẩn lớn thành máu vàng, dỏ, da cam

Nung tiế p Ỏ9 0°c,

m ôi truờng khử Nung tiế p 900°c, mỗi triréng khử

Mầu lơ nhạt Ị Một số viên có thể thành đậm chuyển thành máu lo

Hình 3.12 Sơ đồ thử nghiệm quy trình khác xử lý zircon Việt Nam So sánh với kết xử lý Viện Đá quý Trang sức Thái Lan (GIT) m ẫu V iệt Nam đề tài thực thấy kết thu giống (hình 3.13 3.14)

Hình 3.13 Kết xử lý zircon náu đỏ Thái Lan

Hình 3.14 Kết xử lý lơ m ẫu chất lượng A (đã chế tác) GIT (Thái Lan) Bên trái: trước xử lý; bên phải sau xử lý

Để kiểm tra chất lượng zircon Việt Nam, thu thập m ột số lô zữcon từ Cam puchia M yanm a tiến hành thực nghiệm xử lý quy trình tương tự Kết thực nghiệm cho thấy sau xử lý chất lượng màu sắc chúng tăng lên đáng kể (hình 3.15 3.16) Các lổ mẫu có chất lượng cao (độ tinh khiết lớn) chất lượng biến đổi rõ ràng Điều có lẽ liên quan đến mức độ biến đổi chúng, với loại zircon biến đổi (mức độ m etam ict thấp) chất lượng sau xử lý tăng lên nhiểu

' Ậ ỉ I V

Hình 3.15- Zicon Cam puchia trước (bèn phải) sau xử lý (bên trái) ị mơi trườìíg khử)

Mơi trường ơxv hố

Mơi trường khử Hình 3.16 Kết xử lý zircon M yanma

N hư vậy, tác dụng nhiệt độ môi trường xử lý, hiệu ứng giám chất ỉượng phân rã phóng xạ khắc phục, cấu trúc tinh thể zircon trở nên đồng hơn, ánh, độ suốt mầu sắc zircon cải thiện đáng kể V iên đá trở nên bền vững đẹp nhiều, lúc lại coi zircon cao

, 3.3 Kết luận

1 Xử lý nhiệt làm ổn định cấu trúc tinh thể cùa zircon trung binh mầu nâu đỏ, nâu xầm nâu vàng

2 Dưới tác dụng nhiệt độ điều kiện môi trường loại zircon chuyển thành m ầu lơ, mầu vàng da cam, khơng mầu có dải mầu

3 Trong m ột số trường hợp mầu sau xử lý chuyển đổi cho (thuận nghịch) tùy thuộc vào điều kiện mơi trường (khử ơxy hóa)

4 Cơng nghệ xử lý nhiệt làm tăng đáng kể chất lượng giá trị zữcon V iệt Nam Loại zircon mầu lơ có mặt thị trường hầu hết loại xử lý nhiệt từ zircon mầu nâu phớt đỏ tự nhiên Loại zircon không phổ biến m iền Nam V iệt N am m cịn có nhiều Campuchia Thái Lan Hầu hết zừcon mầu đỏ, đỏ da cam, đỏ tím loại chưa qua xử lý nhiệt

5 M ẫu sau xử lý nhìn chung ổn định theo thời gian tác dụng nhiệt độ

4 Cồng nghê xử lý nhiệt làm tãng đáng kể chất lượng giá trị zircon V iệt Nam Loại zircon mầu lơ có mặt thị trường hầu hết loại xử lý nhiệt từ zừcon m ầu nâu phớt đỏ tự nhiên Loại zircon khổng phổ biến m iền Nam V iệt N am m cịn có nhiều Campuchia Thái Lan Hầu hết zừcon m ầu đỏ, đỏ da cam, đỏ tím loại chưa qua xử lý nhiệt

5 M ẫu sau xử lý nhìn chung ổn định theo thời gian tác dụng nhiệt độ

Chương 4

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ x LÝ NHIỆT THẠCH ANH VIỆT NAM 4.1 Đặc điểm chung khoáng vật thạch anh

Thạch anh khoáng vật phổ b iín „hấ vị Trái Đ í, đưọc sừ dung nhiểu lĩnh vực khác điện tử, quang học đá quý

Ten gọi “quartz” dưọc x u í xứ từ chữ Đức cổ khơng có ý nghĩa rõ ràng sử dụng rộng rãi từ th ế kỷ 16

Các tinh thể thạch anh suốt có màu sắc đa dạng: tím, hồng, đen, vàng, sử dụng làm đổ trang sức từ xa xưa

4.1.1 Thành phân rà cấu trúc tình th ể

Thành phần hóa học: Các khống vật nhóm thạch anh có cơng thức đơn giản S i0 2, m ột loạt biến thể đa hình gồm biến thể độc lập: thạch anh, triđimit cristồbalit chúng biến chuyển theo sơ đổ:

a T h ạch an h -> p Thạch anh -> pT ridim it -> p Cristơbalit -> nóng chảy

573°c 870°c 1470° c 1713°c

Ngoài triđim it cristôbalit nhiệt độ thấp bị nguội đột ngột ta có dạng song biến:

a tridim it -> (3 tridimit a c ristô b a lit -> p cristôbalit

130°c 180-270°c

Trong thành phần thạch anh, thành phần chính, cịn chứa số chất hcã chất lỏng C 2, H20 , NaCl, C aC 3,

Tinh hệ: Biến thể nhiệt độ cao thạch anh kết tinh hệ lục phương thành khối mặt thang lục phương, biến thể thạch anh vững nhiệt độ 573nc kết tinh hộ tam phương (hình 4.1)

Dạng tinh thể: thường hay gập dạng lưỡng tháp lục phương với mặt lăng trụ ngắn (hình 4.2) Thạch anh chi tạo thành tinh thể đẹp hỗng m ôi trường hở, có trường hợp gạp tinh thể nặng tới vài tấn, có tới 40

Ngồi hai biến thể kết tinh, thạch anh gặp dạng ẩn tinh có kiến trúc tóc: canxedon quaczit khác quang tính

4.1.2 Các biến loại thạch anh dùng làm đá quý

Thạch anh có nhiều màu sắc khác nhau, phổ biến biến loại không m àu, m au trăng sữa màu xám Theo màu sắc, thạch anh mang tên khác (hình 4.3):

■ Pha le (rock crystal), tinh thể thạch anh không màu suốt. ■ Am etit (am ethyst): m àu tím.

■ Citrin (citrin): m àu vàng.

■ Ametrin (am etrin): có mầu vàng tím xen kẽ.

■ Thạch anh ám khói (smoky quartz): loại thạch anh có màu ám khói, tối gọi "morion"

■ Thạch anh hồng (rose quartz): có màu hồng.

■ Thạch anh sữa (milky quartz): có màu trắng tới xám sáng.

■ Thạch anh aventurin (aventurin quartz): có màu lục chứa bao thể m ica m ầu lục

■ Thạch anh chứa dumortierit (dumortierit quartz): có màu lam đậm lam tím; thạch anh chứa siderỉt saphir (siderite or sapphire quart)z: gặp, chúng thường có màu lam pha chàm

H ình 4.3 M ột số biến loại màu khác thạch anh

4.13 M ột s ố tính chất thạch anh

- Độ cứng: 7 - Tỷ trọng: 2,5-2,8 -C h iế t suất: 1,544-1,553 - Lưỡng chiết: 0,009

- Tính đa săc: thay đơi tuỳ thuộc vào màu viên đá

- Phát quang: Loại thạch anh hồng phát quang màu tím lam nhạt, biến loại khác thạch anh trơ tia cực tím

- Phổ hấp thụ: khơng đặc trưng - Các hiệu ứng quang học đặc biệt:

+ Hiệu ứng mắt h ổ (tiger's eye effect): Là hiệu ứng đặc biệt thường thấy biến thể thạch anh đặc trưng cho biến thể có màu từ vàng nâu nhạt tới nâu đỏ nhạt, lam nhạt chí màu đỏ loại bán Nguyên nhân tượng xếp có định hướng bao thể dạng sợi lòng viên đá Khi viên đá mài cabochon phản xạ ánh sáng bề mặt cho ta hiộu ứng "mắt hổ" đẹp

+ Hiệu ứng mắt mèo (cat’s eye effect)

Cũng giống hiệu ứng mắt hổ chúng thể đẹp rõ nét hom thường gặp biến thể bán có màu trắng tới xám nâu vàng lục nhạt, đen màu lục ô liu tối

+ Hiệu ứng (star effect):

Thạch anh hồng số biến thể màu xám màu sữa thường có tượng cánh giống hiệu ứng ruby saphir

4.1.4 Cơ ch ế tạo màu thạch anh

Thạch anh tồn nhiệt độ thường biến thể a S i0 kết tinh Các nghiên cứu sâu thạch anh [13] thành phần thạch anh vãng mặt nguyên tố gây m àu (Ti Fe) khơng có tâm màu chúng không màu gọi thạch anh pha lê (rock crystal) Khi tạp chất sắt tồn thạch anh trạng thái hố trị (Fe-+) tạo biến loại có màu vàng, màu nâu màu hồng (citrin, thạch anh ám khói thạch anh hồng) Trong trường hợp sắt tồn trạng thái hố trị (Fe2+) tạo màu lục Còn thành phần thạch anh chứa titan (Ti) chúng tạo thạch anh màu lam thạch anh với hiệu ứng đặc biệt (sao, m ất

4.2 Kết bước đầu nghiên cứu công nghệ xử lý nhiệt thạch anh Việt Nam

4.2.1 Đặc điem ngọc học chất lượng thạch anh Việt Nam

Hầu hết thạch anh màu tím (amethyst) mỏ Việt Nam thưcmg có kích thước tinh thể nhỏ, độ suốt màu sắc không Đa phần tinh thể thường có độ suốt cao có màu sắc đậm phần chóp tinh thể, phân thân cua chung chi la màu nhạt chứa đới màu tím có độ suốt thấp

Các biên loại khác thạch anh (morion, citrin , ) có quy mơ thương phân bơ nho le đới sinh khống dá quý, nửa quý Thạch anh pha lê thường có kích thước lớn phân bơ rộng rãi phát nhiều nơi có thời khai thác ạt để bán sang Trung Quốc

Các đặc điêm ngọc học chất lượng thạch anh Việt Nam nêu bảng 4.1

Bảng 4.1 Đặc điểm ngọc học chất lượng thạch anh Việt Nam

Địa điểm Ametit Morion Citrin Thạch anh pha té

Tính chất Bn Hồ Lộc Tân Đức Trọng Gia Nghĩa

Tinh dạng tinh thể Tháp lục phương Tháp lục phương ngắn

Tháp lục phương Tháp lục phương

lộ bào tròn Sắc cạnh Sắc cạnh Sắc cạnh Sắc cạnh

kích thước (mm) 10-100 3-10 15-50 15- vài trăm

làu sác Tím, tím nhạt

phần chóp

ám khói, đen Vàng, vàng rát nhạt

Không màu

ết vỡ Vỏ sò Vỏ sò Vỏ sò Vỏ sò

nh Thuỷ tinh Thuỷ tinh Thuỷ tinh Thuỷ tinh

'ộ cứng 7 7

ỷ trọng 2.55 2.54 2.55 2.56

'ộ suốt Trong suốt Trong suốt, bán

Trong suốt Trong suốt ậc điểm bao thể Đới màu, đường Đới màu, bao ĐỚI màu, đường Bao thể kim que

sinh trưởng, bao thể kim que thô sinh trưởng rutin thể đa pha

Dị hướng

ính chất quang học Dị hướng Dị hướng Dị hướng

rục quang học trục (-) trục (-) trục (-) trục (-)

iá trị trang súc Mài giác, tạc chạm khắc

Chạm khãc Mài giác

4.2.2 Chuẩn bị mẩu

Trong khuôn khô đề tài chúng tồi lựa chọn đối tượng nghiên cứu chủ yếu biến loại thạch anh m àu tím (amethyst) màu vàng (citrin), lý sau:

- Đây hai biến loại sử dụng nhiều lĩnh vực sản xuất hàng trang sức có giá trị tương đối cao

- So với biến loại khác biến loại phong phú

- M àu sắc chúng thường không đồng nhất, việc sử dụng làm hàng trang sóc khơng thể, cần thiết phải có quy trình xử lý để cải tạo chất lượng màu sắc chúng

Các m ẫu chọn để nghiên cứu thực nghiệm đề tài thu thập từ vùng m ỏ khác Việt Nam (Bắc Kạn, Gia Lai, Nha Trang, Gia Nghĩa .), m ẫu phân loại theo độ suốt tính đồng màu sắc, chụp ảnh để tiện cho việc đối sánh kết (hình 4.4 4.5)

* # *

♦ 9

H ình 4.4 Các lơ mẫu amethyst thơ trước xử lý

9

ĩ ỉ ỹ t • •

Hình 4.5 Đặc điểm đới màu ametit trước xử lý

3.2.3 Kết xử lý nhiệtAet qua xu ly

7 A' tin oiả ri? n i (hình 4.6) cho thấy, tác Kết nghiên cứu m ột sô tác giá LU, y ^ ,

khuynh hướng chuyển sang không màu Bằng phuong pháp x i lý nhiệt chuyển ứ c loại thạch anh có c h lượng th íp màu tim ám khói sang loại có m àu vàng nhạt cam đỏ nhạt với chất lượng cao thị trường ưa chuông

Đôi VƠI am ethyst tác d ụ n g c ủ a n h i ệ t đ ộ c h ú n g s ẽ chuyển s a n g m u v n g

phớt nâu

Khi xư ly nhiệt nhiệt độ 878 - 1382"C amethyst cho màu vàng sáng, nâu đỏ mau lục hoạc không mau Một sơ loại amethyst bi màu ánh sáng bình thường màu khôi phục chiếu xạ tia X

Thạch anh ám khói nung nhiệt dộ 572 - 752°c màu bị nhạt

Citrin tự nhiên hiêm thương trường lượng chủ yếu citrin amethyst thạch anh ám khói bị xử lý nhiệt Amethyst chuyển sang vàng nhạt nhiệt độ 470°c màu vàng tối tới màu nâu nhạt nhiệt độ 550-560°C Thạch anh ám khói chuyển sang m àu vàng sớm nhiệt độ khoảng 300-400'’C Đa số citrin tự nhiên có màu vàng nhạt bị xử lý khơng cịn tính đa sắc, citrin tự nhiên có tính đa sắc yếu

Hình 4.6 Sơ đổ xử lý nhiệt biến loại khác thạch anh []

Sơ đổ xử lý nhiệt thực nghiệm amethyst Việt Nam thể hình 4.7 Kết xử lý giống với nghiên cứu cơng bố trước Đầu tiên am ethyst đ ô i nhiệt độ 15ƠC, dó chưa có biến dổi xảy Nhiệt độ tiếp t ụ c đuợc t a n g lên tữ từ sau 50”C máu lấy quan sát biến đổi màu sac Khi nhiệt độ tâng lẽn đến 350 - 400"C màu tím bát đáu biến m dán mẫu chuyến sang m àu vàng (citrin) (htoh 4.8) khoảng nhiệt độ 5Ọ0”C thi màu vàng dậm nhít N íu tiếp tục tăng nhiệt dộ m àu vàng lại nhạt đi, đến dừng

quá trình xư lý lại M ột số nghiên cứu khác cho thấy tiếp tục giữ nhiệt độ khoảng 550-600°c trong thời gian hoảng 15-20h tạo thạch anh sữa có hiệu ứng giống đá M ật Trăng Tuy nhiên khơng đề cập đến quy trình nghiên cứu đề tài Các nghiên cứu khác cho thấy nhiệt độ thấp hom

500°c (trong khoảng 400-450°C) amethyst chuyển sang màu lục nhạt Quá trình không chung toi quan sat va ghi nhận trình thực nghiệm

H ình 4.7 Quy trình xử lý nhiệt ametit Việt Nam

Nguyên nhân thay đổi màu giải thích sau:

ở trạng thái bình thường màu tím amethyst tạo nên bải có mặt đồng thời cặp cation Fe2+ Fe3+, nguyên nhân tạo màu vàng citrin Fe3+ Khi ta xử lý am ethyst nhiệt độ cao mơi trường có oxi (mơi trường oxi hố) dẫn đến q trình oxi hoá Fe2+ thành Fe3+ mẫu chuyển sang màu vàng K hi ta tiếp tục nâng nhiệt độ qua 550°c đến nhiệt độ chuyển hoá ot thạch anh sang p thạch anh dẫn đến tượng màu vàng citrin

Khi ta xử lý am ethyst khoảng nhiệt độ 200 - 250°c và giữ thời gian khoảng 2h, m àu tứ n am ethyst có xu hướng phân bơ viên đá (hình

4.9).

t o

-4 Amethyst trước xử lý * x lý 450°c, h * Tiếp tục xử lý 550°c, 2 h

® ® L ® ^ 9 4 _

• a *1 » ã . ã

* đ đ ô a đ ã

$ 9 ã

H ình 3.9 K ết xử lý làm màu amethyst (bên trái) citrin sau xử lý chế tác (bên phải)

4.3 Kết luận

- Dùng phương pháp xử lý nhiệt chuyển thạch anh màu tím (amethyst) sang thạch anh m àu vàng (citrin) nhiệt độ 500°c, mơi trường oxi hố

- Để cho m àu tím am ethyst phân bố đồng xử lý chúng nhiệt độ 250°c, m trường oxi hố thời gian khoảng 2h

K Ế T LU Ậ N VÀ K IẾ N N G H Ị

Trên sở kết q uả nghiên cứu đề tài đến sơ kết luận sau:

1 Việc nghiên cứu ứng dụng phương pháp xử lý để làm tăng chất lượng đá quý đáp ứng nhu Cầu thị trường sản xuất hàng trang sức Việt Nam

là m ộ t v i ệ c l m c ầ n t h i ê t , n h ằ m t ậ n t h u t r i ệ t đ ể n g u n t i n g u y ê n k h o n g s ả n q u ý h i ế m

này

2* Trong điêu kiện cua Viột Nam hiộn viêc ứng dụng quy trình xử lý nhiệt để xu ly đa Quy la thiêt thực va hiệu qua nhât phương pháp khơng địi hỏi thiết bị qua đăt tiên, dê tn ê n khai áp dụng với nhiều loại đá quý khác Sản phẩm sau xử lý có chất lượng tăng lên đáng kể, độ bền màu cao thị trường chấp nhận

3 Với khoáng vật zircon Việt Nam, mầu lơ mầu ưa chuộng zircon quy trình xử lý nhiệt tối ưu zừcon mầu nâu đỏ Việt Nam là: nhiệt độ xử lý cực đại 800 - 1,000°c, thời gian nung nhiệt độ tối đa: - giờ, môi trường khử

4 Để chuyển am ethyst từ màu tím sang màu vàng (citrin), nhiệt độ tối ưu trình xử lý 00°c, thời gian 2-3h, mơi trường oxi hố Để cho amethyst đới màu trở thành đồng m àu chúng xử lý nhiệt độ 250°c với thời gian 2h, mơi trường oxi hố

Thạch anh V iệt N am r í t đa dạng phong phú màu sắc Trong khuôn khổ hạn hẹp đề tài dừng lại việc nghiên cứu chuyển hoá màu sắc amethyst citrin làm cho m àu sắc chúng đồng với loại có đới màu Để tận dụng triệt đ ể nguồn khoáng sản cần thiết đầu tư để nghiên cứu chuyển loại thạch anh pha lê thạch anh ám khói sang màu ưa chuộng tím, vàng đen; giá trị chúng tăng lên gấp nhiều lần

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Anderson B w , 1971 Gem testing Butterworth & Co Ltd London

2 Cherniak D J„ W atson E B„ 2000 Pb diffusion in zircon Chemical Geology 172: pp 5-24

3 Trần Chót nnk, 1996 N hững vấn đề đại quang học quang phổ T l tr.l 19-124 TT K H TN CNQG, Hà Nội

4 Farell E F-, N ew nham R E „ 1972 American Mineralogist 50

5 Fuhrback J R., 1972 Gem & Gemology, 28, ló.Halliday A N 1999 In the beginning Nature 409: pp 144-145

6 Nguyễn Ngọc K hôi, 1996 Kết bước đầu xử lý nâng cấp chất lượng rubi, saphừ Việt Nam" Địa chất tài nguyên, tr 249-257, Viện Địa chất, Trung tâm Khoa học Tự nhiên Công nghệ Q uốc gia

7 Nguyễn Ngọc K hôi (Chủ nhiệm ), 1998 “Nghiên cứu công nghệ xử lý nhiệt nhầm nâng cao chất lượng rubi, saphir Việt Nam, đ ể tăng giá trị sản phẩm, tân thu triệt để tài nguyên khoáng sản ỏ mỏ đá quỷ Việt Nam" Báo cáo kết để tài NCKH cấp Bộ Công nghiệp Lưu trữ Bộ Công nghiệp, Hà Nội

8 Nguyễn Ngọc K hôi, 2006 Các phương pháp giám định đá quý NXB Giáo dục, Hà Nội

9 Kuhler H erm ann, 1970 Die Anderung der Zừkonmorphologie mit dem Differentiationsgrad eines G ranits Neues Jahrbuch Mineralogische Monatshefie 9: pp 405 - 420 V ũ X uân Q uang nnk, 2002 Đá quỷ th ế giới đá quỷ Việt Nam, NXB Văn hoá Thông tin, H Nội, 2002

10.Pham Van Long, G aston G iuliani, Virginie Gamier, Daniel Ohnenstetter (2004), “Gemstones in Vietnam : a review ”, Australian Gemmologist, 22 (4), pp 162-168 11.Mezger K., K rogstad E J., 1997 Interpretation o f discordant U-Pb zircon ages: An

evaluation Journal o f M etamorphic Geology 15: pp 127-140

12 Nassau K, 1984 Gemstones Enhancement, Butterworth Publishers, 80 Montvale Avenue

13.Phuong N T Chot T., 2001 Investigation of color center in Vietnamese quartz International Workshop on Gems.

14 Pupin J P., 1980 Z ircon and G ranite petrology Contributions to Mineralogy and Petrology 73: pp 207-220.

15 Ries G., 2001 Z k o n als akzessorisches Mineral Aufschluss 52: pp 381-383

16 Schumann w , 1997 Gemstones o f the World Sterling Pub Co Inc NY

17 The most com prehensive and up-to-date work on zircon and its related disciplines is the M ineralogical Society o f America monograph published in late 2003: Hanchar & H oskin (2003) Zừcon Reviews in Mineralogy and Geochemistry, volume 53, 500 pages http://www.minsocam.org/MSA/RTM/Rim53.html

18.Themelis Ted, 1992 The heat treatment o f ruby and sapphire Gemlab Inc.

19.Tondar p., 1991 Zirkonmorphologie als Charakteristikum eines Gesteins Dissertation an d er Ludw ig-M axim ilians-U niversitot Mỹnchen, 87 pp

20.Vavra G., 1990 O n the kinem atics of zừcon growth and its petrogenetic significance: a cathodolum inescence study Contributions to Mineralogy and Petrology 106: pp 90-99.

21.Vavra G., 1994 System atics o f internal zircon morphology in major Variscan granitoid types Contributions to Mineralogy and Petrology 117: pp 331-344.

Đ Ạ I HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

t r n g đ i h ọ c k h o a h ọ c tựn h i ê n

Nguyền Vãn Nam

ĐịC m Ể M TIN H TH Ể-K H O ÁN G VẬT HOC, NGỌC HỌC, m i v K.ỆN t h n h t o C ủ a C O RIND O N t r o n g M ETA PEU T v s a KHOANG

LIÊN QUAN KHU v ự c TRÚC LẢU : LÀNG CHẠP

C huyên ngành: T h ạch hoc, khống học trám lích học

M ã số : 1.06.03

LU Ậ N V Ă N THẠC SỸ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỠNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN NGOC KHÔI

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRUỒNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T NHIÊN KHOA ĐỊA CHẤT

N gu yễn H ữu T uấn

ĐẶC ĐIỂM NGỌC HỌC, ĐẶC TRƯNG CHẤT LƯỢNG VÀ NGUỒN G ố c THÀNH TẠO SAPHIR

ĐẢK TƠN-ĐÃK NƠNG

KHỐ LUẬN T Ố T N G H IỆP HỆ ĐẠI HỌC CHÍNH QUY C h u y ê n n g n h : Đ ịa ch ất

C án huớng dẩn: PGS TS Nguyén Ngọc Khôi

VIỆN KHOA HỌC

VÀ CỒNG NGHỆ VIỆT NAM GIAY n h ậ n b i ***

Tạp chí

CÁC KHOA HỌC VỀ TRÁI ĐẤT H N ộ i, ngày tháng A năm 2008

Ban Biên tập tạp chí “Các khoa học Trái đất”

đã nhận báo:

“Kết q uả b c đ ầ u n g h iê n c ứ u c ô n g n g h ệ x lý n h iệ t zirco n V iệt N am ” Của tác giả: Nguyễn Ngọc Khôi, Phạm Văn Long

Gửi ngày: 9/1 / 2008

Tài liệu bao gồm: 01 thảo A4.

1 Nhận xét hình thức thảo: TL/TổNG BIÊN TÂP P H Ó T Ồ N G B IÊ N TÂP - Đúng quy định X

- C hư a đ ú n g q u y đ ịn h 2 Ngày nhận: 9/1/2008

P G S.T S N guyễn V ăn G iảng

KẾT QUẢ BƯỚC ĐẦU NGHIÊN c ứ u CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NHIỆT ZIRCON VIỆT NAM

Nguyễn Ngọc Khôi, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Phạm Văn Long, Công ty CP Đấ quý Vàng Hà Nội

I MỞ ĐẦU

Việt Nam có tiêm phong phú loại đá quý khác nhau, có nhiều loại đá bán quý khác zữcon, thạch anh, peridot, Tuy vậy, số

sản phâm khai thác loại chế tác để sử dụng lại hạn chế Phấn lớn

nguyên liệu khai thác từ mỏ đểu có chất luợng thấp khơng đạt chất lượng, nước có cơng nghệ đá q phát triển sản phẩm khai thác đá quý lừ mỏ phải trải qua trình xư lý đê nâng cấp chất ỉượng phương pháp khác trước đưa vào sử dụng

Trên giới phương pháp xử lý đá quý chia thành nhóm: - Các phương pháp xử lý nhiệt

- Các phương pháp chiếu xạ - Các phương pháp xử lý hóa chất

Trong sơ phương pháp phương pháp xử lý nhiệt sứ dụng nhiều nliâl Bài báo trình bây kêt bước đầu nghiên cứu tính chất ngọc học chất lượng ngọc zircon Việt Nam, sở xây dựng quy trình cơng nghệ xử lý nhiệt nâng cấp chất lượng chúng

II CÁC TÍNH CHẤT NGỌC HỌC CHUNG CỦA ZIRCON

Zircon thành viên nhóm nesosilicat sử dụng làm đá quý, có cơng thức hố học Z rS i0 Zircon kết tinh hệ phương, dạng tinh thể quen thường gặp tliáp đôi phương Trong thành phần zừcon ln có mặt hafnium với hàm lượng dao động từ đến 4% Ngoài hafnium, uranium thorium thường có mặt cấu trúc zircon Chính tượng “tự chiếu xạ” phân rã nguyên tố phóng xạ dẫn đến phá huỷ cấu trúc tinh thể zứcon nguyên nhân biến đổi tinh thể zircon thành loại thuỷ tinh đẳng hướng Quá trình diễn khoảng thời gian địa chất dài Loại zircon chịu phân huỷ cấu trúc đặt lên lì zircon “m etam ict” Theo mức độ phá huỷ cấu trúc tinh thể zừcon chia thành:

• Zircon “cao”, loại zircon khơng bị biến đổi cấu trúc tinh thể Loại thích hợp để sử dụng làm đá quý

• Zircon “trung bình”, có mức độ biến đổi trung bình

• Zircon “thấp” ", có mức độ biến đổi cao nhất, cấu trúc tinh thể tính chất vật lý bị biến đổi hoàn toàn

Zircon mơt khống vật tiếng có mặt khắp nơi vỏ rái Đâl

Các loai zircon suốt có mầu khác sử dụng làm đá quý, loại mầu lơ, không mầu, nâu đỏ nâu vàng sử dụng nhiểu Zữcon mầu nã 11 phới đỏ vàng phổ biến thị trường đá quý đắt đẹp zircon mầu lơ Các loại zircon mầu khác (vàng, lục, hồng, tím) đơi có mật tlìị trường (hình 1)

Hình Khống vật zircon với màu khác

Zircon dùng làm đá quý có tính chất ngọc học bảng Bảng ■ Các tĩnh chất ngoe hoc zircon

Thành phẩn: Z rS i0 (+Hf, Fe, Th, U), silicat zirconium

Hê tinh thể: Bốn phương

Mầu sắc: Khơng mầu, lơ, tím, vàng, vàng nâu, da cam, đỏ, nâu, nâu đỏ lục

Độ suốt: Trong suốt, đục, không thấu quang

Dạng quen: Các tinh thể dạng lãng trụ có hai đầu dạng lưỡng tháp

Tỷ trọng: 3,90 đến 4,8

Độ cứng: 6,5 đến 7,5

Chiết suất: Cao, thường 1,92-1,98 Theo vãn liệu 1,78 -2,01

Lưỡng chiết: Cao; 0,04-0,06

Đặc tính quang: M ơt true

Độ tán sắc chiết

suất:: M ạnh, 0,039 cho tất biến loại

Đa sắc:

Khá m anh loại zứcon mầu đậm; Zkcon mầu lơ: xanh da trời đậm đến không mầu xám phớt vàng; Các mầu khác: mầu có tơng đâm nhat khác

Phát quang:

Thường trơ; loai mầu vàng mù tạc vàng da cam có thê phát máu săc khác sang ngan cực tím; loại mầu vàng xỉn có lận quang sang dài Dưới tác dụng lâu dài tia cực tim mạnh mọt vài loai zircon khơng mầu trở lại mầu náu ban đâu

Phổ hấp ỉ hu: Có nhiều dải vach mảnh dãc trưng cho phổ hấp thụ TR —

Chê tác:

C hế tác hình oval trịn kiểu hỗn hợp (phần kiêu kim cương va phần đáy tầng) kiểu mài giác (facet) thường gặp kiểu chế tác zứcon có sử dụng Zưcon cân che tac cho hiệu ứng nhân đơi thây khơng bị mờ (kém trong) - -

- - HWIlgy.

Các tính chất zừcon thay đổi rõ rệt theo trạng thái biên đoi cau true tinh the tác dụng phóng xạ tự nhiên

A/

III KET QUA NGHIÊN c ú u CÔNG NGHỆ XỬLÝ NHTẺT ZIRCON VIỆT NAM

1 Đặc điểm ngọc học zircon Việt Nam

Theo kết phân tích cùa sô' tác giả khác, thành phần hoá

1ỌC va cac ạc điêm ngọc học zircon từ sô vùng mỏ Việt Nam đưa

trong bảng

Bang Ket qua phân tích thành phần hố học zircon sô vùng cùa Việt Nam

Khu vực

Thành phần (%) Pteiku Đà Lạt Ba Bê'

S i0

A I A 32.48-35.97 33.02-34.090-0.09 37.08

M g ò

Zr2O s 62.71-66.64 62.36-66.670-0.01 61.04

H f02

Tong

0.5-1.33 0.53-0.96 1.79 98.25-102.14 99.38-100.01 99.91 Bảng Đặc điểm ngọc học chất lượng zircon số mỏ Việt Nam

Địa điểm Tmfu7nrh~~~^_^

Ngoe Yêu

Biển Hồ Bon

Drang

Sơn Điền Sa Vỗ Đá Bản Lạc Sơn

Hình dựng tinh thể

Lăng tru

phương, mảnh vỡ

Lãng trụ phương ngắn, chóp

Mảnh vỡ Lăng tru

phương, mành vỡ

Lăng Iru phương, mảnh vỡ

mành tinh thể

Lăng tru

phương, chóp, song tinh

Độ bào trịn Yếu, bán tròn canh

Hơi tròn canh

Hơi bào trịn

I lơi bào trịn

Yếu

Kích tliước (mm)

1.5-4 2.2-4.2 1-2.5 3-5 3-4.5 3-6 1-5

Màu sue Nâu

hồng, vàng nâu

Trắng trong, hồng nâu nhat

Hồng đỏ Nâu đỏ, nâu vàng

Nâu vàng Đỏ nâu, phớt vàng

Vết vỡ Vỏ sỗ,

không phẳng

Vỏ sò Vỏ sò Vỏ sò Vỏ sò Vỏ sò Vỏ sò, nửa vỏ sò

Ánh Thuỷ tinh Kim cương Mỡ, kim cương Thuỷ tinh, kim cương Thuỷ tinh, kim cương

Thu ỳ tinh, kim cương

Độ cứng 7 7.5 7 7

Tỳ trọn i> 4.55 4.12 4.58 4.60 4.5

4.36-4.52

Độ irony suốt Bán trong, Trong suốt Trong suốt Bán Bán Bán Trong suốt, bán

trong

Đặc dì cm bao tlìể

Bọt, mây mù, nứt

Bọt Hematit Hematit Nứt, bọt khí

Đặc tinli quanịi học

Dị hướng Dị hướng Dị hướng Dị hướng DỊ hướng Dị hướng DỊ hướng

Tính trục Đa sắc No

Ne

1 trục (+) trục (+) trục (+) trục (+) Đò hồng Đỏ da cam

1 trục (+) Hổng Da cam

1 trục (+) Hồng nhạt Da cam

1 trục (+) Đò tím Da cam

Phát quang Khơng Vàng,

yếu

Không Không Vàng, Yếu

Vàng, Yếu

Vàng, Yếu

Giá Irị trang sức

Loại c Loại B Loại c Zircon quý

Loại B-C Loại B-C Loại B-C

2 Cơ chê tạo mầu zircon

Trong tự nhiên zircon có nhiéu mầu sắc mầu khác nhau, từ không màu, lơ, tím, vàng, vàng nâu đến da cam, đỏ, nâu, nâu đỏ lục Trong sơ mầu có giá trị mầu lơ, nhiên zircon mầu lơ tự nhiên lại Trong cac mo Viẹt Nam da phần zircon có mầu nâu, nâu dỏ, vàng, vàng nâu, không m âu (bang 3)

Màu zircon vừa tạo ion uranium, vừa phá huy phong xạ Các ion u 4+, có bán kính lớn giơng ion Zr4\ thay thê Zr4+ cấu

triic zircon tạo mâu lơ cửa zircon tự nhiênchưa xử lý nhiệt, rheo thời gian địa chat,

uranium trải qua q trình phân rã phóng xạ, dản đến hình thành lâm pha huý (tám mầu, liinh 2) Các tâm mầu nguyên nhân tạo máu náu đo va

các mầu khác zircon chưa xử lý (hình 3).

Phổ hấp thụ cùa zircon mầu nâu đỏ thể trẽn hình 4, ta thay tleu khơng có vạch phổ mảnh đặc trưng zircon điển hình

C h i ế u xạ

T iế n lõ trống T iế n điện tử

f ilia l' A

B A B~ f l j i

T â m lỗ trố n g

1 lình Sự hình thành tâm màu đá quý zircon

Hình Zircon màu nâu đò Việt Nam chưa xử lý nlnệt

K 0.8

-0.6 -

0.4

-0.2 -

0.0

-X, n m

Hau het zircon mâu do, đo da cam, đỏ nâu đỏ tím đươc gắn hàng trang sức đêu chưa qua xử lý nhiệt Loại zircon tìm thấy nhiều Sri Lanka, Thái Lan Cambodia va Việt Nam Loại zircon mầu nâu đỏ từ khu vực cung cấp hẩu hết zircon mầu lơ có mặt thị trường (sau xử lý nhiệt)

Xư lý nhiệt, điêu kiện định, loại bỏ tâm phá huỷ khỏi phục mầu lơ ban đầu tinh thể zircon kết tinh

3 Chuẩn bị mẫu

ơ Việt Nam zircon thường khai thác kèm với saphir sa khoáng (cliú yêu sa khoáng aluvi) tạo thành với mỏ liên quan với basalt Đó mị lâ y Ngun (Đak Tơn, Di Linh, Đak Long), miền Đông Nam (Ma Lâm, Đá Bàn) miền Nam Trung (Ngọc Yêu) Zircon miền Nam Việt Nam có mầu từ náu đỏ, nâu cánh rán, vàng không mầu Để thử nghiệm công nghệ xử lý nhiệt yếu tập trung vào loại zircon mầu nâu đỏ, mầu nâu, nâu vàng không mầu, có độ [rong suốt từ đục đến bán suốt Mẫu thử nghiệm chọn gồm lơ: lị mảu thị lơ mầu chế tác Ngồi để so sánh kết chúng tơi chọn thêm lô mầu thô từ Campuchia

Lô mẫu zircon thơ Việt Nam chọn có mầu nâu đỏ, nâu, nâu vàng, kích thước từ - ram đến - 7mm có độ suốt khác Đây lô mẫu thử nghiệm trước xử lý lô mẫu chế tác Tùy thuộc vào độ suốt lại chia chúng thành lô: A, B c với độ giảm dần Độ suốt phan ánh mức độ phá hủy cấu trúc tinh thể zircon tượng phân rã phóng xạ tự nhiên Với lô mẫu thử nghiệm quy trình xử ]ý khác nhau, với thòng số xử lý khác nhau, sở kết thu lựa chọn quy trình xử lý tối ưu Các thông số xử lý ỉựa chọn sở kết nghiên cứu nhà chuyên môn công bố

4 Kết xử lý

Cho đến zircon tự nhiên thử nghiệm xử lý công nghệ kỹ thuật khác nhau, chủ yếu công nghệ xử lý nhiệt xử lý nhiệt kết hợp với

chiêu xạ Đa sơ zircon có mặt thị trường đá quý thê giới cho đên đêu loại

được xỉr lý nhiệt Kết nghiên cứu thử nghiệm cho thấy loại zircon xử lý nhiệt

đê Iidiig cấp chất lương đai đíi sơ đêu thũc loiỊi zircon trung binh (ìTiưc đọ pha huy cáu

true chưa cao) Loại zircon trung bình gặp nhiều mỏ thường có mâu nâu phớt đỏ da cam (có tên gọi hyacinth) Chúng xử lý nhiệt khoang nhiệt độ từ 1.000 đến 1.400°c để khôi phục trạng thái “cao” ban đầu Trong loại zircon thấp (loại chứa lượng tạp chất phóng xạ cao nhất) khơng thể xừ lý nhiệt được, kè ở nhiệt độ 1.450°c khoảng thời gian thích hợp

Kêt thử nghiệm quy trình chế độ xử lý khác loại zircon

mầu nủu đỏ cho thấy:

- Ngay nhiệt độ xử lý tương đối thấp (150 - 300°C) mầu sắc độ suốt thay đôi, nhiên thay đổi không làm chất lượng zừcon tãng lên đáng kể Các kêt hoàn toàn phù hợp với nghiên cứu trước [12]

- Nếu nung zircon môi trường khử (thiếu oxy) khoảng nhiệt độ cực đại 800 - 1.000°c với thời gian từ đến phần lớn viên zircon mầu nâu đỏ chuyên sang mầu lơ (hình 5, a) Nung nhiệt độ cao thấp hơn, kéo dài thời gian nung cho kết (mầu lơ nhạt mầu) Mầu lơ đậm hay nhạt vừa phụ thuộc vào độ suốt mẫu ban đầu, vào cường độ mòi trường khử Nếu nung tiếp viên mầu lơ nhạt điều kiện số viên có the thành lơ đậm

- Nếu nung zừcon mơi trường ơxy hóa khơng khí khống nhiệt độ cực đại 800 - 1.000' C với thời gian trung bình phần lớn viên zircon mầu nâu đỏ chuyển sang mầu vàng, da cam, số viên thành khỏng mầu (hình 5, b) Độ suốt chúng tãng lên đáng kể Một số viên mầu vàng, da cam đỏ nung tiếp mỏi trường khử với thơng số xử lý thành máu lơ

- M ầu lơ mầu ưa chng zircon quy trình xứ lý nhiệt tơi ưu zircon mầu nâu đỏ Việt Nam là: nhiệt dộ xử lý cực đại 800 - 1.000 'C, thời

Hình Kết xử lý nhiệt zircon Việt Nam

Trư ớc xử lý Sau xử W

Hình Quy trình xử lý tối ưu đơi với zircon máu nâu dó

Nhiệt độ xử lý tối đa: 800 - 1.000"C, thời gian xử lý ò nhiệt độ tối đa: - 4h, môi trường xử lý: môi trường khử

Toan cac kêt qua thử nghiệm xử ]ý nhiệt zircon Việt Nam Đề tài đươc lliể hình

Nâu phớt đỏ

N ung ở 1000 c, m õi truởng khử

V ài viên có mấu lơt lat, thưừng có dài mầu

Nung 1000 c, m òi trường khử

N u n g ờ 1000°c,

m ỏ i tru n g õ x y hoá

1 * Đ a s ố thành mẩu lơ đ ậm n h t khác nhau

M ột vài viẻn

thành không mấu Phần lân thánh mấu vàng, đỏ, da cam

N ung tiẽp 900Cc ,

m ôi truòng khử Nung tiếp ả 900°c,

mỏi trng khử

M au lơ nh a t thành đâm hơn

Mót số viên chuyển thành mầu lơ

Hình S đồ thử nghiệm quy trình khác xử lý zừcon Việt Nam

5 Bình luận kết quả

!i/* ^ l ĩ ^ v r ^ suốt mầu sắc zừcon cài thiện ang e len đa trở nén bén vững đẹp nhiều, lúc coi zircon cao

Đê kiêm tra kêt xử lý, gửi lô mẫu zircon Việt Nam xử lý nhiệt Viện Đá quý Trang sức Thái Lan (GIT) kết thu giống

goai ra, đê đánh giá chất ỉượng zircon Việt Nam, thu thập mọt sô lô zircon từ Campuchia Myanma tiến hành thực nghiệm xử lý quy

trinh tương tự Kết thực nghiệm cho thấy sau xử lý chất lượng màu sắc cùa chúng

tăng lên đáng kê Các lơ mẫu có chất lượng cao (độ tinh khiết lớn) chất lượng biên đoi cang rõ ràng Điều có lẽ liên quan đến mức đô biến đổi chúng, với loại zircon biến đơi (mức độ metamict thấp) chất lượng sau xử lý tăng lên nhiều

Mâu sau xử lý nhìn chung ổn định theo thời gian tác dụng cùa nhiệt

dộ

Lịi cám ơn Bài báo hồn thành trình thực đề tài cấp Đại học Quốc gia Hà Nội QT-07-42 “Nghiên cứu công nghệ xử lý nhiệt nhằm nâng cấp chất lượng số loại đá bán q u ý của Việt Nam (zircon, thạch anh Tác giả xin chân cám ơn

KẾT LUẬN

Hầu hết zircon tự nhiên Việt Nam có mầu nâu đỏ, nãu vàng, vàng có chất lượng ngọc khơng cao x lý nhiệt làm ổn định cấu trúc tinh thể loại zircon này, đồng thời làm tãng đáng kể chất lượng chúng

Tuỳ thuộc vào môi trường xử lý mà zircon mầu nâu đỏ, náu vàng chuyên thành mầu lơ (môi trường khử) mầu vàng da cam (mơi trường ơxy liố) Máu lơ mầu ưa chuộng đỗi với zircon thị trường

Quy trình xử lý nhiệt tối ưu zircon mầu nâu đỏ Việt Nam để chuyên thành mầu lơ là: nhiệt độ x lý cực đại 800 - 1.000nc , thời gian nung nhiệt độ tối đa: - giờ,

môi trường xử lý: khử

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Anderson B w , 1971 Gem testing. Butterworth & Co Ltd London

2 Trần Chót nnk, 1996 Những vấn đề đại quang học quang phổ T l, tr 119-124 TT KHTN CNQG, Hà Nội

3 Fuhrback J R-, 1972 Gem & Gemology, 28, ló.Halliday A N., 1999 In the beginning Nature 409: pp 144-145

4 Nguyễn Ngọc Khôi, 1996 Kết bước đầu xử lý nâng cấp chất lượng rubi, saphir

Việt Nam" Địa chất lài nguyên, tr 249-257, Viện Địa chất, Trung tâm Khoa học Tự nhiên Công nghệ Quốc gia

5 Nguyễn Ngọc K hôi, 2006 Các phương pháp giám định đá quý NXB Giáo dục, Hà Nội

6 Pham Van Long, Gaston Giuliani, Virgirue Gamier, Daniel Ohnenstetter (2004), “Gemstones in Vietnam: a review”, Australian Gemmologist, 22 (4), pp 162-168 Nassau K, 1984 Gemstones Enhancement, Butterworth Publishers, 80 Montvale

Avenue

8 Phuong N T., Chot T., 2001 Investigation of color center in Vietnamese quartz,

International Workshop on Gems,

9 Schumann W-, 1997 Gemstones o f the World. Sterling Pub Co., Inc., NY

10 Them elis Ted, 1992 The heat treatment o f ruby and sapphire. Gemlab Inc

1 W ebster R (1992), Gems, Their sources, Description and Identification, Butterworth, London

SUMMARY

Untill now Vietnam has been considered as a country with great potential for many kinds of gemstones, of which are different semiprecious gemstones such as zircon, quartz, peridot N evertheless, the majority of raw material mined from deposits usually are o f low quality and rarely can be cut They should be treated by different methods in Older to improve their quality (color and clarity)

A ll methods o f gemstone treatment now are divided into groups (heat treatment,

irradiation and chemical treatment) of which the heat treatment is of most wide usage

Most of Vietnam natural (not treated) zircon are of dark red brown, yellow brown

and yellow color and, therefore, their quality is low

Heat treatment can stabilize their structure and improve their quality considerably Depending on the environment, red brown, yellow brown zkcon can be changed lo blue (reducing environment) or yellow orange (oxidizing environment) color after heat treatment The blue color of zircon is most preferred in the world market

The optimal process of heat treatment to change red brown and yellow brown zircon to blue one is as follow: maximum temperature 800 - 1.000°C; soaking time al max temperature - hrs; environment: reducing

The color and structure of zircon after heat treatment are stable

P H IẾ U ĐẢNG KÝ

K Ế T QUẢ N G H IÊ N c ứ u K H -C N

Tên đê tài (hoặc d ự án):

N ghiên cứu công nghệ xử lý nhiệt nhằm nâng cấp chất lượng số loại đá bán quý V iệt Nam (zircon, thạch anh)

M ã sỏ: Q T 05 - 29

Cơ quan chủ trì đê tài: Trường Đ ại học Khoa học Tự nhiên

Địa chỉ: 334 N gu yễn T rãi, T hanh X uân, Hà Nội

Tel: — 8584615

Cơ quan quản lý đ ề tài:

Đại học Q uốc gia H N ội

Địa chỉ: Đ ường X u ân T huỷ, Cầu G iấy, Hà Nội

Tel: 04 - 75 47669

Tông kinh p h í thực chi: 20.000.000 đ

Trong đó: - T ngân sách N h nước: 0.000.000 đ - Kinh phí củ a trường:

- Vay tín dụng: - Vốn tự có: -T h u hồi:

Thời gian nghiên cứu: 12 thán g

Thời gian bất đầu: 1/2007

Thời gian kết thúc: 1/2008

ThS N g u yễn Thị M inh T h u y ết TS N guyễn T h ùy Dưofng

Sô đăng k ý đ ề tài

Ngày:

S ô c h ứ n g n h ậ n đãng ký k ế t q u ả n g h iên cứu:

Bảo m ật:

a Phổ biến rộng rãi: X b Phổ biến hạn chế:

c Báo mật:

Tóm tắt kết ng

(1) Đ ã xác định đư< anh Việt N am (2) Bước đầu xá thạch anh củ a Vi

hiên cứu:

JC đặc trưng chất lượng ngọc cúa đá bán quý zircon thach

y dựng quy trình cơng nghệ xử lý nhiệt zircon ệt Nam

Kiến nghị vê quy mô đôi tưọng áp dụng nghiên cứu:

Các kết Đ ề tài triển khai áp dụng sớ sán xuất kinh doanh lĩnh vực đá quý cúa Việt Nam

C hủ nh iệm đề tài

Thủ trướng quan chủ trì

đề tài

Chú tịch Hội đánh giá

chính thức

Thủ trướng quan quán lý

đế tài Họ tên N g u yễn N gọc

K Ỉ^^ỊUiỷth Yđyt H ỉtu đ tí Vq* A ỹ £ ế ' ' Học hàm

học vị

Phó g iáo sư, T iến sĩ

(/í jfK l i

„ KT.ĨH

p ( fí n

rn*, i~ p • r •

• H ( * • • ' - ^ Kí tên

Đ óng dấu

r

z Ẹ ễ í ® A

i n K HC V - - ' Ư - A t—

' H Ọ C A HỌC t |

NHI ẺN • /

ụL-ặ ' V V '

V -1 '4 ‘ • ■ ; ỉ i

V V -H

•

U

J

http://www.minsocam.org/MSA/RTM/Rim53.html