[發(fā)明專利]一種高溫高壓下制備錳鋁榴石單晶的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111495846.3
• 申請(qǐng)日: 2021-12-08
• 公開（公告）號(hào): CN114369863B
• 公開（公告）日: 2023-02-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 代立東;胡海英
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所
• 主分類號(hào): C30B1/12
• 分類號(hào): C30B1/12;C30B29/34
• 代理公司: 貴陽中新專利商標(biāo)事務(wù)所 52100
• 代理人: 商小川

本發(fā)明公開了一種高溫高壓下制備錳鋁榴石單晶的方法，它包括：以固態(tài)的四水合硝酸錳(II)粉末、固態(tài)的九水合硝酸鋁粉末、固態(tài)的五水合硝酸鋯(Ⅳ)粉末、固態(tài)的三乙酰丙酮釩(III)粉末、液態(tài)的正硅酸乙酯和無水乙醇濃度作為起始原料制備出玻璃態(tài)的粉末錳鋁榴石樣品，將粉末樣品壓成Φ3.8mm(直徑)×3.4mm(高度)的圓柱體；以天然蛇紋石、片水錳礦和氫氧化鋯作為水源制備出水源片；將兩片水源片放置在圓柱體樣品兩端后一起放入金鈀合金樣品管內(nèi)通過高溫高壓反應(yīng)得到錳鋁榴石單晶；徹底解決了目前的高釩的、高鋯的和高含水的錳鋁榴石單晶的制備技術(shù)空白，以獲取大顆粒的高含釩的、高含鋯的和高含水的錳鋁榴石單晶實(shí)驗(yàn)樣品。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高溫高壓條件下礦物單晶樣品合成的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高溫高壓下制備錳鋁榴石單晶的方法。

背景技術(shù)

作為島狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽的鐵鋁榴石石榴子石系列中重要的端元組分，錳鋁榴石(錳鋁石榴子石的簡(jiǎn)稱，分子式：Mn₃Al₂[SiO₄]₃)是石榴子石族中最重要的寶石礦物，可與鐵鋁榴石(鐵鋁石榴子石的簡(jiǎn)稱，分子式：Fe₃Al₂[SiO₄]₃)和鎂鋁榴石(鎂鋁石榴子石的簡(jiǎn)稱，分子式：Mg₃Al₂[SiO₄]₃)可形成完全的類質(zhì)同象替換。通常，鐵鋁榴石是等軸晶系，具有菱形十二面體或者四角三八面體的晶型，其顏色主要包括：從紅色到橙紅色，紅色到棕紅色，玫瑰紅色、淺玫紅色等均有，其中以橙紅色、橙黃色為美，橙紅色的錳鋁石榴石是紅色系石榴石中的最佳品種。錳鋁榴石主要產(chǎn)出于花崗質(zhì)偉晶巖中，全世界范圍內(nèi)主要的錳鋁榴石產(chǎn)地包括：斯里蘭卡、緬甸、巴西和馬達(dá)加斯加，其它的可供應(yīng)寶石級(jí)材料的地區(qū)包括：美國(guó)的加利福尼亞州、澳大利亞的新南威爾士和納米比亞，國(guó)內(nèi)主要見于福建省云霄縣，并且錳鋁榴石與煙水晶(又稱煙晶、茶水晶或者茶晶，其主要成分：SiO₂)等共生。非洲的納米比亞是世界公認(rèn)的寶石級(jí)錳鋁榴石的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)地，我國(guó)的新疆地區(qū)亦有大顆粒的錳鋁榴石寶石出露。目前收藏于北京中國(guó)地質(zhì)博物館的一顆重達(dá)1379克拉的橙紅色的錳鋁榴石寶石晶體，即產(chǎn)自我國(guó)的新疆阿勒泰地區(qū)，此外新疆阿勒泰地區(qū)還盛產(chǎn)海藍(lán)寶石、水晶、碧璽等天然名貴寶石。

不同化學(xué)組分的石榴子石族礦物可有效地反映其形成條件和礦物學(xué)成因特征，具有典型的標(biāo)型性。關(guān)于石榴子石的成分標(biāo)型性特征，國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者已做了大量的研究工作，并取得了重要的研究進(jìn)展。通常，在石榴子石中所含主要成分的不同特征元素，與不同成因類型的石榴子石，是存在重要的關(guān)聯(lián)性。譬如，產(chǎn)自超級(jí)性巖中的石榴子石族礦物，通常以鎂和鉻為主要組成元素；產(chǎn)自花崗巖和偉晶巖中的石榴子石族礦物，通常礦物中的錳含量和鐵的含量比較高；產(chǎn)自堿性巖中的石榴子石族礦物，通常礦物中以鈦為特征元素；產(chǎn)自矽卡巖中的石榴子石族礦物，通常礦物中的鈣含量和鐵含量比較高；產(chǎn)自區(qū)域變質(zhì)巖中的石榴子石族礦物，通常礦物中以鐵、鎂和鋁為主要組分成分；產(chǎn)自角巖中的石榴子石族礦物，通常礦物中以鐵含量或者釩含量比較高。除此之外，石榴子石中所含的次要元素和微量元素亦具有明顯的成因標(biāo)型性。譬如，產(chǎn)自堿性巖中的石榴子石族礦物，通常礦物中含有大量的稀土元素、稀有元素和稀散元素，即“三稀”關(guān)鍵金屬礦產(chǎn)元素石榴子石族礦物中，所含的這些三稀元素包括：鋯元素、鈮元素、過渡族金屬元素和釩元素含量高，具有重要的工業(yè)價(jià)值；產(chǎn)自偉晶巖中的石榴子石族礦物，通常礦物中含有大量的金屬元素釔，有時(shí)富含磷元素、鋰元素和鈹元素；產(chǎn)自花崗巖中的石榴子石族礦物，通常礦物中含有較高的金屬元素釔、金屬元素鋯和鑭系元素。總而言之，無論是從石榴子石中所含的主量元素，還是從石榴子石中所含的次要元素和微量元素，均可以很好地反映其形成條件和礦物學(xué)成因特征的標(biāo)型性。