河南变身全球最大人造钻石生产地,人造钻石与天然钻石有什么区别呢?
人造钻石跟纯天然钻石的价值不一样,形成方式不同,传热性不一样。针对钻石,大家对于他的第一印象便是价格昂贵,并且特别漂亮,因为那些基本都是一些天然钻石,而现实中却有很多的人要裸钻,在我国北京地区便是全球最大合成钻石生产地,曾经在河南省某公司就制造出重要10克拉多的合成钻石。
使用价值不一样。
人造钻石跟天然钻石本质区别是他们的内在价值不一样,天然钻石是天然产生,在挑选的过程中会耗费相当多的钱财,而人到钻石价格却十分的划算,纯天然钻石价格会比合成钻石价格贵5倍还多,往往那样说是因为天然钻石自身具有的稀有性,造成它价格昂贵。虽说人工合成钻石价格便宜一点,但现在绝大多数对他并不买账,选购天然钻石的人非常多。
形成方式不同
天然钻石说白了要在在自然界中纯天然产生的,并无需任何的生产过程,而且我只不过是必须人们开展采掘。合成钻石必须人们开展造就才能够产生,并且需经过持续加工的。河南省裸钻生产地为了能生产加工出高质量的合成钻石,引入了十分昂贵生产加工生产流水线,只为生产加工转让大伙儿令人满意的合成钻石。
传热性不一样。
天然钻石具有一定的传热性,购买了天然钻石得人不难看出,我们在摸这种钻石情况下,会感受到这种天然钻石冰凉凉,而合成钻石的传热性却十分的差,所以很多人用这种方式来划分合成钻石和天然钻石。假如我们对此一枚裸钻开展呵气,表层可以产生雾水,但是又不可以很快消失裸钻便是合成钻石,往往发生这种情况就因为它的传热性差。
钻石的生产给这个小城带来了巨大的商机、大量的就业机会、高额的收入,让这个小城进入了快速发展期。
全球一半的人造钻石都来自河南这个小城,钻石的生产对这个小城注入了活力,带来了巨大的商机。这个小城出场的人造钻石出口世界,多个国家和地区为这个小城换取了大量的位,会对这个城市的经济发展有着巨大而积极的作用。正是因为人造钻石生产行业的存在,使这个城市拥有了无数的商机,使这个城市的经济发展进入了快车道。
钻石的生产还给这个小城带来了无数的就业机会,让当地居民有了高收入的工作。钻石生产离不开人工,虽然是利用高科技利用现代化的设备,但也需要人工操作,这些都需要在当地招聘员工,于是当地居民就有了更好的就业机会。使当地就业率不断提高,失业率逐年下降,而就业率提高后,当地居民收入明显上涨,当地居民的生活水平也有了质的改变。
钻石的生产还给这个小城带来了高额的收入,因为这个小城所生产的人造钻石产量占世界人造钻石产量的50%左右。很多国家和地区都需要这种人工钻石用于工业,生产要从这个城市购置,从我国进口这些人造钻石,所以这个小城因为人造钻石的存在会获得高额的外汇收入,能让当地GDP不断的上涨。
钻石的生产给这个小城注入了新的活力,带来了无限的商机,正因为这个行业的兴起使这个城市的发展进入了快车道,他从一个默默无闻的小城成了一个耀眼的新星。现在这个小城因为钻石的出产而发生了巨大的改变,整齐的街道,高耸的楼房,完善的基础设施都是钻石生产给这个小城带来的巨大变化。
河南变身全球最大人造钻石生产地,给当地经济发展带来了哪些益处首先就是使得当地的珠宝行业得到全新的一个发展高度,其次就是给当地的很多人民群众创造了工作岗位,再者就是强化了当地的一个政府部门的经济税收,另外就是可以让当地的不少人群加入对应的珠宝生意的行列中来发家致富,需要从以下四方面来阐述分析河南变身全球最大人造钻石生产地,给当地经济发展带来了哪些益处。
一、使得当地的珠宝行业得到全新的一个发展高度
首先就是使得当地的珠宝行业得到全新的一个发展高度 ,对于当地的一个珠宝行业而言如果可以得到一个全新的发展那么对于很多人民群众的生活质量提升都是很有好处的。
二、给当地的很多人民群众创造了工作岗位
其次就是给当地的很多人民群众创造了工作岗位 ,对于当地的人民群众而言他们可以进入对应的工作岗位中长期工作满足发展的需求,因为对于这些人造钻石基地而言需要很多工人来维护对应的培育工作。
三、强化了当地的一个政府部门的经济税收
再者就是给当地的很多人民群众创造了工作岗位 ,对于当地的政府部门而言他们的经济税收是可以得到长久的满足的主要就是这样子可以使得政府部门加大对于基础社会的建设,提升人民群众的幸福感。
四、可以让当地的不少人群加入对应的珠宝生意的行列中来发家致富
另外就是可以让当地的不少人群加入对应的珠宝生意的行列中来发家致富 ,对于当地的很多人群而言他们都会主动加入到一些珠宝售卖的行列中来提升自身的财富价值。
河南省人民政府应该做到的注意事项:
应该加强人造钻石的合理管控。
这位朋友很高兴为您解答这个问题,其实,黄金商的这句话说真亦真,说假亦假。
首先,我们来看钻石的产量,在这一方面,钻石是骗局,黄金商人所言不虚,钻石产量目前产量很大,而且全球储量更是惊人,早在1870年,南非矿工就意外发现了一个大钻石矿,以当时的开采能力,每年可挖出数吨的钻石来。你没看错,计量单位是:吨!!!
现在或许一克拉钻石就可能让很多普通人望而却步,感觉买不起,但是你知道吗如果把地球上已知的钻石矿都挖出来:足够地球上60多亿人,每人分到20克拉!!!所以说它的产量巨大是没有问题的。
然后我们再看,人造钻石和自然钻石的区别,这方面只能说黄金商人所言不实,近些年来随着钻石的人工可造,要求钻石降价的呼声也是越来越多,尽管“人造钻石和天然钻石,除了来源不同外,外观几乎没有什么不同,即使是专业的宝石学家,也需要借助专门的设备来分辨。”但是,在其他方面二者还是有很大差别的,其一钻石是有很大的吸油性的,天然钻石会比人造钻石具有更强的吸油性。其二钻石有奇强的导热性,用测石笔检测时天然钻会有哔哔声,最后你如果在天然钻石表面呵气,其表面形成的薄雾会即时消散,反观人造钻石则会维持一阵。
说到这里你可能会问了:既然钻石产量如此丰富,人造钻石也很逼真,为什么钻石价格还是久高不下呢?俗话说得好:物以稀为贵,这钻石越来越多,钻石商人可赚不到钱,于是戴比尔斯这个大名鼎鼎的钻石商人开始了他的骚操作。
戴比尔斯的第一步:就是控制产量!
人家有矿的,都是拼命多挖、多卖。而戴比尔斯却很聪明,挖多了,钻石就不值钱了,既然全世界的矿都在我手,我这啥子急呢?于是,他们辞掉大部分挖钻工人,开始“饥饿营销”。这下,钻石价格不但没跌,还年年往上涨。
第二步:就是让人们不得不买钻石!
刚开始,钻石还有工业用途,但自从出现人造金刚石后,钻石连最后一点用处也没有了。
既然没用,为了制造市场需求,戴比尔斯干了一件大事:把钻石和爱情绑定,戴比尔斯花了巨额广告费,把“钻石象征爱情”的理念安插进**里。于是,钻石就被刻画为他们爱情的见证!
总而言之,这一系列操作构筑了钻石骗局,保证了钻石商人的盈利,但也让我们广大男士苦不堪言,当然了你也不要单纯认为黄金商人只是为了过过口瘾,商人眼里利益是天,钻石骗局让钻石商人赚翻自是引起黄金商人不满,于是发言拆穿骗局,宣扬人造钻石来打击钻石市场,以此扩张黄金市场,这才是黄金商的真正目的。
于春敏
新中国成立以来,我国的人工宝石产业得到了极大的发展,尤其是改革开放30年来,随着中国特色社会主义经济建设、政治建设、文化建设、社会建设的加快推进,人民生活水平不断提高。珠宝首饰市场为满足人们的需要,不断地进行开拓和发展,作为珠宝玉石首饰行业的重要组成部分,人工宝石产业也伴随着出现了蓬勃发展的喜人景象。
1我国人工宝石产量位居世界前列
自1958年从苏联引进焰熔法合成红宝石技术开始,我国人工宝石的生产至今已50多年了。半个世纪以来,我国的人工宝石产业得到了飞速发展,人工宝石产量突飞猛进,很多已经达到世界第一。据最新不完全统计,属于合成宝石类的人工宝石,如合成立方氧化锆生产能力达12万吨,可完全满足市场需要;合成水晶年产量约1760吨;焰熔法合成红宝石和蓝宝石年产量271吨以上;人工合成工业级金刚石年产量40亿克拉,这些合成宝石的产量毫无疑问是世界第一。属于人造宝石类的人工宝石中,玻璃质仿金星石、人工合成的夜光玉、玻璃质仿猫眼、加稀土元素改造的高折射率玻璃质宝石(俗称稀土玻璃)等都是我国科技工作者发明或创新改造的,产量也居世界第一。就以上所举事实证明,我国人工宝石的产量已位居世界前列。
2我国主要人工宝石原料生产地概况
我国合成立方氧化锆、合成红宝石和蓝宝石、合成水晶、合成祖母绿、合成工业级金刚石、稀土玻璃等宝石原料的生产地情况大体如下:
图1-4-1 合成立方氧化锆晶体
(1)合成立方氧化锆
合成立方氧化锆晶体生产企业主要集中在广西、四川、福建、浙江、湖南、湖北等省;2009年10月不完全统计共有16个企业拥有200台高频炉进行生产,每台高频炉一次产量400千克,按每月产量5吨计,全年生产能力12万吨,但目前市场需求约3600吨,大多数企业是按订单安排生产的。最大的企业拥有37台高频炉,年生产能力达2220吨。目前有的企业试装了每炉生产600千克的高频炉,单个晶体最大达到5千克,这是非常可喜的。合成立方氧化锆的粉末原料生产地主要集中在浙江、广东和福建。
(2)焰熔法合成红宝石、蓝宝石的生产企业分布在浙江省衢州市和萧山市、福建省屏南县、山东省烟台市、江苏省苏州市、陕西省西安市及汉中市、安徽省合肥市、贵州省镇宁县、四川省长寿市、重庆市、湖南省黔阳县等地。以生产红宝石和无色蓝宝石(主要用于永不磨损表蒙子)为主,2009年不完全统计,现有生产企业10家,年产量在271吨以上。焰熔法生产尖晶石基地在浙江省衢州市。
(3)水热法合成祖母绿和红、蓝宝石是20世纪90年代在广西宝石研究所研究成功的,高峰期年产量约7000克拉。目前转产高科技工业晶体,但若有订单可随时恢复生产宝石晶体。
(4)合成水晶在无线电工业中用量很大,出口量也很大,加上水晶合成生产工艺成熟,故生产企业分布范围较广,很多省市都有生产,但最大的企业在浙江省椒江市。
图1-4-2 焰熔法合成尖晶石晶体
图1-4-3 水热法生长的红色系列刚玉宝石晶体
图1-4-4 水热法生长水晶出釜
图1-4-5 玻璃纤维块研磨后的猫眼制品
(5)合成金刚石在我国目前以工业用的小颗粒为主,但我国已经开展了化学气相沉淀法(CVD)合成金刚石的研究,国外用此法已能合成10克拉重的钻石,吉林大学用高温超高压法合成宝石级金刚石已达边长7毫米。我国高温超高压法合成工业级金刚石的生产企业约5000家,分布在全国各地。其中有约450家企业生产单颗粒工业级金刚石,这些企业生产能力强、产量大。最新资料表明,全世界现在每年生产工业级金刚石50亿克拉,其中有40亿克拉产自中国,占世界总产量的80%。但从单产和质量来看,我们与美国、俄罗斯等国家相比还有一定差距。
(6)玻璃质仿猫眼宝石由中科院上海硅酸盐研究所开发,技术转让后,原料和半成品生产基地主要在江苏省靖江市,成品加工基地主要在福建省莆田县。年产量在1200吨以上。
(7)稀土玻璃是我国特有的种类,生产基地在上海,稀土玻璃色彩鲜艳,可以仿多种宝石颜色。
(8)玻璃仿金星石生产地原来在北京,最高年产量600吨,现拆迁到河北省。该技术已外传,全国很多地方都有,但规模都较小,质量不如原北京生产的好。
(9)有夜光效果的“庆隆夜光玉”生产在北京,年产量约16吨。
(10)用于仿宝石的铅玻璃生产地在上海和四川成都,普通玻璃生产全国各地都有,产量非常大。仅浙江浦江县一地,生产厂老板认为,每天有300吨各种玻璃原材料进入浦江,每天也有200吨以上加工好的成品运出浦江,其中建筑和装饰用玻璃产品较多。
其他一些人工宝石如提拉法生长宝石,导模法生长宝石等产量较小,不一一介绍了。
3我国的人工宝石加工业
从人工宝石原料到人工宝石首饰或饰品,必须有一个加工环节。我国人工宝石切磨加工地主要在广西梧州,在2009年梧州第六届国际宝石节上,政府宣布有12万人从事人工宝石的切磨加工、镶嵌和营销,每年切磨136亿粒合成立方氧化锆为主的人工宝石;除此以外,四川雅安、重庆万州等地成了人工宝石新兴生产加工区,每地都有几百台宝石切磨加工设备。这些基地的形成在很大程度上解决了部分三峡移民和剩余劳动力的问题,社会效益和经济效益将逐渐显现出来。
一般来说,生产合成宝石晶体的工厂都有切磨加工车间,规模较大的有几百台宝石切、磨机。另外,全国各地有几百台宝石切、磨机的单位也有不少。
在宝石切、磨机的更新换代方面,梧州人做得比较好,已经获得了好几个实用新型专利,目前半自动宝石切磨机已经在梧州逐步推广,据介绍此种半自动宝石切磨机一个人可以操作3台,每人每天出成品3000粒,最多可出6000粒,大大提高了生产率。
对于玻璃原料的加工,一般以圆粒为主,切、磨机一次切六粒以上的设备几年前就被应用,一次抛光10公斤的振动抛光机也被大量使用;有消息称浙江义乌的农民企业家从奥地利及捷克进口了两套玻璃仿宝石全自动加工设备,每小时能生产40万粒水钻,若生产线投产,将大大增加我国水钻类仿宝石的生产数量。
将人工宝石加工成首饰或各种类型的饰品,才能最终成为终端产品,这也是人工宝石应用最广的一个方面,全国有30万人从事饰品的加工与营销,反映了人工宝石产业的兴旺。人工宝石的深加工企业主要集中在浙江义乌,广西梧州也逐渐引入了深加工企业。
用人工宝石原料进行雕琢,使其成为非常特殊、非常漂亮的艺术品是近几年才发生的事,原北京玉器总厂人物车间主任,工艺美术师王金兰大胆尝试,创造出了精美的人工宝石玉雕工艺品,人见人爱。2009年参加“天工奖”评比活动,获得最佳工艺奖。
4我国的人工宝石贸易集散地
我国人工宝石的品种和产量不断扩大,市场也在不断扩大,人工宝石原料、半成品、首饰以及以人工宝石为主要原料的流行饰品等慢慢形成了集散地,出现了较为明显的产业集群效应,形成了几大特色基地。
41 人工宝石特色产业基地——广西梧州
自1982年港商崔福明在梧州市以校办厂的形式开设第一间宝石加工厂起,梧州市在廉价劳动力、良好的投资环境和水、电价低的优势下,迅速开展了人工宝石来料加工业务。随着世界经济的日益繁荣,人工宝石的需求量增多,梧州市人工宝石市场也在发生变化,商户将自己的订单外包给宝石加工农户(家庭作坊),部分农户逐步发展成为小型加工厂。
至今,梧州人工宝石产业的从业人员达到十几万人,解决了梧州扶贫和剩余劳动力的大问题。在梧州市委、市政府的大力支持下,目前人工宝石产业已发展成为梧州市的名片产业,梧州市也逐步发展成为中国乃至世界的人工宝石加工及贸易集散地。
梧州年加工宝石约136亿粒,主要产品为合成立方氧化锆和焰熔法合成红宝石,加工量约占中国的80%,世界的70%左右。随着梧州市人工宝石加工市场的迅速发展,作为产业链的一个重要环节——贸易在梧州出现了,而且规模不断扩大,为了解决有市无场的局面,市政府相继引资建设了梧州宝石城和宝石大厦,完成了梧州人工宝石产业从分散型到集约型的转变。梧州不仅聚集了国内的采购商,包括广西、广东、四川、云南、湖南、湖北、山东、浙江、福建等省区的采购商;同时也吸引了大量来自印度、墨西哥、俄罗斯、韩国、泰国、意大利、美国等国的海外采购商,其中泰国等东盟国家是梧州人工宝石贸易的主要伙伴,梧州市已有400多家宝石企业与泰国等东盟国家的珠宝市场建立了固定联系。自2004年起中国珠宝玉石首饰行业协会和梧州市政府共同主办了六届梧州国际宝石节,使梧州的名声大振。2007年,梧州市被授予人工宝石特色产业基地荣誉称号。
42 世界小商品之都——浙江义乌
坐落于浙江省义乌市的中国小商品城创建于1982年,现拥有营业面积400余万平方米,由国际商贸城、篁圆市场、宾王市场三个市场簇群组成。以人工宝石为主要原料的饰品行业位于国际商贸城一区,经营面积85万平方米,在二层和三层,集中有约4000户经营人工宝石产品及其饰品企业。此地的人工宝石产品以人造宝石类的玻璃仿宝石制品为主,其中玻璃仿钻石(俗称水钻)的交易量很大。少部分为合成立方氧化锆、合成红宝石、低档半宝石和塑料制品。
43 北方人工宝石交易基地——青岛
青岛比邻韩国、日本,从20世纪80年代中期起,韩国珠宝企业特别是饰品企业逐渐在青岛落户,并设立加工厂,逐步形成了产业集聚区。据报道,青岛市批发市场主要集中在青岛市中山路附近的即墨小商品批发市场,而专业零售则主要分布在威海路商业步行街上。经调查,青岛共有珠宝饰品企业、经营户9265家,其中生产企业1900家。韩国生产企业占其中的70%,约1300余家。珠宝饰品生产企业主要集中在青岛市黄岛开发区和青岛市城阳区。其中青岛市城阳区是饰品企业的主要集中地区。
人工宝石作为饰品重要的原材料之一随之落户青岛,青岛市作为我国北方人工宝石销售基地的位置逐渐凸显出来。
52008年与2009年人工宝石市场情况
我国人工宝石产品最终消费市场多集中在东南亚和欧美国家,2008年金融危机的到来,给我国人工宝石产业带来了巨大的冲击。从2008年下半年开始,对以出口为主的人工宝石企业的影响逐渐体现出来,最明显的就是出口订单大幅减少。一些难以承受压力的经营者低价卖货,有的甚至转行发展其他行业。最困难的时期应该是2008年底、2009年初,人工宝石的交易量仅为2007年底的50%,本该是一派繁荣景象的市场显得萧条、冷清了很多。以广西梧州为例,经营人工宝石的商户大量退商店,原来“客满”的宝石城出现了大量“空房”,原来常驻梧州采购的国外办事机构由20多家撤至不足10家。由于产品的利润空间很小,价格变化不大,只是产销量明显下降。例如,据笔者调研,合成立方氧化锆晶体价格和刻面宝石价格变化不明显,但2009年产销量只有2008年的60% 左右,大部分晶体厂已经停工,都在集中销售库存,尽量降低经营风险,按目前的市场需求量,大部分工厂要到2010年4月份开机。金融危机对整个行业的影响还是比较明显的。
表1-4-1 A+B级合成立方氧化锆晶体价格对照表
表1-4-2 AAA级白色合成立方氧化锆刻面宝石价格对照表
随着经济危机影响逐渐平稳,人工宝石产业也慢慢复苏,到2009年10月,情况有了明显好转,宝石城的店面重新“客满”,外国驻梧州机构回升到17家以上。2009年11月份,人工宝石的交易量比上半年有明显的好转,宝石城店面前的小黑板上又见“急需××宝石”、“现金求购××宝石”等好的消息。
6看准前进方向更上一层楼
61 努力改进及提高人工宝石的加工、切磨技术和设备
人工宝石产业属于劳动密集型产业,我国人工宝石产业要想站稳加工、切磨领先位置,必须逐渐脱离以廉价劳动力为基础的手工加工模式,尽快整合现有技术人员和资本资源,加快半机械化、机械化转变进程,提高产品在国际市场上的竞争力。
62 加强品牌建设,提高产品竞争力
我国人工宝石产业有实力的品牌公司很少,整体的管理水平比较低,无序竞争现象明显,虽然我国是世界人工宝石大国,但我国的话语权还远远不够。面对机遇与挑战并存的时代,中国企业走创新型道路、实施品牌战略、提升企业国际竞争力已经成为发展的必然。
63 重视可持续发展问题
我国人工宝石产业可持续发展是一个不容忽略的问题。人工宝石企业要想可持续发展,两个问题不容忽视。一是创新问题:企业发展到一定规模后需投入大量的资金和人力,提高企业自主研发、创新能力,不断推陈出新,不满足于仅仅适应市场的需求,还要引领市场的发展,只有这样才能够做到真正意义上的可持续发展。二是要注重环保问题。与人工宝石行业密切相关的环保问题是重金属污染,所涉及的主要重金属污染源是铅。铅可以通过皮肤接触和口腔、呼吸道进入人体,进入人体后的铅可与多种器官亲和,对神经、血管、消化道、心脑血管等多个系统造成损害。另外,因为铅的价格不是很高,所以对废弃含铅玻璃的回收工作还没有开展起来,废弃的含铅玻璃对环境将造成不可逆的影响,应该引起我们足够的关注。
7发展前景看好
人类历史发展的长河中,经济危机只是某一阶段出现的短暂行为,但人工宝石作为点缀人们生活中的元素会伴随着人类历史的发展而发展。同时,随着社会的进步,人类对人工宝石的需求将出现多元化的趋势,市场前景非常广阔。
随着经济的复苏,国际、国内市场的旺盛需求都会慢慢回升。人们会因为不同环境、不同服饰等选择自己喜欢的装饰饰品,如果按全世界平均每人选择一件饰品来算,对人工宝石的需求也是一个相当可观的数据。另外,人工宝石还是时尚服装重要的原料之一,比如大家熟知的舞蹈服装、民族服饰等对人工宝石的需求量也相当大。同时,工艺、建筑和工业用人工宝石的前景也很广阔。比如合成尖晶石可以作为LED的光源材料,提拉法合成的无色刚玉可以作为导弹视窗材料和LED光源材料,而目前我国的LED用基片基本上还是靠进口,缺口很大。
客观地说,人工宝石产业发展前景很好。
陈汴琨
作者简介:陈汴琨,中宝协人工宝石专业委员会第一、二、三届主任委员,原北京航空航天大学材料科学和工程系教授。
一、我国人工宝石产业概况
中国的人工宝石产业起源于20世纪50年代后期,最初,发展此类产业的目的不是为了美化生活,而是为了满足工业上(尤其是军工部门)的需要。例如在1958年前后,为了发展精密仪器仪表工业,引进了国外(主要是苏联)生长红蓝宝石的工艺技术,其中主要是焰熔法生长红宝石梨晶技术和设备,60年代初开始生产出宝石晶体并用以制造仪表轴承。高峰时期曾有20多家焰熔法合成宝石工厂,能生长出红、蓝、黄等十几种颜色的刚玉系列宝石(包括星光刚玉宝石),尖晶石系列以及金红石和钛酸锶等仿钻石人造宝石。自此开启了中国人工宝石产业的先河。
但是,作为美化、装饰生活的人工宝石产业的规模化发展,严格地说,是从20世纪80年代初改革开放以后才开始的。随着人民生活水平的提高,对装饰美化生活的宝石饰物的需求也急剧增加,加上国外原本就有很高的需求,人工宝石晶体产业自然也就跨越了仅仅局限于工业和科技行业的门槛,步入了千家万户,成为深受普通大众喜爱的装饰用消费商品。资料表明,到2005年止,我国珠宝首饰加工企业(包括人工宝石)具一定规模的有5000多家,珠宝玉石加工及零售的专业厂、店超过3万个,从业及相关人员300多万,2005年国内销售总额达1400亿元,出口创汇549亿美元,其中国营或国营控股企业在全国珠宝首饰企业总数中不足10%,产值不足10%,非公有制企业占90%以上。其间,人工宝石产业也有了很大的进展。人工宝石是在实验室和工厂中合成或生长出来的,它的生产量可以根据市场的需要进行调节。从仿制已有的天然宝石来说,人工宝石的目标是力求达到相应天然宝石中档次最高、质量最好,且最美观漂亮的品相。自然,人工宝石的价格比相同质量的天然宝石便宜很多。且由于其非常漂亮,可以做出许多不同的款式,适合于普通大众佩带和使用,具有广泛的群众基础,弥补了由于天然珠宝的矿产资源有限,尤其是高档宝石及其优质品更少,且价格昂贵,很难满足市场上广大人民群众对流行时尚饰品的大量需求的不足之处。举例来说,钻石的稀少和价格昂贵众所周知,一只镶嵌有大量钻石的手表(俗称满天星)价值数十万元人民币;而如果用外观性能相近似的合成立方氧化锆镶嵌,则只需数百元人民币,其普及率自然很高。
我国人工宝石产量虽然没有专门机构精确统计,但人工宝石不同专业的专家对本行业的生产量还是比较清楚的。下面是几类人工宝石的专家提供的资料:截至2005年9月,我国有合成立方氧化锆晶体用的冷坩埚生长炉205台,每炉能生产400kg,年总生产能力达到12300t左右,但开工率不足,实际年生产量6000t左右,用以磨制的合成立方氧化锆颗粒约120亿粒/年,居世界第一;截至 2000年底,我国年产合成水晶1760t,居世界第一;焰熔法合成红宝石和无色蓝宝石,截至 2004年9月统计,年产量已经达到235t,若加上福建屏南鑫磊晶体有限公司新建的300t焰熔法红宝石投产,那么总产量可望达到年产量 535t,在世界上也排名第一;截至 2002年中,我国人工合成工业磨料级金刚石年产量达到12亿克拉以上,也是世界第一;根据2006年7月底所得到的信息,我国人工合成金刚石已不限于只能作为磨料的粉体,而是可以作到厚1mm左右,面积100cm2左右,重量为150克拉的块体,只不过价格还偏高,这样一块金刚石原料价格大概为1万元人民币。另外,2004年,我国的玻璃质仿金星石年产量达到 600t,由于产量高、质量好、价格便宜,意大利和日本的同类产品被挤出了中国市场,其产量也是世界第一;由我国科技工作者自主创新开发的产品,如人工合成的人造夜光玉、掺杂稀土改性的高折射率玻璃质人工宝石(俗称稀土玻璃)等,也是世界第一。仅就这些数据,可以自豪地说,我国人工宝石的产量名列世界前茅乃至世界第一是完全有科学根据的,是当之无愧的。
二、有关今后我国人工宝石产业发展的几个问题
1人工宝石产业如何在今后能继续发展,成为可持续发展的产业经济
作为我国市场经济一部分的人工宝石产业,其产业链大致由如下几部分组成(图1)。
图1 人工宝石的产业链组成
在一般情况下,只要不发生意外,例如战争、自然灾害等,世界各国对人工宝石的需求不会间断,且总是不断地呈现增长的态势。但需求的关系并非直线发展,而是一种在市场规律作用下自动抑扬调控的动态平衡。但是,人工宝石产业之所以近20年来在我国得到长足的进展,主要依靠的是在我国能获得廉价而熟练的劳动力和相对低廉的能源供应,从而能获得更高的利润。是一种由外向内(例如由香港经广州再伸展至梧州),从高能价地区(如北京、上海等大城市)向偏僻的低能价地区(如广西资源县、四川雅安市等)转移的劳动密集型产业,而不是一种自主开发以创新为主的高科技产业。即使是晶体生长技术,也是属于较成熟的能大批量生产晶体的技术的移植、改进和开发,且市场掌握在外商手中,从而随着产量上升价格反而一降再降。例如:人工合成立方氧化锆晶体在20世纪80年代中期我国刚投放市场时,每千克价格为800~1000元人民币;而20年后的今天,每千克价格已降至 80至100元人民币,下降至原来的 ,以至于只剩下非常微薄的利润空间留给生产厂家和工人。必须看到的是,随着时间的流逝,即使是这种低利润、高度劳动密集型的加工形式,其加工利润也还将随销售价格的内部竞争而愈来愈小,以至于趋于极限。但生产者又必须得到一定的利润才能维持企业的生存,那么,出路何在呢?根据国内外的发展道路和经验,出路在于:在保持现有品牌的基础上,开拓发展具有高技术含量,能带来更高效益和更高附加值的生产技术和工艺设备,以及相关产业链。例如:加工大量消费旺盛的玻璃质仿钻石产品,在国外(奥地利、捷克等)早已不用人工方法切磨,而是直接用自动化机械设备将玻璃棒从切割至琢磨、抛光一次性完成(每小时约生产40万颗);为提高折射率而采用的亭部镀金属(铝、铜等),也是在真空镀膜机中成千上万粒一次性镀成,其效率大大超过人工加工,目前我国也高价从国外引进了数条此类生产线,其效益明显高于投资于设备的成本。对于合成立方氧化锆的加工:目前,自动磨削、抛光设备从 20世纪80年代开发至今,几经反复,也终于问世,其效率也远高于人工加工,今后将逐渐减少对手工加工制品的依赖是必然的趋势。
又如:用焰熔法生长的红宝石和蓝宝石,其价格虽较提拉法生长的红宝石和蓝宝石便宜,但因其内部缺陷多、尺寸小,不能用作 LED光源材料基片,更不能用作导弹窗口材料等高科技、高附加值产品,因而即使提拉法所需设备的一次性投资较焰熔法高,但所产生的效益和利润将十倍乃至百倍高于焰熔法生产的刚玉类宝石。目前,浙江衢州市巨化集团公司下属的晶体材料厂所走的正是这样一条道路,并且得到了巨大的进展。
对于时尚饰品而言,正在不断地推陈出新。根据时尚的需求,不断地设计和制造出一批又一批新颖的更新换代产品,以满足顾客不断变化的口味,是企业得以生存、发展的关键。在这方面,浙江义乌的“新光饰品有限公司”所走的道路为我们树立了一个样板和典范。该公司现为全国最大的时尚饰品生产企业,他们已独立开发出锡-铅合金、爪链合金、铜-银合金等五大系列镶有玻璃仿钻石品、合成立方氧化锆等人工宝石20余类、30多万种款式的产品,销售网络覆盖全国,产品远销海外70多个国家和地区。2005年9月,新光饰品被认定为“中国名牌”产品。据介绍,公司现有职工5600人,每天仅生产使用玻璃仿钻石就达500万粒,仅每天把这些玻璃仿钻石品粘到饰品上的人就需要约600人。公司之所以取得如此巨大的成绩,重要的一点是公司拥有一支强大的设计队伍,不断地开发出新款式的饰品。走进公司的样品陈列室,人们都不能不为那精巧玲珑、琳琅满目、熠熠生辉的各种各类饰品所吸引,饰品令人目不暇接,而且价格合理,顾客盈门,产品畅销海内外。
总之,企业发展到一定规模后,要得到持续的发展,一定要高度重视自主开发创新,需投入一定的资金和精力,有一个独立的研发部门,不断地推陈出新,推出符合不断变化的市场需求,进一步引导市场需求的新产品,才能立于持续发展的不败之地。
2如何将我国的人工宝石产业打造成为绿色环保型产业
随着国内外对生态环保、生命健康愈来愈高的重视和要求,人们对导致环境污染的各种因素(诸如大气排放、污水排放、生活环境中的重金属污染等)要求愈来愈严,指标愈来愈高,在经济发达的欧美、日本等地尤其更甚。
在污染源中,与人工宝石行业关系密切的莫过于重金属污染。所谓重金属,是指密度在5g/cm3以上的金属,如金、银、铜、铅、锌、镍、钴、镉、铬和汞等共45种,而从环境污染角度来看,所指的重金属,实际上主要是指汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重金属。其中,与人工宝石行业关系最为密切的重金属是铅,例如:饰品中大量使用的玻璃质仿钻石,俗称“水钻”,其主要成分即为含铅量高达20%以上的铅玻璃,加入铅的目的是为了提高折射率,这种玻璃有时在市场上又称“水晶玻璃”,可以作饰品也可以作摆件,市场销售量很大。又如,目前市场上时尚饰品中,各种镶玻璃仿钻石的金属材料制成的饰品,由于价格较金、银饰品低廉很多,且款式众多,很受大众喜爱,已大量出口至欧美各国,但饰品中主要的金属成分则是铅-锡合金,铅含量达30%以上。此外,在各类塑料制品中(包括玩具、饰品、包装盒等),为了抗老化脆裂,往往加入氧化铅作为增塑剂,含量在百分之几范围内。由此可见,铅在人工宝石行业中的应用是非常广泛的。
铅对人体健康的危害,是通过铅进入人体来产生作用的。铅可以通过皮肤接触和口腔、呼吸道进入人体,铅能与多种器官亲和,对神经、血液、消化道、心脑血管、泌尿道等多个系统造成损害,严重影响人体新陈代谢。它堵塞金属离子代谢通道,造成低钙、低锌、低铁,且导致补充困难。体内的铅靠人体自身排除是很慢的,在不继续接受铅污染的条件下,骨骼内的铅要经过 20年才能排除一半。因此铅中毒损害人体器官是终身的,不可逆的。
在人工宝石及饰品的生产企业中,铅主要是以粉尘和烟雾的形式通过呼吸道和消化道进入人体的;对消费者来说,主要是通过皮肤接触进入人体。铅进入人体后即进入肝脏,小部分由胆汁排入肠内,随粪便排出体外;另一部分则进入血液,随血液先分布在各个组织里,以肝、肾中含量最高,随后以不溶于水的磷酸铅形式沉淀在骨骼和头发等处。急性铅中毒临床表现为恶心、呕吐、腹绞痛和便秘等胃肠道症状。慢性铅中毒,患者早期症状是乏力,肌肉、关节酸痛,腹痛和神经衰弱症状等,随着病情加重,还可出现贫血、腹绞痛、胃下垂、肾功能衰退等更严重的症状。此外,高浓度铅接触还会引起女性不孕、流产、死产,还可由母体经胎盘、乳汁传递给胎儿或幼儿。总之,铅对人类健康的影响十分严重,危害巨大。因此,国内外已将铅列为对人体健康危害最大的四种重金属之一。从2006年7月1日起,欧盟开始执行在2003年就制定出的标准和法律:在家用电器、玩具、焊接材料、时尚饰品乃至电脑中,禁止使用含铅等六类超标的有害重金属材料,这一法律称为ROHS标准,又称为ROHS环保指令或无铅指令认证,该指令主要针对的是电气和电子类产品,但也包括玩具、钟表及体育用品等。这就意味着从此之后,大量的机、电产品以及含铅的人工宝石及时尚饰品等将不再允许从我国出口至欧洲。据估计,对我国出口至欧洲产品金额的损失可能高达560亿美元。其中自然包括人工宝石及其深加工制品,因为出口的饰品中相当一部分是销往欧盟的。
除了重金属污染外,在人工宝石及时尚饰品行业中,还存在其他的污染源,如电镀中还采用有剧毒的氰化物,磨制宝石中的粉尘污染,磨削废料的倾倒污染,等等。由此可见,如何将我国的人工宝石行业打造成绿色生态环保型行业,是一项刻不容缓的任务。它不仅关系到人民的健康,还直接影响到产品的生产、销售和出口,是关系到企业生存的大问题。
为此,首先应当进行的工作是与国际接轨,根据我国国情和国内有关的法律、政策及标准,制定出相应的行业标准和国家标准,同时也应制定出相应的检测方法和标准,以及产品标志等。当然,更重要的仍然是如前所述的,建立自己的创新、开发机制,不断开发出新的绿色环保型产品,例如,开发饰物用低熔点金属,用不含铅的锡-铜-锌或锡-铜-银系合金来代替,等等。
3如何将人工宝石产业构建成为循环经济产业链的重要组成部分
为了使我国的人工宝石产业能成为不断壮大的可持续发展产业,除了市场需求这一第一要素外,如何尽可能促使其融入我国的循环经济产业链也是十分重要的。例如:对于人工宝石的晶体材料生产,诸如红宝石、蓝宝石、合成立方氧化锆、尖晶石等,都是高能耗产业,在能源紧张的今天,注定会受到能源价格的制约。因此,国内外纷纷将上述晶体生长企业迁往低能源价格的地点,但这还不能构成循环经济,还要独辟蹊径,在这方面做得较好的企业可以福建屏南县的鑫磊晶体材料公司(简称鑫磊公司)为例:该公司附近的某化工厂生产时排出大量有毒的废氯化氢气,过去一段时间一直向大气排放,污染十分严重,被列为全国“十大污染案例”之一,鑫磊公司与中国科学院大连化学物理研究所合作,将废气分解成可回收的氯气和氢气,每年可消除相当于2t左右剧毒的氯气,并回收成可利用的含氯化合物。回收的可燃烧的氢气约3000万立方米/年,约折合成年生产165亿千瓦·时的电能,相当于年生产300t焰熔法红宝石(或蓝宝石)晶体所需能耗,既消除了污染,又获得了大量低价能源,所创年产值可达15亿元人民币左右。所生产的刚玉系列晶体除作为人工宝石外,还可进一步作为节能灯LED基片晶体的原材料,从而构成一条循环经济的生产链。目前,鑫磊公司已被福建省和国家发改委列为循环经济产业的典型和样板。
同样,磨制宝石的废弃粉料如果任其随便丢弃和排放,也会成为污染源。目前,我国环保卫生部门正就土壤和河流中的难分解微细颗粒物的含量,诸如SiO2,Al2O3,ZrO2,TiO2等制定防污染限量标准,因此,如何回收利用磨制大量人工宝石过程中所留下的废弃粉料,必然是重要的课题。实际上,废弃的各类粉体,虽然是各种磨削中废料的混合物,成分复杂,但仍然是以无机氧化物为主,有机物质只占少数,只要在800℃以上高温煅烧,有机物即可全部去除。剩余粉料经研磨机反复研磨,即可达到超微细粒度,可以用作为:①远红外线保暖纤维或泡沫塑料、远红外陶瓷甚至美容化妆品的主要原料;②工业上的隔热保温材料;③建筑材料中隔热涂料原料。其价格随着粒度的减小而增加,最高可到200~300元/千克。
三、人工宝石专业委员会今后在人工宝石产业中的定位和作用
人工宝石专业委员会是中宝协下属的分支结构,根据中宝协章程,在新一届委员会成立后的未来几年内,将着重抓如下的几项工作:
1)继续加强与国内外人工宝石行业内同仁们的联系,做好为广大企事业单位的相关服务工作,诸如收集、统计、分析、发布行业信息等。
2)积极组织并参与品牌培育和推荐工作。
3)配合国家的有关职能部门,制定出有关产品的各种质量标准和规范。
4)积极协助并组织对需要帮助的企业进行技术改进、人员培训、科普教育方面的技术服务工作。
5)做好桥梁和纽带作用,组织商贸洽谈会,组织国内企业参与国际市场竞争。
张道标
作者简介:张道标,中宝协人工宝石专业委员会第一、二届副主任委员,第三届高级顾问,原中国科学院上海硅酸盐研究所晶体研究室主任,研究员。
一、人工宝石研究和发展历程
人工宝石的研究,自15世纪埃及制作含铅玻璃宝石开始,至今已有六七百年的历史了。开始阶段,由于科学技术还没有充分发展(直到19世纪末),它的进展是比较缓慢的,还是以无色的和彩色玻璃制品为主。从1902年法国 Auguste Verneuil首先用焰熔法合成红宝石和蓝宝石起,人工宝石的发展进入了一个新阶段,到1907年焰熔法合成红宝石每年可生产500万克拉,发生了里程碑性的转折,接着研究成功的合成宝石一个接着一个展现出来,人工宝石的研制进入了一个突飞猛进阶段。
1908年首次合成单晶水晶,到1920年已为电子工业大规模生产无双晶的单晶水晶。同时也生长了一些彩色水晶并产业化。
1920年合成了无色、红色和蓝色的尖晶石。
1948年合成了金红石单晶。
1955年合成了钛酸锶单晶。同年美国通用电气公司首次合成了细粒(015mm)状的钻石晶体。往后他们不断致力于研究大颗粒钻石。1970年首次成功合成了宝石级钻石。
1960年研制成功人造无色的和绿色的钇铝榴石(YAG)。随后又研制出人造的钆镓榴石晶体(GGG)和合成金绿宝石。
1960年后的几年里,发展了助熔剂法和水热法,合成了大颗粒的祖母绿晶体和红宝石晶体。
1976年苏联合成了大块立方氧化锆宝石,是一种较好的钻石代用宝石,研制成功之后迅速投产,并飞速发展,已形成一个产业。
20世纪80年代后期,玻璃仿金绿宝石猫眼由美国Calhag公司研发成功。随后在我国快速发展,并形成了玻璃猫眼产业,年产近1200t。
截至20世纪80年代,世界上重要的名贵宝石都可以人工合成。这些人工宝石晶体的原料制造、晶体生长的方法和工艺,都相继建立了配套的生产条件,特别与科技、经济和国防有关的合成宝石都有一定量的生产规模。如合成钻石、合成蓝宝石、合成水晶、合成立方氧化锆、人造仿水晶玻璃及其产品都形成了不同规模的产业化,推动了国家的科技进步和经济的发展。
人造YAG、人造GGG、人造钛酸锶和合成铌酸锂、钽酸锂及金红石等宝石晶体主要用于电子技术和激光技术;在装饰方面,自从合成立方氧化锆大量面市后,它们作为仿钻石的作用逐渐降低,因为这些宝石晶体相对于合成立方氧化锆的性价比低了很多,所以已经淡出宝石市场。但它们在电子技术和光电子技术方面的应用仍在飞速发展,并且人们还在不断探索和合成出许多新的晶体。
虽然许多名贵宝石都已合成出来,但按宝石的质量指标来说还是不尽如人意的,因为它与天然宝石的岩相结构、生长条纹、气泡及包裹体等的差距还比较大,很容易区分出它是人工制品,还不具足够的天然宝石的品味。
二、近十几年来人工宝石研究进展
近十几年来人工宝石的研究工作基本分为两大类:一类是装饰用的;另一类是用于科技工程系列的。装饰用人工宝石方面的研究,基本上是围绕着提高各种合成宝石质量,着重仿真和逼近天然宝石来进行;用于科技工程系列的宝石研究,着重于提高纯度、晶体结构完整性和大尺寸的单晶体,强调宝石的功能特性。这两类研究从研究内容和目标,技术路线和设备方面都有很大的不同。本文主要讨论装饰用人工宝石的研究进展。
1合成钻石取得了很大进展
大颗粒合成钻石在1970年由美国通用电气公司首次成功合成,后来英国、俄罗斯、南非和瑞士等国也相继宣布合成了宝石级大颗粒钻石,但都因生产效率低,成本过高,未能进入市场,仅是实验产品而已。经过了20多年进行设备改进和提高生长技术后,目前美国Gemesis公司已成功研发出能稳定生产出1~2克拉大的**钻石和蓝色钻石(图1)的设备和技术,并以每月生产600克拉的产量投放市场,每颗钻石腰部都用激光刻上Gemesis制造及编号,用以保障消费者权益。南非和俄罗斯等也相继宣布能生产大颗粒1~4克拉**和蓝色钻石(图2),并推向市场。这种稳定量产的宝石级钻石合成工艺的研发成功,标志着合成宝石级钻石有了突破性的进展,打破了过去合成宝石级钻石成本高不能进入市场的老观念。今后人工合成大颗宝石级钻石将会以更大数量面市。
图1 Gemesis公司合成大颗粒**钻石和合成彩色钻石
图2 南非德拜尔公司合成的大钻石
在合成工业级金刚石方面各国都做了很大努力来提高质量和产量,常话说“没有金刚钻,不揽瓷器活。”各种刀具、切割研磨工具和地质钻探工具等都要大量使用工业级金刚石,人工合成工业级金刚石的产量已经成为衡量一个国家工业水平高低的标志之一。现在我国合成的工业级金刚石,虽然其质量还有待提高,但产量居世界第一,年产12亿多克拉。
CVD化学气相沉积法生长钻石和钻石薄膜
近十几年来,CVD化学气相沉积法生长钻石非常活跃,美国Apollo公司用CVD同质外延技术不仅能生长钻石单晶厚膜,也能生长单晶钻石,并已打磨出025克拉的钻石(图3,图4)。随着厚膜的沉积厚度增加,在不久的将来,大单晶钻石块将成为现实,这是很诱人的新技术。
图3 Apollo公司CVD法合成钻石的炉子
图4 Apollo公司CVD法合成的025克拉钻石
2大颗粒合成碳硅石(莫桑石 Moissanite)
十几年来,合成碳化硅大单晶发展很快,它是宽禁带第三代半导体基片的重要材料,是生产耐高电压、耐高温、低功率损耗、大功率器件必备的基片材料,受到国家的重视和支持。目前批量生产出(75~80)mm×50mm的晶锭,主要用于半导体工业,其中有些晶锭不符合IT级要求的,必然流向宝石业中。它可以打磨出很美的合成碳硅石仿钻石,比合成立方氧化锆更接近于钻石,更受人们欢迎。这是1996年以来合成宝石的新成员,是合成宝石的重大新进展,不过由于晶体生长技术要求高和单炉产量小,在仿钻的性价比方面远不如合成立方氧化锆,在近期内不会改变合成立方氧化锆用于仿钻石的主导地位。
3水热法合成红宝石、合成星光宝石和合成祖母绿宝石
十几年来在实验室开展水热法合成红宝石、合成星光宝石和合成祖母绿宝石的工作是很多的,断断续续从未停止过。首先为了更仿真,克服焰熔法和提拉法合成的红宝石有明显的弧状生长条纹,和串状气泡而开展了高温高压水热法的生长研究。水热法主要模拟天然宝石成矿的条件,以天然宝石晶片作为晶种(这点与助熔剂法生长红宝石的自发成核是不同的)。所生长出的红宝石大块晶体,既有六角形的生长条纹,又有天然宝石岩相结构的假象,这些晶体可打磨出5~8克拉,甚至更大的红宝石戒面。许多国家,如俄罗斯、美国、印度、瑞士,都不断有水热法红宝石、**蓝宝石等上市,现在有些公司筹建70~100mm的耐腐蚀高压斧,拟生长50~60mm的红宝石,逐渐开拓出更仿真、更逼近于天然红宝石、蓝色和**蓝宝石,星光宝石等,创造批量生产的能力,前景是乐观的。
同样,用水热法生长合成祖母绿宝石也很成功。在美国、瑞士、俄罗斯和中国都能生长出大块祖母绿宝石,目前只是市场需求不旺,拉动有难度,所以水热法生长祖母绿晶体进展缓慢,没有投入大批量生产。
4用熔体提拉法、熔体泡生法和熔体热交换法研发无色蓝宝石
目前,各国研发无色蓝宝石更是突飞猛进,由于它具有红外透过率高、强度高和耐高温的特性,在国防工业上有很好的应用空间,可用作窗口材料和导弹头罩子等;在光电子技术上作氮化镓(GaN)镀膜基片,是半导体照明工程的重要材料,质量要求达到IT级水平,需求量很大,许多国家有关公司正在努力开发。目前用提拉法可生长直径120~200mm的无色蓝宝石大单晶;用泡生法可生长直径200~250mm重25~30kg的无色蓝宝石(图5);用热交换法已生长出世界上最大的蓝宝石直径34cm重68kg(图6)。我国虽有多家公司积极研发大直径蓝宝石晶体,也大有进展,但还没有量产的规模,LED用的基片基本上还是靠进口。
5合成长余辉人造夜光宝石
长余辉人造夜光宝石是我国北京华隆亚阳公司在1996年研发成功的,命名为“庆隆夜光宝石”,已获得中国、美国、韩国等国的发明专利。它的性能优异,无放射性,余辉亮度高,时效长,优于天然“夜明珠”。已研制出颜色有绿色、蓝绿色、乳白色、红色和紫色等人造夜光玉,大块人造夜光玉可供雕刻大型工艺品。目前已大量生产,供不应求,有望形成产业化。
图5 熔体泡生法生长蓝宝石大晶体
直径95mm和110mm,高150mm
图6 热交换法生长直径34cm的蓝宝石
6合成绿松石和孔雀石
美国和俄罗斯对合成绿松石和孔雀石的研发工作,一直没有间断过。目前合成的大块孔雀石可达8~10kg,做雕刻摆设件,有一定市场。
7玻璃仿宝石
玻璃仿宝石虽然很古老,但它也是不断与时俱进、不断发展的一类仿宝石。虽然它是中低档的仿宝石,但今天的玻璃饰品和工艺品比十多年前的产品要优美得多。玻璃仿钻石的“水钻”,其质量品味有较大的提高,它的市场占有率也不小。特别是在人们的装饰理念发生改变的今天,要求时尚,物美价廉,对饰品更换频繁,新颖的玻璃制品便成为首选了,例如奥地利施华洛世奇(Swarovski)铅玻璃仿水晶和仿钻石装饰系列产品,彩色玻璃和稀土玻璃的仿宝石饰品,仿猫眼石饰品,铅玻璃工艺品、奖品、纪念品和摆设件都很时尚,很受欢迎。玻璃仿宝石已经取得了人们的认可,几年来发展得很快。
近几年研发玻璃仿钻石的“水钻”自动化生产线取得了突破性进展,它不但推进了铅玻璃仿钻石的工业化生产,还将对其他人工宝石的加工业发生重大推动作用。
由于重金属铅对人体有毒害,高铅玻璃饰品将会受到严格限制,人们正在开展研究廉价的无铅高折射率的仿水晶玻璃和降低稀土玻璃的成本,都是取代含铅玻璃的重大举措,应予重视。
三、产业化人工宝石的深化研发问题
合成钻石、合成水晶、合成碳硅石和合成大尺寸无色蓝宝石,主要用于科技工程技术上,与宝石行业的要求不同,在这里不予讨论。
1焰熔法合成红宝石、蓝宝石
当前焰熔法生长红宝石、蓝宝石已经达到相当大的规模,世界年产量达1000多吨,中国的产量为300多吨,占世界产量的1/3左右。但是晶体质量有待提高,而且生产成本仍然很高,要想把产业再向前推进,必须解决充分利用有关化工厂富余的氢、氧气体能源和努力提高单炉的日产量。
利用化工厂富余氢气,是直接改变高电耗的问题;按过去电解水获取氢,生产1kg红宝石要用1100kW·h电,由于电价的提高,使生产成本很高。改用化工厂富余的氢,节电很可观。但氢气的纯化必须提高,否则影响宝石的质量和成品率。
提高单炉日产量的研发内容是指,改变设备结构和生产工艺。在目前单炉日产6个70~80g的红宝石产量的基础上把晶体的直径稍为加大,晶体的长度加长,如炉膛加大,提高炉子的保温能力,适当扩大气体喷嘴口径和供气的稳定性,改善火焰温度分布,提高原料纯度和细度等措施,这是研发工作的重要内容,是一个系统工程的研发,创新有空间,有望提高晶体质量和提高单炉日产量2倍左右,可见潜力很大,值得重视,特别是产品要与市场要求密切结合。
2合成立方氧化锆的深化研发
合成立方氧化锆在我国已形成一个产业,当前产量居世界首位。由于市场价格比较低,厂家承受压力较大。
当前应该重视研发附加值大的新品种,减少一些低值产品的生产。产品的颜色很重要,祖母绿色的、伦敦蓝色的、海蓝色的和胭脂红色的合成立方氧化锆都是很受欢迎的,而且它们的价格也高些,所以研发人们喜爱的新色调的立方氧化锆是引导合成立方氧化锆生产不断发展的课题,因为立方氧化锆的折射率高、色散大、硬度高,且易于规模生产,特别是性价比高,远非其他人工宝石所能比拟的,在这个基础上引入人们喜爱的颜色,必然会长盛不衰。
图7 祖母绿色的YZrO2
合成立方氧化锆生产是用电大户,用电问题一直困扰着生产厂家,把生产厂搬到有低价电的偏远山区,是暂时可行的办法,但终不是长久之计。研究降低单产电耗是不容忽视的问题,早期生产的电耗约200kW·h/kg晶体,近期电耗降至约80kW·h/kg晶体。现在有望降到低于60 kW·h/kg晶体,降低电耗是许多因素的综合结果,设备的改革,特别是采用晶体管高频发生器有重要作用。
参考文献
何雪梅,沈才卿2005宝石人工合成技术 北京:化学工业出版社
Chandra PKhattak,Frederick Schmid2001Growth of wourd’s largest sapphire crystalsJournal of crys-tal growth225,572~579
Geology,198B,Lesson 9:Synthetics and simulants
http://wwwbwsmigelinfo/Lesson 9/DE SyntheticsSimu-lantshtml
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