本发明涉及宝石，尤其是涉及一种石英晶芽的人工培育生长方法。
背景技术：
自然界有些宝石矿物是可以在模拟自然条件下再生的，比如玛瑙晶芽和在石英岩裂缝空洞中的晶芽。玛瑙晶芽是一种在玛瑙内核空穴里生长的细密均匀的晶簇。
虽然自然界玛瑙质矿物在地球分布很广，资源量也丰富，但具有玛瑙晶芽内核并有晶芽晶簇特质的还是非常有限的，而且产地区别差异极大。有的产地集中就有产出，有的就不具产出环境，只是普通玛瑙岩矿。
早在三十多年前，美国就有从事宝石产品设计制作的商人发现了玛瑙晶芽的商业价值并推向市场，引起了很大的反响。这种宝石产品具有灿若星辰的光芒，自然而又均匀的光泽惹人喜爱。在众多传统的宝石饰品里，这个品种独具亮点。无论折射率还是硬度都符合宝石特点。随后，采用真空镀膜技术在晶体表面产生各种不同色彩更使这种宝石的市场大增，已形成为主流时尚的一个品种。但由此又带了一个资源缺乏的困扰。工人从大堆的玛瑙原料里切开选取晶洞更耗费大量的人力，取出的玛瑙晶芽的品质参差不齐，合符要求的石坯更是稀少。在加工过程中产生的粉尘、污水严重，材料工具的损耗也很大，即：天然玛瑙晶芽对资源的耗费巨大，矿物开采对环境影响也很大，出品率极低，品质不均。这些因素约束了玛瑙晶芽的市场发展。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种合格率高、资源利用率高、产品品质一致性强的石英晶芽的人工培育生长方法，通过该生长方法人工培育出的石英晶芽的成分和含量与天然石英一致，生长均匀完美，减少了人工体能的耗费，减少了环境的污染及对资源的保护。
本发明的目的是这样实现的：
一种石英晶芽的人工培育生长方法，特征是：具体步骤如下：
a、选料：
a、选取天然的石英岩颗粒作为培养料，即石英晶芽生长的溶质；石英岩颗粒的规格大小为2cm3---4cm3，每个石英岩颗粒的重量为5-10克，石英岩颗粒的总重量为45--55千克；
b、选取籽晶种子片：籽晶种子片的厚度为2--5mm，长度、宽度的尺寸均为50x100mm，每个籽晶种子片的重量为5--30克，籽晶种子片的总重量为45--55千克；
b、预处理：将石英岩颗粒、籽晶种子片分别清洗干净，晾干，备用；
c、制备生长液：选取矿化剂和水，其中：矿化剂：naoh：1400--1600克，na2co3：50-60克，k2co3：50-60克，nh4f：50-60克；水：60-70l，将naoh、na2co3、k2co3、nh4f和水混合在一起，搅拌均匀，得到生长液；
d、上晶架：将预处理好的籽晶种子片的上部打两个2mm的小孔，每片按10--30mm的间隙用细铁丝悬挂到晶架上，等待装入高压釜内；
e、装釜：打开作为生长容器的高压釜的釜盖，将预处理好的石英岩颗粒投入到高压釜内，将生长液倒入高压釜内，将悬挂好籽晶种子片的晶架小心放入高压釜内，籽晶种子片不直接接触生长液和石英岩颗粒，籽晶种子片在高压釜内的上部，生长液和石英岩颗粒在高压釜内的下部；高压釜的材质为特种钢，容积为200l，在高压釜内加衬有抗腐蚀膜层，在高压釜釡盖上设有压力传感器、压力表；
f、关好高压釜的釜盖，把高压釜吊入到带自动温控装置的电热炉筒内，釜盖为唯一出口，在釡盖和釜体之间设有密封件；
g、生长；打开电热炉筒的电源，进行升温，待高压釜的底部温度升到摄氏370-380度、高压釜的上部温度升到摄氏350-360度时、高压釜内的压力达到1.2x108pa-1.5x108pa大气压时，进行恒温、恒压调控，此时进入晶芽的生长阶段；皛芽析晶的生长时长是依据对产品的相关要求而设计的，晶芽的厚度与生长时间成正比，晶芽生长时问在35—40天，到时关闭电源，结束晶芽生长；
h、开釜；关闭电源后，待高压釜的釜体温度和压力降至环境温度和零压力后，即可将高压釜从电热炉筒内吊出，打开釡盖，提出晶架，取下晶架上生长出的晶芽产品，即得到成品：石英晶芽。
籽晶种子片为天然玛瑙的切片或天然石英岩的切片。
晶芽生长的原理：
本发明使用天然玛瑙或天然石英岩切片作为籽晶种子片，在籽晶种子片上部打两个小孔，用细铁丝将籽晶种子片悬空挂在晶架上，晶架放入作为生长容器的高压釡内，籽晶种子片不直接接触生长液和石英岩颗粒，籽晶种子片在高压釜内的上部，在高压釡内的下部放入天然石英岩颗粒和生长液（化学试剂、水的充分混合液），并且模拟天然玛瑙晶芽形成的生长条件与环境，通过压力和温度控制，天然的石英岩颗粒在生长液以及高压釡内的压力、温度作用下会雾化变为蒸气上升，由于高压釡内的下部温度高、上部温度低所导致的温差，使得石英蒸气上升到达悬空挂入高压釡内的籽晶种子片的表面冷却析晶，由此循环往复，籽晶种子片的表面不断析晶，在籽晶种子片的表面就会长出晶芽，最后得到成品：石英晶芽。
本发明是依据天然玛瑙晶芽的形成机制和水晶生长技术的条件，采用水热法合成水晶技术，做到在石英岩材料的表面自然生长晶芽，最后实现玛瑙晶芽材料的人工化生产。经宝玉石检验专门机构鉴定，人工化生产的石英晶芽，它的所有物理化学参数和特征与天然玛瑙晶芽完全一致。
本发明生长出的石英晶芽的成分和含量与天然石英一致，生长均匀完美，极大地满足了市场上对这一资源的需求，同时减少了人工体能的耗费，减少了环境的污染及对资源的保护。并且，通过本发明人工生长出的石英晶芽合格率高，资源利用率高，产品的品质一致性强，可产出一定尺寸的石英晶芽。
本发明具有如下特点：
1、本发明的工艺技术稳定性和重复性高，每个生长周期的晶芽产品品质有保障；
2、本发明的工艺生产的晶芽产量大，每釜连续生长可保证晶芽产品源源不断的产出；
3、使用本发明的工艺生长的晶芽对资源的耗费小，针对矿物开采的原材料使用，对环境影响也很小；
4、使用本工艺生产的晶芽出品率极高，品质均匀；
5、使用本工艺生长的晶芽品质一致性强，可产出一定尺寸的宝石饰品原材料。
本发明石英晶芽是自然界玛瑙晶芽的替代品，是一种宝石材料资源的开拓创新，以技术手段使天然矿物得以再生利用。
具体实施方式
下面对照实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1：
一种石英晶芽的人工培育生长方法，具体步骤如下：
a、选料：
a、选取天然的石英岩颗粒作为培养料，即石英晶芽生长的溶质；石英岩颗粒的规格大小为2-3cm3，每个石英岩颗粒的重量为5-7克，石英岩颗粒的总重量为45千克；
b、选取籽晶种子片：籽晶种子片为天然玛瑙的切片，籽晶种子片的厚度为2-3mm，长宽尺寸50x100mm，每个籽晶种子片的重量为5-10克，籽晶种子片的总重量为45千克；
b、预处理：将石英岩颗粒、籽晶种子片分别清洗干净，晾干，备用；
c、制备生长液：选取矿化剂和水，其中：矿化剂：naoh：1400--1600克，na2co3：50克，k2co3：60克，nh4f：60克；水：60l，将naoh、na2co3、k2co3、nh4f和水混合在一起，搅拌均匀，得到生长液；
d、上晶架：将预处理好的籽晶种子片的上部打两个2mm的小孔，每片按10--30mm的间隙用细铁丝悬挂到晶架上，等待装入高压釜内；
e、装釜：打开作为生长容器的高压釜的釜盖，将预处理好的石英岩颗粒投入到高压釜内，将生长液倒入高压釜内，将悬挂好籽晶种子片的晶架小心放入高压釜内，籽晶种子片不直接接触生长液和石英岩颗粒，籽晶种子片在高压釜内的上部，生长液和石英岩颗粒在高压釜内的下部；高压釜的材质为特种钢，容积为200l，在高压釜内加衬有抗腐蚀膜层，在高压釜釡盖上设有压力传感器、压力表；
f、关好高压釜的釜盖，把高压釜吊入到带自动温控装置的电热炉筒内，釜盖为唯一出口，在釡盖和釜体之间设有密封件；
g、生长；打开电热炉筒的电源，进行升温，待高压釜的底部温度升到摄氏370度、高压釜的上部温度升到摄氏350度时、高压釜内的压力达到1.2x108pa大气压时，进行恒温、恒压调控，此时进入晶芽的生长阶段；皛芽析晶的生长时长是依据对产品的相关要求而设计的，晶芽的厚度与生长时间成正比，晶芽生长时问在35天，到时关闭电源，结束晶芽生长；
h、开釜；关闭电源后，待高压釜的釜体温度和压力降至环境温度和零压力后，即可将高压釜从电热炉筒内吊出，打开釡盖，提出晶架，取下晶架上生长出的晶芽产品，即得到成品：石英晶芽。
实施例2：
一种石英晶芽的人工培育生长方法，具体步骤如下：
a、选料：
a、选取天然的石英岩颗粒作为培养料，即石英晶芽生长的溶质；石英岩颗粒的规格大小为3-4cm3，每个石英岩颗粒的重量为8--10克，石英岩颗粒的总重量为55千克；
b、选取籽晶种子片：籽晶种子片为天然石英岩的切片，籽晶种子片的厚度为4-5mm，长宽尺寸50x100mm，每个籽晶种子片的重量为25-30克，籽晶种子片的总重量为55千克；
b、预处理：将石英岩颗粒、籽晶种子片分别清洗干净，晾干，备用；
c、制备生长液：选取矿化剂和水，其中：矿化剂：naoh：1400--1600克，na2co3：60克，k2co3：50克，nh4f：50克；水：70l，将naoh、na2co3、k2co3、nh4f和水混合在一起，搅拌均匀，得到生长液；
d、上晶架：将预处理好的籽晶种子片的上部打两个2mm的小孔，每片按10--30mm的间隙用细铁丝悬挂到晶架上，等待装入高压釜内；
e、装釜：打开作为生长容器的高压釜的釜盖，将预处理好的石英岩颗粒投入到高压釜内，将生长液倒入高压釜内，将悬挂好籽晶种子片的晶架小心放入高压釜内，籽晶种子片不直接接触生长液和石英岩颗粒，籽晶种子片在高压釜内的上部，生长液和石英岩颗粒在高压釜内的下部；高压釜的材质为特种钢，容积为200l，在高压釜内加衬有抗腐蚀膜层，在高压釜釡盖上设有压力传感器、压力表；
f、关好高压釜的釜盖，把高压釜吊入到带自动温控装置的电热炉筒内，釜盖为唯一出口，在釡盖和釜体之间设有密封件；
g、生长；打开电热炉筒的电源，进行升温，待高压釜的底部温度升到摄氏380度、高压釜的上部温度升到摄氏360度时、高压釜内的压力达到1.5x108pa大气压时，进行恒温、恒压调控，此时进入晶芽的生长阶段；皛芽析晶的生长时长是依据对产品的相关要求而设计的，晶芽的厚度与生长时间成正比，晶芽生长时问在40天，到时关闭电源，结束晶芽生长；
h、开釜；关闭电源后，待高压釜的釜体温度和压力降至环境温度和零压力后，即可将高压釜从电热炉筒内吊出，打开釡盖，提出晶架，取下晶架上生长出的晶芽产品，即得到成品：石英晶芽。
实施例3：
一种石英晶芽的人工培育生长方法，具体步骤如下：
a、选料：
a、选取天然的石英岩颗粒作为培养料，即石英晶芽生长的溶质；石英岩颗粒的规格大小为3-4cm3，每个石英岩颗粒的重量为6-8克，石英岩颗粒的总重量为50千克；
b、选取籽晶种子片：籽晶种子片为天然玛瑙的切片，籽晶种子片的厚度为3-4mm，长宽尺寸50x100mm，每个籽晶种子片的重量为15--20克，籽晶种子片的总重量为48千克；
b、预处理：将石英岩颗粒、籽晶种子片分别清洗干净，晾干，备用；
c、制备生长液：选取矿化剂和水，其中：矿化剂：naoh：1400--1600克，na2co3：55克，k2co3：58克，nh4f：56克；水：65l，将naoh、na2co3、k2co3、nh4f和水混合在一起，搅拌均匀，得到生长液；
d、上晶架：将预处理好的籽晶种子片的上部打两个2mm的小孔，每片按10--30mm的间隙用细铁丝悬挂到晶架上，等待装入高压釜内；
e、装釜：打开作为生长容器的高压釜的釜盖，将预处理好的石英岩颗粒投入到高压釜内，将生长液倒入高压釜内，将悬挂好籽晶种子片的晶架小心放入高压釜内，籽晶种子片不直接接触生长液和石英岩颗粒，籽晶种子片在高压釜内的上部，生长液和石英岩颗粒在高压釜内的下部；高压釜的材质为特种钢，容积为200l，在高压釜内加衬有抗腐蚀膜层，在高压釜釡盖上设有压力传感器、压力表；
f、关好高压釜的釜盖，把高压釜吊入到带自动温控装置的电热炉筒内，釜盖为唯一出口，在釡盖和釜体之间设有密封件；
g、生长；打开电热炉筒的电源，进行升温，待高压釜的底部温度升到摄氏375度、高压釜的上部温度升到摄氏355度时、高压釜内的压力达到1.4x108pa大气压时，进行恒温、恒压调控，此时进入晶芽的生长阶段；皛芽析晶的生长时长是依据对产品的相关要求而设计的，晶芽的厚度与生长时间成正比，晶芽生长时问在38天，到时关闭电源，结束晶芽生长；
h、开釜；关闭电源后，待高压釜的釜体温度和压力降至环境温度和零压力后，即可将高压釜从电热炉筒内吊出，打开釡盖，提出晶架，取下晶架上生长出的晶芽产品，即得到成品：石英晶芽。
实施例4：
一种石英晶芽的人工培育生长方法，具体步骤如下：
a、选料：
a、选取天然的石英岩颗粒作为培养料，即石英晶芽生长的溶质；石英岩颗粒的规格大小为2-4cm3，每个石英岩颗粒的重量为6-9克，石英岩颗粒的总重量为52千克；
b、选取籽晶种子片：籽晶种子片为天然石英岩的切片，籽晶种子片的厚度为3--5mm，长宽尺寸50x100mm，每个籽晶种子片的重量为10--20克，籽晶种子片的总重量为50千克；
b、预处理：将石英岩颗粒、籽晶种子片分别清洗干净，晾干，备用；
c、制备生长液：选取矿化剂和水，其中：矿化剂：naoh：1400--1600克，na2co3：52克，k2co3：57克，nh4f：54克；水：66l，将naoh、na2co3、k2co3、nh4f和水混合在一起，搅拌均匀，得到生长液；
d、上晶架：将预处理好的籽晶种子片的上部打两个2mm的小孔，每片按10--30mm的间隙用细铁丝悬挂到晶架上，等待装入高压釜内；
e、装釜：打开作为生长容器的高压釜的釜盖，将预处理好的石英岩颗粒投入到高压釜内，将生长液倒入高压釜内，将悬挂好籽晶种子片的晶架小心放入高压釜内，籽晶种子片不直接接触生长液和石英岩颗粒，籽晶种子片在高压釜内的上部，生长液和石英岩颗粒在高压釜内的下部；高压釜的材质为特种钢，容积为200l，在高压釜内加衬有抗腐蚀膜层，在高压釜釡盖上设有压力传感器、压力表；
f、关好高压釜的釜盖，把高压釜吊入到带自动温控装置的电热炉筒内，釜盖为唯一出口，在釡盖和釜体之间设有密封件；
g、生长；打开电热炉筒的电源，进行升温，待高压釜的底部温度升到摄氏377度、高压釜的上部温度升到摄氏354度时、高压釜内的压力达到1.3x108pa大气压时，进行恒温、恒压调控，此时进入晶芽的生长阶段；皛芽析晶的生长时长是依据对产品的相关要求而设计的，晶芽的厚度与生长时间成正比，晶芽生长时问在36天，到时关闭电源，结束晶芽生长；
h、开釜；关闭电源后，待高压釜的釜体温度和压力降至环境温度和零压力后，即可将高压釜从电热炉筒内吊出，打开釡盖，提出晶架，取下晶架上生长出的晶芽产品，即得到成品：石英晶芽。