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Tratamento térmico de berilo incolor (goshenita) e colorido (água-marinha, heliodoro e morganita)
Use este link compartilhar ou citar este material: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/556600
Registro completo de metadados
| Metadados | Descrição | Idioma |
|---|---|---|
| Autor(es): dc.contributor | Sabioni, Antônio Claret Soares | - |
| Autor(es): dc.creator | Polli, Gabriel de Oliveira | - |
| Data de aceite: dc.date.accessioned | 2019-11-06T13:29:58Z | - |
| Data de disponibilização: dc.date.available | 2019-11-06T13:29:58Z | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2014-06-30 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2014-06-30 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2006 | - |
| Fonte completa do material: dc.identifier | http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/3495 | - |
| Fonte: dc.identifier.uri | http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/556600 | - |
| Descrição: dc.description | Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia. Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. | - |
| Descrição: dc.description | A comercialização de grande parte do mineral-gema berilo depende de tratamento térmico mplamente utilizado para água-marinha (azul e verde), morganita e heliodoro, com o objetivo de melhorar ou modificar a cor natural e, assim, agregar valor à gema. Na aplicação do tratamento térmico, devem ser levadas em consideração as mudanças físico-químicas do material, para não produzir modificações indesejáveis e irreversíveis. Cuidados com relação à temperatura (aquecimento e resfriamento) e duração do tratamento são importantes para que as integridades química e estrutural do berilo sejam preservadas. Do ponto de vista óptico, a mudança ou uniformização da cor pode ser obtida, na maioria das vezes, com tratamentos de até ou 2 horas de duração e temperaturas entre 350 e 900oC, aproximadamente, dependendo da variedade e procedência. Estima-se que mais de 90% das gemas de água-marinha e morganita, disponível no mercado mundial, são tratadas termicamente. A maioria sem qualquer referência da posição de extração do material nos corpos pegmatíticos, muitas vezes, sem informações seguras sobre a procedência e, portanto, torna-se impraticável investigar a relação quimismo/posicionamento no corpo/procedência geográfico-geológica. Dentro desse contexto, foram realizados 239 ensaios de tratamento térmico, 3 tratamentos por difusão e 22 análises térmicas (termodilatometria e termogravimetria) em amostras de 5 variedades de berilo e investigadas as alterações no comportamento do material, proporcionadas pelo tratamento. Foram aplicados 15 tipos de análises físico-químicas para caracterizar as amostras e utilizadas 383 amostras de berilo amarelo, azul, incolor, rosa e verde, de 19 procedências diferentes (9 MG, 7 PB, 2 RN e 1 CE), adquiridas em garimpos, feiras livres, pessoas físicas e lojas especializadas em gemas. A uniformização das cores azul e rosa bem como as mudanças de cor verde/esverdeada para azul, de amarelo para azul ou incolor, de rosa para incolor, foram obtidas nos tratamentos realizados. Normalmente, dependendo da variedade e/ou depósito, a cor do berilo pode ser modificada até ∼800–900oC, mas a composição química e as propriedades físicas permanecem quase constantes. Mas, a partir de 800oC e/ou com tempo de tratamento prolongado (acima de 3h), os tratamentos térmicos com atmosfera de ar estático em amostras de água-marinha (azul e verde), goshenita, heliodoro e morganita, produziram modificações significativas na cor e diafaneidade, atribuídas a uma possível transformação de fase do material, quando o berilo torna-se branco e translúcido, com aspecto de porcelana, que não é encontrado na natureza. Análises térmicas, valores de densidade relativa e índices de refração, quantidades de hidrogênio (ressonância magnética nuclear) e água (espectroscopia por absorção no infravermelho) confirmaram esta mudança físico-química. Entretanto, todas as análises de difração de raios X não registraram qualquer alteração de fase no material. Os teores de SiO2, Al2O3, Cs2O, Na2O, FeO, MgO, K2O, MnO, Cr2O3, CaO, Rb2O e TiO2, obtidos por microssonda eletrônica, e dos elementos Na, Rb, Cs, Sc, La, Sm, Eu, Tb, U, Hf, Ta, Mo, W, Fe, Co, Ni, Au, Zn, Sb e Br, detectados nas análises por ativação neutrônica instrumental, permitiram estabelecer correlações com as cores das amostras. Os espectros de absorção óptica e, principalmente, os espectros Mössbauer à temperatura ambiente e 500K em amostras de berilo azul e verde indicaram a presença de Fe2+ em três sítios cristalográficos (octaédrico, tetraédrico e canais estruturais) e pouco Fe3+ em sítios octaédricos. As quantidades de Fe2+ e/ou Fe3+ nesses sítios estruturais definem a cor das variedades água-marinha (azul e verde) e heliodoro. Nas condições utilizadas, a introdução de cor por difusão não se aplica ao berilo incolor, porque o mineral não suporta as altas temperaturas e os tempos prolongados que são necessários para ocorrer a difusão do material dopante. Entretanto, tornou possível o revestimento da superfície com uma cor estável. __________________________________________________________________________________________ | - |
| Descrição: dc.description | ABSTRACT: The commercialization of great part of the gem-mineral beryl depends on thermal treatment (heating), which is thoroughly used for blue and green aquamarine, morganite and heliodore, in order to get better or to modify the natural color and then, to increase the value to the gem. For the application of the thermal treatment, the eventual physical-chemical changes in the material should be taken into account, in order to avoid undesirable and irreversible modifications. Special care, regarding the temperature (heating and cooling) and duration of the treatment are important, in order to preserve the chemical and structural integrity of the beryl. On the optical point of view, the change or homogenization of the color can be obtained mostly by treatment during 1 or 2 hours, at temperatures between 350oC and 900oC approximately, depending on the variety and the source of the specimen. It is estimated that more than 90% of the aquamarine and morganite gems available in the world gemstone market, are thermically treated. For most of them there is no reference about the extraction position of the specimen within the pegmatite body. Many times without information about the local origin, and turning impracticable to investigate the relation of the chemistry to the position within the pegmatite and to the geographic–geological source. Within this context, 239 thermal treatment experiments, 3 diffusion treatments, and 22 thermal analyses (thermodilatometry and thermogravimetry) of 5 varieties of beryl samples have been carried out. Also the modifications in the behavior of the material after by the treatment have been investigated. Fifteen types of physical-chemical analyses have been applied to characterize the samples. For this, 383 samples of yellow, blue, colorless, pink and green beryl from 19 different sources (9 Minas Gerais, 7 Paraíba, 2 Rio Grande do Norte and 1 Ceará), acquired from mines, fairs, traders and stores specialized in gemstones were used. The homogenization of the blue and pink colors, as well as the changes in color from green/greenish to blue, from yellow to blue or colorless, and from pink to colorless, were obtained in the treatments. Depending on the variety and/or the origin, the color of the beryl may be modified at temperatures below 800–900oC, but the chemical composition and the physical properties remain nearly unchanged. However, from 800oC, and/or at elongated time exposure (above 3 hours), in static air atmosphere, the treatments have produced significant modifications in color and diaphaneity of blue and green aquamarine, goshenite, heliodore and morganite, possibly due to phase transformation of the material, by the time the beryl turned white and translucent, resembling porcelain, not found in the nature. Thermal analyses, relative density values and refraction indexes, hydrogen contents (by nuclear magnetic resonance), and water contents (by infrared absorption spectroscopy) have confirmed this physical-chemical change. Nevertheless, all the X-ray diffraction analyses have not registered any phase alteration in the material. The contents of SiO2, Al2O3, Cs2O, Na2O, FeO, MgO, K2O, MnO, Cr2O3, CaO, Rb2O and TiO2, obtained by microprobe analysis, and the contents of Na, Rb, Cs, Sc, La, Sm, Eu, Tb, U, Hf, Ta, Mo, W, Fe, Co, Ni, Au, Zn, Sb and Br, detected by instrumental neutron activation analysis allowed to establish a relation with the colors of the samples. The optical absorption spectra, and mainly, Mössbauer spectra at room temperature and 500K, in samples of blue and green beryl, indicated the presence of Fe2+ in three crystallographic sites (octahedral, tetrahedral and structural channels) and little Fe3+ in octahedral sites. The amounts of Fe2+ and/or Fe3+ in these structural sites define the color of blue and green aquamarine, and heliodore varieties. Under specific conditions used in this work, the color introduction by diffusion treatment could not be applied to colorless beryl, because the mineral does not support the high temperatures and the long exposure time necessary to incorporate the chromophore elements by diffusion, but it turned possible a covering of the surface. However, it has yielded a surface covering with a stable color | - |
| Idioma: dc.language | pt_BR | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Berilo | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Berilo - análise térmica | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Berilo - propiedade física | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Berilo - composição química | - |
| Título: dc.title | Tratamento térmico de berilo incolor (goshenita) e colorido (água-marinha, heliodoro e morganita) | - |
| Tipo de arquivo: dc.type | livro digital | - |
| Aparece nas coleções: | Repositório Institucional - UFOP | |
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