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1.世纪的中国人工宝石

2.我国人工宝石产业发展现状及有关的几个问题

世纪的中国人工宝石

沈才卿

作者简介：沈才卿，中宝协人工宝石专业委员会第一届副主任委员，第二、三届常务副主任委员兼秘书长，核工业北京地质研究院成矿模拟实验室高级工程师。

图1 人工合成水晶

新中国成立以来，我国的珠宝首饰业得到了长足的发展，人工宝石业也得到了飞速的发展。到21世纪初，我国的人工宝石业已经取得了很大的成绩，为今后的进一步发展打下了坚实的基础，我国的人工宝石业在 21世纪将会有更辉煌的发展。

一、人工宝石在我国得到飞速发展的原因

众所周知，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。人工宝石进行合成和生长的唯一要求是：达到相应天然宝石中档次最高和质量最好的、最漂亮的程度。因此，人工宝石的价格比相同质量天然宝石要便宜很多，并且非常漂亮，可做成很多不同的款式，适合于大众佩带和使用，具有广泛的群众基础。另一方面，自然界产出的天然珠宝的矿产有限，尤其是高档宝石及其优质品更少，很难满足市场需求，人工宝石可以补充天然高档宝石产出少的不足，在一定程度上缓解了市场的供需矛盾。如此看来，大量生产人工宝石是市场的需要，是人们美化生活的需要，这也是人工宝石得到飞速发展的重要原因。有人称人工宝石是我国珠宝首饰市场的“半壁江山”，这是名副其实的！人工宝石在我国得到飞速发展的另外一个原因，是人工宝石在高科技领域和国防科研领域中应用的重要性。举例来说，例如人工合成水晶（图1），由于天然水晶存在的各种各样缺陷，作压电水晶原料不理想，而人工合成水晶性能特别好，完全能达到压电水晶的要求。压电水晶主要用于无线电频率的稳定元件，每台彩电，每台收音机，每台移动电话（手机）中都要用人工合成水晶作稳定无线电频率的元件。又如人工合成红宝石，早先用于机械手表中的轴承或仪器仪表中的轴承（焰熔法合成红宝石），现在用于激光器中的元件（提拉法生长红宝石），而激光的用处很大，除了大家知道的民用工业用途外，在军事上可用于高能量激光器打飞机、打人造卫星，还可用激光聚焦产生的超高能量和超高温度模拟核爆炸的情形以获取必要的数据；人工合成无色蓝宝石用于手表工业，被人们称为“永不磨损的表蒙子”，熔体泡生法生长的高质量无色蓝宝石用于节能照明工程，称 LED元件，不但亮度大，用电量仅为相同亮度电灯泡的1/20；而大直径的光学级无色蓝宝石，是导弹、无人驾驶飞机、潜艇上用的窗口材料，非常重要、非常急需，现在我国已能生产出用于洲际导弹窗口直径200mm以上的这种晶体。又如焰熔法生长的人造钛酸锶宝石，可作“响尾蛇导弹”的窗口材料。随着科技的进步和军事工业的发展，相信对晶体材料会提出越来越多的要求，人们在完成每件任务的过程中，又会使人工宝石得到进一步的发展。由此可以看出，在改革开放后蓬勃发展的中国，随着人们生活水平的不断提高，科学技术水平的不断提高，国防工业发展的需要，我国的人工宝石产业会得到加强、得到发展、得到提高，前途无限光明！

二、21世纪初，我国的人工宝石产量已名列世界前茅

我国的人工宝石生产始于1958年，是为了振兴我国的民族工业。为了发展我国的手表工业，首先要解决手表中机械转动过程中的红宝石轴承问题；发展其他的仪器仪表工业，同样要解决轴承问题。为此，从苏联引进了焰熔法合成红宝石生产线，由此开始了我国人工宝石产业的发展。随后，我国国民经济的发展，科学技术的发展，国防和军事工业的发展，都需要新材料的研究和拓展，客观上也促进了我国人工宝石业的发展，令人欣慰的是，到21世纪初，我国的人工宝石生产量已名列世界前茅：

1）我国的合成立方氧化锆 1982年试验，1983年投产，开始时每炉产量仅5kg。现在，每炉生产400kg，由于炉子大，每个单晶也大，可达单晶2kg左右，这样的生长炉2005年统计有205台，估算年生产能力达到12300t左右，但市场需求没有那么多，因此开工率不足，实际年生产量6000t左右，全世界第一。

2）我国的合成水晶始于20世纪50年代，成功于60年代。由于无线电工业的迅猛发展，需要大量的压电水晶，加上我国珠宝首饰业发展的需要，促使我国的合成水晶工业快速发展。目前，我国年产合成水晶1760t左右，也是世界第一。

3）我国的焰熔法合成红宝石和蓝宝石，1958年从苏联引进，用电解水的方法获得氧气和氢气，耗电量很大。现在经过技术革新，利用化工厂生产时排空的氧气或氢气作原料，既解决了污染问题，又节省了成本。据2005年不完全统计，年产量已经达到235t，若加上福建省屏南县鑫磊晶体有限公司新建的300t焰熔法红宝石全部投产，那么总产量可望达到年产量435t，这也是世界第一。

4）我国的人工合成金刚石投产于1963年，颗粒小，属于工业级，但由于金刚石的用处很大，所以发展很快。目前，我国人工合成工业级金刚石年产量达到12亿克拉以上，也是世界第一。

5）我国的玻璃质仿金星石是20世纪90年代由北京永奥人工宝石研究所研制成功的，最多时年产量达到 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。

6）玻璃质仿猫眼20世纪80年代末、90年代初在上海研制成功，很快风靡全国的珠宝首饰市场，目前年产量约1200t，也是世界第一。

7）其他：人工合成的人造夜光玉、稀土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的，产量当然世界第一。

仅就以上数据，我们可以自豪地说，在21世纪初，我国的人工宝石产量已名列世界前茅。

三、21世纪初我国人工宝石的生产基地概况

随着我国人工宝石业的不断扩大和发展，我国人工宝石的生产基地也在不断变化，变化的趋势是不断增加和扩大，到21世纪初，我国的人工宝石生产基地概况如下：

1）合成立方氧化锆生产基地主要在广西、四川、福建、浙江、湖南、湖北等省；合成立方氧化锆的粉末原料生产基地在浙江省德清市、广东省湛江市和福建省。

2）焰熔法合成红宝石、蓝宝石的生产基地主要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，陕西省西安市与汉中市，安徽省合肥市，贵州省镇宁县，四川寿市和重庆市第八仪表厂，湖南省黔阳县等地。焰熔法生长尖晶石基地在浙江省衢州市。

3）合成水晶最大的厂在浙江省椒江市，全国很多省都有合成水晶厂。

4）水热法生长祖母绿和红宝石是20世纪90年代初在广西宝石研究所，在所长曾骥良教授领导下的团队研究成功的，故生产基地在广西壮族自治区桂林市。

5）高温超高压法生长工业级金刚石的生产厂有5000家左右，但生产单颗粒工业级金刚石的厂家约450家，其余主要生产聚晶金刚石或金刚石制品，分布于全国各地。

6）熔体提拉法生长高质量晶体如激光用晶体和国防工业用窗口材料的生产基地主要在浙江省衢州市、四川省成都市、上海市、天津市、江苏省南京市和广东省广州市。

7）玻璃质仿金星石的生产基地在北京（永奥人工宝石研究所），目前在国内已新建了很多的生产厂，但产量和质量与北京永奥人工宝石研究所的产品相比都还有一定的差距。

8）玻璃质仿猫眼宝石由中科院上海硅酸盐研究所研究开发，技术转让在上海周围地区，但现在的原料和半成品生产基地主要在江苏省靖江市，成品生产基地主要在福建省莆田县。

9）稀土玻璃宝石发明于上海，生产基地也在上海。

10）有夜光效果的“庆隆夜光玉”生产基地在北京。

四、21世纪初我国人工宝石业的产品销售基地

随着我国人工宝石业生产品种的增多和产量的不断扩大，人工宝石的销售以及用人工宝石制作的首饰或时尚饰品慢慢形成了集散地，到21世纪初，国内规模较大、名声也较大的人工宝石集散地主要有三个：广西壮族自治区梧州市、山东省青岛市、浙江省义乌市。

1.广西壮族自治区梧州市

广西壮族自治区梧州市位于广西壮族自治区东部与广东省的交界处，从广州市乘车到梧州市约4小时路程，梧州市素有“广西水上门户”和“小香港”之称，对外开放通商已有100多年的历史。辖区面积12588km2，人口305万，市区面积10km2，人口50万。资料表明：1982年由香港人到这里开设宝石加工厂（磨宝石）起，逐步发展壮大，现有宝石加工人员11万人以上，加工宝石数量约每年136.8亿粒，主要加工合成立方氧化锆和焰熔法合成红宝石，此两种人工宝石的加工量约占国内的95%，世界的85%左右。梧州市的人工宝石业解决了梧州市10万人的就业问题，使周围农村的很多人脱贫致富，也为下岗职工再就业创造了良好条件。因此人工宝石的加工和贸易成了梧州的支柱产业之一，市委市均给予积极扶持。目前，有来自香港、台湾地区及墨西哥、俄罗斯、韩国、印度、泰国、意大利、美国等200多家公司常驻梧州做生意。为了解决有市无场的情况，市千方百计引进外资建设了“梧州宝石城”。“梧州宝石城”总投资7000多万元，项目占地21998m2，建筑面积39998m2，四层楼，500个铺位，250家经营户，年经营额约10亿元人民币。随着行业的不断发展，现有宝石城已经不能满足市场需求，第二期工程“梧州宝石大厦”已经建成，33层，建筑面积81m2，即将投入使用。梧州市人工宝石的发展已到相当规模，中国珠宝玉石首饰行业协会授予梧州市人工宝石特色产业基地的荣誉称号。

2.山东省青岛市

青岛市的人工宝石是近年来发展非常迅速的地方，现已成为北方地区人工宝石最大的销售基地。青岛拥有1000余家以人工宝石为主石的仿真首饰加工厂，其中镶嵌企业占半数以上，市场容量巨大，每年对人工宝石的购额达50亿元人民币之多，有100余家知名企业在青岛市设有分公司或办事机构。其主要特点是以外向型经济为主，特别是与邻国韩国的关系非常好，韩企在青岛市的人工宝石市场占有半壁江山，为青岛市人工宝石市场的繁荣和发展起了重要作用。随着每年的珠宝展及学术讲座，青岛市作为北方人工宝石最大销售基地的知名度会越来越大，生意也会越做越大，这反过来又会促进人工宝石的进一步发展。

3.浙江省义乌市小商品市场是国内外闻名的批发市场

1）总体情况：从2002年开始进行规划和开发，开发后的义乌市小商品市场改称为国际商贸城，到2005年9月，已经完成了国际商贸城第一、第二期市场建设开发工作，总面积140万m2，是全球规模最大的现代化商品批发市场。市场有5万个商位，16万多从业人员。每天有7000多家外商在此购，产品辐射到全球200多个国家和地区，年出口集装箱标柜35万多只，出口产品占全部交易产品的60%。由于这种情况，世界品牌实验室和《世界经纪人周刊》在世界品牌大会上发布了 2005年中国最具品牌排行榜，义乌中国小商品城位列第158位，品牌价值39.02亿元人民币。

2）以人工宝石为主石的仿首饰工艺品市场主要在义乌市国际商贸城第一期中，第一期市场占地350亩，建筑面积33万m2，投资6.6亿元，由五个相连的长方形基本单元组成。场内分五大经营区，20个商品展示贸易厅，有工艺品、饰品、玩具、花卉等15大类，2万多种商品排列有序，琳琅满目。仿首饰工艺品主要在二层和三层，大约4000家经营户。商家的店铺里摆满了琳琅满目的仿首饰工艺品用的原料、半成品或成品（图2），其中以玻璃为原料的半成品或成品占绝大部分，还有少部分为塑料制品或低档半宝石制品。

图2 义乌小商品市场琳琅满目的饰品

3）义乌小商品市场房租之贵折射出交易量之大：据介绍，国际商贸城第一期的二层珠宝首饰商场，一间45m2左右的商铺，仅5年的使用权费就要交200万元人民币，另外，每年要交租金20万元人民币、税和管理费5万元人民币。由此可知，如果要在义乌市商品市场站位脚，每年上交的费用至少要 65万元人民币。那么，商家能不能挣到那么多钱呢？答案是肯定的，能！！！因为每天有7000位外国商人在这里购，还有几万个国内商人在这里购，只要产品对路，大宗货品的交易是没有问题的。据二层的某商铺主管陈先生介绍，商铺总面积45m2左右，里边陈列的样品绝大部分是玻璃仿钻石制品，仅有少量的合成立方氧化锆、合成红宝石等样品，前来商店里购的人很多，陈先生说，平均每一颗玻璃仿钻石品销售后的利润仅几厘钱，反正不到一分钱，但交易情况好的时候，一天能做十几万元的生意，一年大约有一亿元的经营额，我们可以想到，这是超越“薄利多收”的经营思路，成为“薄利广收”的经营原则了。所以，尽管店铺的租金等费用很贵，很多人想买铺位还买不到。由此可见义乌小商品市场第二、三层4000家珠宝首饰和饰品交易量之大。

4）从饰品生产公司看玻璃仿钻石品的使用量之大和产品销售量之大：义乌市当地有一家知名饰品生产公司，该公司拥有合金、爪链、铜银等五大系列20余类30多万个款式的产品，销售网络覆盖全国，产品远销海外70多个国家和地区。据介绍，公司现有职工5600人，每天生产使用玻璃仿钻石品500万颗，光每天把这些玻璃仿钻石品粘到饰品上的人就需要600人。大家想一想，这一个公司每天用玻璃仿钻石品500万颗，全国有上万家饰品公司或加工厂，加起来每天要用玻璃仿钻石品多少颗呢？每天又能生产出多少件饰品呢？其数目之大一定是个惊人的天文数字！资料显示，到2005年10月止，我国在工商部门注册的批发市场多达10万余个，我们从上述一个公司对玻璃仿钻石品的使用量和产品生产量可推测出我国对玻璃仿钻石品的使用量之大及其饰品产量之大。

五、21世纪初在我国人工宝石品种增加的同时，颜色也不断增多和完美

今天，在我国人工宝石市场上，人们不仅可以看到人工宝石的品种在不断增加，并且每种人工宝石的颜色也在逐渐增多和完美，走向系列化。在梧州和义乌的销售市场上，为了做生意的方便和准确，都把某种人工宝石的不同颜色种类装订成色卡，编上号，使购买者一目了然，交易时不会产生错误，从这里我们也可以感觉到我国人工宝石产业的不断发展。笔者手中就有香港永富企业公司20种彩色立方氧化锆、11种焰熔法合成尖晶石和9种焰熔法合成刚玉类宝石的卡，广西壮族自治区桂林市桂泰公司的18种颜色合成立方氧化锆色卡，浙江省衢州市巨化宝石厂的12种焰熔法合成刚玉类宝石和13种焰熔法合成尖晶石色卡，还有香港永富企业公司的96种稀土玻璃宝石色卡，青岛市城阳小商品市场的中信珠宝公司的28种颜色普通玻璃色卡，广西壮族自治区梧州宝石城的147种颜色玻璃质“水钻”色卡，江苏省靖江市东兴宝石厂 29种玻璃质仿猫眼宝石的色卡，深圳市某公司销售的13种颜色的合成欧泊色卡。由此可见，我国人工宝石市场的兴旺发达。

六、21世纪初我国人工宝石生产工艺有了很大的进步

我国人工宝石生产工艺于1958年从前苏联引进焰熔法生长红宝石至今有了很大的发展和提高，有事实为证：

1）焰熔法合成红宝石：前苏联工艺用电解水的方法获得氢气和氧气进行生产，生产1kg红宝石用电约1100kW·h，成本很高。我国用化工厂生产过程中排出的多余气体氢气和氧气生产红宝石，既环保又节能，还降低成本，一举三得；福建鑫磊珠宝公司在具体操作中还创造了气体稳压法（加强安全），创造滚动操作法使每人操作由10台增加到每人可以操作80台，大大提高了工作效率。

2）冷坩埚熔壳法生长合成立方氧化锆：从1983年我国生产合成立方氧化锆以来，在设备上有了很大的提高。起初，我国每台高频炉每炉只能生产出5kg合成立方氧化锆，设备改进后，现在每台高频炉每炉能生产400kg合成立方氧化锆，产量大大提高，成本降低；合成立方氧化锆单个晶体的大小也得到了增加，以前的产品比较小，每个只有几十克重，现在的产品可以达到单个1980g以上；产品颜色品种上也有很多增加（图3）。

图3 合成立方氧化锆大小对比

3）高温高压法合成工业级金刚石：我国在1963年开始生产工业级合成金刚石时，每一次合成只能获得10～15克拉小颗粒合成金刚石，现在每次合成能得到 60克拉合成金刚石，并且颗粒增大明显（图4）。

图4 合成工业级金刚石石墨片

4）熔体提拉法生长高质量晶体方面：浙江省巨化宝石厂敢于拼搏，善于创造，原本生产焰熔法合成红宝石的厂，1998年成功地生产出了合成尖晶石；19年又把目光瞄上激光晶体材料，购进了熔体提拉法生产设备，又从应届大学毕业生中招了一批青年人攻关，现在这批年轻人都成了宝石厂的骨干，经过艰苦的努力，终于在 2001年生产出激光用掺稀土 Y晶体，性能优良（图5）;1999年又瞄上了国际上先进的照明用 LED晶体，这是用熔体泡生法生长的无色蓝宝石晶体。用这种晶体作基片制造的LED灯照明时亮度大，能耗低，只有同样亮度电灯泡耗能的1/20；2001年再瞄上国防工业上急需的导弹和无人驾驶飞机等用的光学级窗口晶体材料，为此，他们自己动手做熔体提拉法生产设备，性能超过了国外同类产品，现在已能生产出重约20kg，直径达250mm的合格光学级窗口晶体材料。为我国尖端科技和国防工业的发展作出了巨大贡献（图6）。

图5 巨化公司生产激光用掺稀土Y晶体

图6 光学级无色蓝宝石窗口材料

5）水热法生长宝石：我国的水热法生长宝石基地在广西壮族自治区桂林市，能够生长合成祖母绿宝石，合成红宝石和不同颜色的合成蓝宝石（图7）。为了满足高科技发展的需要，他们试验用水热法生长氧化锌获得成功，后来又试验生长KTP晶体成功，不仅为高科技发展作出了贡献，经济效益也有了很大增长。

图7 水热法合成红宝石和祖母绿

七、21世纪初我国人工合成的仿宝石类产品异军突起

随着改革开放的深入发展，我国整个珠宝首饰业得到了蓬勃发展，这带动了人工宝石业的发展。珠宝首饰市场的发展需要大量的各类宝石，人工宝石的物美价廉正适合于市场的需要，尽管人工宝石的产量相比于优质天然宝石产量大，但仍不能满足珠宝首饰市场的需要。人工合成的仿宝石，大大地丰富了我国珠宝首饰市场的花色品种，使用量之大真正是异军突起。21世纪初，我国人工合成的仿宝石产品主要有玻璃质仿星光宝石、玻璃质仿猫眼宝石、稀土玻璃宝石、玻璃质仿红珊瑚宝石、玻璃质仿绿松石宝石、玻璃质仿钻石等（图8）。

图8 玻璃质仿猫眼、仿红珊瑚、仿绿松石

八、人造夜光宝石——“庆隆夜光玉”

说起“夜明珠”，大家都知道是在黑暗中能发光的宝物，是非常稀少、非常贵重、非常神秘之物，谁都想得到它。我国人工合成夜光粉起始于20世纪60年代，是以硫酸锌掺铜合成的，在“文化大革命”期间被广泛用于制作像章和塑像，这一代夜光粉的特点是夜光亮度低，夜光时间短。1989年，德国人做出了以铝酸盐为基质，以稀土元素为激活剂的新型夜光粉，其特点是夜光亮度强，夜光时间长（10小时以上），但是把这种夜光粉变成可以雕刻的仿玉石是“北京华隆亚阳有限责任公司”发明的，并获得了发明专利，专利号ZL96106373.4，注册为“庆隆夜光玉”，现已被广泛应用于生产宝石戒面、雕刻作品、夜明珠和健身球等产品方面。此种夜光宝石质地坚硬，体色艳丽多样，可以加工成各种饰物，在夜晚或黑暗处可以长时间发光，且可根据成分不同发出不同的夜光，有绿色、黄绿色、蓝绿色、蓝色、紫色等夜光，表面的体色也有绿色、白色、青色、红色和紫色等，现在生产的夜光玉最大直径可到 170mm，最大重量可达26kg，可以雕刻比较大型的工艺品了。另外，“庆隆夜光玉”将能量以可见光的形式释放出来，称为冷光源，在医学上具有治疗作用，是一种不可多得的功能性材料（图9）。

九、21世纪初我国人工宝石在其他方面的进展

1）人工宝石地方标准的建立：在广西梧州宝石城，每天有成千上万粒人工宝石进行交易，必须对人工宝石的质量进行评价。为了有一个共同的标准，梧州市成立了人工宝石标准起草小组，在广西壮族自治区的协助下，建立了我国第一个广西壮族自治区地方标准，一共有五个人工宝石标准，分别是合成立方氧化锆、合成红宝石、合成蓝宝石、合成尖晶石、玻璃标准。每个标准中均提出了“净度标准”、“切工分级标准”、“切工尺寸允许偏差”、“刻面光洁度标准”等。

2）人工宝石的品牌战略：品牌的核心是文化，是千百年积淀的民族精神，是企业全体员工的共同价值观，是企业家个人的道德素养和社会责任意识，是企业自身发展的需要，也是这个行业企业家的心声，一个国家拥有的名牌数量越多，既是国家经济实力强的表现，也是民族整体素质高的表现。我们国家正在大力推动珠宝首饰名牌战略。以人工宝石为主要原料制作首饰的“金得利”品牌已成为我国的驰名商标。

图9 庆隆夜光玉雕刻的工艺品

上图为有光线下，对应下图为暗室中

3）人工宝石加工设备的增加：广西壮族自治区梧州市每年加工人工宝石136.8亿粒，因此，他们对人工宝石的琢磨加工设备考虑比较多，设计制造了很多机器，其中有好几个加工设备获得了国家专利。在梧州市人工宝石加工行业中，不同品种的人工宝石要用不同转速的磨机琢磨，用不同的抛光盘和不同粒度大小的抛光粉来加工，就是同一个品种不同大小的宝石也用不同粒度大小的抛光粉加工；对于宝石不同表面光洁度的要求，要选择不同转速、不同抛光盘和不同粒度的抛光粉，可见在加工质量提高方面做了很多工作，并且工作做得很细。目前，在梧州生产的人工宝石加工设备有30种左右，几乎销遍全中国，还远销柬埔寨、俄罗斯等很多国家。

4）以人工宝石为主的仿真首饰出口量逐年增加。海关总署的统计表明：2003年的仿真首饰出口为3.11亿美元，2004年为3.94亿美元，2005年为6.11亿美元（占总出口额11%左右），这从一个侧面反映了人工宝石业欣欣向荣的景象。

十、人工宝石业发展的探讨

人工宝石业如此欣欣向荣，一定还有发展的潜力，但要用心去观察和分析。机会不是在那里等着的，有时是瞬间即逝的，所以要善于去发现。笔者提出如下问题与大家探讨：

1）有实力的企业或公司，应当向创名牌的方向努力，创出名牌。

2）人工宝石的生产品种要进一步开发。这些年来，国外有一些新的人工宝石研制成功，如气相外延法生长宝石级金刚石、高温超高压法生长大颗粒宝石级金刚石、高温超高压法生长碳硅石、助熔剂法生长祖母绿和红宝石、水热法生长双色或三色水晶等，我们希望有实力的企业开发人工宝石的新品种。

3）哪里需要到哪里去做生意。例如，浙江省义乌市小商品市场反映，希望人工宝料生产厂商在义乌市设点，以便利首饰和饰品生产厂购。义乌小商品市场世界闻名，每天有那么多国内外客商到那里去购，设点后生意一定不错。

4）规范市场，不要随便给人工宝石起名。有些地方不按国家标准命名。例如，香港人把合成立方氧化锆叫“方晶锆石”，梧州人把合成立方氧化锆叫“合成锆石”或者更简单地叫“锆石”，两者都不对，因为氧化锆与锆石是两种不同的矿物，它们的化学成分、晶体结构、物理化学性质都不一样。立方氧化锆的化学成分是ZrO2，晶体结构是等轴晶系；而锆石的化学成分是ZrSiO4，晶体结构是四方晶系。它们根本不一样，不能混为一谈。又如焰熔法合成红宝石，在梧州都叫“红刚玉”，这样叫也不对，因为每种矿物都有两种名称，达不到宝石级者叫矿物名，达到宝石级者叫宝石名。刚玉是矿物名称，焰熔法合成红宝石达到了宝石级，应叫合成红宝石，不能叫“红刚玉”。另外，国家标准的“定名原则”中禁止使用易混淆和含混不清的名词定名，“红刚玉”就属于这一种被禁止的。名称混乱的市场对人工宝石交易不利，规范市场要让人工宝石名称统一到国家标准上去。

5）研究开发国家急需而供不应求的产品。例如，国家急需节能产品晶体 LED级蓝宝石晶体（用熔体提拉法生产），每月至少要1万片，现在供不应求，有实力的单位可以进行生产。

我国人工宝石产业发展现状及有关的几个问题

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54.9亿美元，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1.65亿千瓦·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1.5亿元人民币左右。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。