Hydrothermaal smaragd | NL

In 1964 waren de eerste twee Linde-octrooien bijna een feit: ze werden verleend op 2 maart 1971, een jaar nadat Linde het procedé had verkocht aan Regency. De stenen van Lechleitner staan in schril contrast met materiaal van Linde-Regency. In plaats van een coating van 0,5 mm op een geslepen natuurlijke steen, groeit een kristal van hydrothermale smaragd op een dunne, georiënteerde kiemplaat. Er wordt van uit gegaan dat Lechleitner een tijdje voor Linde zou hebben gewerkt.
 
Het eerste Amerikaanse patent (3.567.642) van Edith M. Flanigen (1929-), onthulde dat beril kan worden geproduceerd in een neutraal tot alkalisch medium met een pH van 7 tot 12,5 met alkali- of ammoniumhalogeniden als oplosmiddel en ijzer, nikkel, of neodymium als mogelijke kleurstoffen.
 
Het tweede octrooi (3.567.643) door Flanigen en Norbert R. Mumbach, beschrijft de groei van smaragd in vergelijkbare halogeniden waaraan bovendien een sterk geconcentreerd zuur is toegevoegd. Dat resulteert in een zuur tot zeer zuur midden met een pH van 4,5 tot 0,2!
 
Dat laatste is cruciaal, want enkel deze hoge zuurtegraad kan ervoor zorgen dat het voor de kleur broodnodige chroom in oplossing kan blijven; in een basisch milieu (dus met pH-waarden van – zeggens – 8 tot 14) zou het chroom uit de oplossing op de bodem van het reactievat neerslaan en dus bijgevolg ook niet in het kristalrooster kunnen worden opgenomen.
 
De druk die nodig is om silicium en aluminium in oplossing te brengen, wordt bekomen door het vulpercentage van het reactievat of autoclaaf en de temperatuur zorgvuldig te kiezen. Vulpercentages van 85% zijn geen uitzondering. In combinatie met een temperatuur tussen 500 en 600°C ontstaat een druk van 700 tot 1500 bar, met andere woorden: tot 1500 maal de atmosferische druk! De autoclaven die dit soort druk kunnen herbergen, zijn cilinders die vervaardigd zijn uit speciaal daarvoor bestemd staal met een bijzonder dikke wand en die voorzien van een rigoureus dichtingsmechanisme.
 
Bij deze zouden we kunnen stellen dat wat het discours van Chatham betreft, de cirkel rond is. In zijn beginjaren, toen Chatham nog een tiener was en diamant probeerde te synthetiseren, maakte hij gebruik van autoclaven. Doordat tijdens één van zijn experimenten een autoclaaf explodeerde met alle gevolgen van dien, beloofde hij zijn ouders om over te schakelen op de ontwikkeling van een proces om smaragd te produceren: een proces waarvoor hij die hoge druk niet nodig had…
 
Hoe dan ook, onder deze druk en temperatuur gaan gibbsiet, berylliumhydroxide en gemalen kwarts in oplossing. Een temperatuurverschil van 10 tot 25°C tussen boven- en onderkant van de autoclaaf veroorzaakt convectie zodanig dat de componenten met elkaar kunnen reageren. Het sterke zuur dat eerder werd besproken zorgt ervoor dat het toegevoegde chroom ook opgelost wordt, in oplossing (mobiel) blijft en kan deelnemen aan de reactie.
 
Het drukvat is bekleed met een niet-reactief metaal, zoals goud, om besmetting van het reactiemidden met ijzer te voorkomen. Tairus, een Russische producent, meldt dat één cyclus 1 maand in beslag neemt. De cyclus levert een smaragdkristal op met een lengte van 19 cm en een dikte van 2,5 cm. Het weegt ongeveer 100 g.
 
Tairus produceert niet enkel hydrothermaal smaragd, maar ook aquamarijn, morganiet, en bixbiet, en zelfs ook een beril met een kleur die lijkt op die van Paraiba-toermalijn. Het insluitselbeeld van deze synthetische berillen is echter typisch en minder verwarrend dan dat van stenen uit een flux.