Metodă de producere a malachitului sintetic. Trei metode de a face marmură artificială cu propriile mâini Cum să faci malachit artificial

Malachit artificial. Aceste mostre arată că piatra nu este reală - designul nu este exact același, iar culorile nu sunt la fel de variate.

Există mai multe moduri de a obține minerale artificiale.

Una dintre ele este crearea de materiale compozite prin sinterizarea pulberii minerale naturale în prezența unui liant inert la tensiune arterială crescută. În acest caz, apar multe procese, principalele fiind compactarea și recristalizarea substanței. Această metodă a devenit larg răspândită în SUA pentru producerea de turcoaz artificial. Jadeitul, lapislazuli și alte pietre semiprețioase au fost obținute prin aceeași metodă.

La noi, compozitele au fost obținute prin cimentarea unor fragmente mici de malachit natural cu dimensiuni cuprinse între 2 și 5 mm folosind întăritori organici (cum ar fi rășinile epoxidice) cu adăugarea de coloranți de culoarea corespunzătoare și pulbere fină din același mineral ca umplutură. Masa de lucru, compusă din componentele indicate într-un anumit procent, a fost supusă comprimării la presiuni de până la 1 GPa (10.000 atm.) în timp ce se încălzește simultan peste 100 ° C. Ca urmare a diferitelor procese fizice și chimice, toate componentele au fost ferm cimentat într-o masă solidă, care bine lustruită. Într-un ciclu de lucru se obțin astfel patru plăci cu latura de 50 mm și grosimea de 7 mm. Adevărat, sunt destul de ușor de distins de malachitul natural.

O alta cale posibilă– sinteza hidrotermala, i.e. obţinerea de compuşi anorganici cristalini în condiţii care simulează procesele de formare a mineralelor în intestinele pământului. Se bazează pe capacitatea apei de a se dizolva la temperaturi mari(până la 500° C) și presiuni de până la 3000 atm. substanţe care sunt conditii normale practic insolubile - oxizi, silicați, sulfuri. Prin această metodă se obțin anual sute de tone de rubine și safire., cu succes sintetizează cuarțul și soiurile sale, de exemplu, ametist. În acest fel a fost obținut malachit, aproape deloc diferit de cel natural . În acest caz, cristalizarea se realizează în mai multe condiții blânde– din soluții ușor alcaline la o temperatură de aproximativ 180°C și presiunea atmosferică.

Malachit sintetic.

Dificultatea de a obține malachit este aceea pentru el, principalul lucru nu este puritatea chimică și transparența, ceea ce este important pentru pietre precum diamantul sau smaraldul, ci nuanțele și textura acestuia.– un model unic pe suprafața unei probe lustruite. Aceste proprietăți ale pietrei sunt determinate de dimensiunea, forma și orientarea reciprocă a cristalelor individuale din care constă. Un „mugur” de malachit este format dintr-o serie de straturi concentrice de diferite grosimi - de la fracțiuni de milimetru la 1,5 cm diferite nuanțe Culoare verde.

Fiecare strat constă din multe fibre radiale („ace”), strâns adiacente între ele și uneori imposibil de distins cu ochiul liber. Intensitatea culorii depinde de grosimea fibrelor. De exemplu, malachitul fin-cristalin este vizibil mai ușor decât malachitul cristalin grosier, prin urmare aspect malachitul, atât natural, cât și artificial, depinde de rata de formare a noilor centre de cristalizare în procesul de formare. Este foarte dificil să reglezi astfel de procese, așa că malachitul nu s-a pretat pentru o lungă perioadă de timp.

obține malachit artificial, nu mai prejos decât firesc, trei grupuri de cercetători ruși au reușit

1. la Institutul de Cercetare pentru Sinteza Materiilor Prime Minerale (orașul Aleksandrov regiunea Vladimir),
2. la Institutul de Mineralogie Experimentală al Academiei Ruse de Științe (Chernogolovka, regiunea Moscova)
3. și la Universitatea de Stat din Sankt Petersburg.

Au fost dezvoltate mai multe metode pentru sinteza malachitului, care fac posibilă obținerea condiții artificiale aproape toate soiurile texturale caracteristice pietrei naturale - dungi, plisate, în formă de rinichi.

Singura modalitate de a distinge malachitul artificial de malachitul natural este prin analiză chimică.: malachitul artificial nu conținea impurități de zinc, fier, calciu, fosfor, caracteristice pietrei naturale.

Dezvoltarea metodelor de producție artificială de malachit este considerată una dintre cele mai semnificative realizări în domeniul sintezei analogilor naturali ai prețioaselor și pietre ornamentale. Astfel, în muzeul institutului din Aleksandrov se află o vază mare din malachit sintetizat aici. În toate proprietățile sale, malachitul sintetic poate înlocui piatră naturalăîn bijuterii și tăierea pietrei. Poate fi folosit pentru placarea detaliilor arhitecturale atat in interiorul cat si in exteriorul cladirilor.

Malachitul artificial cu un model frumos în straturi subțiri este, de asemenea, produs în Canada și într-o serie de alte țări.

E timpul să faci pietre!

Combinația dintre o imagine, armături metalice și o structură strălucitoare și fantezică de minerale pe un obiect arată întotdeauna foarte impresionantă. Folosind un set mic de vopsele acrilice și materiale de uz casnic, puteți transforma o suprafață de orice formă în „piatră”.

Modelul de pe suprafețele pietrelor poate fi împărțit aproximativ în grupuri:

Stratificat,

pestriţ,

Fir.

De exemplu, malachitul este stratificat, dar granitul și lapislazuli sunt pătate etc.

1. Acoperiți-vă suprafața de lucru. Puneți un șorț sau salopetă (dacă vopsea acrilică ajunge pe țesătură, este dificil de îndepărtat mai târziu), pregătiți mai multe recipiente cu apă curată.

2. Selectați perii sintetice: late plate și rotunde cu peri lungi (pentru ușurință în lucru, este bine să aveți la îndemână perii de diferite dimensiuni).

3. Pregătiți bucăți dintr-un burete de vase, un burete de mare (nu neapărat unul natural, o imitație a acestuia poate fi folosită cu succes), foarfece, o periuță de dinți, șervețele și cârpe. Veți avea nevoie și de hârtie abrazivă cu granulație fină.

4. Selectați fotografii ale pietrei și un set de vopsele necesare în avans.

6. Lacuirea cu mai multe straturi face ca imitația unei suprafețe de piatră să fie mai naturală, așa că indiferent de metoda și piatra pe care o alegeți, încercați să nu neglijați această etapă.

Metoda de simulare pentru roci stratificate

Imitație de malachit în decoupage folosind vopsea acrilică

Să ne uităm la exemplul malachitului.

Malachitul este un mineral care formează mase verzi sub formă de sinterizare, cu o structură fibroasă radială.

Verde deschis, verde cobalt închis, ceresc, văruit, ultramarin, umbrie naturală, negru.

Materiale suplimentare:

Materiale suplimentare:

Materiale suplimentare:

Din instrumente:

burete de mare;

Materiale suplimentare:

Din instrumente:

burete de mare;

Paleta este din plastic.

1. Fundal. Pe paletă, amestecați o cantitate mică de Kaput mortuum cu alb. Obținem o culoare roz delicată plăcută. Nu este nevoie să amestecați bine vopselele, lăsând culoarea neuniformă.

Folosind o perie sintetică largă, aplicați un strat gros de vopsea pe suprafața piesei de prelucrat, creând tranziții netede.

2. Petele. Udați buretele apă curată, stoarceți-l, puneți o cantitate mică de alb pe el și faceți amprente, atingând ușor suprafața.

Umplem zona piesei de prelucrat doar parțial în acest fel, aproximativ o treime. Direcția vopselei ușoare aplicate va servi ca bază pentru desenarea viitoarelor vene.

3. Venele. Aplicați vopsea Kaput Mortuum pe o perie rotundă mică. Udați în prealabil pensula cu apă. Consistența vopselei nu trebuie să fie groasă.

Cu o mână tremurândă și cu presiune variabilă asupra pensulei, aplicăm o venă și îi estompăm imediat marginea cu apă. Întindem vopseaua. Finalizăm linia cu nuanțe translucide mai deschise, vopsim cu adaos de alb și bine diluat cu apă.

În același mod, desenăm toate celelalte linii, inclusiv cele gri deschis.

4. Lucrăm din nou cu un burete cu o culoare deschisă aplicat.

5. Uscarea si lacuirea. Acoperiți suprafața cu mai multe straturi lac acrilic, uscați, nivelați suprafața cu șmirghel cu granulație fină. Repetăm ​​operația, diluând treptat lacul cu apă. Pentru eficacitate, recomandăm aplicarea a cel puțin 20 de straturi de lac acrilic lucios.

Imitația de marmură roz este gata.

3. Petele. Scufundați buretele în apă și stoarceți. Aplicați Ultramarine pe acesta și mergeți pe toată suprafața.

Repetați operațiunea cu Albastru Cobalt.

4. Venele. Folosind o perie rotundă subțire, aplicați văruire pe liniile curbe și estompează marginile acestora cu apă până când vopseaua se usucă.

5. Pulverizați. Folosește o perie sau o periuță de dinți pentru a lua vopsea albă diluată cu apă și a pulveriza-o pe suprafață.

Faceți același lucru cu aplicarea vopselei aurii.

6. Uscarea si lacuirea. Acoperim suprafața cu mai multe straturi de lac acrilic, o usucăm, apoi nivelăm suprafața cu șmirghel cu granulație fină.

Repetăm ​​operațiunea, diluând treptat lacul cu apă și reducând granulația șmirghel. Pentru eficacitate, recomandăm aplicarea a cel puțin 20 de straturi de lac acrilic lucios.

Și completăm procesul cu lac de finisare.

Suprafața „lapis lazuli” este completă.

Imitația turcoazului folosind tehnica monotipului

Turcoazul este o piatră ornamentală și semiprețioasă, un mineral popular din cele mai vechi timpuri până în zilele noastre. Crearea unui fundal pentru venele și petele naturale ale acestei pietre merită o atenție specială.

Culorile vopselelor din paleta de vopsele artistice „Arta acrilică”: Turcoaz, albastru cobalt, alb,

Numele aplicantului:
Numele inventatorului: Protopopov E.N.; Protopopova V.S.; Sokolov V.V.; Petrov T.G.; Nardov A.V.
Numele titularului brevetului: Societate pe acțiuni închisă „ZHENAVI”
Adresa de corespondenta: 197136, Sankt Petersburg, PO Box 88, Novoseltsev O.V.
Data începerii brevetului: 2000.02.09

DESCRIEREA INVENŢIEI

Un grup de invenții se referă la producția de bijuterii sintetice și pietre semiprețioase pentru industria de bijuterii și arte și meșteșuguri.

Invențiile pot găsi aplicație în fabricarea și restaurarea interioarelor de apartamente și clădiri, Bijuterii, bijuterii, suveniruri, arte și meșteșuguri.

Malachitul este un mineral din clasa carbonaților cu compoziția chimică Cu 2 (OH) 2 sau CuCO 3 ·Cu(OH) 2, care conține 71,9% CuO (Cu 57,4%), 19,9% CO 2, 8,2% H 2 O și până la 10% impurități sub formă de CaO, Fe 2 O 3, SiO 2. Cristalizează într-un sistem monoclinic, cristalele sunt rare și au aspect ca de ac sau prismatic. Frecvente sunt cruste sinterizate latente și fin cristaline în formă de rinichi, agregate asemănătoare stalactidelor, ritmic în bandă cu o structură fibroasă radială.

Culoarea malachitului dens natural este verde strălucitor, verde-albăstrui până la închis, uneori maro-verde. Schimbarea culorii în diferite zone și straturi de malachit creează un model bizar pe tăieturi și suprafețe lustruite. Luciul agregatelor este mătăsos (malahit catifelat), catifelat, tern, în timp ce luciul cristalelor este asemănător unui diamant, transformându-se în sticlă. Duritate pe scara mineralogică Mohs 3,5 - 4,0; densitate 3900-4100 kg/mc.

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

În natură, malachitul apare în zona apropiată de suprafață de oxidare a minereurilor de cupru sulfurat. Acumulările mari de malachit dens sunt foarte rare și se formează prin înlocuirea calcarului cu soluții de sulfat de cupru în zona de oxidare a depozitelor mari de cupru, ceea ce explică prezența impurităților în malachitul natural sub formă de CaO, Fe 2 O 3, SiO 2. Se găsește de obicei în cantități mici în stare dispersată sub formă de depozite, adezivi, mici acumulări și mase pământoase amestecate cu alte minerale supergene. Doar ocazional se găsesc acumulări dense de malachit cu o greutate de până la 50 de tone (minele Mednorudnyansk, Nizhny Tagil, Gumeshevsky din Urali) [TSB, p. 276].

Malachitul sinterizat dens, zonal-concentric, sub formă de mase destul de mari, este de mare valoare ca piatră ornamentală frumoasă, folosită pentru bijuterii și arte decorative (inserții, mărgele, blaturi, vaze, placarea coloanelor etc.).

În Zair, sudul Australiei, Kazahstan și SUA sunt cunoscute zăcăminte mari de malachit. Depozitele de malachit din Urali (minele Mednorudnyansky și Gumeshevsky) sunt acum aproape complet epuizate.

În acest sens, apare problema actuala dezvoltarea tehnologiilor de producere a bijuteriilor sintetice și a malahitului ornamental, asemănătoare în caracteristicile sale cu malahitul natural.

Există metode cunoscute pentru producerea de bijuterii sintetice și materiale ornamentale, constând în cristalizarea din săruri topite sau din soluţii apoase la temperatură ridicată [N. I. Kornilov, Yu. P. Solodova. Pietre de bijuterii. - M.: „Nedra”, 1987, p. 259-276]. Cu toate acestea, aceste metode sunt nepotrivite, deoarece malachitul se descompune la o temperatură de 100-110 o C fără să se topească și este practic insolubil în apă.

Sunt cunoscute metode de producere a monocristalelor de malachit în condiții de sinteză hidrotermală la temperatură scăzută.

O metodă cunoscută pentru producerea malachitului sintetic sub formă de particule individuale și coprecipitarea lor cu o cantitate mică de bismut uniform dispersat, folosit ca nuclee pentru creșterea ulterioară la temperaturi ridicateși conversia ulterioară într-un complex de acetilenă de cupru, utilizat ca catalizator de etilare [Brevet SUA N 4107082, B 01 J 27/20, 15/08/78].

Sunt cunoscute aglomeratele de cristale de malachit și prepararea lor, conţinând 1-7% (BiO) 2 CuCO 3 şi 0,5-3,5% SiO 2, având o dimensiune medie de 15 microni, utilizate ca catalizatori în producție chimică [Brevet SUA N 4536491, B 01 J 21/20, C 04 C 33/04, 20/08/85].

Există o metodă cunoscută pentru producerea de malachit sau produse asemănătoare malachitului, inclusiv măcinarea malachitului natural la particule de 10-100 microni, distribuirea pulberii într-un lac transparent, vopsirea obiectelor fabricate cu acesta, uscarea și aplicarea modelelor sau măștilor pe suprafață care reproduce textura malachitului natural. [Brevet EP N 0856363, B 05 D 5/05, B 44 F 9/04, 1998-08-05].

Aceste metode nu reușesc să producă malachit potrivit pentru utilizare ca bijuterii și material ornamental.

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

Cea mai apropiată ca esență tehnică și rezultatul tehnic obținut la utilizare (prototip) este o metodă de producere a malachitului policristalin, care constă în dizolvarea carbonatului de cupru într-o soluție apoasă de carbonat de amoniu care conține fracții molare egale de ion de amoniu și carbonat, urmată de evaporarea se obține soluția la încălzire, rezultând un precipitat liber de malachit policristalin [Chirvinsky P.N. Producția artificială de minerale în secolul al XIX-lea. - Kiev. Universitatea, 1903-1906].

Dezavantajul acestei metode prototip este precum și toate celelalte metode cunoscute, este imposibil să se obțină un material dens similar în caracteristicile sale cu malachitul natural și potrivit pentru utilizare în bijuterii și în scopuri ornamentale.

În special, dezavantajele metodei prototip sunt fuziunea slabă între cristalele individuale și sferulite în precipitatul de malachit policristalin rezultat, porozitatea sa ridicată și rezistența mecanică scăzută (după uscare, precipitatul este ușor frecat cu degetele), ceea ce îl face nepotrivit pentru bijuterii. și în scopuri ornamentale. Un alt dezavantaj al metodei cunoscute este uniformitatea sedimentului rezultat, care are o culoare verde pal, spre deosebire de agregatul dens policristalin de malachit natural, ale căror soiuri de bijuterii se caracterizează prin prezența unor dungi alternante de verde deschis strălucitor și verde închis. sau straturi.

Principala problemă tehnică (o problemă inventiva care nu a fost rezolvată până în prezent) care împiedică extinderea utilizării malachitului în scopuri de bijuterii, arte ornamentale și decorative este aceea că metodele cunoscute până în prezent nu permit producerea de malachit policristalin dens sintetic, care este similar în proprietățile fizice, mecanice și de consum ale bijuteriilor naturale și malachitului ornamental.

Scopul grupului de invenții (rezultatul tehnic necesar obținut la utilizarea invențiilor) este de a oferi posibilitatea obținerii de bijuterii sintetice policristaline dense și malachit ornamental, caracterizat prin alternarea dungilor de culoare verde deschis strălucitor și verde închis cu tranziții de culoare contrastante între straturi și nu diferă în proprietățile sale fizice, mecanice și de bijuterii - proprietăți artistice de cele mai bune soiuri de bijuterii și soiuri ornamentale de malachit natural.

Scopul stabilit și rezultatul tehnic necesar sunt atinse de acea bijuterie sintetică și malachit ornamental, care este un agregat policristalin care conține carbonat de cupru bazic Cu 2 (CO 3 ](OH) 2 și impurități, conform invenției malachitul sintetic conține carbonat de cupru bazic și impurități în următorul raport de componente, greutate. %:
Cu2(OH)2 - 99,99-99,5
Impurități - 0,01 - 0,50
În acest caz, malachitul sintetic conține Fe 2 O 3 și Na 2 O ca impuritate, densitatea malachitului sintetic este de 3,9 - 4,1 g/cm 3, duritatea Mohs 4,0, microduritate 216 - 390 kg/mm ​​2, maxim spectrul de reflexie al malahitului sintetic este de 490 - 525 nm, rezistența la uzură a malahitului sintetic în comparație cu rezistența la uzură a malahitului natural este de 105-150%, iar lustruirea malahitului sintetic în raport cu lustruirea malahitului natural este de 105 - 150% .

În acest caz, malachitul sintetic conține straturi alternante de verde deschis și verde închis, iar suprafața sa în lumină reflectată prezintă un efect de „snur” (moiré).

O trăsătură caracteristică a malachitului sintetic este producerea acestuia prin dizolvarea carbonatului de cupru bazic într-o soluție apoasă de carbonat de amoniu care conține un conținut molar în exces de amoniac în raport cu conținutul molar de dioxid de carbon și evaporarea ulterioară a soluției atunci când este încălzită cu formarea unui agregat sintetic policristalin, ca urmare a cărui spațiu intercristalin al malachitului sintetic conține ion de amoniu rezidual.

Scopul stabilit și rezultatul tehnic necesar sunt atinse și prin faptul că, conform metodei de producere a bijuteriilor sintetice și a malachitului ornamental, care include dizolvarea carbonatului de cupru bazic într-o soluție apoasă de carbonat de amoniu și evaporarea ulterioară a soluției rezultate cu formarea a unui agregat policristalin de malachit sintetic, conform invenției, dizolvarea carbonatului de cupru bazic într-o soluție apoasă de carbonat de amoniu se realizează la un conținut molar în exces de amoniac de 1,5-8 ori față de conținutul molar de dioxid de carbon.

În acest caz, evaporarea unei soluții de carbonat de cupru bazic într-o soluție apoasă de carbonat de amoniu cu un exces de amoniac se efectuează la o temperatură de 40 - 95 o C, în principal la o temperatură de 60 - 80 o C și evaporarea unei soluții de carbonat bazic de cupru într-o soluție apoasă de carbonat de amoniu cu exces de amoniac se realizează cu o viteză variabilă, asigurând posibilitatea obținerii de malachit sintetic cu straturi alternate de verde deschis și verde închis, și pentru a asigura posibilitatea de a obține tranziții contrastante de culoare între straturile de malachit sintetic la trecerea la creșterea stratului următor, viteza de evaporare a soluției de carbonat bazic de cupru într-o soluție apoasă de carbonat de amoniu este modificată în exces de amoniac de cel puțin 1,2 ori în comparație cu viteza de evaporare în timpul cristalizarea stratului anterior de malachit sintetic.

Confirmarea eficacității invențiilor, posibilitatea implementării industriale a invențiilor și posibilitatea realizării practic a rezultatului tehnic cerut sunt confirmate de exemplele de implementare a invențiilor prezentate mai jos.

La fabricarea bijuteriilor sintetice și a malachitului ornamental conform invenției, se utilizează carbonat de cupru bazic cu pulbere Cu 2 (OH) 2 CO 3 în conformitate cu GOST 8927-79, carbonat de amoniu (NH 4) 2 CO 3 în conformitate cu GOST 3770. -78 și o soluție apoasă de amoniac 25% NH4OH conform GOST 3760-79.

Exemplul 1
Carbonatul de cupru bazic Cu 2 (OH) 2 CO 3 a fost dizolvat într-o soluție de carbonat de amoniu (NH 4) 2 CO 3 care conține un exces molar de amoniac NH 3 raportat la conținutul molar de dioxid de carbon CO 2. Conținutul molar de amoniac în raport cu conținutul molar de dioxid de carbon pentru condițiile din acest exemplu este 1,5. Amestecul a fost agitat până când carbonatul de cupru bazic a fost complet dizolvat. Soluția a fost evaporată la o temperatură de 40 o C. Pentru a obține dungi alternante de culoare verde deschis și închis, procesul de evaporare a fost efectuat cu o viteză variabilă, variată într-un interval de 1,2 ori față de viteza de evaporare din etapa anterioară de obținere. o dungă deschisă sau întunecată (strat). Procesul de evaporare a fost continuat până la oprirea eliberării vaporilor de amoniac. Încetarea eliberării vaporilor de amoniac indică descompunerea completă a complexelor cupru-carbonat-amoniac formate în timpul dizolvării carbonatului de cupru bazic într-o soluție de carbonat de amoniu, ceea ce duce la formarea unui agregat policristalin dens de carbonat de cupru bazic, care este bijuterii-ornamentale malachit sintetic. După finalizarea procesului de evaporare, partea apoasă rămasă a fost separată de malachitul sintetic și analizată pentru conformitatea cu parametrii probei de referință de malachit natural prezentate în baza de date ICDD, N 41-1390.

Indicatorii malachitului sintetic obținuți în Exemplul 1 sunt prezentați în Tabelul 1.

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

Exemplul 2
Condiţiile din Exemplul 2 sunt similare cu condiţiile din Exemplul 1, dar raportul dintre conţinutul molar de amoniac şi conţinutul molar de dioxid de carbon pentru condiţiile din acest exemplu a fost 4,0.

Indicatorii malachitului sintetic obținuți în Exemplul 2 sunt prezentați în Tabelul 1.

Exemplul 3
Condiţiile din Exemplul 3 sunt similare cu condiţiile din Exemplul 1, dar raportul dintre conţinutul molar de amoniac şi conţinutul molar de dioxid de carbon pentru condiţiile din acest exemplu a fost 8,0.

Indicatorii malachitului sintetic obținuți în Exemplul 3 sunt prezentați în Tabelul 1.

Exemplul 4
Condițiile din exemplul 3 sunt similare cu condițiile din exemplul 1, dar raportul dintre conținutul molar de amoniac și conținutul molar de dioxid de carbon pentru condițiile din acest exemplu a fost 4 și evaporarea a fost efectuată la o temperatură de 60°C. C.

Parametrii malachitului sintetic obținut în Exemplul 4 sunt prezentați în Tabelul 1.

Exemplul 5
Condițiile din Exemplul 5 sunt similare cu condițiile din Exemplele 1 și 4, dar evaporarea a fost efectuată la o temperatură de 80°C.

Indicatorii malachitului sintetic obținuți conform Exemplului 5 sunt prezentați în Tabelul 1.

Exemplul 6
Condițiile din Exemplul 6 sunt similare cu condițiile din Exemplele 1 și 4, dar evaporarea a fost efectuată la o temperatură de 95°C.

Indicatorii malachitului sintetic obținuți conform Exemplului 6 sunt prezentați în Tabelul 1.

În plus, studiile de difracție cu raze X au arătat identitatea tiparelor de raze X ale malachitului natural și sintetic.

Aproape toate constantele optice ale malachitului sintetic sunt similare cu constantele optice ale malahitului natural.

La fel ca malachitul natural, malachitul sintetic se topește într-o flacără reducătoare și produce o mărgele de cupru. Când este înmuiat în HCI, malachitul sintetic transformă flacăra în albastru. Când este încălzit într-un tub de sticlă, malachitul sintetic eliberează apă și devine negru; se dizolvă în acid clorhidric cu un șuierat.

Astfel, invențiile fac posibilă obținerea de malachit sintetic cu proprietăți fizice și chimice caracteristice malachitului natural, dar malachitul sintetic se deosebește de malachitul natural prin microduritate crescută, rezistență crescută la uzură și lustruire mai bună, ceea ce se explică printr-un conținut mai scăzut de impurități și un compoziție calitativă diferită a impurităților.

În general, ținând cont de noutatea și neevidența invențiilor, de semnificația tuturor caracteristicilor generale și particulare ale invențiilor, prezentate în secțiunea „Esența invenției”, precum și de fezabilitatea invenției prezentate în secțiunea „Exemple de implementare a invențiilor”, rezolvarea cu încredere a sarcinilor și obținerea unui nou rezultat tehnic, invențiile de grup declarate, în opinia noastră, îndeplinesc toate cerințele de brevetabilitate pentru invenții.

Analiza mai arată că toate trăsăturile generale și specifice ale invențiilor sunt esențiale, deoarece fiecare dintre ele este necesară și toate împreună sunt nu numai suficiente pentru a atinge scopul invențiilor, ci și permit implementarea industrială a grupului de invenții.

În plus, analiza populației caracteristici esențiale grupul de invenții și rezultatul tehnic obținut prin utilizarea acestora arată prezența unui singur concept inventiv, o legătură strânsă și inextricabilă între invenții și scopul metodei direct de producere a bijuteriilor sintetice și a malachitului ornamental, ceea ce face posibilă combina două invenții într-o singură aplicație.

REVENDICARE

1. Bijuterii sintetice și malachit ornamental, care este un agregat policristalin care conține carbonat de cupru bazic Cu 2 (OH) 2 și impurități, caracterizat prin aceea că malachitul sintetic conține carbonat de cupru bazic și impurități în următorul raport de componente, % în greutate:
Cu2(OH)2 - 99,99 - 99,5
Impurități - 0,01 - 0,50

2. Malachit sintetic conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că impurităţile malachitului sintetic conţin Fe 2 O 3 şi Na 2 O.

3. Malachit sintetic conform revendicării 1 sau 2, caracterizat prin aceea că densitatea malachitului sintetic este de 3,9 - 4,1 g/cm3.

4. Malachit sintetic conform oricăreia dintre revendicările 1 - 3, caracterizat prin aceea că duritatea Mohs a malahitului sintetic este de 4.

5. Malachit sintetic conform oricăreia dintre revendicările 1 - 4, caracterizat prin aceea că microduritatea malachitului sintetic este de 216 - 390 kg/mm2.

6. Malachit sintetic conform oricăreia dintre revendicările 1 - 5, caracterizat prin aceea că spectrul maxim de reflexie al malachitului sintetic este de 490 - 525 nm.

7. Malachit sintetic conform oricăreia dintre revendicările 1 - 6, caracterizat prin aceea că rezistenţa la uzură a malahitului sintetic în comparaţie cu rezistenţa la uzură a malahitului natural este de 105 - 150%.

8. Malachit sintetic conform oricăreia dintre revendicările 1 - 7, caracterizat prin aceea că lustruirea malahitului sintetic în raport cu capacitatea de lustruire a malahitului natural este de 105 - 150%.

9. Malachit sintetic conform oricăreia dintre revendicările 1 la 8, caracterizat prin aceea că malachitul sintetic conţine straturi alternative de culoare verde deschis şi închis.

10. Malachit sintetic conform oricăreia dintre revendicările 1 la 9, caracterizat prin aceea că suprafaţa malachitului sintetic prezintă un efect de moire moale în lumina reflectată.

11. Malachit sintetic conform oricăreia dintre revendicările 1 la 10, caracterizat prin aceea că este obţinut prin dizolvarea carbonatului de cupru bazic într-o soluţie apoasă de carbonat de amoniu care conţine o cantitate molară în exces de amoniac în raport cu conţinutul molar de dioxid de carbon, şi ulterior evaporarea soluției rezultate la încălzire cu formarea unui agregat policristalin de malachit sintetic.

12. Malachit sintetic conform oricăreia dintre revendicările 1 la 11, caracterizat prin aceea că spaţiul intercristalin al malachitului sintetic conţine un ion de amoniu rezidual.

13. O metodă pentru producerea de bijuterii sintetice și malachit ornamental, inclusiv dizolvarea carbonatului de cupru bazic într-o soluție apoasă de carbonat de amoniu și evaporarea ulterioară a soluției pentru a forma un agregat policristalin de malachit sintetic, caracterizată prin aceea că dizolvarea carbonatului de cupru bazic într-un soluția apoasă de carbonat de amoniu se efectuează la un conținut molar în exces de amoniac în raport cu conținutul molar de dioxid de carbon.

14. Metodă conform revendicării 13, caracterizată prin aceea că dizolvarea carbonatului de cupru bazic într-o soluţie apoasă de carbonat de amoniu se realizează la un conţinut molar în exces de amoniac de 1,5 până la 8 ori faţă de conţinutul molar de dioxid de carbon.

15. Metodă conform oricăreia dintre revendicările 13 - 14, caracterizată prin aceea că evaporarea unei soluţii de carbonat bazic de cupru într-o soluţie apoasă de carbonat de amoniu se realizează la 40 - 95°C.

16. Procedeu conform revendicării 15, caracterizat prin aceea că evaporarea unei soluţii de carbonat de cupru bazic într-o soluţie apoasă de carbonat de amoniu se realizează în principal la 60 - 80°C.

17. Metodă conform oricăreia dintre revendicările 13 până la 16, caracterizată prin aceea că evaporarea unei soluţii de carbonat bazic de cupru într-o soluţie apoasă de carbonat de amoniu se realizează la o viteză variabilă cu posibilitatea obţinerii de malachit sintetic cu lumină alternativă. și straturi de culoare verde închis.

18. Metodă conform revendicării 17, caracterizată prin aceea că, pentru a asigura posibilitatea obţinerii unor tranziţii contrastante de culoare între straturi de malachit sintetic la trecerea la creşterea stratului următor, viteza de evaporare a soluţiei de carbonat bazic de cupru într-o soluţie apoasă. de carbonat de amoniu este modificat de cel puțin 1,2 ori în comparație cu viteza de evaporare în timpul cristalizării stratului anterior de malachit sintetic.

19. Metodă conform oricăreia dintre revendicările 13 - 18, caracterizată prin aceea că malachitul sintetic este obţinut conform oricăreia dintre revendicările 1 - 12.

În acest articol:

Malachitul este folosit pe scară largă în artele decorative și aplicate. Este un carbonat de cupru de bază și este interesant nu datorită culorii, strălucirii sau nuanțelor sale, ci model complex, care se formează de-a lungul multor ani datorită conditii naturale. Multă vreme nu s-a putut obține o piatră artificială, dar acum pe piață puteți găsi multe copii ale mineralului sintetizat în laborator. Cum se face malachit și este posibil acasă?

Răspunsul la această întrebare este doar jumătate da. În natură, malachitul se formează în locurile zăcămintelor de minereu de cupru, cu condiția ca acestea să apară în roci carbonatice. Când minereul de cupru este spălat sub influența apei subterane și a oxigenului și a dioxidului de carbon dizolvat în el, cuprul intră în soluție. Această soluție conține ioni de cupru, care se infiltrează încet prin calcar și reacţionează cu acesta. Ca rezultat, se formează carbonat de cupru bazic.

Imitație de malachit

Există o reacție chimică care vă permite să obțineți malachit acasă. Pentru a face acest lucru, aveți nevoie de:

• carbonat de sodiu anhidru sau bicarbonat de sodiu calcinat;
• sulfat de cupru (sulfat de cupru, sulfat de cupru);
• pâlnie;
• Vas Petri;
• hârtie de filtru;
• conuri si vase.

Carbonatul de sodiu anhidru și sulfatul de cupru sunt amestecate în cantități egale. Apoi, precipitatul este filtrat folosind o pâlnie și hârtie de filtru. După aceasta, hârtia cu sedimentul este îndepărtată și uscată într-o cutie Petri. Aceasta va fi pulbere de malachit. Carbonatul de sodiu anhidru poate fi preparat și prin coacerea bicarbonatului de sodiu obișnuit într-o tigaie.

După cum puteți vedea, această metodă nu permite obținerea unei pietre, ci doar a unei pulberi a substanței.

Productie industriala

Există mai multe moduri de a obține malachit artificial. Prima și cea mai evidentă este utilizarea malachitului natural sub formă de pulbere și sinterizarea lui la presiune ridicată. Procesul principal care are loc este acela că substanța devine mai densă și recristaliza. Aceeași metodă este folosită în America pentru a produce turcoaz. De asemenea, este folosit pentru a obține altele pietre semiprețioase de un asemenea tip.

În țara noastră, un astfel de malachit este produs prin topirea mineralelor zdrobite la o presiune de până la 10 mii de atmosfere; în același timp, proba trebuie încălzită la 100 de grade. Rezultatul este o masă continuă sub formă de plăci.

O altă metodă posibilă este hidrotermală. Se bazează pe faptul că apa acționează ca un solvent. Dar, deoarece în condiții normale este capabil să dizolve nu multe substanțe, unele sunt create - presiune și temperatură ridicate. Această metodă produce piatră de malachit, foarte asemănătoare cu cea naturală. Dar sarcina principală este obținerea texturii pietrei. La un moment dat, tehnologia a fost dezvoltată la trei întreprinderi sovietice și este acum utilizată pe scară largă atât aici, cât și în străinătate, de exemplu, în Canada.

O tehnologie specifică pentru producerea artificială a pietrei, care ar face posibilă și obținerea unui model de malachit, este menționată în multe reviste de știință și știri de popularitate. Cu toate acestea, în descrieri detaliate nu se da o reteta anume. Se pare că până astăzi tehnologia rămâne un secret.

Astfel, nu există o metodă cunoscută pentru producerea de malachit acasă, astfel încât să se potrivească pe deplin cu originalul.

Pentru a imita malachitul, sunt utilizate pe scară largă alte metode.

Imitaţie

O modalitate de a face un produs din malachit este utilizarea polimer argilă. Argila polimerică este o substanță care este clorură de polivinil cu adaos de plastifianți. Este folosit ca bază pentru realizarea meșteșugurilor. De exemplu, florile sunt făcute din el. Există două tipuri de plastic: unul se întărește la o temperatură de 100 de grade, celălalt la temperatura camerei, dar pe o perioadă mai lungă de timp. În timpul întăririi, plastifiantul se evaporă și se obține un produs de clorură de polivinil.

Pentru a face malachit din argilă polimerică, luați mai multe nuanțe de verde și rulați-le în cercuri mici. Le pun una peste alta într-o ordine aleatorie și scot din ei „cârnati”, care apoi se întind, se taie bucăți și se îndoiesc din nou. Rezultatul este un model care imită exact suprafața pietrei. Această piatră este folosită pentru pandantive și inserții de bijuterii.

O altă opțiune de a imita malachitul pe orice suprafață este aplicarea vopselei acrilice. Pentru început, vopsea, din nou de diferite nuanțe de verde, este aplicată pe suprafața amorsată pregătită. Este acoperit cu pete într-o ordine aleatorie Culori diferite. Sarcina principală aici este să vopsiți întreaga suprafață.

În continuare, pentru a da vopselei un model și mai aleatoriu, se folosește o folie sau o pungă de plastic. După aceasta, folosind un bisturiu, un instrument de plastic de o formă similară sau o bucată de hârtie, este imitat un model lamelar piatră naturală. Produsul este pulverizat cu apă și excesul de vopsea este îndepărtat cu hârtie. La sfârșit, puteți acoperi piesa de prelucrat cu lac.

O altă opțiune pentru simularea malachitului în interior este tencuiala decorativă. La fel ca și în metoda de decorare vopsele acrilice, se folosește tencuiala de diferite nuanțe. Se aplica ca strat final si nu necesita vopsire, dar se deschide cu lac.

Departamentul de Educație al Administrației Districtului Leninsky

orașul Ekaterinburg

Liceul № 5

Lucrări de cercetare pe tema:

„Introducere în malachitul Ural.

Experiență în creștere

malachit artificial”.

Cercetare

elevul 2 clasa „B”.

Abramova Leonida

supraveghetor:

Profesor la clasă:

Ekaterinburg, 2013

1. Introducere…………………………………………………………………………………………….3

2. Despre malachit………………………………………………………………………....4

3. Malachitul Ural – fapte istorice……………………………5

4. Proprietăți fizice malachit…………………………………………………………...7

5. Metode de cultivare a malachitului artificial………….8

6. Experiment pentru cultivarea malachitului acasă…….9

7. Concluzii……………………………………………………………………………………………..12

INTRODUCERE

Colectez diverse minerale. Sunt interesat să aflu despre ei Informatii utile. Recent, eu și tatăl meu am fost la Muzeul Geologic Ural. Există o mulțime de minerale diferite și alte exponate acolo. Acolo am aflat că zăcămintele de malachit din Urali s-au epuizat și acum malachitul nu este extras în Rusia. Deși malachitul Ural este recunoscut în întreaga lume drept cel mai frumos în ceea ce privește bogăția designului său. Mă întrebam, este posibil să crești malachit artificial?

Scopul muncii mele: să aflu mai multe despre mineral și să demonstrez experimental posibilitatea de a crește mineralul - malachit, acasă.

Această lucrare este relevantă în lumea modernă, deoarece rezervele de minerale naturale sunt epuizate.

În primul rând, m-am familiarizat cu istoria mineritului de malachit în Urali, apoi am aflat unde și cum a fost folosită înainte și este folosită acum această piatră frumoasă.

În procesul de căutare a diverselor informații, am aflat că oamenii de știință ruși cultivă cu succes malachitul în condiții de laborator. Mă întrebam, este posibil să crești singur acest mineral acasă?

DESPRE MALACHIT

Malachitul este unul dintre cele mai frumoase minerale. Culoarea sa este bogată în nuanțe - întreaga paletă de tonuri de verde de la verde deschis cu albastru (turcoaz) până la verde închis gros ("plush"). Mineralul și-a primit probabil numele pentru culoarea verde, care amintește de culoarea frunzelor de nalbă (grec malache - nalbă), sau pentru duritatea sa ușoară (grec malakos - moale).

Produsele realizate din malachit sunt vaze, sculpturi mici, cutii, caboșoane, margele, farfurii lustruite. Mostrele de malachit sunt adesea de interes pur științific, dar printre ele există exemplare foarte frumoase. Chiar și în forma lor brută, agregatele de malachit în formă de rinichi și sub formă de struguri sunt foarte impresionante. Uneori, pentru a sublinia frumusețea unei pietre, este suficientă doar o tăietură mică sau o lustruire ușoară a suprafeței naturale a probei.

În compoziție, malachitul este o sare apoasă de carbonat de cupru - Cu2(OH)2. Malachitul conține până la 72% oxid de cupru. Culoarea sa se explică prin prezența ionului de cupru. Cristalele de malachit sunt extrem de rare și foarte apreciate de colecționari.

Datorită durității sale scăzute (duritate pe scara Mohs 3-4), malachitul este ușor de prelucrat: este rapid tăiat, bine măcinat și lustruit, iar în mâinile unui meșter priceput preia cel mai înalt lustru de oglindă.

Malachitul a atras de multă vreme atenția oamenilor. Din neolitic și până în epoca fierului, a fost piatra meșteșugarilor: pictori și vopsitori, suflători de sticlă, pictori, topitorii (topitorii de cupru). Uneori a fost folosit ca simple decoratiuni si meșteșuguri simple. Cea mai veche ambarcațiune cu malachit are 10.500 de ani! Acesta este un pandantiv modest, simplu, în formă ovală, găsit într-una dintre înmormântările unui cimitir neolitic din Valea Shanidar (nordul Irakului). În acele vremuri, nu frumusețea era prețuită, ci utilitatea.

MALACHIT URAL – FAPTURI ISTORICE

Este general acceptat că malachitul poate fi considerat pe drept o piatră „rusă”. Nu ar fi o mare exagerare să numim malachitul o „cu adevărat” piatră de Ural. De mult timp a fost obiceiul ca, pentru a studia malachitul, oameni de știință din întreaga lume să vină în faimoasele sale zăcăminte din Ural. De aici, din Urali, a venit tehnica modernă de prelucrare a malachitului, recunoscută în întreaga lume ca tehnica „mozaic rusesc”.

Primul care a fost descoperit a fost zăcământul Gumeshevskoye, situat la periferia actuală de nord-vest a orașului Polevsky. Regiunea Sverdlovsk. A fost găsit în 1702 de locuitorii așezării Aramil Serghei Babin și Kozma Suleya. Ei au găsit urme ale mineritului antic și resturi nu mai puțin vechi de la topirea minereului - „izgarins”. Iar mai târziu, în timpul explorării și dezvoltării zăcământului, au fost găsite numeroase urme ale activităților minereurilor și ale metalurgiștilor din generațiile trecute: resturi de cupru, saci din piele brută, resturi de îmbrăcăminte, „arsuri”, iar odată ce au fost descoperite rămășițele acestora. Istoricii datează aceste evoluții antice la mijlocul până la sfârșitul mileniului I î.Hr. e.

În 1735, din ordinul trezoreriei, a început dezvoltarea zăcământului Gumeshevsky. Dar, se pare, metalurgiștii țarului din acea vreme nu știau suficient despre tehnologia de prelucrare și topire a unor astfel de minereuri. Uzina funcționa în pierdere. Aceasta a continuat până în 1759, când consilierul titular, negustorul Alexei Turchaninov, a „obținut” o mină neprofitabilă în capitală împreună cu fabricile Sysertsky, Polevsky și Seversky.

În curând, câmpul Gumeshevskoye nu a mai putut satisface cererea, care era în continuă creștere și încălzită cu pricepere.

Și apoi a venit descoperirea zăcămintelor de malachit fabulos de bogate la mina Mednorudyansk, lângă orașul Nijni Tagil. Proprietarii acestei mine, soții Demidov, nu erau în pierdere. Ei cunoșteau bine calea cea mai sigură și cea mai scurtă pentru profit. De la primele descoperiri majore, Anatoly Demidov comandă sculptarea unui templu de malachit - o rotondă cu opt coloane, deosebit de austeră și elegantă, și i-o prezintă lui Nicolae I pentru a fi instalat în Catedrala Sf. Isaac.

Pe vremuri, malachitul era folosit și pentru a face vopsea verde foarte durabilă. Contemporanul nostru este îngrozit: acoperișurile au fost vopsite cu malachit.

Odată cu scăderea rezervelor de malachit, fluxul de produse din industria de malachit a scăzut, de asemenea, brusc. Această situație a continuat până în zilele noastre.

PROPRIETĂȚI FIZICE ALE MALACHIT:

Formula chimică (CuOH)2CO3 este un mineral destul de fragil.

Culoare: variază de la verde închis intens la verde turcoaz deschis. Este opac, translucid în cristale mici. În agregatele dense în formă de rinichi, culoarea este de obicei distribuită ritmic, alternând zone întunecate și luminoase. Agregatele sub formă de ac fin (cu cablu) și pulberile sunt colorate uniform. Piesele mai mult sau mai puțin monocromatice sunt rare.

Tip de cristal: prismatic, lamelar, în formă de ac. Cel mai adesea observat sub formă de cruste, sferocristale și agregate sinterizate în formă de rinichi.

Malachitul este unul dintre cele mai frumoase minerale. Mineralul și-a primit numele pentru culoarea verde, care amintește de culoarea frunzelor de nalbă.

Malachitul este un mineral, principalul carbonat de cupru.

Malachitul radiant capătă o strălucire mătăsoasă atunci când este tăiat (malahit cu fir). Luciul este mătăsos sau catifelat în agregate, de diamant până la sticlos în cristale. Se formează în zona de oxidare a zăcămintelor de minereu de fier cu conținut de cupru sau de sulfuri polimetalice.

METODE DE CULTIVARE A MALACHIT ARTIFICIAL:

Există mai multe moduri de a obține minerale artificiale. Una dintre ele este crearea de materiale compozite prin sinterizarea pulberii minerale naturale la presiune ridicată. În acest caz, apar multe procese, principalele fiind compactarea și recristalizarea substanței.

O altă metodă posibilă este sinteza hidrotermală, adică producerea de compuși anorganici cristalini în condiții care simulează procesele de formare a mineralelor în intestinele pământului. Se bazează pe capacitatea apei de a dizolva substanțe la temperaturi ridicate (până la 500 ° C) și presiuni de până la 3000 de atmosfere care sunt practic insolubile în condiții normale.

EXPERIENȚĂ ÎN CULTIREA MALACHITULUI ACASĂ:

1. Am dizolvat sifonul de spalat (Na2CO3) in apa fiarta. Și am primit alcali (Na(OH)).

2. Se amestecă sulfat de cupru (CuSO4) cu alcalii (Na(OH)). Am umplut cratita cu apa si am incalzit-o la 90 de grade. Apoi am racit la 50 si am pus vasul cu amestecul in tava.

https://pandia.ru/text/78/115/images/image004_151.jpg" width="468" height="352">

6. Am turnat sedimentul amestecat și lipiciul în cutie.

8. Am pus totul pe pervaz

8Observat: întărirea a avut loc în 24 de ore.

CONCLUZII

Astfel, am dovedit că acasă poți obține un mineral crescut artificial, dar densitatea, structura și modelul acestuia nu pot fi comparate cu cel natural.

Am mai învățat că se poate în condiții de laborator. Oamenii de știință au dezvoltat mai multe metode pentru sinteza malachitului, care fac posibilă obținerea în condiții artificiale a aproape tuturor soiurilor texturale caracteristice pietrei naturale - cu bandă, plisată, în formă de rinichi. A fost posibil să se distingă malachitul artificial de cel natural numai prin metode de analiză chimică. Dezvoltarea metodelor de producere artificială a malachitului este considerată una dintre cele mai semnificative realizări în domeniul sintezei analogilor naturali ai pietrelor prețioase și ornamentale. În toate proprietățile sale, malachitul sintetic poate înlocui piatra naturală în bijuterii și tăierea pietrei. Poate fi folosit pentru placarea detaliilor arhitecturale atat in interiorul cat si in exteriorul cladirilor.

În procesul de a face această muncă, am învățat o mulțime de lucruri noi și interesante. Am aflat istoria malachitului, despre fizicul și uniformitatea lui proprietăți mistice. În viitor, intenționez să continui să studiez mineralele și să-mi extind colecția.