синтетический ювелирно-поделочный малахит и способ его получения
Классы МПК: | C01G3/00 Соединения меди |
Автор(ы): | Протопопов Е.Н., Протопопова В.С., Соколов В.В., Петров Т.Г., Нардов А.В. |
Патентообладатель(и): | Акционерное общество закрытого типа "ЖЕНАВИ" |
Приоритеты: |
подача заявки:
2000-02-09 публикация патента:
20.11.2000 |
Использование: синтетические камни для ювелирной промышленности и декоративно-прикладного искусства. Основную углекислую медь растворяют в водном растворе карбоната аммония при избыточном мольном содержании аммиака в 1,5-8 раз по отношению к мольному содержанию углекислоты. Полученный раствор выпаривают при 40-95°С с переменной скоростью. Образуется поликристаллический агрегат синтетического малахита. Синтетический малахит содержит основную углекислую медь и примеси при следующем соотношении компонентов, вес. %: Сu2[СО3] (ОН2) - 99,99-99,5; примеси - 0,01-0,50. При этом синтетический малахит в примеси содержит Fe2O3 и Na2O, плотность синтетического малахита составляет 3,9-4,1 г/см3, твердость по Моосу - 4,0, микротвердость - 216-390 кг/мм2, максимум спектра отражения поверхности синтетического малахита - 490-525 нм, изностойкость синтетического малахита по сравнению с износостойкостью природного малахита - 105-150%, а полируемость синтетического малахита по отношению к полируемости природного малахита составляет 105-150%. Синтетический малахит содержит чередующиеся светло- и темно-зеленые слои, а его поверхность в отраженном свете проявляет плисовый муаровый эффект. 2 с. и 17 з.п. ф-лы, 1 табл.
Рисунок 1
Формула изобретения
1. Синтетический ювелирно-поделочный малахит, представляющий собой поликристаллический агрегат, содержащий основную углекислую медь Cu2[CO3](OH)2 и примеси, отличающийся тем, что синтетический малахит содержит основную углекислую медь и примеси при следующем соотношении компонентов, вес.%:Cu2[CO3](OH)2 - 99,99 - 99,5
Примеси - 0,01 - 0,50
2. Синтетический малахит по п.1, отличающийся тем, что примеси синтетического малахита содержат Fe2O3 и Na2O. 3. Синтетический малахит по п.1 или 2, отличающийся тем, что плотность синтетического малахита составляет 3,9 - 4,1 г/см3. 4. Синтетический малахит по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что твердость синтетического малахита по Моосу составляет 4. 5. Синтетический малахит по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что микротвердость синтетического малахита составляет 216 - 390 кг/мм2. 6. Синтетический малахит по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что максимум спектра отражения синтетического малахита составляет 490 - 525 нм. 7. Синтетический малахит по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что износостойкость синтетического малахита по сравнению с износостойкостью природного малахита составляет 105 - 150%. 8. Синтетический малахит по любому из пп.1 - 7, отличающийся тем, что полируемость синтетического малахита по отношению к полируемости природного малахита составляет 105 - 150%. 9. Синтетический малахит по любому из пп.1 - 8, отличающийся тем, что синтетический малахит содержит чередующиеся светло- и темнозеленые слои. 10. Синтетический малахит по любому из пп.1 - 9, отличающийся тем, что поверхность синтетического малахита в отраженном свете проявляет плисовый муаровый эффект. 11. Синтетический малахит по любому из пп.1 - 10, отличающийся тем, что он получен путем растворения основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония, содержащем избыточное мольное количество аммиака по отношению к мольному содержанию углекислоты, и последующего выпаривания полученного при этом раствора при нагревании с образованием поликристаллического агрегата синтетического малахита. 12. Синтетический малахит по любому из пп.1 - 11, отличающийся тем, что межкристаллическое пространство синтетического малахита содержит остаточный ион аммония. 13. Способ получения синтетического ювелирно-поделочного малахита, включающий растворение основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония и последующее выпаривание раствора с образованием поликристаллического агрегата синтетического малахита, отличающийся тем, что растворение основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония проводят при избыточном мольном содержании аммиака по отношению к мольному содержанию углекислоты. 14. Способ по п.13, отличающийся тем, что растворение основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония проводят при избыточном мольном содержании аммиака в 1,5 - 8 раз по отношению к мольному содержанию углекислоты. 15. Способ по любому из пп.13 - 14, отличающийся тем, что выпаривание раствора основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония проводят при 40 - 95oС. 16. Способ по п.15, отличающийся тем, что выпаривание раствора основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония проводят преимущественно при 60 - 80oС. 17. Способ по любому из пп.13 - 16, отличающийся тем, что выпаривание раствора основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония проводят с переменной скоростью с возможностью получения синтетического малахита с чередующимися светло- и темнозелеными слоями. 18. Способ по п.17, отличающийся тем, что для обеспечения возможности получения контрастных цветовых переходов между слоями синтетического малахита при переходе к выращиванию очередного слоя скорость выпаривания раствора основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония изменяют не менее чем в 1,2 раза по сравнению со скоростью выпаривания при кристаллизации предыдущего слоя синтетического малахита. 19. Способ по любому из пп.13 - 18, отличающийся тем, что получают синтетический малахит по любому из пп.1 - 12.
Описание изобретения к патенту
Группа изобретений относится к изготовлению синтетических ювелирно-поделочных камней для ювелирной промышленности и декоративно-прикладного искусства. Изобретения могут найти применение при изготовлении и реставрации интерьеров квартир и зданий, ювелирных изделий, бижутерии, сувениров, предметов декоративно-прикладного искусства. Малахит представляет собой минерал из класса карбонатов химического состава Cu2[CO3] (OH)2 или CuCO3![синтетический ювелирно-поделочный малахит и способ его получения, патент № 2159214](/images/patents/312/2159004/183.gif)
Cu2[CO3](OH)2 - 99,99-99,5
Примеси - 0,01 - 0,50
При этом синтетический малахит в качестве примеси содержит Fe2O3 и Na2O, плотность синтетического малахита составляет 3,9 - 4,1 г/см3, твердость по Моосу 4,0, микротвердость 216 - 390 кг/мм2, максимум спектра отражения синтетического малахита 490 - 525 нм, износостойкость синтетического малахита по сравнению с изностойкостью природного малахита 105-150%, а полируемость синтетического малахита по отношению к полируемости природного малахита составляет 105 - 150%. При этом синтетический малахит содержит чередующиеся светло-зеленые и темно-зеленые слои, а его поверхность в отраженном свете проявляет "плисовый" (муаровый) эффект. Характерной особенностью синтетического малахита является его получение путем растворения основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония, содержащем избыточное мольное содержание аммиака по отношению к мольному содержанию углекислоты, и последующего выпаривания раствора при нагревании с образованием поликристаллического агрегата синтетического, вследствие чего межкристаллическое пространство синтетического малахита содержит остаточный ион аммония. Поставленная цель и требуемый технический результат достигаются также тем, что по способу получения синтетического ювелирно-поделочного малахита, включающему растворение основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония и последующее выпаривание полученного при этом раствора с образованием поликристаллического агрегата синтетического малахита, согласно изобретению растворение основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония проводят при избыточном мольном содержании аммиака в 1,5-8 раз по отношению к мольному содержанию углекислоты. При этом выпаривание раствора основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония с избытком аммиака проводят при температуре 40 - 95oC, преимущественно при температуре 60 - 80oC, причем выпаривание раствора основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония с избытком аммиака проводят с переменной скоростью с обеспечением возможности получения синтетического малахита с чередующимися светло-зелеными и темно-зелеными слоями, а для обеспечения возможности получения контрастных цветовых переходов между слоями синтетического малахита при переходе к выращиванию очередного слоя скорость выпаривания раствора основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония изменяют с избытком аммиака не менее чем в 1,2 раза по сравнению со скоростью выпаривания при кристаллизации предыдущего слоя синтетического малахита. Подтверждение эффективности изобретений, возможность промышленной реализации изобретений и возможность практического достижения требуемого технического результата подтверждаются приведенными ниже примерами реализации изобретений. При изготовлении синтетического ювелирно-поделочного малахита по изобретению используют порошкообразную основную углекислую медь Cu2(OH)2CO3 по ГОСТ 8927-79, карбонат аммония (NH4)2CO3 по ГОСТ 3770-78 и 25%-ный водный раствор аммиака NH4OH по ГОСТ 3760-79. Пример 1. Основную углекислую медь Cu2(OH)2CO3 растворяли в растворе карбоната аммония (NH4)2CO3, содержащем мольный избыток аммиака NH3 по отношению к мольному содержанию углекислоты CO2. Мольное содержание аммиака по отношению к мольному содержанию углекислоты для условий данного примера 1,5. Смесь перемешивали до полного растворения основной углекислой меди. Выпаривание раствора проводили при температуре 40oC. Для получения чередующихся светло- и темно-зеленых полос процесс выпаривания проводили с переменной скоростью, варьируемой в диапазоне изменения в 1,2 раз по отношению к скорости выпаривания на предыдущем этапе получения светлой или темной полосы (слоя). Процесс выпаривания продолжали до прекращения выделения паров аммиака. Прекращение выделения паров аммиака свидетельствует о полном разложении меднокарбонатноаммиачных комплексов, образующихся в процессе растворения основной углекислой меди в растворе карбоната аммония, что приводит к образованию плотного поликристаллического агрегата основной углекислой меди, представляющего собой ювелирно-поделочный синтетический малахит. После окончания процесса выпарки оставшуюся водную часть отделяли от синтетического малахита и проводили его анализ на соответствие параметрам эталонного образца природного малахита, представленного в базе данных ICDD, N 41-1390. Показатели полученного по Примеру 1 синтетического малахита представлены в Таблице 1. Пример 2. Условия примера 2 аналогичны условиям Примера 1, но отношение мольного содержания аммиака к мольному содержанию углекислоты для условий данного примера составило 4,0. Показатели полученного по Примеру 2 синтетического малахита представлены в Таблице 1. Пример 3. Условия Примера 3 аналогичны условиям Примера 1, но отношение мольного содержания аммиака к мольному содержанию углекислоты для условий данного примера составило 8,0. Показатели полученного по Примеру 3 синтетического малахита представлены в Таблице 1. Пример 4. Условия Примера 3 аналогичны условиям Примера 1, но отношение мольного содержания аммиака к мольному содержанию углекислоты для условий данного примера составило 4, а выпаривание проводили при температуре 60oC. Показатели полученного по Примеру 4 синтетического малахита представлены в Таблице 1. Пример 5. Условия Примера 5 аналогичны условиям Примеров 1 и 4, но выпаривание проводили при температуре 80oC. Показатели полученного по Примеру 5 синтетического малахита представлены в Таблице 1. Пример 6. Условия Примера 6 аналогичны условиям Примеров 1 и 4, но выпаривание проводили при температуре 95oC. Показатели полученного по Примеру 6 синтетического малахита представлены в Таблице 1. Кроме этого, проведенные рентгенодифрактометрические исследования показали идентичность рентгенограмм природного и синтетического малахита. Практически все оптические константы синтетического малахита аналогичны оптическим константам природного малахита. Также как и природный малахит, синтетический малахит в восстановительном пламени плавится и дает королек меди. Смоченный HCl, синтетический малахит окрашивает пламя в голубой цвет. При нагревании в стеклянной трубке синтетический малахит выделяет воду и чернеет, в соляной кислоте растворяется с шипением. Таким образом, изобретения позволяют получать синтетический малахит с физико-химическими свойствами, характерными для природного малахита, но синтетический малахит отличается от природного повышенной микротвердостью, повышенной износостойкостью и лучшей полируемостью, что объясняется более низким содержанием примесей и иным качественным составом примесей. В целом, учитывая новизну и неочевидность изобретений, существенность всех общих и частных признаков изобретений, показанную в разделе "Сущность изобретения", а также показанную в разделе "Примеры реализации изобретений" осуществимость изобретения, уверенное решение поставленных задач и получение нового технического результата, заявленная группа изобретений, по нашему мнению, удовлетворяет всем требованиям охраноспособности, предъявляемым к изобретениям. Проведенный анализ показывает также, что все общие и частные признаки изобретений являются существенными, так как каждый из них необходим, а все вместе они не только достаточны для достижения цели изобретений, но и позволяют реализовать группу изобретений промышленным способом. Кроме этого, анализ совокупности существенных признаков группы изобретений и достигаемого при их использовании технического результата показывает наличие единого изобретательского замысла, тесную и неразрывную связь между изобретениями и предназначенность способа непосредственно для получения синтетического ювелирно-поделочного малахита, что позволяет объединить два изобретения в одной заявке.
Класс C01G3/00 Соединения меди