початок розділу
Виробничі, аматорські
радіоаматорські
Авіамодельний, ракетомодельного
Корисні, цікаві 		хитрощі майстру
електроніка
фізика
технології
винаходи 		таємниці космосу
таємниці Землі
таємниці Океану
хитрощі
Карта розділу
початок
Форум
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2225360
МАЛАХІТ І СПОСІБ ЙОГО ОДЕРЖАННЯ

МАЛАХІТ І СПОСІБ ЙОГО ОДЕРЖАННЯ. ШТУЧНИЙ МАЛАХІТ. Прикраси. ЮВЕЛІРНІ. ЗОЛОТО. ПЛАТИНА. АЛМАЗ. ДІАМАНТ. НОУ ХАУ. ВПРОВАДЖЕННЯ. ПАТЕНТ. ТЕХНОЛОГІЇ.

ВИНАХІД. МАЛАХІТ І СПОСІБ ЙОГО ОДЕРЖАННЯ. Патент Російської Федерації RU2225360

Ім'я заявника: Соколов Валерій Васильович
Ім'я винахідника: Соколов В.В .; Петров Т.Г .; Копєйкін П.Ф.
Ім'я патентовласника: Соколов Валерій Васильович
Адреса для листування: 197136, Санкт-Петербург, А.Я 88, пат.пов. О.В.Новосельцеву, рег.№ 65
Дата початку дії патенту: 2003.02.25

Винахід відноситься до виготовлення штучно вирощених каменів для ювелірної промисловості, декоративно-прикладного мистецтва і хімічної промисловості. Результат винаходу: отримання полікристалічного малахіту заданої товщини, що не відрізняється за своїми властивостями від кращих сортів природного малахіту. Малахіт є основною вуглекислу мідь, домішки і з'єднання цинку в перерахунку на Zn +2 в кількості від 0,2 до 0,9 мас. %. Малахіт містить з'єднання цинку у вигляді основного вуглекислого цинку Zn 2 [СО 3] (ОН) 2 або ZnCO 3 · Zn (OH) 2, а домішки містять Fe 2 O 3, Na 2 O і залишковий іон амонію в межкристаллической просторі. Співвідношення компонентів в малахіт, м ас.%: Cu 2 [CO 3] (ОН) 2 або CuCO 3 · Cu (ОН) 2 99,509-99,15; Zn +2 0,48-0,58; Fe 2 O 3 0,1-0,2; Na 2 O 0,01-0,1. Спосіб отримання малахіту включає випарювання розчину основний вуглекислої міді і основного вуглекислого цинку у водному розчині карбонату амонію. Співвідношення цинку до міді в випарюють розчині становить від 0,018 до 0,09, переважно від 0,037 до 0,049 г Zn +2 на грам Cu +2. Випарювання основний вуглекислої міді і основного вуглекислого цинку у водному розчині карбонату амонію проводять з конденсацією утворюється при випаровуванні парогазової суміші NH 3, CO 2 і Н 2 О і отриманням водного розчину карбонату амонію. Розчин карбонату амонію використовують для розчинення основний вуглекислої міді і отримання подається на випарювання розчину основний вуглекислої міді у водному розчині карбонату амонію.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до промислового виготовлення штучно вирощених каменів для ювелірної промисловості, декоративно-прикладного мистецтва і хімічної промисловості.

Винахід може знайти застосування при виготовленні та реставрації ювелірних виробів, біжутерії, сувенірів, предметів декоративно-прикладного мистецтва, інтер'єрів музеїв, квартир і будинків.

Малахіт є мінерал з класу карбонатів хімічного складу Сu 2 [СО 3] (ОН) 2 або CuCO 3 · Cu (ОН) 2, що містить 71,9% CuO (Cu 57,4%), 19,9% CO 2, 8,2% H 2 O і до 10% домішки у вигляді СаО, Fе 2 О 3, SiO 2. Практично не розчиняється у воді, легко розчиняється в мінеральних кислотах, термічно нестійкий і при температурі вище 100 o С розкладається з утворенням теноріта (CuO). Кристалізується в моноклінної системі, кристали рідкісні і мають голчастий або призматичний вигляд. Звичайні скрито- і мелкокристаллические ниркоподібні натічні скориночки, сталактітоподобние агрегати, ритмічно полосчатие з радіально-волокнистою структурою.

Колір природного щільного малахіту від яскраво-зеленого з різними колірними переходами до темного, іноді буро-зеленого. Зміна кольору по різних зонах і верствам малахіту створює на зрізах і полірованих площинах химерний малюнок, що надає красу виробам з малахіту. Блиск у агрегатів шовковистий (плисовий малахіт), оксамитовий, тьмяний, у кристалів - алмазний, що переходить в скляний. Твердість за мінералогічною шкалою Мооса 3,5-4,0; щільність 3900-4100 кг / м 3.

У природі малахіт зустрічається в приповерхневої зоні окислення сульфідних мідних руд, чим пояснюється наявність в природному малахіт домішок у вигляді СаО, Fе 2 O 3, SiO 2. Великі скупчення щільного малахіту дуже рідкісні і утворюються шляхом заміщення вапняків сульфатними розчинами міді в зоні окислення великих родовищ міді. Зазвичай зустрічається в невеликій кількості в розсіяному стані у вигляді нальотів, прімазок, невеликих скупчень, землистий мас в суміші з іншими гіпергенними мінералами і лише зрідка зустрічаються щільні скупчення малахіту вагою від декількох тонн до десятків тонн (до 50 т, Медноруднянск, Нижній Тагіл, Гумешевского рудники на Уралі) [1].

Щільний, зонально-концентричний натічний малахіт у вигляді досить великих мас представляє велику цінність як гарний камінь, що вживається для ювелірних і декоративно-художніх виробів (вставки, намиста, стільниці, вази, облицювання колон і ін.).

Відомі великі родовища малахіту в Заїрі, на півдні Австралії, в Казахстані і в США.

Родовища малахіту на Уралі (Медноруднянскіе і Гумешевского рудники) в даний час вироблені. У зв'язку з цим виникає актуальна проблема розробки технологій вирощування малахіту в промислових умовах, аналогічного або навіть перевершує за своїми якісними показниками природний малахіт.

Відомі способи отримання синтетичних ювелірно-виробних матеріалів, які полягають в кристалізації з розплавів солей або з високотемпературних водних розчинів [2]. Однак для отримання малахіту дані методи не придатні, оскільки малахіт через термічну нестійкість розкладається при температурі 100-110 o С без плавлення, а в воді практично не розчиняється.

Відомі способи отримання монокристалів малахіту в умовах низькотемпературного гідротермального синтезу [3].

Відомий спосіб виготовлення синтетичного малахіту в вигляді окремих частинок і їх співосадження з невеликою кількістю однорідно розсіяного вісмуту, використовуваних як ядер для подальшого вирощування при підвищених температурах і подальшого конвертування в мідний ацетиленовий комплекс, який використовується як каталізатор етілінірованія [4].

Відомі агломерати кристалів малахіту і їх отримання, містять 1-7% (Вio) 2 СuСО 3 і 0,5-3,5% SiO 2, що мають середній розмір 15 мкм, який використовується в якості каталізаторів в хімічних виробництвах [5].

Відомий і спосіб виробництва малахіту або малахітоподобних виробів, що включає перемелювання природного малахіту до частинок 10-100 мкм, розподіл пудри в прозорому лаку, забарвлення їм виготовлених предметів, висушування і нанесення на поверхню візерунків або масок, що відтворюють текстуру природного малахіту [6].

Відомий спосіб отримання полікристалічного малахіту, що полягає в розчиненні вуглекислої міді у водному розчині карбонату амонію, що містить рівні молярний частки амонію і карбонат-іона з подальшим випаровуванням розчину при нагріванні, в результаті чого виходить пухкий осад полікристалічного малахіту [7]. Недоліком отриманого з даного способу малахіту є слабке зрощення між окремими кристалами і Сфероліти в образующемся поликристаллическом осаді, його висока пористість і низька механічна міцність (після висихання осад легко розтирається пальцями), що робить його непридатним для ювелірно-виробних цілей. Іншим недоліком даного способу є однотонність виходить осаду малахіту, що має блідо-зелений колір, на відміну від щільного полікристалічного агрегату природного малахіту, ювелірно-виробні різновиди якого характеризуються наявністю чергуються яскравих світло-зелених і темно-зелених смуг або шарів.

Загальним недоліком описаних вище способів є неможливість отримання щільного матеріалу, аналогічного за своїми показниками природному малахіту і придатного для використання в ювелірно-виробних цілях.

Найбільш близьким за технічною сутністю і досягається при використанні технічного результату (прототипом) є розроблений раніше авторами синтетичний ювелірно-виробний малахіт і спосіб його отримання [8].

Синтетичний ювелірно-виробний малахіт по прототипу є полікристалічний агрегат, що містить основну вуглекислу мідь Сu 2 [СО 3] (ОН) 2 і домішки у вигляді Fe 2 O 3 і Na 2 O, при співвідношенні компонентів, мас.%:

Сu 2 [СО 3] (ОН) 2 - 99,99 - 99,5

Домішки - 0,01 - 0,50

Синтетичний малахіт по прототипу має мікротвердість - 216-390 кг / мм 2, щільність 3,9-4,1 г / см 3, твердість по Моосу - 4,0, максимум спектра відбиття синтетичного малахіту - 490-525 нм.

Характерною особливістю синтетичного малахіту за способом-прототипу є його отримання шляхом розчинення основний вуглекислої міді у водному розчині карбонату амонію, містить надмірну мольное вміст аміаку в 1,5-8 разів по відношенню до мольному змістом вуглекислоти, і подальшого випарювання розчину при нагріванні з утворенням полікристалічного агрегату, внаслідок чого межкристаллической простір синтетичного малахіту містить залишковий іон амонію, причому випарювання розчину основний вуглекислої міді у водному розчині карбонату амонію з надлишком аміаку проводять при температурі 40-95 o с, переважно при температурі 60-80 o с, при цьому випарювання розчину основний вуглекислої міді у водному розчині карбонату амонію з надлишком аміаку проводять зі змінною швидкістю.

За способом-прототипу вдається на відміну від інших раніше відомих способів отримати полікристалічний щільний малахіт, придатний для використання в ювелірно-виробних цілях, проте синтетичний малахіт по прототипу має низку технічних недоліків.

Зокрема, недоліками синтетичного малахіту і способу його отримання по прототипу є:

  • недостатня механічна міцність синтетичного малахіту, яка призводить до великих втрат матеріалу і, як наслідок, до погіршення техніко-економічних показників ювелірно-виробної продукції;
  • неможливість отримання досить великої товщини малахіту через незрощення між собою окремих шарів вирощеного малахіту при перезарядці випарного апарату, що обмежує можливості його застосування у виробах декоративно-прикладного мистецтва;
  • освіту при випаровуванні основний вуглекислої міді у водному розчині карбонату амонію парогазової суміші вуглекислоти, аміаку і водяної пари, що призводить до необхідності, з точки зору екологічної безпеки, використання спеціальних пристроїв для знезараження виділяється при випаровуванні розчину вуглекислоти і газоподібного аміаку, причому аміак по своїй токсичності є небезпечною речовиною, належить до 4-ї групи небезпечних речовин по ГОСТ 12.1.07-76 і має гранично-допустиму концентрацію (ГДК) 20 мг / м 3;
  • випарювання розчину за відомою технологією призводить до безповоротних втрат аміаку і вуглекислоти, основних компонентів технологічного процесу випарювання.

ЗАВДАННЯ І ЦІЛІ ВИНАХОДІВ

Основна технічна проблема (не вирішення до теперішнього часу винахідницька задача), що стримує розширення промислового виготовлення і широкого застосування малахіту в ювелірно-виробних і декоративно-художніх цілях, полягає в тому, що відомі до теперішнього часу способи становлять підвищену екологічну небезпеку і по відомим способам можна отримати малахіт з недостатньо високою міцністю (мікротвердістю), а й в тому, що за відомими способами неможливо отримання досить великої товщини матеріалу через незрощення між собою окремих шарів малахіту, що утворюються при перезарядці випарного апарату.

Метою винаходу (необхідним технічним результатом, що досягається при використанні винаходу) є забезпечення можливості усунення зазначених вище недоліків, при одночасному забезпеченні можливості отримання полікристалічного малахіту практично будь-якої заданої товщини, за своїми властивостями не відрізняється, а за деякими ознаками і перевершує властивості кращих сортів природного малахіту.

СУТНІСТЬ ВИНАХОДІВ

Поставлена мета і необхідний технічний результат при використанні винаходу досягається тим, що відповідно до винаходу малахіт містить з'єднання цинку в перерахунку на Zn +2 в кількості від 0,2 до 0,9 мас.%.

При цьому малахіт по винаходу містить з'єднання цинку у вигляді основного вуглекислого цинку Zn 2 [CO 3] (OH) 2 або ZnCO 3 · Zn (OH) 2, а домішки малахіту містять Fе 2 О 3, Na 2 O і залишковий іон амонію в межкристаллической просторі.

При цьому малахіт по винаходу містить основну вуглекислу мідь Сu 2 [СО 3] (ОН) 2 або СuСО 3 · Сu (ОН) 2, з'єднання цинку в перерахунку на Zn +2 і домішки при наступному співвідношенні, мас.%:

Сu 2 [СО 3] (ОН) 2 або СuСО 3 · Сu (ОН) 2 - 99,509 - 99,15

Zn +2 - 0,48 - 0,58

Fe 2 O 3 - 0,1 - 0,2

Na 2 O - 0,01 - 0,1

Мікротвердість малахіту по винаходу становить 420-440 кг / мм 2, зносостійкість малахіту в порівнянні з зносостійкістю природного малахіту становить 160-180%, полируемость по відношенню до поліруємості природного малахіту становить 105-150%, щільність 4,0-4,1 г / см 3, твердість по Моосу 4, а максимум спектра відбиття 500-535 нм.

Малахіт по винаходу є полікристалічний агрегат, отриманий шляхом випарювання розчину основний вуглекислої міді і основного вуглекислотного цинку у водному розчині карбонату амонію, містить контрастні чергуються світло-зелені і темно-зелені шари, поверхню малахіту в відбитому світлі проявляє плисовий муаровий ефект.

Поставлена мета і необхідний технічний результат при використанні винаходу досягається і тим, що за способом отримання малахіту, що включає випарювання розчину основний вуглекислої міді у водному розчині карбонату амонію, відповідно до винаходу випарюють розчин основний вуглекислої міді Сu 2 [СО 3] (ОН) 2 або СuСО 3 · Сu (ОН) 2 і основного вуглекислого цинку Zn 2 [CO 3] (OH) 2 або ZnCO 3 · Zn (OH) 2 у водному розчині карбонату амонію при співвідношенні цинку до міді в випарюють розчині, що становить від 0,018 до 0, 09, переважно від 0,037 до 0,049 г Zn +2 на грам Сu +2.

При цьому випарює розчин основний вуглекислої міді і основного вуглекислого цинку у водному розчині карбонату амонію готують шляхом розчинення основний вуглекислої міді і основного вуглекислого цинку у водному розчині карбонату амонію при надлишковому мольному зміст аміаку в 1,5-8 разів по відношенню до мольному змістом вуглекислоти, випарювання розчину основний вуглекислої міді і основного вуглекислого цинку у водному розчині карбонату амонію проводять при температурі 40-95 o С, переважно при температурі 60-80 o С.

Випарювання розчину основний вуглекислої міді і основного вуглекислого цинку у водному розчині карбонату амонію проводять зі змінною швидкістю із забезпеченням можливості кристалізації малахіту з чергуються контрастними шарами, наприклад, світло-зеленими і темно-зеленими, причому швидкість випаровування розчину при вирощуванні чергового шару малахіту з контрастним кольоровим переходом змінюють не менше ніж в 1,2 рази в порівнянні зі швидкістю випарювання при кристалізації попереднього шару малахіту до отримання заданої товщини шару малахіту.

Крім цього випарювання розчину основний вуглекислої міді і основного вуглекислого цинку у водному розчині карбонату амонію проводять з конденсацією утворюється при випаровуванні розчину парогазової суміші NН 3, CO 2 і Н 2 O з отриманням водного розчину карбонату амонію, який використовують для розчинення основний вуглекислої міді і основного вуглекислого цинку і отримання подається на випарювання розчину основний вуглекислої міді і основного вуглекислого цинку у водному розчині карбонату амонію, причому випарювання розчину основний вуглекислої міді і основного вуглекислого цинку у водному розчині карбонату амонію і конденсацію утворюється при випаровуванні парогазової суміші NH 3, CO 2 і H 2 O здійснюють в замкнутому циклі, конденсацію утворюється при випаровуванні розчину основний вуглекислої міді і основного вуглекислого цинку у водному розчині карбонату амонію парогазової суміші NH 3, СО 2 і H 2 O здійснюють при температурі 30-55 o С, переважно при температурі 40-50 o С.

В результаті отримують малахіт по винаходу з описаними вище властивостями і якістю.

Поставлена ​​мета і необхідний технічний результат при використанні винаходу досягається і тим, що за способом отримання малахіту, що включає випарювання розчину основний вуглекислої міді у водному розчині карбонату амонію, відповідно до винаходу випарювання розчину основний вуглекислої міді у водному розчині карбонату амонію проводять з конденсацією утворюється при випаровуванні парогазової суміші NH 3, CO 2 і Н 2 O і отриманням водного розчину карбонату амонію, який використовують для розчинення основний вуглекислої міді і отримання подається на випарювання розчину основний вуглекислої міді у водному розчині карбонату амонію.

При цьому випарювання розчину основний вуглекислої міді у водному розчині карбонату амонію, конденсацію що утворюється при випаровуванні парогазової суміші NH 3, CO 2 і Н 2 O, розчинення основний вуглекислої міді у водному розчині карбонату амонію і розчинення основний вуглекислої міді і отримання подається на випарювання розчину основний вуглекислої міді у водному розчині карбонату амонію здійснюють в замкнутому циклі до отримання заданої товщини шару малахіту.

Выпаривание раствора основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония проводят при температуре 40-95 o С , преимущественно при температуре 60-80 o С , а конденсацию образующейся при выпаривании парогазовой смеси NH 3 , CO 2 и Н 2 О осуществляют при температуре 30-55 o С , преимущественно при температуре 40-50 o С .

Кроме этого выпаривают раствор основной углекислой меди Сu 2 [СО 3 ](ОН) 2 или СuСО 3 ·Сu(ОН) 2 в водном растворе карбоната аммония с добавкой основного углекислого цинка Zn 2 [СО 3 ] (ОН) 2 или ZnCO 3 ·Zn(OH) 2 при соотношении цинка к меди в растворе, составляющем от 0,018 до 0,09 , преимущественно от 0,037 до 0,049 г Zn +2 на грамм Сu +2 , а образующийся при конденсации парогазовой смеси NH 3 , CO 2 и H 2 O водный раствор карбоната аммония используют для растворения основной углекислой меди и основного углекислого цинка с получением раствора основной углекислой меди и основного углекислого цинка в водном растворе карбоната аммония в замкнутом цикле с получением описанного выше малахита по изобретению.

ПРИМЕРЫ РЕАЛИЗАЦИИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Подтверждение эффективности изобретений, возможность промышленной реализации изобретений и возможность практического достижения требуемого технического результата подтверждается приведенными ниже примерами реализации изобретения.

При выращивании малахита по изобретению использовали порошкообразную основную углекислую медь Сu 2 (ОН) 2 СО 3 или СuСО 3 ·Cu(ОН) 2 по ГОСТ 8927-79 , порошкообразный основной углекислый цинк Zn 2 (ОН) 2 СО 3 , ZnCO 3 ·Zn(OH) 2 по ТУ 6-09-3676-77 , карбонат аммония (NН 4 ) 2 СО 3 по ГОСТ 3770-78 и 25% -ный водный раствор аммиака NH 4 ОH по ГОСТ 3760-79 , воду дистиллированную.

приклад 1
Основную углекислую медь Сu 2 (ОН) 2 СО 3 растворяли в растворе карбоната аммония (МN 4 ) 2 СО 3 , содержащем мольный избыток аммиака NH 3 по отношению к мольному содержанию углекислоты CO 2 . Мольное содержание аммиака по отношению к мольному содержанию углекислоты для условий данного примера 1,5 . Смесь перемешивали до полного растворения основной углекислой меди. Раствор анализировали на содержание катиона меди и вносили в раствор основной углекислый цинк в количестве 0,018 г цинка на каждый грамм меди, содержащийся в растворе. Выпаривание раствора проводили при температуре 40 o С . Для получения чередующихся светло-темно-зеленых полос процесс выпаривания проводили с переменной скоростью, варьируемой в диапазоне изменения в 1,2 раза 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, 41-1390 , анализировали на содержание цинка и определяли микротвердость образцов материала на микротвердометре ПМТ-3, юстированном по стандартной методике. Результаты измерений и анализов полученного по условиям данного примера представлены на чертеже. Износостойкость определяли по стандартной методике [Карташев И.Н. и др. Обработка деталей свободными абразивами в вибрирующих резервуарах. -Издательское объединение Выща школа. - Киев. - 1975, стр. 42-52] в вибрационном аппарате в смеси изделий природного уральского малахита и малахита по изобретению. Износостойкость определяли отношением веса изделий до начала процесса и в конце процесса. Результаты представлены в таблице .

МАЛАХИТ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ. Патент Российской Федерации RU2225360

Примеры 2-12
Условия примеров 2-12 аналогичны условиям примера 1 , но доля вносимого цинка Zn +2 с солью основного углекислого цинка составляла соответственно для примера 2 - 0,028 , для пример 3 - 0,036 , для примера 4 - 0,043 , для примера 5 - 0,047 , для примера 6 - 0,050 , для примера 7 - 0,055 , для примера 8 - 0,06 , для примера 9 - 0,062 , для примера 10 - 0,07 , для примера 11 - 0,08 , для примера 12 - 0,09 г Zn +2 на грамм Сu +2 в растворе. Для каждого образца, выращенного на условиях данных примеров малахита по изобретению, определяли массовое содержание цинка Zn +2 и микротвердость по сравнению с микротвердостью природного уральского малахита. Результаты представлены в виде графика на чертеже.

приклад 13
Готовили раствор основной углекислой меди с добавкой основного углекислого цинка по условиям примера 1 . Затем готовили шихту из порошкообразных основной углекислой меди и основного углекислого цинка с оптимальным соотношением цинка и меди. Количество шихты рассчитывали исходя из заданных размеров и объемов выращиваемого малахита. Шихту загружали в выпарной аппарат и его герметизировали. Выпаривание раствора проводили при температуре 40-95 o С , преимущественно при температуре 60-80 o С с переменной скоростью, а конденсацию образующейся парогазовой фазы проводили при температуре 30 o С . Полученный при конденсации раствор карбоната аммония направляли для растворения шихты с образованием выпариваемого раствора основной углекислой меди и основного углекислого цинка. Полученный раствор автоматически дозировали в зону выпаривания и получения поликристаллического выращенного малахита. Процесс выращивания проводили в замкнутом цикле в аппарате, исключающем попадание опасных газов в рабочее помещение. При этом происходило повторное использование компонентов, в частности аммиака и углекислоты, взятых для приготовления исходного раствора. По окончании процесса, то есть полного растворения шихты, определяли время процесса, скорость роста малахита и его геометрические размеры. Результаты представлены в таблице.

Примеры 14, 15, 16
Условия осуществления аналогичны условиям примера 13 , но температуру конденсации изменяли в следующей последовательности:

  • для примера 14 температура конденсации 40 o С ;
  • для примера 15 температура конденсации 50 o С ;
  • для примера 16 температура конденсации 60 o С .

Результаты представлены в таблице.

Проведенные рентгенодифрактометрические исследования показали идентичность рентгенограмм природного и малахита по изобретению.

Практически все оптические константы выращенного по изобретению малахита аналогичны оптическим константам природного малахита.

Так же как и природный малахит, выращенный по изобретению малахит в восстановительном пламени плавится и дает королек меди. В пламени газовой горелки малахит окрашивает пламя в голубой цвет. При нагревании в стеклянной трубке малахит выделяет воду и чернеет, в соляной кислоте растворяется с шипением.

Изобретение позволяет получить практически любую заданную толщину выращиваемого малахита за счет организации технологического процесса в замкнутом цикле с конденсацией парогазовой смеси, выделяющейся при выпаривании раствора основной углекислой меди и основного углекислого цинка в водном растворе карбоната аммония или раствора основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония и использованием образующегося при конденсации раствора карбоната аммония для растворения очередной порции выпариваемой смеси реагентов.

Таким образом, изобретение позволяет получать малахит с физико-химическими свойствами, характерными для природного малахита, по потребительскому качеству малахит по изобретению отличается от природного повышенной микротвердостью и повышенной износостойкостью, что объясняется более низким содержанием и иным качественным составом примесей.

ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ

  1. Большая советская энциклопедия (БСЭ), с.276.

  2. Корнилов Н.И., Солодова Ю.П. Ювелирные камни. - М.: Недра, 1987, с. 259-276.

  3. Ruszala F., Kostiner E. The hydrothermal synthesis of single crystals of ozurite and malachite. J. Cryst Growth. 1974/26, 1, s.155-156.

  4. Патент США 4107082, В 01 J 27/20, 15.08.78.

  5. Патент США 4536491, В 01 J 21/20, С 04 С 33/04, 20.08.85.

  6. Патент ЕР 0856363, В 05 D 5/05, В 44 F 9/04, 1998.08.05.

  7. Чирвинский П.Н. Избранные труды. Искусственное получение минералов в XIX столетии. - М.: Наука, 1995, с.278 и 279.

  8. Патент РФ 2159214, C 01 G 3/00, опубл. 20.11.2000, БИ 32 (прототип).

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

  1. Малахит, содержащий основную углекислую медь и примеси, отличающийся тем, что малахит содержит соединение цинка.

  2. Малахит по п.1, отличающийся тем, что малахит содержит соединение цинка в пересчете на Zn +2 в количестве от 0,2 до 0,9 мас.% .

  3. Малахит по п.2, отличающийся тем, что малахит содержит соединение цинка в виде основного углекислого цинка Zn 2 [СО 3 ](ОН) 2 или ZnCO 3 ·Zn(OH) 2 , а примеси содержат Fе 2 O 3 , Na 2 O и остаточный ион аммония в межкристаллическом пространстве.

  4. Малахит по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что малахит содержит основную углекислую медь Сu 2 [СО 3 ](ОН) 2 или СuСО 3 ·Сu(ОН) 2 , соединение цинка в пересчете на Zn +2 и примеси при следующем соотношении, мас.% :

    Сu 2 [СО 3 ](ОН) 2 или СuСО 3 ·Сu(ОН) 2 99,509-99,15

    Zn +2 0,48-0,58

    Fe 2 O 3 0,1-0,2

    Na 2 O 0,01-0,1

  5. Малахит по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что, микротвердость малахита составляет 420-440 кг/мм 2 .

  6. Малахит по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что износостойкость малахита по сравнению с износостойкостью природного малахита составляет 160-180% .

  7. Малахит по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что полируемость малахита по отношению к полируемости природного малахита составляет 105-150% , плотность малахита - 4,0-4,1 г/см 3 , твердость малахита по Моосу - 4, а максимум спектра отражения малахита - 500-535 нм .

  8. Малахит по любому из пп.1 - 7, отличающийся тем, что малахит содержит контрастные чередующиеся светло-зеленые и темно-зеленые слои, а поверхность малахита в отраженном свете проявляет плисовый муаровый эффект.

  9. Малахит по любому из пп.1 - 8, отличающийся тем, что малахит представляет собой поликристаллический агрегат, полученный путем выпаривания раствора основной углекислой меди и основного углекислотного цинка в водном растворе карбоната аммония.

  10. Способ получения малахита, включающий выпаривание раствора основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония, отличающийся тем, что выпаривают раствор основной углекислой меди и основного углекислого цинка в водном растворе карбоната аммония.

  11. Способ по п.10, отличающийся тем, что выпаривают раствор основной углекислой меди Сu 2 [СО 3 ](ОН) 2 или СuСО 3 ·Сu(ОН) 2 и основного углекислого цинка Zn 2 [СО 3 ](ОН) 2 или ZnCO 3 ·Zn(OH) 2 в водном растворе карбоната аммония при соотношении цинка к меди в выпариваемом растворе, составляющем от 0,018 до 0,09 , преимущественно от 0,037 до 0,049 г Zn +2 на грамм Cu +2 .

  12. Способ по любому из пп.10 и 11, отличающийся тем, что выпариваемый раствор основной углекислой меди и основного углекислого цинка в водном растворе карбоната аммония приготавливают путем растворения основной углекислой меди и основного углекислого цинка в водном растворе карбоната аммония при избыточном мольном содержании аммиака в 1,5-8 раз по отношению к мольному содержанию углекислоты.

  13. Способ по любому из пп.10 - 12, отличающийся тем, что выпаривание раствора основной углекислой меди и основного углекислого цинка в водном растворе карбоната аммония проводят при температуре 40-95°С , преимущественно при температуре 60-80°С .

  14. Способ по любому из пп.10 - 13, отличающийся тем, что выпаривание раствора основной углекислой меди и основного углекислого цинка в водном растворе карбоната аммония проводят с переменной скоростью с обеспечением возможности кристаллизации малахита с чередующимися контрастными слоями, например, светло-зелеными и темно-зелеными.

  15. Способ по п.14, отличающийся тем, что скорость выпаривания раствора основной углекислой меди и основного углекислого цинка в водном растворе карбоната аммония при выращивании очередного слоя малахита с контрастным цветовым переходом изменяют не менее чем в 1,2 раз по сравнению со скоростью выпаривания при кристаллизации предыдущего слоя малахита.

  16. Способ по любому из пп.10 - 15, отличающийся тем, что выпаривание раствора основной углекислой меди и основного углекислого цинка в водном растворе карбоната аммония проводят с конденсацией образующейся при выпаривании раствора парогазовой смеси NН 3 , СO 2 и H 2 O с получением водного раствора карбоната аммония, который используют для растворения основной углекислой меди и основного углекислого цинка и получения подаваемого на выпаривание раствора основной углекислой меди и основного углекислого цинка в водном растворе карбоната аммония.

  17. Способ по п.16, отличающийся тем, что выпаривание раствора основной углекислой меди и основного углекислого цинка в водном растворе карбоната аммония и конденсацию образующейся при выпаривании парогазовой смеси NН 3 , СО 2 и Н 2 О осуществляют в замкнутом цикле.

  18. Способ по п.17, отличающийся тем, что конденсацию образующейся при выпаривании раствора основной углекислой меди и основного углекислого цинка в водном растворе карбоната аммония парогазовой смеси NН 3 , СО 2 и Н 2 О осуществляют при температуре 30-55°С , преимущественно при температуре 40-50°С .

  19. Способ по любому из пп.10 - 18, отличающийся тем, что выпаривание раствора основной углекислой меди и основного углекислого цинка в водном растворе карбоната аммония проводят до получения заданной толщины слоя малахита.

  20. Способ по любому из пп.10 - 19, отличающийся тем, что получают малахит по любому из пп.1 - 8.

  21. Способ получения малахита, включающий выпаривание раствора основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония, отличающийся тем, что выпаривание раствора основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония проводят с конденсацией образующейся при выпаривании парогазовой смеси NН 3 , СО 2 и Н 2 О и получением водного раствора карбоната аммония, который используют для растворения основной углекислой меди и получения подаваемого на выпаривание раствора основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония.

  22. Способ по п.21, отличающийся тем, что выпаривание раствора основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония, конденсацию образующейся при выпаривании парогазовой смеси NН 3 , СО 2 и Н 2 О , растворение основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония и получение подаваемого на выпаривание раствора основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония осуществляют в замкнутом цикле.

  23. Способ по любому из пп.21 и 22, отличающийся тем, что выпаривание раствора основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония проводят при температуре 40-95°С , преимущественно при температуре 60-80°С , а конденсацию образующейся при выпаривании парогазовой смеси NН 3 , СО 2 и Н 2 О осуществляют при температуре 30-55°С , преимущественно при температуре 40-50°С .

  24. Способ по любому из пп.21 - 23, отличающийся тем, что выпаривание раствора основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония проводят до получения заданной толщины слоя малахита.

  25. Способ по любому из пп.21 - 24, отличающийся тем, что выпаривают раствор основной углекислой меди Сu 2 [СО 3 ](ОН) 2 или СuСО 3 ·Сu(ОН) 2 в водном растворе карбоната аммония с добавкой основного углекислого цинка Zn 2 [СО 3 ](ОН) 2 или ZnCO 3 ·Zn(OH) 2 при соотношении цинка к меди в растворе, составляющем от 0,018 до 0,09 , преимущественно от 0,037 до 0,049 г Zn +2 на грамм Сu +2 , а образующийся при конденсации парогазовой смеси NН 3 , СО 2 и Н 2 О водный раствор карбоната аммония используют для растворения основной углекислой меди и основного углекислого цинка с получением раствора основной углекислой меди и основного углекислого цинка в водном растворе карбоната аммония в замкнутом цикле с получением малахита по любому из пп.1 - 8.

Версія для друку
Дата публікації 02.12.2006гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ

Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
магнітний двигун
Джерело тепла на базі нососних агрегатів