Малахит и способ его получения

 

Изобретение относится к изготовлению искусственно выращенных камней для ювелирной промышленности, декоративно-прикладного искусства и химической промышленности. Результат изобретения: получение поликристаллического малахита заданной толщины, не отличающегося по своим свойствам от лучших сортов природного малахита. Малахит представляет собой основную углекислую медь, примеси и соединение цинка в пересчете на Zn⁺² в количестве от 0,2 до 0,9 мас. %. Малахит содержит соединение цинка в виде основного углекислого цинка Zn₂[СО₃] (ОН)₂ или ZnCO₃•Zn(OH)₂, а примеси содержат Fe₂O₃, Na₂O и остаточный ион аммония в межкристаллическом пространстве. Соотношение компонентов в малахите, мас.%: Cu₂[CO₃](ОН)₂ или CuCO₃•Cu(ОН)₂ 99,509-99,15; Zn⁺² 0,48-0,58; Fe₂O₃ 0,1-0,2; Na₂O 0,01-0,1. Способ получения малахита включает выпаривание раствора основной углекислой меди и основного углекислого цинка в водном растворе карбоната аммония. Соотношение цинка к меди в выпариваемом растворе составляет от 0,018 до 0,09, преимущественно от 0,037 до 0,049 г Zn⁺² на грамм Cu⁺². Выпаривание основной углекислой меди и основного углекислого цинка в водном растворе карбоната аммония проводят с конденсацией образующейся при выпаривании парогазовой смеси NH₃, CO₂ и Н₂О и получением водного раствора карбоната аммония. Раствор карбоната аммония используют для растворения основной углекислой меди и получения подаваемого на выпаривание раствора основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония. 3 с. и 22 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ Изобретение относится к промышленному изготовлению искусственно выращенных камней для ювелирной промышленности, декоративно-прикладного искусства и химической промышленности.

Изобретение может найти применение при изготовлении и реставрации ювелирных изделий, бижутерии, сувениров, предметов декоративно-прикладного искусства, интерьеров музеев, квартир и зданий.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ Малахит представляет собой минерал из класса карбонатов химического состава Сu₂[СО₃] (ОН)₂ или CuCO₃•Cu (ОН)₂, содержащий 71,9% CuO (Cu 57,4%), 19,9% CO₂, 8,2% H₂O и до 10% примеси в виде СаО, Fе₂О₃, SiO₂. Практически нерастворим в воде, легко растворяется в минеральных кислотах, термически неустойчив и при температуре выше 100^oС разлагается с образованием тенорита (CuO). Кристаллизуется в моноклинной системе, кристаллы редки и имеют игольчатый или призматический облик. Обычны скрыто- и мелкокристаллические почковидные натечные корочки, сталактитоподобные агрегаты, ритмически полосчатые с радиально-волокнистой структурой.

Цвет природного плотного малахита от ярко-зеленого с различными цветовыми переходами до темного, иногда буро-зеленого. Изменение цвета по различным зонам и слоям малахита создает на срезах и полированных плоскостях причудливый рисунок, придающий красоту изделиям из малахита. Блеск у агрегатов шелковистый (плисовый малахит), бархатистый, тусклый, у кристаллов - алмазный, переходящий в стеклянный. Твердость по минералогической шкале Мооса 3,5-4,0; плотность 3900-4100 кг/м³.

В природе малахит встречается в приповерхностной зоне окисления сульфидных медных руд, чем объясняется наличие в природном малахите примесей в виде СаО, Fе₂O₃, SiO₂. Большие скопления плотного малахита очень редки и образуются путем замещения известняков сульфатными растворами меди в зоне окисления крупных месторождений меди. Обычно встречается в небольшом количестве в рассеянном состоянии в виде налетов, примазок, небольших скоплений, землистых масс в смеси с другими гипергенными минералами и лишь изредка встречаются плотные скопления малахита весом от нескольких тонн до десятков тонн (до 50 т, Медноруднянск, Нижний Тагил, Гумешевские рудники на Урале) [1].

Плотный, зонально-концентрический натечный малахит в виде достаточно крупных масс представляет большую ценность как красивый поделочный камень, употребляющийся для ювелирных и декоративно-художественных изделий (вставки, бусы, столешницы, вазы, облицовка колонн и др.).

Известны крупные месторождения малахита в Заире, на юге Австралии, в Казахстане и в США.

Месторождения малахита на Урале (Медноруднянские и Гумешевские рудники) в настоящее время выработаны. В связи с этим возникает актуальная проблема разработки технологий выращивания малахита в промышленных условиях, аналогичного или даже превосходящего по своим качественным показателям природный малахит.

Известны способы получения синтетических ювелирно-поделочных материалов, заключающиеся в кристаллизации из расплавов солей или из высокотемпературных водных растворов [2]. Однако для получения малахита данные методы не пригодны, поскольку малахит из-за термической неустойчивости разлагается при температуре 100-110^oС без плавления, а в воде практически нерастворим.

Известны способы получения монокристаллов малахита в условиях низкотемпературного гидротермального синтеза [3].

Известен способ изготовления синтетического малахита в виде отдельных частиц и их соосаждения с небольшим количеством однородно рассеянного висмута, используемых в качестве ядер для последующего выращивания при повышенных температурах и последующего конвертирования в медный ацетиленовый комплекс, используемый как катализатор этилинирования [4].

Известны агломераты кристаллов малахита и их получение, содержащие 1-7% (ВiO)₂СuСО₃ и 0,5-3,5% SiO₂, имеющие средний размер 15 мкм, используемый в качестве катализаторов в химических производствах [5].

Известен также способ производства малахита или малахитоподобных изделий, включающий перемалывание природного малахита до частиц 10-100 мкм, распределение пудры в прозрачном лаке, окраску им изготовляемых предметов, высушивание и нанесение на поверхность узоров или масок, воспроизводящих текстуру природного малахита [6].

Известен способ получения поликристаллического малахита, заключающийся в растворении углекислой меди в водном растворе карбоната аммония, содержащем равные мольные доли аммония и карбонат-иона с последующим выпариванием раствора при нагревании, в результате чего получается рыхлый осадок поликристаллического малахита [7]. Недостатком полученного по данному способу малахита является слабое срастание между отдельными кристаллами и сферолитами в образующемся поликристаллическом осадке, его высокая пористость и низкая механическая прочность (после высыхания осадок легко растирается пальцами), что делает его непригодным для ювелирно-поделочных целей. Другим недостатком данного способа является однотонность получающегося осадка малахита, имеющего бледно-зеленый цвет, в отличие от плотного поликристаллического агрегата природного малахита, ювелирно-поделочные разновидности которого характеризуются наличием чередующихся ярких светло-зеленых и темно-зеленых полос или слоев.

Общим недостатком описанных выше способов является невозможность получения плотного материала, аналогичного по своим показателям природному малахиту и пригодного для использования в ювелирно-поделочных целях.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому при использовании техническому результату (прототипом) является разработанный ранее авторами синтетический ювелирно-поделочный малахит и способ его получения [8].

Синтетический ювелирно-поделочный малахит по прототипу представляет собой поликристаллический агрегат, содержащий основную углекислую медь Сu₂[СО₃] (ОН)₂ и примеси в виде Fe₂O₃ и Na₂O, при соотношении компонентов, вес.%: Сu₂[СО₃](ОН)₂ - 99,99 - 99,5 Примеси - 0,01 - 0,50 Синтетический малахит по прототипу имеет микротвердость - 216-390 кг/мм², плотность 3,9-4,1 г/см³, твердость по Моосу - 4,0, максимум спектра отражения синтетического малахита - 490-525 нм.

Характерной особенностью синтетического малахита по способу-прототипу является его получение путем растворения основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония, содержащем избыточное мольное содержание аммиака в 1,5-8 раз по отношению к мольному содержанию углекислоты, и последующего выпаривания раствора при нагревании с образованием поликристаллического агрегата, вследствие чего межкристаллическое пространство синтетического малахита содержит остаточный ион аммония, причем выпаривание раствора основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония с избытком аммиака проводят при температуре 40-95^oС, преимущественно при температуре 60-80^oС, при этом выпаривание раствора основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония с избытком аммиака проводят с переменной скоростью.

По способу-прототипу удается в отличие от других ранее известных способов получить поликристаллический плотный малахит, пригодный для использования в ювелирно-поделочных целях, однако синтетический малахит по прототипу обладает рядом технических недостатков.

В частности, недостатками синтетического малахита и способа его получения по прототипу являются: - недостаточная механическая прочность синтетического малахита, которая приводит к большим потерям материала и, как следствие, к ухудшению технико-экономических показателей ювелирно-поделочной продукции; - невозможность получения достаточно больших толщин малахита из-за несрастания между собой отдельных слоев выращенного малахита при перезарядке выпарного аппарата, что ограничивает возможности его применения в изделиях декоративно-прикладного искусства; - образование при выпаривании основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония парогазовой смеси углекислоты, аммиака и водяного пара, что приводит к необходимости, с точки зрения экологической безопасности, использования специальных устройств для обеззараживания выделяющегося при испарении раствора углекислоты и газообразного аммиака, причем аммиак по своей токсичности является опасным веществом, относится к 4-й группе опасных веществ по ГОСТ 12.1.07-76 и имеет предельно-допустимую концентрацию (ПДК) 20 мг/м³; - выпаривание раствора по известной технологии приводит к безвозвратным потерям аммиака и углекислоты, основных компонентов технологического процесса выпаривания.

ЗАДАЧИ И ЦЕЛИ ИЗОБРЕТЕНИЙ
Основная техническая проблема (не разрешенная до настоящего времени изобретательская задача), сдерживающая расширение промышленного изготовления и широкого применения малахита в ювелирно-поделочных и декоративно-художественных целях, заключается в том, что известные до настоящего времени способы являются экологически опасными и по известным способам можно получить малахит с недостаточно высокой прочностью (микротвердостью), а также в том, что по известным способам невозможно получение достаточно больших толщин материала из-за несрастания между собой отдельных слоев малахита, образующихся при перезарядке выпарного аппарата.

Целью изобретения (требуемым техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения) является обеспечение возможности устранения указанных выше недостатков, при одновременном обеспечении возможности получения поликристаллического малахита практически любой заданной толщины, по своим свойствам не отличающегося, а по некоторым признакам и превосходящего свойства лучших сортов природного малахита.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЙ
Поставленная цель и требуемый технический результат при использовании изобретения достигается тем, что согласно изобретению малахит содержит соединение цинка в пересчете на Zn⁺² в количестве от 0,2 до 0,9 мас.%.

При этом малахит по изобретению содержит соединение цинка в виде основного углекислого цинка Zn₂[CO₃](OH)₂ или ZnCO₃•Zn(OH)₂, а примеси малахита содержат Fе₂О₃, Na₂O и остаточный ион аммония в межкристаллическом пространстве.

При этом малахит по изобретению содержит основную углекислую медь Сu₂[СО₃] (ОН)₂ или СuСО₃•Сu(ОН)₂, соединение цинка в пересчете на Zn⁺² и примеси при следующем соотношении, мас.%:
Сu₂[СО₃](ОН)₂ или СuСО₃•Сu(ОН)₂ - 99,509 - 99,15
Zn⁺² - 0,48 - 0,58
Fe₂O₃ - 0,1 - 0,2
Na₂O - 0,01 - 0,1
Микротвердость малахита по изобретению составляет 420-440 кг/мм², износостойкость малахита по сравнению с износостойкостью природного малахита составляет 160-180%, полируемость по отношению к полируемости природного малахита составляет 105-150%, плотность 4,0-4,1 г/см³, твердость по Моосу 4, а максимум спектра отражения 500-535 нм.

Малахит по изобретению представляет собой поликристаллический агрегат, полученный путем выпаривания раствора основной углекислой меди и основного углекислотного цинка в водном растворе карбоната аммония, содержит контрастные чередующиеся светло-зеленые и темно-зеленые слои, поверхность малахита в отраженном свете проявляет плисовый муаровый эффект.

Поставленная цель и требуемый технический результат при использовании изобретения достигается также тем, что по способу получения малахита, включающему выпаривание раствора основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония, согласно изобретению выпаривают раствор основной углекислой меди Сu₂[СО₃](ОН)₂ или СuСО₃•Сu(ОН)₂ и основного углекислого цинка Zn₂[CO₃] (OH)₂ или ZnCO₃•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 Сu⁺².

При этом 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, выпаривание раствора основной углекислой меди и основного углекислого цинка в водном растворе карбоната аммония проводят при температуре 40-95^oС, преимущественно при температуре 60-80^oС.

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, причем скорость выпаривания раствора при выращивании очередного слоя малахита с контрастным цветовым переходом изменяют не менее чем в 1,2 раза по сравнению со скоростью выпаривания при кристаллизации предыдущего слоя малахита до получения заданной толщины слоя малахита.

Кроме этого выпаривание раствора основной углекислой меди и основного углекислого цинка в водном растворе карбоната аммония проводят с конденсацией образующейся при выпаривании раствора парогазовой смеси NН₃, CO₂ и Н₂O 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, причем выпаривание раствора основной углекислой меди и основного углекислого цинка в водном растворе карбоната аммония и конденсацию образующейся при выпаривании парогазовой смеси NH₃, CO₂ и H₂O осуществляют в замкнутом цикле, конденсацию образующейся при выпаривании раствора основной углекислой меди и основного углекислого цинка в водном растворе карбоната аммония парогазовой смеси NH₃, СО₂ и H₂O осуществляют при температуре 30-55^oС, преимущественно при температуре 40-50^oС.

В результате получают малахит по изобретению с описанными выше свойствами и качеством.

Поставленная цель и требуемый технический результат при использовании изобретения достигается также тем, что по способу получения малахита, включающему выпаривание раствора основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония, согласно изобретению выпаривание раствора основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония проводят с конденсацией образующейся при выпаривании парогазовой смеси NH₃, CO₂ и Н₂O 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.

При этом выпаривание раствора основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония, конденсацию образующейся при выпаривании парогазовой смеси NH₃, CO₂ и Н₂O, растворение основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония и растворения основной углекислой меди и получение подаваемого на выпаривание раствора основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония осуществляют в замкнутом цикле до получения заданной толщины слоя малахита.

Выпаривание раствора основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония проводят при температуре 40-95^oС, преимущественно при температуре 60-80^oС, а конденсацию образующейся при выпаривании парогазовой смеси NH₃, CO₂ и Н₂О осуществляют при температуре 30-55^oС, преимущественно при температуре 40-50^oС.

Кроме этого выпаривают раствор основной углекислой меди Сu₂[СО₃](ОН)₂ или СuСО₃•Сu(ОН)₂ в водном растворе карбоната аммония с добавкой основного углекислого цинка Zn₂[СО₃] (ОН)₂ или ZnCO₃•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 NH₃, CO₂ и H₂O 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 Сu₂(ОН)₂СО₃ или СuСО₃•Cu(ОН)₂ по ГОСТ 8927-79, порошкообразный основной углекислый цинк Zn₂(ОН)₂СО₃, ZnCO₃•Zn(OH)₂ по ТУ 6-09-3676-77, карбонат аммония (NН₄)₂СО₃ по ГОСТ 3770-78 и 25%-ный водный раствор аммиака NH₄ОH по ГОСТ 3760-79, воду дистиллированную.

Пример 1. Основную углекислую медь Сu₂(ОН)₂СО₃ растворяли в растворе карбоната аммония (МN₄)₂СО₃, 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. 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^oС. 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.

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.

Пример 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^oС, преимущественно при температуре 60-80^oС с переменной скоростью, а конденсацию образующейся парогазовой фазы проводили при температуре 30^oС. 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^oС;
для примера 15 температура конденсации 50^oС;
для примера 16 температура конденсации 60^oС.

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.

Источники информации
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 изобретения

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 Zn₂[СО₃](ОН)₂ или ZnCO₃·Zn(OH)₂, а примеси содержат Fе₂O₃, Na₂O и остаточный ион аммония в межкристаллическом пространстве.

4. Малахит по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что малахит содержит основную углекислую медь Сu₂[СО₃](ОН)₂ или СuСО₃·Сu(ОН)₂, соединение цинка в пересчете на Zn⁺² и примеси при следующем соотношении, мас.%:

Сu₂[СО₃](ОН)₂ или СuСО₃·Сu(ОН)₂ 99,509-99,15

Zn⁺² 0,48-0,58

Fe₂O₃ 0,1-0,2

Na₂O 0,01-0,1

5. Малахит по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что, микротвердость малахита составляет 420-440 кг/мм².

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/см³, 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 Сu₂[СО₃](ОН)₂ или СuСО₃·Сu(ОН)₂ и основного углекислого цинка Zn₂[СО₃](ОН)₂ или ZnCO₃·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 NН₃, СO₂ и H₂O 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 NН₃, СО₂ и Н₂О 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 NН₃, СО₂ и Н₂О 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 NН₃, СО₂ и Н₂О 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 NН₃, СО₂ и Н₂О, 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 NН₃, СО₂ и Н₂О 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 Сu₂[СО₃](ОН)₂ или СuСО₃·Сu(ОН)₂ в водном растворе карбоната аммония с добавкой основного углекислого цинка Zn₂[СО₃](ОН)₂ или ZnCO₃·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 NН₃, СО₂ и Н₂О 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.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2