Стенд 43 Грекова К.В.

Кристина Грекова

Челябинская область, г. Копейск
Средняя общеобразовательная школа №2, 11 класс

ОКРАШИВАНИЕ ХАЛЦЕДОНА КАСАРГИНСКОГО КАРЬЕРА

Научный руководитель: Илёва Ольга Леонидовна, Челябинская область, г. Копейск, Средняя общеобразовательная школа, педагог дополнительного образования

Кристина Грекова

Челябинская область, г. Копейск
Средняя общеобразовательная школа №2, 11 класс

ОКРАШИВАНИЕ ХАЛЦЕДОНА КАСАРГИНСКОГО КАРЬЕРА

Выявить вещества – красители и оптимальные условия для окрашивания халцедона без использования специального лабораторного оборудования.

Изучить литературные и интернет-источники по окрашиванию природных каменных материалов.
Провести геологическую экскурсию на Касаргинский щебеночный карьер для отбора образцов халцедона.
Определить экспериментальным путем какие вещества лучше использовать для окрашивания халцедона методом пропитки.
Определить условия термообработки для окрашивания халцедона

В современном мире увеличивается спрос на недорогие ювелирные и декоративно-поделочные изделия из природного материала, поэтому облагораживание некондиционного и низкосортного природного минерального сырья расширяет возможности его использования в ювелирно-поделочном производстве. Облагороженное каменное сырье, в отличии от синтетического, считается природным, придавая ему более высокую ценность.

В настоящее время конкретные условия осуществления процессов по изменению окраски самоцветов в печати не сообщаются или носят слишком общий характер.

Исследовательская работа посвящена теме окрашивания халцедона и несмотря на обилие статей на эту тему в сети Интернет, в рамках школьной исследовательской работы эта тема достаточно новая. Работа решает технологическую и экономическую проблему современной отечественной добывающей промышленности, давая ей возможность повысить эффективность эксплуатируемых месторождений поделочных и ювелирных камней. В процессе работы проведены самостоятельно поиски образцов халцедона в полевых условиях на Касаргинском карьере, химический эксперимент в условиях школьной лаборатории по выщелачиванию и окрашиванию халцедона и агата методом пропитки различными растворами солей металлов-хромофоров с последующим обжигом, подготовлена презентация для занятий геологического объединения. Изучение химизма и условий процесса окрашивания халцедона можно применить для других аналогичных по свойствам минералов.

Совпадение с литературными данными при использовании для окрашивания халцедона и агата в качестве красящих веществ растворов солей переходных металлов-хромофоров с последующей термообработкой - перманганата калия (коричневый цвет), нитрата кобальта (черный цвет), нитрата железа (III) (красно-коричневый цвет), нитрата железа (III) с гексацианоферратом (II) калия (синий цвет), с роданидом калия (красно-коричневый цвет) и с бихроматом калия (зеленый) только для агата.
Не совпадение с литературными данными для халцедона при окрашивании раствором бихромата калия - получили желтый цвет, хотя в литературе указывается зеленый, т.к. температура обжига была 150ºС, а температура разложения бихромата калия 500-600ºС. При окрашивании сульфатом никеля получился зеленоватый цвет для халцедона, который при обжиге исчез, агат не окрасился. При использовании сульфата меди (II) получили в трещинах яблочно-зеленый цвет для агата, голубой для халцедона. Во внутрипоровом пространстве происходит пропитка растворами сульфатов никеля и меди (II), они вымываются из пор, поэтому не подходят для простого окрашивания.
После дополнительного обжига при 500-800º в течение 1,25 часа в муфельной печи лаборатории ЮУрГУ образцов халцедона, окрашенных раствором бихромата калия без предварительного обжига после выщелачивания, с предварительным прокаливанием при 800º и окрашенного в присутствии сахара и борной кислоты, во всех четырех случаях образцы стали светло-зеленого цвета. После дополнительного обжига при 500-800º в течение 1,25 часа в муфельной печи образцов халцедона, окрашенных раствором сульфата меди (II) образцы стали черного цвета, сульфата никеля – зеленого цвета. Халцедон, предварительно обожженый после выщелачивания при 800º, окрасился раствором нитратом железа (III) в красно-коричневый цвет, с гексацианоферратом (II) калия окрасился в сине-красный цвет, с роданидом калия в темно-красный цвет, окраска получилась более насыщенной и устойчивой.
Для наглядного показа результатов нашей работы была составлена коллекция.

По литературным данным окрашивание природных каменных материалов используется давно и успешно, но необходимо отличать его от фальсификации.
Касаргинским карьером вскрыта глинистая кора выветривания серпентинитовых пород с обильными прожилками халцедона.
Для окрашивания халцедона и агата лучше использовать метод пропитки солями переходных металлов-хромофоров, разлагающихся при нагревании.
Дополнительную термообработку нужно проводить при высоких температурах, необходимых для разложения солей