Основной карбонат меди (малахит)

Малахит — это красящий пигмент, который использовался в древности. В природе этот минерал образует изумрудно-зеленые кристаллы в форме винограда или разнородной массы. Часто встречается вместе с минералом азуритом. Химическая формула малахита: (СuОН)2СО3, или СuСО3·Сu(ОН)2.

Цвет малахита варьируется от светлого до очень темно-зеленого, иногда почти черновато-зеленого. Пигмент, полученный из природного минерала, химически более стабилен, чем искусственный.

Считается, что название этого минерала произошло от греческого слова «μαλάχη» (малах), означающего «мальва», так как малахит по своему насыщенно-зеленому цвету напоминает листву мальвы (согласно Плинию Старшему, 23-79 гг.). Примерно в 1800 году на основе химического анализа было проведено различие между карбонатом меди (далее «малахит») и силикатом меди (медно-зеленый, кремнезем-медь, кремнезем-малахит и т.д.). Лишь в середине 19 века древнее название «хризоколла» было закреплено за силикатом меди.

Малахит редко встречается в виде идиоморфных, моноклинно-призматических или пластинчатых кристаллов, но часто встречается в виде виноградоподобных, бородавчатых или радиально-радиальных агрегатов в виде корок и сталактитов. На таких ботриоидных или сталактитовых агрегатах при полировке видны типичные полосы или полосы и концентрические кольца (“глаза”).

Минерал может быть почти в четыре раза тяжелее соответствующего объема воды, хотя удельный вес (плотность) массивных кусков (грубого и волокнистого материала) этого минерала иногда составляет всего 3,6 — 4,05 г / см 3.

Как и все карбонаты, малахит растворяется в соляной кислоте (HCl). Малахит следует очищать только дистиллированной водой, поскольку загрязнения в водопроводной воде могут повредить его.

Историческая справка

Во время раскопок в Бейде недалеко от Мертвого моря было обнаружено, что малахит использовался в качестве зеленого пигмента более 9000 лет назад. Египтянки подкрашивали веки зеленым порошком измельченного малахита. Для этого малахит измельчали и смешивали с яичным белком, смолой акации или инжирным молоком в качестве связующего.

До периода барокко малахит был, вероятно, наиболее распространенным зеленым пигментом в фресках, масляной живописи, книжной иллюминации и в раскраске скульптур.

Малахит был самой важной медной рудой в доисторические времена, поскольку — в отличие от сульфидов меди — его можно было выплавлять напрямую (то есть без предварительного обжига). При нагревании до 700-800 C малахит может быть восстановлен до ковкой металлической меди, используя промежуточные стадии Cu2O и CuO, с древесным углем. Это произошло в эпоху энеолита на Ближнем Востоке, примерно в 5000 году до нашей эры. В настоящее время малахитовые руды добываются только как побочные продукты первичных медных руд (например, в Цумебе, Намибия).

Молотая малахитовая пыль была переработана в так называемый золотой клей. Это медный сплав, который позволяет припаивать золото к поверхности. Этруски были признанными мастерами этого процесса. Но эту технологию использовали и гораздо раньше. Примеры — посмертная маска и другие предметы из гробницы фараона Тутанхамона.

В доколумбовых культурах малахит был также известен как пигмент и драгоценный камень. В отличие от азурита, который на фресках постепенно превращается в малахит под воздействием влажности воздуха и CO2 (голубое небо становится зеленым!), малахит устойчив к атмосферным явлениям и свету.

В арабском мире измельченный малахит использовался как противоядие и лекарство против язв.

Возникновение, отложения, парагенезис

Малахит — типичный минерал в зоне окисления медных месторождений, который образуется при выветривании многих минералов меди, особенно халькопирита. Он находится в зонах окисления месторождений меди, часто вместе с азуритом, после чего он часто псевдоморфизируется. Малахит широко распространен, но редко встречается в больших количествах.

Примеры: Огромные количества крупных кусков малахита (до 50 т) на медном месторождении (Нижний Тагил, Урал) были обнаружены вместе с другими оксидными соединениями меди на глубине 70 м в глинистых, сильно железистых разрушенных породах.

Малахит имеет особое значение как свинец (минерал-индикатор) для добычи меди. Благодаря характерному зеленому цвету он сразу бросается в глаза в выветрившихся зонах почти всех месторождений меди и дает геологам подсказки о месторождениях меди.

Производство

Процесс производства высококачественного пигмента из природного минерала очень трудоемок. Желаемый размер зерна получается путем многократного просеивания.

Основной карбонат меди можно получить в лаборатории путем добавления концентрированного раствора карбоната натрия к разбавленному раствору сульфата меди (II) (насыщенный раствор, разбавленный примерно наполовину). Раствор карбоната натрия добавляют небольшими порциями при постоянном перемешивании до тех пор, пока не произойдет интенсивное выделение газа. Во время процесса осаждается бирюзово-синий основной карбонат меди. Он содержит смесь с азуритом (Cu3 (CO3) 2(OH)2) и малахитом (Cu2 (CO3) (OH)2).

После ополаскивания водой во время фильтрации и последующего высушивания остатка на воздухе получается бирюзово-голубая соль, которая под воздействием света и воздуха все больше распадается на малахит. При сушке в сушильном шкафу при 50 C через короткое время выделяется прозрачная жидкость. После того, как жидкость сливают, в нерастворимом остатке можно обнаружить зеленый малахит. Общую реакцию можно сформулировать следующим образом:

Если еще не высушенный продукт нагреть горелкой в испарителе, образуется черно-коричневое вещество. Основной карбонат меди распадается на оксид меди (II) и диоксид углерода.

Применение

Если твердый струящийся малахит перерабатывается в украшения, его обычно шлифуют до кабошонов (огранка с изогнутой гладкой поверхностью), т.к. огранка для этого камня непригодна. Большим преимуществом куполообразного кабошона является то, что он подчеркивает красивый зеленый цвет малахита, а также его светлые и темные полосы, без необходимости огранки. Из малахита можно сделать пуговицы и бусинки. Меньшие кусочки малахита, помимо прочего, перерабатываются в пигменты. Землистый малахит используется вместе с другими окисленными медными рудами для извлечения меди.

Сегодня малахит используется в качестве пигмента только при реставрационных работах. Твердые и ярко окрашенные куски перемалываются в драгоценные камни, а более низкого качества в медную руду.