CC BY
119
© Э.А. Ахмстшин, И.А. Билалова, 2012
УДК 622.7, 549.514.53
Э.А. Ахметшин, И.А. Билалова
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОБЛАГОРАЖИВАНИЮ ПРИРОДНОГО БЛАГОРОДНОГО ОПАЛА В СООТВЕТСТВИИ С ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ
Предложены рекомендации по применению различных методов повышения качества ювелирного опала в соответствии с его оценочными характеристиками и эксплуатационными свойствами.
Ключевые слова: опал, облагораживание, сортность, импрегнирование.
Опаловые материалы, или опалы широко применяются на на сегодняшний день. Среди них особое место занимает так называемый благородный опал, который характеризуется специфическим эффектом опалесценции. При оценке стоимости, кроме опалесценции, учитываются, в том числе, цветовые и качественные характеристики. К качественным характеристикам относят степень прозрачности, наличие или отсутствие структурных дефектов (трещин и пор), к цветовым характеристикам — основной цвет, насыщенность, рисунок.
Опалы представляют собой аморфный, пористый минерал, с содержанием воды в структуре до 30 %. Структура опала сложена глобулами кремнезема размерами примерно от 150 до 450 нм. При этом расположение глобул в структуре может быть беспорядочным (хаотическая структура), с различной дисперсией размеров глобул, а также глобулы могут быть правильно уложены в плотнейшую упаковку, и в этом случае говорят о регулярной структуре, которая свойственна благородным опалам. Именно правильное чередование глобул и пустот между ними образует трехмерную дифракционную решетку, в ко-
торой и возникает явление дифракции, приводящее к появлению оптического эффекта опалесценции [4]. При оценке учитывают несколько характеристик опалесценции. Прежде всего, это цвета опалесценции. Как правило, опалы с радужной игрой (от фиолетового до красного цвета) ценятся выше всего. Важным параметром является рисунок опалесценции. Далее — площадь и глубина игры цвета, яркость и чистота оттенков опалесценции.
Цветовые характеристики порой являются решающими (определяющими) при оценке большинства ювелирных камней. Порой разница в оттенке может сыграть решающую роль в определении стоимости ювелирного камня. Опал в данном вопросе не является исключением. Природа окраски опалов объясняется наличием примесных элементов и мелкодисперсными включениями окрашивающих минералов. Окраска опалов может быть чрезвычайно разнообразной. Некоторые литературные источники выделяют более ста природных цветовых разновидностей опалов, что, вероятно, имеет причинами пористость и проницаемость структуры и особенности генезиса. Следует раз-
личать цвета опалесценции и основной цвет опала.
В общепринятой классификации благородных опалов Смоллвуда наиболее ценными считаются черные (и получерные), белые, огненные благородные опалы и другие цветные разновидности. Это наиболее востребованные и ценные опаловые разности. Черный цвет опалов определяется присутствием частиц углерода в пористой системе. Высокая ценность черных опалов вызвана тем, что именно на темном фоне за счет контрастности опалесценция выглядит наиболее выигрышно.
Цветные разновидности опалов — опалы с основным цветом, отличным от белого и черного. Как правило, это желтые, оранжевые, красные, коричневые, зеленые цвета. Наиболее ценятся яркие, чистые оттенки с хорошо читающейся опалесценцией. Небольшие включения могут быть вполне допустимы, если они не сказываются на внешнем виде камня. Гораздо более весомым фактором при оценке камня считается присутствие дефектов — трещин, пор и каверн. При наличии трещин стоимость сырья может снизиться до 70 % от стоимости сырья с прочими аналогичными характеристиками.
Надо заметить, что для опалов, в том числе благородных, существует проблема стабильности. Под термином «стабильность» подразумевается устойчивость собственной структуры. Тогда как опал вследствие особенностей химического состава и структуры (пористость и проницаемость, гидра-тированность) нестабилен. При дегидратации, происходит усадка глобул кремнезема, приводящая к появлению трещин различной морфологии. При этом трещины могут быть разного масштаба, иметь разную объемную плотность, и время их возник-
новения может быть от нескольких минут до нескольких лет. Результатами развития трещиноватости могут быть: значительное ухудшение внешнего вида и декоративности, уменьшение и даже потеря опалесценции, снижение прочности и иногда разрушение образца. Такие опалы являются неконкурентоспособными в условиях существующего рынка. Растрескиванию подвержены опалы с любых месторождений, однако австралийские опалы, например, считаются достаточно стабильными. Опалы с месторождения Радужное (Россия, Приморье) весьма нестабильны, что заметно снижает к ним интерес рынка, несмотря на высокие показатели декоративности. Эфиопские опалы в своей общей массе склонны к трещи-новатости, что делает этот материал интересным и перспективным объектом для облагораживания. Доля трещиноватых опалов при добыче составляет порядка 40—80 % от общего объема добытых камней, в зависимости от месторождения.
Таким образом, задача по стабилизации и улучшению качества благородного опала — упрочнению структуры этих камней и залечиванию трещин, а также улучшению цветовых характеристик — в настоящий момент весьма актуальна.
Существует комплекс методов облагораживания, позволяющих повысить качество низкокондиционных благородных опалов, тем самым повысить долю сырья, пригодного для использования в ювелирном производстве. Это методы импрегнирова-ния, стабилизации, окрашивания, разработанные авторами данной статьи. Метод стабилизации целесообразно применять на нетрещиноватом сырье, для снижения риска растрескивания при обработке [3]. Метод импрегнирования — более сложная с
технологической точки зрения последовательность операций, позволяющая заполнить трещины, упрочнить структуру, и тем самым повысить прочность и эксплуатационные свойства опалов [1]. Метод окрашивания органическими красителями позволяет использовать слабоокрашенное малопривлекательное сырье, обладающее игрой цвета[2].
Основным критерием для отнесения к той или иной группе сортности является спрос на опалы с определенными характеристиками и технологические особенности сырья. Необходимость создания такой системы вызвана экономическими и экологическими соображениями.
По цветовым характеристикам выделены следующие группы сортности:
1. Черные и получерные опалы с яркой опалесценцией
2. Белые опалы с яркой опалес-ценцией
3. Цветные разновидноси с яркой игрой цвета
4. Светлые опалы с невыраженной игрой цвета
5. Слабоокрашенные опалы с невыраженным цветом
6. Коричневые опалы со слабой и средней игрой
По дефектности:
1. Стабильные
2. Склонные к трещиноватости
3. Покрытые сетью тонких трещин
4. Образцы с крупными трещинами по всему объему
Так, группы 1—3 по цветовым характеристикам (опалы чистого цвета с яркой опалесценцией) и группы 1—2 по дефектности (бездефектные нетрещиноватые опалы), а также их со-четание(например, белые опалы с яркой опалесценцией , стабильные) можно считать самыми ценными. Для таких опалов рекомендуется приме-
нить метод стабилизации — для снижения риска растрескивания при механической обработке, для упрочнения структуры (рис. 1).
Для групп 4—5 по цветовым характеристикам (опалы малопривлекательного цвета, слабоокрашенные с невыраженной опалесценцией) рекомендуется применить метод окрашивания. Эта процедура позволяет получить широкую цветовую гамму оттенков, приблизив обрабатываемые образцы к лучшим природным разновидностям [2]. Также при окрашивании в темные тона можно повысить яркость опалесценции за счет большей контрастности.
Для групп 3—4 по дефектности (трещиноватое сырье) необходимо использовать метод импрегнирования полимерными растворами для сокрытия («залечивания») трещин и упрочнения структуры. При наличии большого количества трещин опалы могут не находить применения в качестве ювелирных камней, а лишь как коллекционные образцы. Поэтому исходная стоимость такого сырья, как правило, невысока [5]. Для этих групп рекомендуется окрашивание в темные, насыщенные тона, т.к. такая обработка позволяет «замаскировать» пороки, трещины становятся гораздо менее заметными.
Экономический эффект предложенных рекомендаций следующий: при возрастании себестоимости опалового сырья за счет процессов пред-механической обработки (облагораживания) на 20—70 % (в зависимости от объема работ), стоимость модифицированного опалового сырья с учетом затрат возрастает ориентировочно на 60—300 %, что говорит о перспективности использования предложенных методов. Комплекс вышеперечисленных методов позволяет задействовать некондиционное сырье, а также
По цветовым характеристик и . По дефектности
Черные и получерные опалы с яркой игрой цвета 1 Цветные разновидности с яркой игрой цвета 2 Белый опал с яркой игрой цвета 3 Белые опалы с невыраженной игрой цвета 4 Слабоокраше иные,опалы с невыраженным цветом 5 Коричневые опалы со слабой и средней игрой 6 Крупные и поверхностные трещины 4 Сеть тонких поверхностных трещин 3 Склонные к трещино-ватости 2 Стабильные 1
Окрашивание
Увеличение яркости опалесценции Создание широкой цветовой гаммы и интересных цветовых решений Окрашивание в цвета лучших природных разновидностей
Окрашивание в темные насыщенные цвета, позволяющие сокрыть пороки
Стабилизация
с целью упрочнения структуры и
повышения долговечности бездефектного нетрещиноватого сырья и изделий
Стабилизация
Для повышения долговечности и прочности опала и закрепления красителя в структуре
Импрегнирование
полимерными растворами
. для ; для залечивания упрочнения
(сокрытия) камня
отдельных
трещин
Стабилизация
с целью упрочнения структуры и повышения долговечности бездефектного нетрещиноватого сырья и изделий
Рис. 1. Рекомендации по сортировке сырья благородного опала по группам кондиции по цветовым и качественным ха-ракте ристикам:
-необходимый метод облагораживания для данной группы сортности;
----рекомендуемый метод облагораживания для данной группы сортности.
повысить кондиции сортового сырья. Описанная технология предоставляет потенциальную возможность создания безотходного производства, которое полностью задействовало бы все имеющиеся ресурсы.
Описанная технология может быть применена при изготовлении изделий из благородных опалов. Предложенные методы были успешно апробированы на опалах различных месторождений (Радужное, Россия; Эфиопия).
Выводы
Разработаны рекомендации для повышения эффективности ис-
1. Ахметшин Э.А., Билалова И.А., Жариков Е.В., Мельников Е.П. Разработка метода импрегнирования природных опалов с целью улучшения качественных характеристик. Художественное материаловедение. Природный камень. Дизайн. Технологии: Сборник статей XIII Всероссийской научно-практической конференции и смотра-конкурса работ студентов и аспирантов (с международным участием) по специальности «Технология художественной обработки материалов». — М.: МГГУ, 2010.
2. Билалова И.А. , Ахметшин Э.А., Е.П. Мельников Е.П. Окрашивание опалов место-
пользования сырья благородного опала за счет повышения качества сырья.
Рекомендации могут найти применение на месторождениях благородных опалов при добыче и сортировке сырья, а также на камнеобрабаты-вающих производствах.
Предложенная методика позволяет рационально использовать сырье благородного опала, увеличить запасы месторождения опала за счет вовлечение в недропользование некондиционного сырья и улучшить качество сортового сырья.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
рождений Эфиопии. Доклады X Международной конференции «Новые идеи в науках о Земле», РГГРУ, т.1, М.: 2011.
3. Билалова И.А. Разработка специальных методов стабилизации природных благородных опалов. Материалы конференции «Молодые — наукам о Земле». М., 2010.
4. Денискина Н.Д., Калинин Д.В., Казанцева Л.К. Благородные опалы: их синтез и генезис в природе. Новосибирск: Наука, 1980. 64 с.
5. Standard Catalog of Gem Values: Anna — M. Miller, John Sinkankas. Paperback, 1994. ШШ
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -
Ахметшин Эдуард Анварович — ассистент, Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева,
Билалова Индира Анвяровна — аспирант, ассистент, Московский государственный горный университет, ud@msmu.ru
ИНТЕРЕСНЫЕ ФАКТЫ -
Отец великого русского композитора Петра Ильича Чайковского, Илья Петрович Чайковский, был горным инженером. Он окончил Горный кадетский корпус в Петербурге, служил в Департаменте горных и соляных дел.
