УДК 549:291,33
ББК 86.41:26.31
  К.305
 

Советы по облагораживанию натуральных камней

   В природе редко встречаются самоцветы, пригодные по цвету, блеску, характеру рисунка и другим свойствам для ювелирного дела. А некондиционные сорта их (слабоокрашенные, с невыразительным рисунком и др.) распространены широко. Кроме того, многие добываемые самоцветы со временем (особенно под воздействием солнечных лучей) теряют интенсивность окраски. Это относится к топазу, фенакиту, аметисту, кунциту, турмалину и другим минералам. Чтобы сохранить густоту тона самоцвета и предотвратить его от растрескивания, кристалл некоторое время держат во влажном темном месте. Интенсивность окраски трещиноватых камней, особенно изумрудов, усиливали, проваривая кристаллы в масле в медной посуде. Существовали и другие способы окрашивания самоцветов, известные еще с времен Древнего Рима.

   Промышленное окрашивание агатов осуществляли уже в XVIII в. Красный цвет получали окислами железа, а черный - глюкозными и сахарными растворами с длительной выдержкой и подогревом. В XIX в. получали искусственную окраску хризопраза за счет халцедона, обрабатываемого зеленым раствором хромовых квасцов или хромовой кислоты в течение 14 дней с дальнейшим высушиванием и обжигом. Для получения светло-зеленой окраски применяли азотнокислый никель. Халцедоны и агаты окрашивали в синие цвета теплым раствором желтой кровяной соли с последующей обработкой железным купоросом. Цветные камни, в Россию попадавшие в прошлые века (красный - корнеол, зеленый - хризопраз, черный - оникс и др.), были в основном окрашены искусственным путем. Особенно широко развернуты работы по облагораживанию камней в последнее время, что связано с появлением новых физико-химических методов, позволяющих более глубоко изучить природу окраски минералов, а также благодаря появлению аппаратуры, необходимой для этих целей. Применяются нейтронное и гамма-облучение, сочетание облучения и обжига и т. д.

   В условиях воздействия нейтронного и гамма-излучения на атомных реакторах окраска алмазов, например, изменяется с первоначально бесцветных или желтоватых до густой темно-зеленой, черной; серые разновидности при гамма-облучении преобразуются в голубые. Один из редчайших оттенков цветовой гаммы алмазов - зеленовато-голубой (изумрудный) получается при гамма-облучении.

   В мире имеются значительные запасы некондиционных или малоценных сортов топаза, агата, нефрита, бирюзы, горного хрусталя, халцедона и др. Были использованы современные достижения в области роста кристаллов, радиационной физики, кристаллографии и минералогии, а также физики высоких давлений. Со сравнительно небольшими затратами были получены голубые и янтарно-коричневые топазы из бесцветных и слабоокрашенных; гелиодоровая (желтая) и аквамариновая (синяя) разновидности берилла из желто-зеленых и бледноокрашенных сырья; зеленый и черный нефриты из некондиционных белых; красные, зеленые, коричневые и другого цвета агаты из неокрашенных; красивые разновидности бирюзы и кремня из малоценного сырья и др. Так, например, коричневый или желтый топаз с красноватым оттенком при нагревании до 300-400oС может перейти в розовый, зеленый берилл при нагревании до 400oС - в голубой (аквамарин) и т. д. Для избежания растрескивания минералы нагревают в автоклавах. В ряде случаев для образования и закрепления интенсивности цвета минералы нагревают и облучают.

   Используемые методы облагораживания позволяют получать камнесамоцветное сырье с ювелирными и спектроскопическими характеристиками, аналогичными лучшим природным образцам. Все эти виды облагораживания (или обработки) камней улучшают их ювелирно-декоративные качества и во многих случаях (например, таких как термообработка и ионизирующее облучение) восполняют те процессы по преобразованию центров окраски в минералах, которые по тем или иным причинам не совершились в природных условиях.

   Затраты по облагораживанию камнесамоцветного сырья невелики, а возрастание коммерческой стоимости в результате облагораживания составляет достаточно большой процент прибыли для различных видов прозрачных минералов. А некондиционные разности нефрита, агатов, кремней рыночной стоимости практически не имеют, а облагороженная продукция находит широкий сбыт на уровне высокоценных природных сортов. Необходимо иметь в виду, что при продаже продавец обязан указывать об облагораживании камня с описанием использованного метода.

   АЛМАЗ ПРИРОДНЫЙ
   Известно, что ОКРАСКА алмазов имеет решающее значение для определения их ювелирной ценности. Различные виды физико-химического и физического воздействия, включающие радиационное облучение, термо- и барообработку, пропитку химическими реагентами, ныне широко применяются при облагораживании драгоценных камней. Наиболее широко применяется метод окрашивания на основе ионизирующего облучения. В результате воздействия различных видов облучения окраска алмазов меняется. При альфа-облучении или бомбардировки нейтронами, вследствие образования смешанных атомов и вакансий первоначально прозрачные бесцветные или желтые алмазы приобретают густой темно-зеленый, желтый или коричневый цвета, а окрашенные индивиды - черный цвет, при этом интенсивность окраски зависит от дозы облучения. Если такой алмаз нагревать, то цвет его изменяется, приобретая различные оттенки желтизны, но не исчезает полностью даже при высокой температуре. Оттенки голубого цвета можно вызвать воздействием быстрых электронов или гамма-облучением. Камни с естественной синей окраской можно отличить по их полупроводниковым свойствам. Цвет облученных алмазов объясняется по-видимому, "радиационным нарушением" структуры кристалла, которая лишь частично восстанавливается при нагревании. Одним из оттенков цветовой гаммы алмазов (довольно редким) является зеленовато-голубой, вызываемый гамма-облучением. Бесцветные алмазы, содержащие азот в агрегатной форме, при облучении приобретают золотистую окраску. Отжиг при 700-800oC разрушает желтую окраску и приводит к формированию новых центров с полосами поглощения 503 и 496 нм. Изменение окраски при облучении обусловливается смещением атомов уголерода из узлов кристаллической решетки, перестройкой или образованием дефектных центров при участии точечных дефектов. При отжиге облученных алмазов при 550-600oC они светлеют, становятся светло-зелеными.
   Иногда, для того чтобы компенсировать желтоватый оттенок камня "нечистой воды" и, следовательно, придать ему лучший товарный вид и повысить цену, камень окрашивают, покрывая с нижней стороны голубой пленкой для попытки замаскировать желтизну. Такую пленку обычно можно удалить, промывая камень в бензоле, метиловом спирте или даже в горячей воде, но если эти способы не помогают, можно использовать и кислоту. Поэтому при покупке изделия необходимо быть очень осторожным и тщательно исследовать камень, низ которого не скрыт оправой.
   Другой важной проблемой является ЗАЛЕЧИВАНИЕ ТРЕЩИН в алмазах. Различные трещины в них влияют на внешний облик, прозрачность, снижая ценность алмазов. Для исправления таких деффектов трещины заполняют различными наполнителями (расплавленное стекло и тяжелые жидкости). В современных условиях применяются более стабильные искусственные смолы и стеклоподобные материалы. Для залечивания трещин в алмазах используют вещества с особо высоким светопреломлением. Заполнение трещин теми или иными веществами предпринимается для того, чтобы сделать их невидимыми и тем самым улучшить их качество. Необходимо, чтобы драгоценные камни с обнаруженными трещинами сопровождались маркировкой и инструкцией о составе заполнителя, так как наличие даже заделанных трещин сильно влияет на цену камня. При рассмотрении под микроскопом видно, что залеченные трещины в алмазе содержат пузырьки и часто показывают оранжевые или фиолетовые интерференционные рефлексы.

   КОРУНД
   В последнее время стали широко применять облагораживание корундов, особенно сапфиров, для улучшения или изменения цвета, прозрачности и т.д. Для этого используют термообработку, облучение или диффузию. Так, при нагревании можно улучшить или изменить цвет корунда - многие желтые камни могут стать бесцветными, а фиолетовые - розовыми. Облагороженные камни очень трудно идентифицировать, но иногда возможно определить по характеру распределения или исчезновению окраски (желтые сапфиры), люминесценции (синие сапфиры), появлению трещин около включений и шероховатости на гранях (оспины), четкому проявлению зональности окраски.

   БЕРИЛЛ
   Замечательные голубые аквамарины могут быть получены в результате термической обработки (обжиге при 400оC) обычных бледно-зеленых бериллов. Под воздействием ионизирующего облучения некоторые бериллы приобретают глубокий сапфирово-синий цвет. Все разновидности берилла сохраняют цвет при искусственном освещении.

   ТОПАЗ
   В настоящее время используются следующие методы изменения окраски у топазов: при нагревании до 300-400оC коричневые и желтые топазы приобретают розовый оттенок, интенсивность желтой окраски усиливается в результате облучения желтых топазов. При инизирующем облучении и последующем обжиге бесцветные или бледно-желтые топазы становятся вишневыми или коричневыми и реже голубыми. Наиболее результативный метод отличия природной окраски от окраски, вызванной облучением, - термолюминисценция.

   ТУРМАЛИН
   Темно-синие и темно-зеленые турмалины при интенсивном нагревании превращаются в светло-зеленые. Значительное усиление окраски бледно-окрашенных турмалинов достигают при облучении - от блеклых розовых тонов до глубокого розового и желтого цвета; первично голубой турмалин может стать пурпурным, а бледно-зеленый - двухцветным розовато-зеленым.

   РАЗНОВИДНОСТИ КВАРЦА
   Аметист. Цвет аметистов вызван повышенным содержанием трехвалентного железа. При отжиге (300-450oС) аметисты теряют окраску, которая восстанавливается при ионизирующем облучении. Иногда при этом кристаллы приобретают дымчатый оттенок. Прокаливание при более высоких температурах (около 700oС) приводит к необратимому разрушению центров аметистовой окраски с превращением кристаллов в железистые цитрины.
   Цитрин. Наибольшей ювелирной ценностью обладают цитрины густого желто-оранжевого цвета (сорт мадера), получаемые обычно путем отжига аметиста (450-500oС) или мориона (300-400oС). Такие камни обладают наибольшей свето- и термоустойчивостью. Значительно менее ценны цитрины желтого цвета с зеленоватым оттенком и весьма нестойкие к дневному свету и температурному воздействию. Они полностью выцветают при нагревании до 200oС. Различия в свето- и термоустоичивости природных цитринов и разнообразие их оттенков связаны с различной природой их окраски.
   Цитрины, полученные путем отжига морионов, обладают особенно красивыми на взгляд потребителя оттенками, обнаруживают высокую устойчивость к воздействию дневного света и обесцвечиваются при температуре 400-500oС. Их окраска объясняется неполным разрушением при отжиге других присутствующих в кристалле центров окраски, в частности аметистовой и дымчатой.
   Последний тип природных цитринов связан с образованием дефектных тетраэдров, в которых ионы кремния замещены ионами алюминия. Под воздействием ионизирующего облучения на таких дефектных тетраэдрах возникают дырочные парамагнитные центры, подобные центрам дымчатой окраски. Это в целом и дает результирующую желтую окраску кристаллов.
   Очень часто цитрин получают при отжиге дымчатого кварца. На Урале, еще в XVIII в., запекая в тесте (во избежание растрескивания) крупные кристаллы дымчатого горного хрусталя, получали золотистые цитрины, бывшие тогда в моде при дворе Екатерины II. Чтобы избежать растрескивания, камень вынимали только после полного остывания теста. Более мелкие камни закладывали в глиняный горшок, засыпали золой и ставили в горячую печь до следующего дня. Чем темнее и равномернее дымчатая окраска в кристалле, тем ярче получался золотистый цвет. Фиолетовый аметист при таком нагревании становится желто-оранжевым.
   Бурый кварц. Отжиг бурого кварца при температурах 450-500oС приводит к переходу бурой окраски в зеленую с характерным для нее спектром оптического поглощения.
   Бесцветный и дымчатый кварц. Под воздействием различных видов ионизирующего облучения бесцветный кварц окрашивается в дымчатую, дымчато-цитриновую или цитриновую окраску, обнаруживая при этом отчетливое зонально-секториальное строение кристаллов. Природная исходная дымчатая окраска кварца после ионизирующего облучения обычно усиливается. При осторожном нагреве дымчатый кварц может превратиться в желтый или бесцветный.
   Розовый кварц после ионизирующего облучения становится дымчатым (вплоть до мориона).
   В дополнение можно отметить, что радиационно-окрашенные кристаллы под воздействием температуры 200-400oС вновь обесцвечиваются, причем температурная устойчивость разных типов окраски неодинакова: наибольшая - для морионов и наименьшая - для некоторых разновидностей радиационных цитринов. Аметисты по температурной устойчивости занимают между ними промежуточное положение.

   ЖЕМЧУГ
   С целью облагораживания жемчуга с конца XIX - начала XX вв. его начали искусственно окрашивать. В черный цвет окрашивают слабым раствором AgNO3 (нитрат серебра) с последующим облучением солнечным светом или УФ-лучами и полировкой на кожаном круге, или перманганатом калия и др. Искусственную окраску можно снять ваткой, смоченной в слабой уксусной кислоте. Окрашивают, покрывая тонким слоем краски жемчуг в розовый и любой другой цвет. Серую окраску можно получить, облучая гамма-лучами.

   БИРЮЗА
   В связи с тем, что небесно- и зеленовато-голубая бирюза встречается достаточно редко способы подделки и облагораживания более дешевых ее сортов применялись еще в глубокой древности. В средние века персидские купцы перевозили бирюзу в кувшинах с водой для придания ей более насыщенного цвета. Существуют подделки из костей и зубов животных, окрашенные в бирюзовую окраску природными и искусственными красителями.

   Восстановленная, или облагороженная бирюза - низкокачественная бирюза, свойства которой улучшены или восстановлены при помощи пропитки смолами, силикатом натрия, маслами или парафином. При хорошей обработке эта бирюза визуально не отличима от высокосортных природных образцов и чаще продается по той же цене, иногда несколько дешевле. Физические свойства облагораженной бирюзы близки к натуральным образцам так же, как химический состав и структура камня. Полировка усиливает окраску. При этом резко улучшается декоративность камня. Цвет значительной части пористой, слабо окрашенной бирюзы восстановлен парафинированием. Качество пропитанной воском восстановленной бирюзы улучшается путем дополнительной цементации ее каким-либо пластиком. Обычно для этой цели используется алкидная смола, с помощью которой укрепляется известковистая бирюза. Предпринимались попытки усилить цвет бирюзы путем прокрашивания ее берлинской лазурью. Однако бирюза отличается лишь поверхностной проницаемостью и поэтому при тщательном осмотре поверхности камня не трудно обнаружить искусственное окрашивание. В связи с тем, что бирюза иногда выцветает или становится грязно-зеленой, ее подкрашивают анилиновыми красителями и другими реактивами.

   В конце хотелось бы привести несколько СОВЕТОВ: привлекательный небесно-голубой цвет сменяется при 250оС невзрачным зеленым, поэтому требуется осторожность при пайке изделий с бирюзой! Окраска портится также под влиянием солнечного света, косметики, хлорки, мыла и стиральных порошков, пота, масел и щелочей (кольца с бирюзой при мытье рук нужно снимать!), равно как при большой сухости воздуха.

   ОРИГИНАЛЬНЫЙ СОВЕТ ПО ОМОЛОЖЕНИЮ БИРЮЗЫ
   Авторская методика. При копировании текста ссылка на авторов и сайт http://www.jewellery.org.ua обязательна. Путем размышления над химической природой позеленения бирюзы авторы этой создатель этой электронной энциклопедии нашли свой необычный и очень доступный рецепт омоложения позеленевшей бирюзы. Конечно, из ярко-зеленой бирюзу не удастся сделать ярко-голубой, но улучшить ее цвет и цвет прожилок вполне реально, химические реактивы очень доступны (буквально на рынке). Под их воздействием бирюза не меняет своей химической структуры, ничем не прокрашивается, просто восстанавливается атомарное железо из ржавчины и окислов, которые придают бирюзе зеленоватый оттенок и старят ее.
   Внимание! Бирюза должна быть природной, необлагораженной, ничем не прокрашенной и не пропитанной, не синтетической и не искусственной, а также не белой и не очень светлой, иначе процесс восстановления разрушит бирюзу (белая и очень светлая бирюза однозначно растрескается и испортится, ее нельзя подвергать химическому восстановлению). Эксперимент лично нами был произведен на бусах из натуральной необлагораженной немного выветрелой зеленоватой узбекской бирюзы (на леске), которая приобрела после химической обработки голубовато-бирюзовый цвет, черные паутинные прожилки и заметно улучшила свои цветовые и потребительские качества. Мы сосканировали бусы после обработки их реактивом, результат можно наблюдать на фото справа.
   Купите самый обыкновенный и дешевый флакон восстановителя железа и ржавчины (для ворот и т.п.) без примесей хрома и других металлов (не покупайте восстановитель для машин и их деталей). Раствор едкий, он может разъесть ткань и одежду. Бирюза должна быть на леске или россыпью (нитку разъест реактив). Металла в ней быть не должно. Поместите бирюзу в стеклянную или фаянсовую посуду и залейте восстановителем ржавчины, чтобы она покрывала ее на 1-2 см. Далее аккуратно все время помешивайте и взбалтывайте бирюзу минут 15-20, после чего 1-2 раза хорошо (но не слишком тщательно !!) промойте бирюзу в чистой воде. Дайте ей подсохнуть 20-30 минут на воздухе. Не сушите бирюзу на солнце, в сильную жару или горячим воздухом, она может растрескаться. Повторите процедуру 3-4 раза в день. Сливайте и меняйте восстановитель после каждой обработки (он очень дешевый). Следите за тем, чтобы белая и очень светлая бирюза не попала в восстановитель или не растрескалась после высыхания.
   Полностью цвет проявит себя через 24 часа. Чем темнее бирюза вначале, тем она красивее после обработки. Повторите процедуру в последующие 1-3 дня, но не больше (суммарно полоскать в восстановителе бирюзу можно до 10-15 раз, потом это делать просто бессмысленно, цвет не меняется). Не оставляйте бирюзу надолго в восстановителе, иначе она может растрескаться и после высыхания потерять товарный вид вообще, особенно не оставляйте ее на ночь или надолго без присмотра. Если раствор замутнился - меняйте его.
   Как показала практика, природная натуральная бирюза стала более голубой и менее зеленой. Ее ценность увеличилась на один порядок. Кроме того, грязно-зеленовато-бурые размытые прожилки и пятна приобрели замечательный черный цвет за счет восстановления железа, они стали намного более яркими и тонкими, отдельные камни бирюзы приобрели яркие черные паутинные прожилки вместо размытых бурых пятен. Бирюза зеленеет за счет окисления железа, химический восстановитель восстанавливает часть атомов железа из окислов и ржавчины. Время полной химической реакции после обработки - около 24 часов. Чем тщательнее Вы будете соблюдать описанный технологический процесс, чем чаще будете менять реактив и чем старательнее будете просушивать бирюзу на воздухе после каждой обработки, тем лучше будет результат. Главное - не переусердствовать !!

   ЯНТАРЬ
   Часто бывает мутным из-за мелких пустот, микротрещинок и тончайших трещин напряжения. Путем просветляющего кипячения в сурепном масле янтарь можно облагородить, повысить его прозрачность, удалив воздушные пузырьки и включения жидкости (хотя кому-то нравятся именно включения в янтаре).
   Небольшие кусочки янтаря, нагретые без доступа воздуха под гидравлическим прессом, превращаются в однородную массу; этот материал известен как прессованный янтарь или амброид. Прозрачный, полупрозрачный, просвечивает в тонких сколах. Цвет желтый, красный, коричневый, черный и др. (зависит от наличия красителей). Плотность, твердость, хрупкость и показатель преломления аналогичны природному (но иногда слегка иногда повышается). Несмотря на то, что прессованный янтарь по внешнему виду и физическим свойствам очень похож на природный, его легко отличить по измененной форме включенных пузырьков, общему характеру структуры течения и цветам интерференции (как лоскутное одеяло). В отличие от природного, такой янтарь размягчается под действием эфира: если поверхность прессованного янтаря смочить ваткой с эфиром, она становится липкой (в отличие от природного янтаря).
   Как РАЗЛИЧИТЬ ископаемые и современные смолы. Возраст смол первой группы насчитывает миллионы лет, а смолы второй группы могут быть образованы даже сегодня, получая их из современных деревьев, растущих в разных частях земного шара. Метод раствора поваренной соли (самый надежный из домашних методов). Средняя плотность янтаря составляет 1,08 г/см3, и поэтому он будет плавать в крепком растворе обычной соли с концентрацией 10 чайных ложек поваренной соли на 250 мл воды. Пластмассы имеют и современные смолы имеют более высокую плотность и будут тонуть. Не забудьте затем промыть изделие в воде, чтобы на поверхности не образовалась соляная корка.
   Метод нагревания. Исследования проводят с маленькими образцами, взятыми с обратной стороны или незаметного участка изделия. Затем помещают в закрытую пробирку и нагревают. Резкий синтетический запах укажет на пластмассу, сильный аромат будет соответствовать современным смолам. Настоящий янтарь при нагревании издает малоприятный запах ладана.
   Метод статического электричества. То, что янтарь, если его потереть, становится отрицательно заряженным и притягивает мелкие кусочки бумаги и т. п., не является диагностическим методом, поскольку многие пластмассы обладают такими же свойствами.

   АГАТ

   Месторождения Южной Америки поставляют на рынок агаты, имеющие в естественном виде невыразительную серую окраску; рисунок в них едва различим, а то и вовсе не виден. Лишь окрашивание придает им привлекательный облик, выявляя красоту и необычайность строения.
   Способность к окрашиванию у различных полос агатов неодинакова: она определяется их пористостью, толщиной волокон минералов кремнезема и содержанием воды. Белые полосы, состоящие из плотных агрегатов кварцина или кварца, почти или совсем не впитывают красящее вещество. Специалисты называют их "твердыми", в отличие от хорошо окрашивающихся - "мягких". Тонкости технологии окрашивания агатов хранятся в секрете. Как правило, применяются неорганические красители, так как действие органических красителей слабее и окраска часто оказывается неустойчивой. Перед окрашиванием, вслед за очисткой их нагретыми кислотой или щелочью, агатам придают окончательную форму и шлифуют.

   Красная окраска, превращающая серый невзрачный агат в карнеол или сердолик, достигается оксидом железа. Агат помещают в раствор азотнокислого железа и затем "обжигают" (то есть сильно нагревают). Варьируя технологию этого процесса, удается добиваться различных тонов красного цвета. Желтые слои становятся красными за счет одного лишь прокаливания.

   Желтая окраска получается тоже с помощью оксида железа. Пропитка агатов соляной кислотой с последующим легким нагреванием приводит к появлению лимонно-желтого цвета.

   Черная окраска, имитирующая оникс, получается с помощью углерода. Агаты выдерживают в концентрированном сахарном растворе, а затем обрабатывают нагретой серной кислотой. Это приводит к появлению у агатов глубокого черного цвета. В последнее время для черной окраски применяется также нитрат кобальта.

   Коричневая окраска, имитирующая сардер. Варьируя приемы, используемые для черной окраски агатов, можно добиться получения коричневой окраски.

   Синяя и голубая окраска, достигается применением двухвалентного железа. Агаты сначала помещают в насыщенный раствор желтой кровяной соли (ферроцианида калия), а затем кипятят в железном купоросе.

   Хризопраз. Для получения яблочно-зеленой окраски, имитирующей хризопраз, халцедоны пропитывают раствором солей хрома, а затем подвергают сильному нагреванию до появления зеленой окраски. К такому же эффекту приводит и воздействие нитрата никеля с последующим обжигом. Окраска хризопраза может выцветать от продолжительного воздействия солнечного света, однако она восстанавливается, если поместить камень во влажную среду.

   Применяются и современные физические методы искусственного окрашивания агатов - путем облучения их потоками частиц высоких энергий с помощью атомных реакторов. Именно отсюда возникла современная байка о якобы радиоактивности сердоликов и агатов, так как природные необлученные агаты и сердолики не имеют повышенной радиоактивности (если они не добыты в урановых рудниках).