Ультрамарин

Ультрамарин, один из наиболее важных и употребительных минеральных пигментов, встречается как в природе, в Сибири, Тибете, Китае и Чили (измельченный синий лазуревый камень лапис-лазури), так и готовится искусственно. В природе он встречается однако в настолько незначительных количествах, что только искусственный имеет практическое значение. По составу он представляет двойной силикат натрия и алюминия в соединении с сернистым натрием. Ультрамарин, приготовленный разными способами, не представляется однако  тождественным по составу, хотя всякий ультрамарин при действии кислот обесцвечивается, с выделением сероводорода, что указывает на то, что входящий в его состав сернистый или многосернистый натрий является его существенным ингредиентом. Различают 2 типа ультрамарина: содержащих мало и содержащих много кремнекислоты. Первым придают формулу: 4(Na₂Аl₂Si₂O₈ + Na₂S), а вторым: 2(Na₂AI₂Si₃O₁₀ + 2Na₂S). Представляется заслуживающим интереса тот факт, что впервые образование синей краски, по свойствам подобной ультрамаринe, наблюдалось Тессером в содовой печи завода Сен Гобэн во Франции в 1814 г. Это наблюдение было затем подтверждено Гульманом в сульфатной печи и Германом в содовой печи. В 1824 г. фармацевт в Тулузе, Гинэ, открыл способ его искусственной фабрикации, а в 1828 г. Гмелин в работе, представленной им в парижскую академию наук, изложил найденный им способ его производства. С этого времени и началось производство ультрамарина, и сразу понизилась его цена. В 1880 г. цена естественного ультрамарина доходила до 100 руб. за фунт, искусственного же всего до 9 руб. В настоящее время существует не менее 35 заводов, вырабатывающих ультрамарин (главным образом в Германии и Франции), и годовое производство значительно превышает 10 000 тонн.

Кроме синего ультрамарина, известны зеленый, фиолетовый, белый, красный и желтый ультрамарин; практическое значение имеют однако только синий и зеленый. Теоретический интерес представляет темно-желтый серебряный ультрамарин, полученный Гэнманом нагреванием синего ультрамарина с раствором азотно-серебряной соли при 120°С  в запаянной трубке в течение 15 часов. В этом ультрамарине 2/3  серебра с кремнекислотой в виде двойной кремне-серебряной и алюминиевой соли, а 1/3, в виде сернистого серебра. При сплавлении этого серебряного ультрамарина с иодистым калием или иодистым литием образуются вновь голубые калиевый и литиевый ультрамарин; при сплавлении с поваренной солью, хлористым барием, хлористым цинком и хлористым марганцем получаются голубой натровый ультрамарин, желтовато-коричневый бариевый, фиолетовый цинковый и серый марганцовый ультрамарин. Заслуживает внимания тот факт, что были получены и ультрамарины с органическими радикалами вместо металлов: бензин-, амил- и этилультрамарин при нагревании йодистых радикалов с серебряным ультрамарином в запаянной трубке до 180°С. Этиловый ультрамарин представляет серовато-желтый порошок; при нагревании с поваренной солью он вновь превращается в голубой ультрамарин.

Исходными материалами для производства ультрамарина являются каолин, сода или сульфат, уголь, сера и иногда какой-нибудь кремнекислоту содержащий материал, чаще других инфузорная земля (кизельгур). Все эти материалы должны быть по возможности чисты; в особенности вредно присутствие железа. В настоящее время применяются два способа производства ультрамарина: содовый и сульфатный. По первому способу ультрамарин готовится в одну операцию, длящуюся однако иногда до 3 недель. Загрузка, до 2 тонн, помещается в муфелях или тиглях и состоит из тесной смеси измельченных соды, каолина, древесного угля и серы; по загрузке печь замазывается, и в ней оставляется только небольшое отверстие, закрываемое кирпичной пробкой для взятия время от времени проб. Охлаждение готового продукта длится 10—12 дней, и при этом необходимо тщательно заботиться о том, чтобы в печь не проник воздух. Обыкновенно верхний   слой готового сплава ярко синего цвета; нижний — зеленовато-синего. Наиболее подходящая температура 700°С; при избыточном нагревании продукт получается хуже. При сульфатном способе каолин, безводный сульфат, древесный уголь тщательно измельчаются и перемешиваются. Уголь обусловливает восстановление сульфата в сульфид; иногда вместо угля употребляется канифоль. Смесь эта помещается в тигле с плотной крышкой и прокаливается без доступа воздуха при красно-калильном жаре 8 часов. По охлаждении сплавленная пористая масса имеет зеленый цвет и по измельчении и промывке водой представляет продажный зеленый ультрамарин. Для превращения его в синий ультрамарин его подвергают «окраске», которая состоит в том, что его располагают тонким слоем по поду печи и посыпают сверху серным цветом. При нагревании сера частью горит, частью вступает в реакцию с зеленым ультрамарином и образует голубой ультрамарин. Готовый продукт, во всяком случае, тщательно измельчается, промывается водой и подвергается отмучиванию.

Ультрамарин  в больших количествах расходуется в ситцепечатании, обойном производстве, для производства синей типографской краски, окрашивания бумаги, а также и в мыловарении. С последней четверти прошлого столетия он вошел во всеобщее употребление в повседневной жизни для подсинивания белья, а также как подцветка для сахара-рафинада и отбеленных тканей. Исследование ультрамарина сводится к определению его красящей способности, степени измельчения, содержания свободной серы и определению отношения ультрамарина к раствору квасцов. При химическом анализе ультрамарина определяется в нем содержание кремнекислоты, глинозема, всей серы и окиси натрия.

А. Лидов.