Современное производство изумрудов

В коммерческом производстве изумрудов ведущая роль принадлежит двум поставщикам: Чэтему и Жильсону. Кэрролл Ф. Чатем из Сан-Франциско начал проводить эксперименты по выращиванию изумруда, еще когда учился в колледже. С 1939 по 1946 г. он посвящал этому занятию половину своего рабочего времени, пока полностью не переключился на выращивание изумрудов. Чэтем никогда не патентовал свой метод, но маловероятно, чтобы он существенно отличался от метода, применяемого «Фарбениндустри». По-видимому, он редко использовал затравочные кристаллы, тем не менее некоторые из выращенных Чэтемом изумрудов имели очень большие размеры: один кристалл весом в 203 г (1014 карат) был подарен Смитсоновскому институту в Вашингтоне, а другой весом 255 г (1275 карат)— Гарвардскому университету. Цикл выращивания, так же как и по Методу «Фарбениндустри», длится до года, однако его длительность Может быть существенно уменьшена, если растить кристаллы не в неподвижном тигле или растворе, а при перемешивании жидкости.

Чэтем предпочитал использовать при описании своих изумрудов термин «культурный» вместо «синтетический», однако федеральная торговая комиссия США отклонила его. С I9fi3 г. его изумруды продавались под названием «изумруд, созданный Чэтемом». Узаконенная терминология дала синтетическим изумрудам широкую известность и помогла наладить торговлю ими. Работа Чэтема отмечена Американской ассоциацией по росту кристаллов, которая в J975 г. присудила ему специальную премию Станфордского университета в знак признания пионерского характера его исследований. Поскольку детали метода «Фарбениндустри» не были опубликованы, единственным руководством для Чэтема на ранних этапах исследований были статьи Отфеля и Перре. Можно также вспомнить, что он начал свои работы в тот момент, когда метод получения кристаллов из раствора в расплаве почти нигде в мире еще не использовался, и поэтому Чэтем, вероятно, первый человек, который применил его для промышленного

производства кристаллов. С тех пор прошло много лет, сейчас синтетические изумруды получили широкую известность, их используют даже наиболее консервативные ювелиры.

Другой главный поставщик синтетических изумрудов—Пьер Жиль-сон, фирма которого прежде находилась в Кампань-ле-Вардек, Кале, во Франции, а ныне в Сен-Сюльпис в Швейцарии. Жильсон возглавил семейную фирму по производству кирпича в 1935 г. после завершения воинской службы и получения звания инженера в Католическом институте искусства и ремесел в Лилле. Проявляя с самого начала интерес к науке, он в 193fi г. создал едва ли не единственную во всей Франции научную лабораторию в небольшой фирме. Лаборатория внедрила ряд новшеств, которые привели к качественно новому этапу развития керамической промышленности. В 1950 г. Жильсон посетил США, где на него произвели неизгладимое впечатление достижения Чэтема, работы которого, выполненные без посторонней помощи, позволили ему завоевать мировой рынок синтетических изумрудов.

Жильсон пытался раскрыть секрет синтеза изумруда, но потратил четырнадцать лет на разработку промышленной технологии. Как пишет Жильсон, при постановке научных исследований он основывался не на ранних работах по синтезу изумрудов Эбельмана, а также Отфеля и Перре, а приступил к поиску нового растворителя, который дал бы возможность воспроизвести лучшие результаты, достигнутые природой. Химический анализ включений в природных изумрудах открыл большое число возможных компонентов растворителя, который природа использует для выращивания изумруда: бор, висмут, свинец, литий, никель, натрий, калий, молибден, вольфрам, ванадий, хром, фтор, кислород и, конечно, вода. Для того чтобы оценить возможные составляющие «геологического супа», в первую очередь необходимо установить растворимость изумруда, так как кристаллы высокого качества невозможно вырастить из чрезвычайно разбавленных растворов, если принимать во внимание очень низкие скорости роста. В основу последующих опытов была положена новая идея, заключающаяся в определении характера воздействия растворителя на кристалл. Экспериментальным путем велись поиски такого растворителя, который растворяет кристалл равномерно, слой за слоем.

Это позволило исключить ряд мало подходящих материалов. Окончательный состав растворителя был установлен в 1964 г. и, конечно, представляет собой тщательно охраняемый секрет. Однако ясно, что здесь нет полной аналогии с природой, поскольку естественные изумруды содержат включения, указывающие на их рост из существенно водных растворов при высоких давлениях, а изумруды Жильсона выращиваются при нормальном атмосферном давлении из безводного соляного расплава. Используемые Жильсоном тигли для выращивания изумрудов разделены на две секции; в одной из них растут кристаллы, а другая содержит расплавленный солевой растворитель, который компенсирует потери от испарения в течение длительного периода роста кристалла. Говорят, что исходным материалом являются низкокачественные мадагаскарские и бразильские изумруды, так что этот процесс представляет собой рекристаллизацию, а не химическую реакцию, как процесс, применяющийся «Фарбенинду-стри». Затравочные кристаллы размером 4смх1 мм укрепляются в рамке ит благородного металла, и процесс роста идет со скоростью 1 мм в месяц в течение девяти месяцев. В готовых кристаллах можно видеть проволоку, на которой подвешивалась затравка. Она должна быть удалена до огранки камня. Каждый кристалл весит около 200 карат, а общий вес кристаллов за опыт составляет 500-г 1000 карат.

Полученные таким путем изумруды продаются по цене, соста. ющей примерно '/ш от стоимости природных: 120—260 долларов за карат ограненного камня. В Колумбию, где добывают самые прекрасные в мире изумруды, ввоз синтетических кристаллов запрещен, так как существует серьезное опасение, что рукотворные изумруды могут быть спутаны с природными камнями. Поскольку различать искусственные и наиболее совершенные естественные изумруды действительно трудно, это могло бы вызвать падение цен на природные камни.

Хотя методы Жильсона, так же как и Чэтема, в деталях неизвестны, тщательное изучение различных искусственных изумрудов |5] подтверждает, что продукты синтеза Жильсона, Чэтема, Церфасса, а также «игмеральд» получены при выращивании с использованием плавня.   Наиболее веское доказательство этого — отсутствие во всех кристаллах водных включений, тогда как все искусственные гидротермальные изумруды, так же как и природные камни гидротермального происхождения, содержат около 1% воды в таких включениях. В камнях Чэтема обнаружена примесь лития, из чего можно было бы заключить, что для их выращивания используется молибдатовый плавень, тем не менее анализы указывают присутствие только следов молибдена.