Indagine sperimentale su fasi di cobalto e arsenico (eritrite e clinosafflorite) nella produzione del pigmento blu di cobalto.

Abstract

Le decorazioni blu al cobalto delle ceramiche e dei vetri prodotti fra XV e XVI secolo sono state realizzate con due differenti pigmenti (Gratuze et al., 1996): uno privo di arsenico, usato sino al 1520 (Zucchiatti et al., 2006) e uno in cui questo elemento è presente. Soulier et al. (1994) hanno ipotizzato che i minerali utilizzati fossero in entrambi i casi eritrite, smaltite o skutterudite, suggerendo che siano stati attuati trattamenti diversi delle materie prime. Gratuze et al. (1996) ritengono che i minerali impiegati fra XV e XVI secolo provenissero dall'Erzgebirge. Dove, nel XVI secolo, la produzione dei pigmenti al cobalto si basava sulla fabbricazione di zaffera e smalto (Meltzer, 1716) che rappresentò una dirompente innovazione. Gli studi sul comportamento termico della skutterudite (Mikhail et al., 1989; Wilson and Michael, 1989; Molera et al., 2021) hanno dimostrato la difficoltà di rimuovere completamente l'arsenico dal minerale . Tuttavia non bisogna escludere la possibilità di produrre un pigmento privo di arsenico partendo da minerali in cui il rapporto atomico tra arsenico e cobalto è minore di quello della skutterudite. Questo studio ha previsto la riproduzione dei procedimenti di arrostimento descritti da Kunckel (1679), Krieg (1726), Schindler (1881) e Isfahani (1888) con l'eritrite e la clinosafflorite per stabilire se l'arsenico potesse essere rimosso o se l'uso di differenti fondenti potesse favorire la formazione di fasi del cobalto prive di arsenico. Partendo da tre associazioni mineralogiche (2 campioni da Bou Azzer, Marocco e uno da Huercal Overa, Almeria) sono stati effettuati degli arrostimenti sino ai 1020°C. La caratterizzazione delle fasi presenti prima e dopo i processi di cottura tramite XRD, XRF e SEM-EDS ha dimostrato che arrostendo le polveri di clinosafflorite e l'eritrite o la clinosafflorite con borace e/o quarzo sino a 900°C o 1020°C si assiste alla formazione di fasi ricche in cobalto con un basso contenuto di arsenico.

The cobalt blue decorations of ceramics and glasses produced between 15th and 16th centuries carry two different pigments (Gratuze et al., 1996): i) an As-free, used until 1520 (Zucchiatti et al., 2006), and ii) an As-bearing type. The raw minerals for both pigments were erythrite, smaltite or skutterudite (Soulier et al., 1994), suggesting that different treatments on raw materials played a control. Gratuze et al. (1996) located the provenance site of these minerals, used between 15th and 16th centuries, from the Erzgebirge region. Here, in the 16th century, the production of cobalt bearing pigments was based on the manufacturing of saffron and enamel (Meltzer, 1716) that represented a disruptive innovation. Investigations on the thermal behavior of skutterudite (Mikhail et al., 1989; Wilson and Michael, 1989; Molera et al., 2021) demonstrated the difficulty of removing arsenic from the mineral. Overall, the possibility of producing a pigment without arsenic starting from different minerals, in which the atomic ratio between arsenic and cobalt is lower than that of skutterudite, is by far debated. The present study addressed roasting experiments starting from procedures on erythrite and on clinosafflorite described by Kunckel (1679), Krieg (1726), Schindler (1881) and Isfahani (1888). The main goal was establishing whether the arsenic could be removed, or use of different fluxes could help fractionating Co-rich, As-free, phases. Starting from three mineral associations (2 samples from Bou Azzer, Morocco one from Huercal Overa, Almeria), heating experiments up to 1020°C were carried out. Ex ante and ex post characterizations by XRD, XRF and SEM-EDS, demonstrated that roasting of clinosafflorite powders and erythrite or clinosafflorite with borax and/or quartz at 900°C or 1020°C allows the formation of Co-rich phases with a low content of As.