При совместном прокаливании закиси кобальта и окиси цинка (или солей этих металлов и летучих кислот) протекают сложные процессы. Закись кобальта и окись цинка кристаллизуются в различных кристаллических системах: СоО — в кубической, a ZnO — в гексагональной; поэтому они могут образовывать твердые растворы лишь в особых условиях.
Закись кобальта при нагревании претерпевает ряд сложных превращений. Изучение процесса разложения азотнокислого кобальта показало, что при 365—372° Co(N03b переходит в окись кобальта Со203. При 705° окись кобальта переходит в закись — окись С03О4, а последняя, в свою очередь, при 869—1008° полностью диссоциирует с образованием закиси кобальта СоО [18].
Процессы, протекающие при совместном прокаливании закиси кобальта и окиси цинка, можно представить следующим образом. При нагревании этой смеси до 800° почти весь кобальт переходит в окись, а затем реагирует с окисью цинка, образуя черный продукт состава ZnO • Со203 или ZnCo204 с кубической решеткой типа шпинели. Смесь из 60% СоО и 40% ZnO после прокаливания почти вся состоит из соединения ZnCo204- При меньшем содержании кобальта образуются темно-зеленые продукты, являющиеся смесью ZnCo204 с окисью цинка.
При нагревании до 900—1000° соединение ZnCo204 диссоциирует на СоО и ZnO. При этом, в зависимости от соотношения количеств СоО и ZnO, получаются соединения различного типа. При содержании СоО до 30% образуется твердый раствор СоО в ZnO малахитово-зеленого цвета, кристаллизующийся в гексагональной системе, характерной для ZnO. При содержании СоО более 70% получается розовый твердый раствор ZnO в СоО, кристаллизующийся в кубической системе, характерной для СоО. При содержании СоО между 30 и 70% получается смесь продуктов, кристаллизующихся в различных системах.
В качестве зеленого пигмента можно применять лишь твердые растворы закиси кобальта в окиси цинка, кристаллизующиеся в гексагональной системе, так как только эти продукты обладают насыщенным зеленым цветом. Содержание закиси кобальта в соединениях, применяемых в качестве пигментов, значительно ниже 30% и обычно не превышает 12—15%.
Иногда при изготовлении зеленого кобальта в шихту вводят для улучшения цвета пигмента значительные количества фосфорнокислого кобальта. Так, например, во второй половине прошлого столетия изготовляли пигмент состава 72% ZnO, 19% СоО и 9% P2Os. Однако этот способ получения зеленого кобальта рекомендовать нельзя, так как добавка фосфорнокислого кобальта сильно удорожает пигмент, не улучшая существенно его цвета. Добавку же алюминиевых солей следует считать желательной, особенно для изготовления пигментов светлых тонов, приобретающих при этом приятный синеватый оттенок вследствие образования некоторого количества синего кобальта [19].