المعادن

الزركون



يستخدم كأحجار كريمة لأكثر من 2000 عام. اليوم هو خام الزركونيوم الأساسي.


كريستال الزركون: مجموعة صغيرة من بلورات الزركون المشكلة بشكل جيد والتي توضح بوضوح أن الزركون هو عضو في نظام الكريستال رباعي الزوايا. البلورات ذات الجوانب الأربعة موشورية بقطعة عرضية مربعة وتنتهي بالهرم. يبلغ طول البلورة الأكبر في الكتلة حوالي 1.7 سم. عينة من جبل. مالوسا ، مالاوي.

ما هو الزركون؟

الزركون هو معدن سيليكات الزركونيوم مع تركيبة كيميائية من ZrSiO4. إنه شائع في جميع أنحاء العالم باعتباره مكونًا ثانويًا من الصخور البركانية والمتحولة والرسوبية.

الزركون هو الأحجار الكريمة الشعبية التي استخدمت منذ ما يقرب من 2000 سنة. يحدث في مجموعة واسعة من الألوان وله سطوع ونار ينافس الألماس. يستخدم الزركون عديم اللون في بعض الأحيان كبديل منخفض التكلفة للماس. لا ينبغي الخلط بين الزركون والزركونيا المكعبة ، وهي مادة من صنع الإنسان.

الزركون موجود في معظم التربة والرسوبيات clastic. يتم استخراج الرواسب الغنية بالزركون ويستخدم الزركون المستخرج لإنتاج معدن الزركونيوم وثاني أكسيد الزركونيوم. هذه تستخدم في مجموعة واسعة من المنتجات المصنعة والعمليات الصناعية.

جوهرة الزركون الخام: تيار بلورات دائرية من الزركون من رواسب غرينية في أستراليا. على الرغم من أن الزركون البني ليس قابلاً للتسويق بشكل كبير ، إلا أنه يمكن تغيير معظمه إلى لون أزرق غني عن طريق التسخين في جو متناقص إلى ما بين 900 و 1000 درجة مئوية. تتراوح هذه الأحجار من حوالي 5 إلى 10 ملليمترات في الحجم.

حدوث جيولوجي للزركون

الزركون هو معدن أساسي في معظم الصخور الجرانيتية. كما أنه موجود في النيس والصخور الأخرى المستمدة من تحول الصخور النارية البركانية الحاملة للزركون. الزركون شائع للغاية وموزع على نطاق واسع عبر صخور سطح الأرض بحيث يمكن اعتباره معدنًا في كل مكان. ومع ذلك ، لا يلاحظ الزركون عادة في الصخور والرواسب بسبب حجمه الصغير للغاية. نادرًا ما تكون حبيبات الزركون التي يزيد حجمها على بضعة ملليمترات - فهي عادةً أقل من ملليمتر واحد في الحجم. إنها واحدة من أكثر المعادن الأرضية شيوعًا لكن الأكثر إغفالًا.

الزركون مقاوم للغاية للتغيير الكيميائي والتآكل. عندما يتم تجفيف الوحدات الصخرية التي تحتوي على الزركون وتآكل رواسبها ، تتناثر أعداد هائلة من بلورات الزركون الصغيرة. يمكن أن تستمر هذه في التربة ، والرواسب ، والصخور الرسوبية لملايين - حتى مليارات - من السنين. يمكنهم البقاء على قيد الحياة عدة دورات من الصعود والطقس والتآكل والترسب.

تتشكل بعض أكبر بلورات الزركون في البغماتيت ، والصخور البركانية الكربونية المعروفة باسم الكربونات ، وفي الأحجار الجيرية التي يتم تغييرها بواسطة التحول الحراري المائي. هذه الزركون الكبيرة هي في بعض الأحيان عالية الوضوح ومناسبة للاستخدام كأحجار كريمة.

الزركون الأوجه: الزركون الطبيعي والمعالج بالحرارة في مجموعة من الألوان التي تشمل الأبيض ، الشمبانيا ، الأزرق ، الأخضر ، الأصفر ، الخوخ ، الورد ، الكونياك ، العسل ، المخاوي. حجم هذه الحجارة حوالي 5 ملليمترات ويزن حوالي 7.47 قيراط. تم إنتاج ألوان الأبيض والأزرق والأخضر والأصفر والخوخ والورود عن طريق المعالجة الحرارية.

الخصائص الفيزيائية للزركون

التصنيف الكيميائيالسليكات
اللونعادة ما يكون أصفر أو بني أو أحمر. أيضا عديم اللون والرمادي والأزرق والأخضر.
خطعديم اللون. عادة ما يكون أصعب من لوحة الإنتصارات.
بريقزجاجي لالأدمانتين ، وأحيانا الزيتية.
Diaphaneityشفافة إلى شفافة
انقسامغير تام
موس صلابة7.5
جاذبية معينة4.6 إلى 4.7
خصائص التشخيصصلابة ، بريق ، الثقل النوعي
التركيب الكيميائيZrSiO4
نظام الكريستالرباعي الزوايا
الاستخداماتخام من معدن الزركونيوم ، وخام ثاني أكسيد الزركونيوم ، وعوامل التبييض ، والصباغ الأبيض ، والأحجار الكريمة ، والتاريخ الإشعاعي.

الزركون كأحجار كريمة

يستخدم الزركون كأحجار كريمة لأكثر من 2000 عام. يعطيها تشتت عالية ومؤشر الانكسار يعطيه تألق واطلاق النار التي تنافس تلك الماس. لهذا السبب ، تم استخدام الزركون الأوجه عديم اللون كبديل شعبي واحتيالي للماس.

خبراء الأحجار الكريمة والعديد من الجواهريين ذوي المعرفة قادرون على التمييز بين الزركون والماس من خلال فحص سريع. للقيام بذلك ، ينظرون إلى الحجر ، من خلال واجهة الجدول ، ويركزون على الوصلات الجانبية للجناح ، مع العدسة 10x. يجب أن تظهر الوصلات الجانبية للجناح كصور مزدوجة ناتجة عن الانكسار المزدوج للزركون. الماس ينكسر منفردة ولن يظهر مضاعفة الميزات داخل الحجر. يمكن استخدام هذا الاختبار نفسه لتمييز الزركون عن الزركونيا المكعبة.

الزركون جوهرة مشهورة لأنها متوفرة في مجموعة متنوعة من الألوان الجذابة. معظم الزركون الطبيعي أصفر أو أحمر أو بني. يمكن استخدام التدفئة والإشعاع لإنتاج ألوان عديمة اللون ، زرقاء ، خضراء ، والعديد من ألوان الزركون الأخرى. الأزرق هو اللون الزركون الأكثر شعبية. حوالي 80 ٪ من الزركون التي تباع اليوم زرقاء.

على الرغم من أنها ليست متينة مثل الألماس ، إلا أن الزركون يتمتع بمتانة بدنية جيدة مثل الأحجار الكريمة. لديه صلابة من 7.5 وانقسام الكمال. هذا المزيج يجعله مناسبًا لمعظم استخدامات الأحجار الكريمة التي تشمل الخواتم والأقراط والمعلقات ودبابيس وغيرها من المجوهرات. بعض الزركون ، وخاصة الأحجار الكريمة التي تمت معالجتها بالحرارة ، يمكن أن تكون هشة. حواف الوجه من هذه الأحجار الكريمة عرضة للنكات والتقطيع.

تلف الزركون في دباغة وصالونات الأظافر

يتم إنتاج معظم الزركون الأزرق المباع في المجوهرات اليوم عن طريق المعالجة بالحرارة الزركون البني في جو خفض إلى 900 إلى 1000 درجة مئوية. لقد أضر بعض الأشخاص بهذه الزركون الأزرق من خلال تعريضهم للإشعاع فوق البنفسجي في أسرة الدباغة أو تحت مصابيح الأشعة فوق البنفسجية المستخدمة لعلاج مواد لاصقة أظافر الأكريليك. يمكن أن يتحلل اللون الأزرق إلى اللون البني مع دقائق فقط من التعرض. تم استعادة لون بعض هذه الأحجار الكريمة من خلال التعرض للضوء المتوهج منخفضة القوة الكهربائية. لتجنب تدمير جوهرة جميلة ، قم بإزالة المجوهرات في دباغة وصالونات الأظافر. 1

إنتاج الزركون المركز: يتم إنتاج مركزات الزركون المعدنية عن طريق استخراج الرمال المعدنية الثقيلة من الرواسب البرية والبحرية. أستراليا ، جنوب إفريقيا ، الصين ، إندونيسيا ، موزمبيق ، الهند ، أوكرانيا ، سريلانكا ، مدغشقر ، البرازيل ، كينيا والعديد من البلدان الأخرى كانت تنتج مركَّزات الزركون في عام 2014. 2

التعدين الثقيلة المعادن: صورة لمنجم كونكورد للرمال الثقيلة المعدنية في جنوب وسط فرجينيا. تحتوي رواسب الطمي والرمل الطينية المكوّنة بشكل ضعيف في العصر البليوسيني على حوالي 4٪ بالوزن من المعادن الثقيلة. يستخدم فصل النبات لاستعادة الإلمنيت والليوكسين والروتيل والزركون. 3

الزركون التعدين

وقد تم استخراج الزركون من الحصى تيار لأكثر من 2000 سنة. كان هذا التعدين المبكر للزركون أساسًا للحصول على بلورات لطيفة لاستخدامها كأحجار كريمة. اليوم ، يتم إنتاج معظم الزركون عن طريق التعدين أو تجريف الرواسب الغنية بالزركون. يمكن أن تكون هذه الرواسب في الرواسب الشاطئية أو الساحلية أو الغرينية.

الزركون لديه الثقل النوعي من 4.6 إلى 4.7 ، وهو أعلى بكثير من حبة الترسبات النموذجية التي تتراوح بين 2.6 و 2.8. هذا الاختلاف النوعي في الجاذبية يسمح باسترداد حبيبات الزركون من الرواسب عن طريق الفصل الميكانيكي. تتيح طرق فصل الجاذبية المحددة استرداد الزركون والمعادن الثقيلة الأخرى بشكل مربح بدرجة خام قليلة فقط. غالبًا ما يكون الزركون منتجًا مشتركًا في عمليات التعدين / التجهيز حيث يتم استخراج ألمينيت وروتيل للتيتانيوم. في الولايات المتحدة ، يتم استخراج الزركون في فرجينيا وجورجيا ونورث كارولينا وفلوريدا.

يتم استخراج الزركون الصناعي من الرواسب البرية والبحرية ذات الأصل الغريني في أجزاء كثيرة من العالم. كانت أستراليا وجنوب إفريقيا والصين وإندونيسيا وموزمبيق والهند وأوكرانيا وسريلانكا ومدغشقر والبرازيل وكينيا والعديد من البلدان الأخرى من المنتجين المهمين في عام 2014. تحتوي هذه الرواسب الغرينية على حبيبات شبه زلزالية من الزركون مستمدة من التجوية للجرانيت الصخور.

تم إنتاج الزركون ذي الأحجار الكريمة من الرواسب الغرينية في سريلانكا وكمبوديا وميانمار وفيتنام لمئات السنين. توجد رواسب أحدث من الأحجار الكريمة في أستراليا ونيجيريا ومدغشقر. يجب أن تحتوي الرواسب المستخرجة من الزركون ذي الأحجار الكريمة على بلورات لا يقل حجمها عن عدة ملليمترات مع وضوح جيد. وهي مستمدة عادة من التجوية الصخرية للكربونات وأنواع الصخور الأخرى المرتبطة بالنشاط الحراري المائي. يتم استخراج بعض من أفضل بلورات الزركون من الأحجار الكريمة مباشرة من تجاويف في pegmatite.

أفضل طريقة للتعرف على المعادن هي الدراسة مع مجموعة من العينات الصغيرة التي يمكنك التعامل معها وفحصها ومراقبتها. مجموعات المعادن غير مكلفة متوفرة في متجر Geology.com.

الزركون ، الزركونيوم ، الزركونيا ، الزركونيا المكعبة

يوجد الكثير من الالتباس بين أربع مواد: الزركون ، الزركونيوم ، الزركونيا ، والزركونيا المكعبة. ترد أدناه ملخصات لهذه المصطلحات.

الزركون هو معدن يحدث بشكل طبيعي مع التركيب الكيميائي لل ZrSiO4.

الزركونيوم هو معدن أبيض فضي وعنصر كيميائي. لديه عدد ذري ​​40 ورمز ذري من Zr.

زركونيا هو أكسيد بلوري أبيض من الزركونيوم مع تركيبة كيميائية من ZrO2. يحدث بشكل طبيعي ، ولكن نادر ، شكل ZrO2 هو baddeleyite المعدنية.

زركونيا مكعب هو الأحجار الكريمة الاصطناعية مع مظهر مشابه جدا للماس. إنه يبيع لجزء ضئيل من تكلفة الماس وكان تاريخيا أكثر الماسات المستخدمة شيوعا.

كل هذه المواد مرتبطة. يتم إنتاج جميع الزركونيوم والزركونيا والزركونيا المكعبة من الزركون الصناعي.

استخدامات الزركون الصناعية

مراجع الزركون
1 تعديل لون عكسي للزركون الأزرق بواسطة الأشعة فوق البنفسجية الطويلة الموجة ، بقلم ناثان د. رينفرو ، الأحجار الكريمة والأحجار الكريمة ، المجلد 52 ، العدد 3 ، خريف 2016.
2 الزركون والهفنيوم ، بقلم جورج م. بدنجر ، 2014 حولية المعادن ، الولايات المتحدة للمسح الجيولوجي ، أغسطس 2016.
3 نموذج الإيداع للرمال الثقيلة في البيئات الساحلية ، بقلم برادلي إس. فان غوسن ، ديفيد ل. فيي ، أنجانا ك. شاه ، فيليب ل. فيربلانك ، وتود م. هوفن ، نماذج الإيداع المعدني لتقييم الموارد ، تقرير التحقيقات العلمية 2010-5070-L ، هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية ، 2014.
4 Mineville، Adirondacks الشرقية - الدراسات الجيوفيزيائية والجيولوجية ، بقلم أنجانا شاه ، مقالة على موقع برنامج الموارد المعدنية على الإنترنت من الولايات المتحدة للمسح الجيولوجي ، تم الوصول إليها في نوفمبر 2016.

رمل الزركون لديه معامل تمدد منخفض ومستقر للغاية في درجات الحرارة العالية. يتم استخدامه كمادة مقاومة للحرارة في العديد من تطبيقات المسبك والصب. واحد من الاستخدامات الأكثر شيوعا هو في إنتاج السيراميك.

يتم إنتاج ثاني أكسيد الزركونيوم (زركونيا) عن طريق تسخين رمل الزركون إلى درجة حرارة عالية بما يكفي لتحطيم جزيء الزركون. في شكل مسحوق ، يكون ثاني أكسيد الزركونيوم أبيض ساطع ، عاكس للغاية ومستقر حرارياً. يستخدم كعامل مبيض وعامل للتبييض وصباغ في البقع الزجاجية المستخدمة في صناعة الخزف والفخار. يستخدم الزركونيا المستقرة في الإيتريا لتصنيع الزركونيا المكعبة ، ومكونات الألياف البصرية ، والطلاء المقاوم للحرارة ، والسيراميك ، والأطقم الأسنان ومنتجات الأسنان الأخرى.

يخدم الزركون كخام أساسي من معدن الزركونيوم. يستخدم الزركونيوم في مجموعة متنوعة من المنتجات المعدنية التي تتطلب مقاومة للحرارة والتآكل. يتم استخدامه لصنع سبائك عالية الأداء ، والصلب التخصص ، خيوط المصباح ، الاشعال المتفجر ، معدات الكمبيوتر والعديد من المكونات الإلكترونية.

الزركون المليار من العمر: تم اختيار حبات الزركون هذه يدويًا من صخرة الكوارتز البيضاء التي تم جمعها في مقاطعة إسيكس ، نيويورك. يكشف المجهر البتروجرافي المنقول عن صورة ضوئية عن تشققات وضمور و "مناطق" عمرية في جميع أنحاء الحبوب. تعكس النوى والحافات من حبة الزركون الأحداث الصخرية والتكتونية التي وقعت داخل المنطقة منذ حوالي 1-1.15 مليار سنة. 4

الزركون وتسوس المشعة

تحتوي العديد من بلورات الزركون على كميات ضئيلة من اليورانيوم والثوريوم. تم دمج هذه العناصر المشعة في الزركون في وقت التبلور. أنها تتحول إلى منتجات الاضمحلال بمعدل ثابت. يمكن استخدام نسبة المواد الرئيسية إلى منتجات ابنة لتقدير وقت التبلور. باستخدام هذه الطريقة ، أقدم أنواع الحبوب المعدنية في العالم هي بلورات الزركون الموجودة في أستراليا. يقدر عددهم بحوالي 4.4 مليار سنة.

عندما تتحلل العناصر المشعة في بلورات الزركون أو المواد المجاورة ، ينبعث الإشعاع. يمكن أن تتلف كريستال الزركون بسبب هذا الإشعاع. تعرضت بعض الزركون للتلف بسبب التعرض لهذا الإشعاع بحيث لم تعد تحتفظ بالوضوح والخواص البصرية لمادة جوهرية جذابة. هذا هو السبب في أن بعض الزركون ليست مناسبة للاستخدام كجوهرة.

شاهد الفيديو: تركيبات الزركون مع الفينير للحصول على ابتسامه هوليود مع كتور عزالدين (قد 2020).