A geoscience alkalmazása Ausztrália legfontosabb kihívásaira

Bevezetés

a cirkon egy cirkónium-szilikát ásvány, amelyet kis mennyiségben találnak sok kőzetben. Különböző színek lehetnek, és néhány kristály Drágakő minőségű. A cirkont néha összekeverik a fém cirkóniummal, a cirkónium-oxiddal cirkóniumés köbös cirkónium-oxid, egy szintetikus drágakő, amelynek megjelenése nagyon hasonlít a gyémánthoz.

tulajdonságok

a cirkon általában vörösesbarna, de lehet Fehér, narancssárga, sárga, sárgásbarna, lilásvörös, világosvörös, kék, zöld és néha színtelen. Általában áttetsző, de átlátszó lehet. Fluoreszkáló fényben a cirkonok sárgának tűnnek (lásd Google Arts and Culture: Fluorescent Minerals: Rocks that get excited under ultraibolya fény). A gránit átlagos mérete 0,1-0,3 mm, de pegmatitokban és karbonitokban nagyobb lehet. Kanadából egy 30 cm hosszú, 7 kg súlyú kristályt írtak le.

a cirkon tulajdonságai
kémiai szimbólum	zrsio4
relatív sűrűség	4,6-4.7 g/cm3
keménység	7.5 a Mohs skálán
név	az arab ‘Zargun’ szóból származik (a perzsa szavakból származik: zar jelentése arany és fegyver jelentése szín).

használ

a cirkon keménysége csiszolóanyagként hasznos, és magas olvadáspontja van (több mint 2500 cc), ezért az acéliparban használják a kemencék bélelésére. Cirkon tartalmazza a fémek cirkónium és hafnium. A cirkónium rendkívül kemény és ellenáll a korróziónak, ezért kemény vegyi anyagok, atomreaktor burkolatok, hőcserélők és speciális ötvözetek csöveinek készítésére használják. A cirkónium megtalálható a számítógépes lemezmeghajtókban, a könnyű ruházatban és számos hazai termékben, például golyóstollakban és kopásálló késekben. A hafniumot nukleáris vezérlőrudakban és szuperötvözetekben használják. A cirkon termékeket motorokban, elektronikában, űrhajókban és a kerámiaiparban is használják.

a cirkonok képesek túlélni az olyan folyamatokat, mint az erózió, a transzport és a metamorfizmus, így megőrzik a múltbeli geológiai folyamatok nyilvántartását. Ezek az egyik legfontosabb ásványi anyag, amelyet a geológusok használnak a kőzetek korának meghatározására. A cirkonok nyomokban tartalmaznak uránt és tóriumot, amelyek idővel radioaktívan bomlanak le. Mivel a radioaktív bomlás sebessége ismert, a tudósok meg tudják mérni ezen elemek apró mennyiségét egy cirkonban, hogy kiderítsék, hány éves a gazda kőzet. A nyugat-ausztráliai Jack Hills szikláiból kivont cirkonok legfeljebb 4,4 milliárd évesek.

További információ arról, hogyan használják a cirkonokat a sziklák korának meghatározására.

a cirkon népszerű drágakő, mivel különféle színekben kapható, és színtelen, csiszolt cirkonokat használtak a gyémántok helyettesítésére. A jácint a drágakő minőségű cirkon neve, amely sárga-vörös vagy vörösbarna, a starlite pedig a kék, hőkezelt cirkon neve. A cirkont néha összekeverik a köbös cirkónium-dioxiddal, a cirkónium-dioxid (ZrO4) szintetikus kristályos formájával, amelyet drágakőként lehet vágni és használni.

történelem

a cirkon egy népszerű drágakő, amelyet közel 2000 éve használnak. A drágakő minőségű cirkont több száz éve állítják elő Srí Lanka, Kambodzsa, Mianmar és Vietnam folyólelőhelyeiből. A cirkóniumokat a Biblia említi,és egy Hindu legenda szerint a zöld cirkóniumlevelek, amelyeket egy istennek ajándékoztak.

1789-ben, miközben Martin Heinrich Klaproth cirkon összetételét elemezte, egy német kémikus felfedezte a cirkóniumot. Ezt a fémet J. C. C. Jacob Berzelius svéd vegyész izolálta a cirkonból 1824-ben.

a kék cirkon az 1880-as években gyártott angol ingatlan ékszerek sok darabjában megtalálható, mert akkoriban divatos volt. Az 1900-as évek elején azonban a cirkont néha csalárd módon használták a gyémánt helyettesítésére, ezért a drágakövet gyakran drágakőnek tekintik.

a cirkonokat tartalmazó ásványi homokot először Ausztráliában bányászták a Byron-öbölben, Új-Dél-Walesben 1934-ben. A homokbányászat ezután a part mentén északra terjeszkedett Fraser-sziget Ban ben Queensland. További ásványi homoklerakódásokat fedeztek fel Nyugat-Ausztráliában az 1970-es és 1980-as években. az ásványi homoklerakódások ma már minden ausztrál államban és az északi területen léteznek.

képződés

a cirkon nagyon gyakori és széles körben elterjedt a földkéregben. Megtalálható a legtöbb magmás és metamorf kőzetek; előfordulhat azonban, hogy nagyon kis részecskemérete miatt nem veszik észre. Keménysége és tartóssága miatt az időjárás nem könnyű, így az üledékes lerakódásokban is megtalálható, és a legtöbb homok közös alkotóeleme. A cirkon azonban ritkán található meg a mafikus kőzetekben, nagyon ritkán pedig az ultramafikus magmás kőzetekben.

a cirkon szemcséi általában csak néhány milliméter méretűek, de a legnagyobb kristályok pegmatitokban, karbonátban gazdag magmás kőzetekben és mészkőben képződnek, amelyeket forró folyadékok változtattak meg (hidrotermális metamorfizmus).

a cirkon lerakódások kialakulása több millió évig tarthat. Amikor a cirkonokat tartalmazó kőzetek viharvertek és erodáltak, apró cirkonszemcsék szabadulnak fel. A talajban, üledékekben vagy üledékes kőzetekben több millió évig megmaradhatnak, túlélve az időjárás, az erózió, a lerakódás és a felemelkedés több ciklusát. Alternatív megoldásként a szemeket más keményebb ásványi anyagokkal együtt patakok szállíthatják a tengerbe. A nehezebb ásványokat ezután hullámok mossák vissza a partra. Ezek a folyamatok végül nagy mennyiségű cirkon homokot hoznak létre a tengerparton.

források

Ausztrália rendelkezik a világ legnagyobb cirkonkészletével (a világ cirkonjának körülbelül 35% – a). Ausztrália több cirkont is termel, mint bármely más ország; csak 2016-ban 560 kt cirkon koncentrátumot exportáltak Ausztráliából. Ennek az anyagnak a nagy részét Victoria és Nyugat-Ausztrália nehéz ásványi homoklerakódásaiból nyerték ki. Ezek az alluviális lerakódások főleg milliméteres szemcséket tartalmaznak cirkon a kőzetek időjárásából származik.

az ásványi homoklerakódások Ausztráliában széles körben elterjedtek; Kelet-Ausztrália partja mentén fordulnak elő Új-Dél-Wales központjától a Queensland-i Cape Yorkig. Nagy régi strandlelőhelyek találhatók Victoria-ban, Új-Dél-Wales délnyugati részén és Dél-Ausztráliában a Murray-medencében, valamint az Eucla-medencében Dél-Ausztráliában és Nyugat-Ausztráliában. Nyugat-Ausztrália másutt lerakódások találhatók a partvonal mentén a déli csúcstól Derbyig. A cirkonforrások mintegy 10% – át nem lehet bányászni, mert a part közelében helyezkednek el, a földet mezőgazdaságra, Nemzeti parkokra vagy városfejlesztésre használják.

az Ausztrál drágakő minőségű cirkonok fő forrása a Tasmania, Új-Dél-Wales és Queensland lúgos bazaltjaiból származó hordalékos lerakódások. A drágakő minőségű cirkon legismertebb megkövesedési helye az Iszaptartály mező a Strangways-ben, Északi Terület. Ezenkívül a cirkon gyakran megtalálható a zafír mellett, így megtalálható Queensland és Új-Dél-Wales drágakövein.

további erőforrás-és termelési információk.

bányászat

cirkon már bányászott patak kavicsok több mint 2000 éve. Ez a korai cirkonbányászat elsősorban vonzó kristályok előállítására szolgált drágakövekként. Manapság a legtöbb cirkont tengerparti vagy hordalékos lerakódásokból származó bányászati üledékekből állítják elő. A cirkon gyakran társtermék a bányászati vagy feldolgozási műveletekben, ahol az ilmenit és a rutil bányásznak titántartalmuk miatt.

a Cirkont száraz bányászati módszerekkel extrahálják, ha a lerakódás sekély vagy keményebb anyagokat tartalmaz. Kotrógépeket és kaparókat használnak az érc kiásására, amelyet teherautókkal vagy buldózerekkel szállítanak az eredeti feldolgozó üzembe. Az ércet ezután szárazföldön szállítószalaggal vagy hígtrágya-csővezetéken keresztül nedves koncentrátorüzembe szállítják.

kotró (nedves) bányászati módszereket alkalmaznak, ha az érc a vízszint alatt vagy magas dűne területeken van. Ez a folyamat magában foglalja a mesterséges tóban úszó kotrót. Felkaparja a homokot, amelyet azután a kotróhoz rögzített nedves koncentrátorba küld a feldolgozás első szakaszához. A kotró folyamatosan mozog, a zagyok mögött hagyva homokot. Az ásványi homok kitermelése után a bányavállalatok rehabilitálják a földet és helyettesítik a növényzetet.

a legjobb drágakő minőségű cirkonkristályokat közvetlenül a pegmatit üregeiből bányásszák. A cirkonokat ezután lemérik és osztályozzák, mielőtt vágásra vagy kezelésre küldenék őket.

feldolgozás

a cirkon sűrűsége lehetővé teszi, hogy a szemcséket mechanikus elválasztással visszanyerjék a többi homoki ásványból. A nedves koncentrációs üzemben a bányászott ásványi homokot vagy ércet spirálleválasztók sorozatán keresztül mossák, hogy elkülönítsék a nehéz ásványi anyagokat a könnyebb kvarc-és agyaganyagoktól. Ezután a nehéz ásványi anyagokat egy száraz feldolgozó áramkörben mágneses és elektrosztatikus lemezelválasztók segítségével, különböző hőmérsékletek alatt elválasztják a komponens ásványi anyagokra. A cirkont szárítják, osztályozzák és méretezik, és néha őrlik a malmokban, mielőtt szállítják.

a legtöbb természetes drágakő minőségű cirkon sárga, piros vagy barna. Melegítés és besugárzás használható színtelen, kék, zöld és sok más cirkon szín előállítására. A kék a legnépszerűbb cirkon drágakő szín. Az ékszerekben való felhasználásra csiszolt cirkon többnyire zárványok nélkül van, de tartalmazhatnak hosszú párhuzamos zárványokat, amelyek létrehozzák a macska-szem hatást, amikor a követ kabochonként vágják. A cirkonokat általában ragyogó stílusban vágják, de ott van a cirkon vágás is, amelynek nyolc extra oldala van a drágakő alsó része körül.

További információ a drágakő vágásokról