Applicare la geoscienza alle sfide più importanti dell’Australia

Introduzione

Lo zircone è un minerale di silicato di zirconio che si trova in piccole quantità in molte rocce. Può essere una varietà di colori e alcuni cristalli sono di qualità della pietra preziosa. Zircone è talvolta confuso con il metallo zirconio, l’ossido di zirconio chiamato zirconia, e cubic zirconia, una pietra preziosa sintetica con un aspetto che è molto simile al diamante.

Proprietà

Lo zircone è solitamente marrone rossastro, ma può essere bianco, arancione, giallo, marrone giallastro, rosso violaceo, rosso chiaro, blu, verde e talvolta incolore. Di solito è traslucido ma può essere trasparente. Nella luce fluorescente gli zirconi appaiono gialli (vedi Google Arts and Culture: Fluorescent Minerals: Rocks that get excited under ultraviolet light). La loro dimensione media in granito è da 0,1 a 0,3 mm, ma possono crescere più grandi in pegmatiti e carbonatiti. Un cristallo è stato descritto dal Canada che era lungo 30 cm e del peso di 7 kg.

La Proprietà di Zircone
simbolo Chimico	ZrSiO4
densità Relativa	4.6-4.7 g/cm3
Durezza	7.5 su scala Mohs
Nome	Prende il nome dalla parola araba ‘Zargun’, (derivato dalle parole persiane: zar che significa oro e pistola che significa colore).

Utilizza

La durezza dello zircone lo rende utile come abrasivo e ha un alto punto di fusione (oltre 2500°C), quindi viene utilizzato nell’industria siderurgica, per allineare i forni. Zircone contiene i metalli zirconio e afnio. Lo zirconio è estremamente duro e resistente alla corrosione, quindi viene utilizzato per realizzare tubi per prodotti chimici aggressivi, rivestimenti di reattori nucleari, scambiatori di calore e leghe speciali. Lo zirconio si trova nelle unità disco dei computer, negli indumenti leggeri e in molti prodotti domestici come penne a sfera e coltelli resistenti all’usura. L’afnio è utilizzato nelle barre di controllo nucleari e nelle superleghe. I prodotti zircon sono utilizzati anche nei motori, nell’elettronica, nei veicoli spaziali e nell’industria della ceramica.

Gli zirconi possono sopravvivere a processi come l’erosione, il trasporto e il metamorfismo, quindi conservano una registrazione dei processi geologici passati. Sono uno dei minerali chiave utilizzati dai geologi per determinare l’età delle rocce. Zirconi contengono tracce di uranio e torio, che decadono radioattivamente nel tempo. Poiché il tasso di decadimento radioattivo è noto, gli scienziati possono misurare le piccole quantità di questi elementi in uno zircone per capire quanti anni ha una roccia ospite. Zirconi estratti da rocce da Jack Hills in Australia occidentale sono fino a 4,4 miliardi di anni.

Ulteriori informazioni su come zirconi sono utilizzati per elaborare l’età delle rocce.

Zircone è una pietra preziosa popolare perché è disponibile in una varietà di colori e incolore, zirconi sfaccettati sono stati utilizzati come sostituto per i diamanti. Giacinto è il nome di zircone gemma qualità che è giallo-rosso al marrone rosso e starlite il nome dato al blu, zircone trattato termicamente. Zircone è talvolta confuso con cubic zirconia, la forma cristallina sintetica di biossido di zirconio (ZrO4), che può essere tagliato e utilizzato come una pietra preziosa.

Storia

Zircone è una pietra preziosa popolare che è stato utilizzato per quasi 2000 anni. Lo zircone di qualità gemma è stato prodotto da depositi fluviali in Sri Lanka, Cambogia, Myanmar e Vietnam per centinaia di anni. Zirconi sono menzionati nella Bibbia e una leggenda indù descrive zircone verde lascia dato a un dio come un dono.

Nel 1789, mentre analizzava la composizione dello zircone Martin Heinrich Klaproth, un chimico tedesco scoprì lo zirconio. Questo metallo fu poi isolato dallo zircone da Jöns Jacob Berzelius, un chimico svedese, nel 1824.

Lo zircone blu si trova in molti pezzi di gioielli immobiliari inglesi prodotti negli 1880, perché era di moda all’epoca. Tuttavia, durante i primi anni del 1900 zircone è stato talvolta utilizzato fraudolentemente come un sostituto per il diamante così spesso la gemma è pensato come una gemma’ imitazione’.

Le sabbie minerali che includevano zirconi furono estratte per la prima volta in Australia a Byron Bay, nel Nuovo Galles del Sud nel 1934. L’industria mineraria della sabbia si espanse lungo la costa fino a Fraser Island nel Queensland. Ulteriori depositi di sabbie minerali sono stati scoperti in Australia occidentale nel 1970 e 1980. Depositi di sabbia minerale sono ora noti per esistere in ogni stato australiano e il Territorio del Nord.

Formazione

Lo zircone è molto comune e ampiamente distribuito nella crosta terrestre. Si trova nella maggior parte delle rocce ignee e metamorfiche; tuttavia, potrebbe non essere notato a causa della sua dimensione delle particelle molto piccola. A causa della sua durezza e durata non resiste facilmente, quindi si trova anche nei depositi sedimentari ed è un costituente comune della maggior parte delle sabbie. Tuttavia, lo zircone si trova raramente nelle rocce mafiche e molto raramente nelle rocce ignee ultramafiche.

Grani di zircone sono di solito solo pochi millimetri di dimensione, ma alcuni dei più grandi cristalli di si formano in pegmatiti, rocce ignee ricche di carbonato, e in calcari che sono stati alterati da fluidi caldi (metamorfismo idrotermale).

I depositi di zircone possono richiedere milioni di anni per formarsi. Quando rocce contenenti zirconi sono alterati ed erosi, minuscoli grani di zircone vengono rilasciati. Possono rimanere in suoli, sedimenti o rocce sedimentarie per milioni di anni sopravvivendo a più cicli di agenti atmosferici, erosione, deposizione e sollevamento. In alternativa i grani possono essere trasportati, insieme ad altri minerali più duri, dai torrenti al mare. I minerali più pesanti vengono poi lavati sulla spiaggia dalle onde. Questi processi alla fine creano un grande deposito di sabbie zircone sulla spiaggia.

Risorse

L’Australia ha le maggiori risorse mondiali di zircone (circa il 35% dello zircone mondiale). L’Australia produce anche più zircone di qualsiasi altro paese; nel solo 2016, 560 kt di concentrato di zircone sono stati esportati dall’Australia. La maggior parte di questo materiale è stato estratto da depositi di sabbia minerale pesante in Victoria e in Australia occidentale. Questi depositi alluvionali contengono principalmente grani submillimetrici di zircone derivati dagli agenti atmosferici delle rocce.

I depositi di sabbia minerale sono diffusi in Australia; si verificano lungo la costa dell’Australia orientale dal Nuovo Galles del Sud centrale a Cape York nel Queensland. Grandi depositi di vecchie spiagge si trovano a Victoria, nel Nuovo Galles del Sud sud-occidentale e nell’Australia meridionale nel bacino di Murray e nel bacino di Eucla nell’Australia meridionale e nell’Australia occidentale. Altrove in Australia occidentale, depositi si trovano lungo la linea di costa dalla punta meridionale fino a Derby. Circa il 10% delle risorse zircone non sono in grado di essere estratto perché si trovano vicino alla costa, il terreno è utilizzato per l’agricoltura, parchi nazionali, o lo sviluppo urbano.

La principale fonte di zirconi australiani di qualità gemma è depositi alluvionali da basalti alcalini in Tasmania, New South Wales e Queensland. La posizione fossicking più noto per zircone gemma di qualità è il campo serbatoio di fango nel Strangways, Territorio del Nord. Inoltre, zircone si trova spesso accanto zaffiri, così può essere trovato nei campi Queensland e New South Wales gem.

Ulteriori informazioni sulle risorse e sulla produzione.

Mining

Zircone è stato estratto da ghiaie di flusso per oltre 2000 anni. Questa estrazione precoce di zircone è stato principalmente quello di ottenere cristalli attraenti per l’uso come pietre preziose. Oggi, la maggior parte zircone è prodotto da sedimenti minerari da spiaggia o depositi alluvionali. Lo zircone è spesso un co-prodotto nelle operazioni minerarie o di lavorazione in cui ilmenite e rutilo vengono estratti per il loro contenuto di titanio.

Lo zircone viene estratto con metodi di estrazione a secco se il deposito è poco profondo o contiene materiali più duri. Escavatori e raschiatori vengono utilizzati per scavare il minerale, che viene poi trasportato da camion o bulldozer all’impianto di lavorazione iniziale. Il minerale viene quindi convogliato in un impianto di concentratore umido tramite trasportatore terrestre o tramite una tubazione di liquami.

I metodi di estrazione del dragaggio (bagnato) vengono utilizzati se il minerale si trova al di sotto della falda freatica o in aree di dune alte. Questo processo comporta una draga che galleggia in uno stagno artificiale. Raschia la sabbia che viene poi inviata ad un concentratore bagnato attaccato alla draga per la prima fase di lavorazione. La draga si muove continuamente lasciando dietro la sabbia di sterili. Dopo aver estratto le sabbie minerali, le compagnie minerarie riabilitano la terra e sostituiscono la vegetazione.

Alcuni dei migliori cristalli di zircone gem-grade sono estratti direttamente dalle cavità in pegmatite. Gli zirconi vengono poi pesati e classificati prima di essere inviati per essere tagliati o trattati.

Lavorazione

La densità dello zircone consente di recuperare i grani dagli altri minerali di sabbia mediante separazione meccanica. Nell’impianto a concentrazione umida, la sabbia minerale estratta o il minerale viene lavato attraverso una serie di separatori a spirale per separare i minerali pesanti dal quarzo più leggero e dai materiali argillosi. Quindi i minerali pesanti vengono separati nei minerali componenti in un circuito di lavorazione a secco utilizzando separatori di piastre magnetiche ed elettrostatiche a varie temperature. Lo zircone viene essiccato, classificato e dimensionato e talvolta macinato in mulini prima di essere trasportato.

La maggior parte degli zirconi naturali di qualità gemma sono gialli, rossi o marroni. Riscaldamento e irradiazione può essere utilizzato per produrre incolore, blu, verde, e molti altri colori zircone. Il blu è il colore più popolare della gemma dello zircone. Zircone che è sfaccettato per l’uso in gioielleria, è per lo più senza inclusioni, ma possono contenere lunghe inclusioni parallele che creano l’effetto occhio di gatto quando la pietra viene tagliata come un cabochon. Zirconi sono in genere tagliati con lo stile brillante, ma c’è anche il taglio zircone, che ha otto sfaccettature extra intorno alla parte inferiore della gemma.

Ulteriori informazioni sui tagli di pietre preziose