Geoscience toepassen op de belangrijkste uitdagingen van Australië

Inleiding

zirkoon is een mineraal met zirkoniumsilicaat dat in kleine hoeveelheden in veel gesteenten wordt aangetroffen. Het kan een verscheidenheid aan kleuren en sommige kristallen zijn van edelsteen kwaliteit. Zirkoon wordt soms verward met het metaal zirkonium, het zirkoniumoxide genaamd zirconia, en kubieke zirconia, een synthetische edelsteen met een uiterlijk dat is zeer vergelijkbaar met diamant.

eigenschappen

zirkoon is gewoonlijk roodbruin, maar kan wit, oranje, geel, geelbruin, paarsrood, lichtrood, blauw, groen en soms kleurloos zijn. Het is meestal doorschijnend, maar kan transparant zijn. In fluorescentielicht verschijnen zirkonen geel (zie Google Arts and Culture: Fluorescent Minerals: Rocks that get excited under ultraviolet light). Hun gemiddelde grootte in graniet is 0,1 tot 0,3 mm, maar ze kunnen groter worden in pegmatites en carbonatites. Uit Canada is een kristal beschreven dat 30 cm lang was en 7 kg weegt.

De Eigenschappen van Zirkoon
Chemische symbool	ZrSiO4
Relatieve dichtheid	4.6-4.7 g/cm3
hardheid	7.5 op Mohs-schaal
naam	vernoemd naar het Arabische woord “Zargun” (afgeleid van de Perzische woorden: zar betekent goud en gun betekent kleur).

gebruikt

Zirkoon ‘ s hardheid maakt het nuttig als schuurmiddel en het heeft een hoog smeltpunt (meer dan 2500°C), dus het wordt gebruikt in de staalindustrie, om ovens te lijnen. Zirkoon bevat de metalen zirkonium en hafnium. Zirkonium is extreem hard en bestand tegen corrosie dus wordt gebruikt om buizen voor agressieve chemicaliën, kernreactor bekleding, warmtewisselaars en speciale legeringen te maken. Zirkonium wordt aangetroffen in computerschijven, in lichtgewicht kleding en in veel huishoudelijke producten zoals balpennen en slijtvaste messen. Hafnium wordt gebruikt in nucleaire regelstaven en superlegeringen. Zirkoon producten worden ook gebruikt in motoren, elektronica, ruimtevaartuigen en de keramische industrie.

zirkonen kunnen processen als erosie, transport en metamorfisme overleven, zodat ze een overzicht van geologische processen uit het verleden behouden. Ze zijn een van de belangrijkste mineralen die door geologen worden gebruikt om de leeftijd van rotsen te bepalen. Zirkonen bevatten sporen van uranium en thorium, die radioactief verval na verloop van tijd. Omdat de snelheid van radioactief verval bekend is, kunnen wetenschappers de kleine hoeveelheden van deze elementen in een zirkoon meten om uit te zoeken hoe oud een gastheergesteente is. Zirkonen gewonnen uit rotsen uit Jack Hills in West-Australië zijn tot 4,4 miljard jaar oud.

meer informatie over hoe zirkonen worden gebruikt om de leeftijd van stenen te bepalen.

zirkoon is een populaire edelsteen omdat het verkrijgbaar is in een verscheidenheid van kleuren en kleurloze, facet geslepen zirkonen zijn gebruikt als vervanging voor diamanten. Hyacint is de naam van gem-kwaliteit zirkoon dat is geel-rood tot roodbruin en starlite de naam gegeven aan blauwe, warmtebehandelde zirkoon. Zirkoon wordt soms verward met Kubieke Zirkonia, de synthetische kristallijne vorm van zirkoniumdioxide (ZrO4), die kan worden gesneden en gebruikt als edelsteen.

geschiedenis

zirkoon is een populaire edelsteen die al bijna 2000 jaar wordt gebruikt. Gem-grade zirkoon wordt al honderden jaren geproduceerd uit rivierafzettingen in Sri Lanka, Cambodja, Myanmar en Vietnam. Zirkonen worden genoemd in de Bijbel en een Hindoe legende beschrijft groene zirkoon bladeren gegeven aan een god als een geschenk.in 1789 ontdekte Martin Heinrich Klaproth, een Duitse chemicus, zirkonium tijdens zijn analyse van de samenstelling van zirkonium. Dit metaal werd vervolgens geïsoleerd uit zirkoon door Jöns Jacob Berzelius, een Zweedse chemicus, in 1824.

blauwe zirkoon is te vinden in vele stukken van Engelse estate jewellery geproduceerd in de jaren 1880, omdat het in die tijd in de mode was. Maar in de vroege jaren 1900 werd zirkoon soms frauduleus gebruikt als vervanging voor diamant, zo vaak wordt het juweel gezien als een’ imitatie ‘ edelsteen.het mineraal zand met zirkonen werd voor het eerst ontgonnen in Australië in Byron Bay, New South Wales in 1934. De zandmijnbouw breidde zich vervolgens uit langs de kust tot aan Fraser Island in Queensland. In de jaren zeventig en tachtig werden in West-Australië nog meer mineraalzandafzettingen ontdekt, waarvan nu bekend is dat er in elke Australische staat en het Noordelijk Territorium Mineraalzandafzettingen voorkomen.

vorming

Zirkoon komt zeer vaak voor en is wijd verspreid in de aardkorst. Het wordt gevonden in de meeste stollings-en metamorfe rotsen; het kan echter niet worden opgemerkt vanwege de zeer kleine deeltjesgrootte. Door zijn hardheid en duurzaamheid is het niet gemakkelijk weer, dus wordt ook gevonden in sedimentaire afzettingen en is een gemeenschappelijk bestanddeel van de meeste zand. Zirkoon komt echter zelden voor in mafische rotsen en zeer zelden in ultramafische stollingsgesteenten.

korrels zirkoon zijn meestal slechts enkele millimeters groot, maar sommige van de grootste kristallen worden gevormd in pegmatieten, carbonaatrijke stollingsgesteenten en in kalksteen die zijn veranderd door hete vloeistoffen (hydrothermale metamorfie).

Zirkoonafzettingen kunnen miljoenen jaren in beslag nemen. Wanneer stenen die zirkonen bevatten worden verweerd en geërodeerd, komen kleine korrels zirkoon vrij. Ze kunnen miljoenen jaren in bodems, sedimenten of sedimentaire rotsen blijven zitten en meerdere cycli van verwering, erosie, afzetting en opwaartse beweging overleven. Als alternatief kunnen de korrels worden getransporteerd, samen met andere hardere mineralen, door stromen naar de zee. De zwaardere mineralen worden vervolgens door golven weer op het strand aangespoeld. Deze processen uiteindelijk leiden tot een grote afzetting van zirkoon zand op het strand.

grondstoffen

Australië heeft de grootste grondstoffen van zirkoon ter wereld (ongeveer 35% van het Zirkoon ter wereld). Australië produceert ook meer zirkoon dan enig ander land; alleen al in 2016 werd 560 kt zirkoonconcentraat geëxporteerd uit Australië. Het grootste deel van dit materiaal werd gewonnen uit zware minerale zandafzettingen in Victoria en West-Australië. Deze alluviale afzettingen bevatten voornamelijk sub-millimeterkorrels zirkoon afkomstig van de verwering van rotsen.

minerale zandafzettingen zijn wijdverspreid in Australië; ze komen voor langs de kust van oost-Australië van Centraal Nieuw-Zuid-Wales tot Cape York in Queensland. Grote oude strandafzettingen worden gevonden in Victoria, Zuidwest-Nieuw-Zuid-Wales en Zuid-Australië in het Murray Basin en in het Eucla Basin in Zuid-Australië en West-Australië. Elders in West-Australië worden afzettingen gevonden langs de kustlijn van de zuidelijke punt tot Derby. Ongeveer 10% van de zirkoon hulpbronnen zijn niet in staat om te worden ontgonnen omdat ze zijn gelegen in de buurt van de kust, het land wordt gebruikt voor landbouw, nationale parken, of stedelijke ontwikkeling.

De belangrijkste bron van Australische edelstenen zirkonen is alluviale afzettingen van alkalische basalten in Tasmanië, Nieuw-Zuid-Wales en Queensland. De meest bekende fossicking locatie voor gem-kwaliteit zirkoon is de modder Tank veld in de Strangways, Northern Territory. Daarnaast wordt zirkoon vaak gevonden naast saffieren, dus kan worden gevonden in de Queensland en New South Wales gem velden.

verdere informatie over hulpbronnen en productie.

winning

Zirkoon wordt al meer dan 2000 jaar gewonnen uit stroomgravels. Deze vroege winning van zirkoon was vooral om aantrekkelijke kristallen te verkrijgen voor gebruik als edelstenen. Tegenwoordig wordt zirkoon vooral geproduceerd uit sedimenten van strand-of alluviale afzettingen. Zirkoon is vaak een co-product bij mijnbouw of verwerkingsactiviteiten waar ilmeniet en rutiel worden gedolven voor hun titaniumgehalte.

Zirkoon wordt gewonnen met behulp van droge mijnmethoden indien de afzetting ondiep is of hardere materialen bevat. Graafmachines en schrapers worden gebruikt om het erts uit te graven, dat vervolgens door vrachtwagens of bulldozers naar de oorspronkelijke verwerkingsinstallatie wordt getransporteerd. Het erts wordt vervolgens naar een natte concentratorinstallatie getransporteerd via een overlandtransporteur of via een slurry-pijpleiding.

Bagger (natte) winningsmethoden worden gebruikt als het erts zich onder de grondwaterspiegel of in hoge duingebieden bevindt. Dit proces omvat een bagger drijvend in een kunstmatige vijver. Het schraapt zand dat vervolgens naar een natte concentrator wordt gestuurd die aan de baggermachine is bevestigd voor de eerste verwerkingsfase. De bagger beweegt voortdurend en laat het restafval zand achter. Na de winning van het mineraal zand, mijnbedrijven rehabiliteren het land en vervangen de vegetatie.

enkele van de beste zirkoonkristallen van edelsteenkwaliteit worden direct gewonnen uit Holten in pegmatiet. De zirkonen worden vervolgens gewogen en gesorteerd voordat ze worden verzonden om te worden gesneden of behandeld.

verwerking

door de dichtheid van zirkoon kunnen de korrels worden teruggewonnen uit de andere zandmineralen door mechanische scheiding. In de natte concentratieplant wordt het gewonnen minerale zand of erts gewassen door een reeks spiraalscheiders om de zware mineralen te scheiden van de lichtere kwarts-en kleimaterialen. Vervolgens worden de zware mineralen in een droog bewerkingscircuit in de samenstellende mineralen gescheiden met behulp van magnetische en elektrostatische plaatscheiders onder verschillende temperaturen. De zirkoon wordt gedroogd, gesorteerd en gesorteerd, en soms vermalen in molens voordat het wordt vervoerd.

De meeste zirkonen van natuurlijke edelsteenkwaliteit zijn geel, rood of bruin. Verwarming en bestraling kunnen worden gebruikt om kleurloos, blauw, groen en vele andere zirkoon kleuren te produceren. Blauw is de meest populaire zirkoon edelsteen kleur. Zirkoon dat is gefacetteerd voor gebruik in sieraden, is meestal zonder insluitsels, maar ze kunnen lange parallelle insluitsels bevatten die het cat ‘ s-eye effect creëren wanneer de steen wordt gesneden als een cabochon. Zirkonen worden meestal gesneden met behulp van de briljante stijl, maar er is ook de zirkoon cut, die acht extra facetten rond het onderste deel van het juweel heeft.

meer informatie over edelsteensneden