Minerály

Zirkón

Zirkón



Používa sa ako drahokam viac ako 2000 rokov. Dnes je to primárna ruda zirkónia.


Zirkónový krištáľ: Malý zhluk pekne formovaných kryštálov zirkónu, ktorý jasne dokazuje, že zirkón je súčasťou systému tetragonálnych kryštálov. Štvorstranné kryštály sú prizmatické so štvorcovým prierezom a sú zakončené pyramídou. Najväčší kryštál v zoskupení má dĺžku asi 1,7 cm. Vzor od Mt. Malosa, Malawi.

Čo je liek Zircon?

Zirkón je kremičitanový minerál zirkónia s chemickým zložením ZrSiO4, Je bežný na celom svete ako malá zložka vyvrelých, metamorfovaných a sedimentárnych hornín.

Zirkón je obľúbený drahokam, ktorý sa používa takmer 2000 rokov. Vyskytuje sa v širokej škále farieb a má jas a oheň, ktorý súperi s diamantmi. Bezfarebný zirkón sa niekedy používa ako lacnejšia alternatíva pre diamant. Zirkón by sa nemal zamieňať s kubickým zirkónom, ktorý je človekom vyrobeným materiálom.

Zirkón je prítomný vo väčšine pôd a mäkkých sedimentov. Sedimenty bohaté na zirkón sa ťažia a získaný zirkón sa používa na výrobu zirkóniového kovu a oxidu zirkoničitého. Používajú sa v rôznych výrobkoch a priemyselných procesoch.

Hrubý zirkónový drahokam: Kryštály zirkónu potiahnuté prúdom z aluviálneho ložiska v Austrálii. Hoci hnedý zirkón nie je vysoko obchodovateľný, veľa z neho sa dá zmeniť na bohatú modrú farbu zahrievaním v redukčnej atmosfére na 900 až 1000 stupňov Celzia. Tieto kamene majú veľkosť asi 5 až 10 milimetrov.

Geologický výskyt zirkónu

Zirkón je primárny doplnkový minerál vo väčšine granitických hornín. Vyskytuje sa aj v ruinách a iných horninách odvodených z metamorfózy vyvierajúcich hornín obsahujúcich zirkón. Zirkón je tak bežný a široko distribuovaný po skalách zemského povrchu, takže ho možno považovať za všadeprítomný minerál. Zirkón sa však zvyčajne nevníma v horninách a sedimentoch kvôli jeho veľmi malej veľkosti častíc. Zrná zirkónu s veľkosťou niekoľko milimetrov sú zriedkavé - zvyčajne majú veľkosť menšiu ako jeden milimeter. Je to jeden z najbežnejších, ale najviac prehliadaných minerálov Zeme.

Zirkón je vysoko odolný voči chemickým zmenám a oderu. Keď sú skalné jednotky obsahujúce zirkón zvetrané a ich sedimenty sú erodované, rozptýli sa obrovské množstvá malých kryštálov zirkónu. Tieto môžu pretrvávať v pôde, sedimentoch a sedimentárnych horninách milióny - dokonca miliardy rokov - rokov. Môžu prežiť niekoľko cyklov zdvíhania, zvetrávania, erózie a usadzovania.

Niektoré z najväčších kryštálov zirkónu sa tvoria v pegmatitoch, uhľovodíkových vyvrelých horninách známych ako karbonatity av vápencoch pozmenených hydrotermálnou metamorfózou. Tieto veľké zirkóny sú niekedy veľmi čisté a vhodné na použitie ako drahokamy.

Fazetový zirkón: Prírodné a tepelne spracované zirkóny v rôznych farbách, medzi ktoré patrí biela, šampanská, modrá, zelená, žltá, broskyňová, ružová, koňaková, medová a moka. Tieto kamene majú veľkosť asi 5 milimetrov a celkovú hmotnosť približne 7,47 karátov. Biele, modré, zelené, žlté, broskyňové a ružové farby boli vyrobené tepelným spracovaním.

Fyzikálne vlastnosti zirkónu

Chemická klasifikáciasilikátové
farbaZvyčajne žltá, hnedá alebo červená. Tiež bezfarebné, sivé, modré a zelené.
pruhBezfarebný. Zvyčajne ťažšie ako pruhová doska.
leskSklovitý na adamantín, niekedy mastný.
DiaphaneityPriesvitné až priehľadné
štěpnostnedokonalý
Mohsova tvrdosť7.5
Špecifická závažnosť4,6 až 4,7
Diagnostické vlastnostiTvrdosť, lesk, špecifická hmotnosť
Chemické zloženieZrSiO4
Kryštálový systémčtyřúhelný
použitieRuda zirkóniového kovu, ruda zirkónia dioxidu, bieliace činidlá, biely pigment, drahé kamene, rádiometrické randenie.

Zirkón ako drahokam

Zirkón sa používa ako drahokam viac ako 2000 rokov. Jeho veľmi vysoký rozptyl a index lomu mu dáva lesk a oheň, ktorý konkuruje diamantom. Z tohto dôvodu sa bezfarebný fazetový zirkón používa ako populárna aj podvodná náhrada diamantu.

Gemológovia a mnohí skúsení klenotníci dokážu rýchlo rozlíšiť zirkón od diamantu. Za týmto účelom sa pozerajú do kameňa cez stolovú fasetu a zameriavajú sa na križovatky fasád pavilónu s 10-násobnou lupou. Križovatky fasád pavilónu by sa mali javiť ako dvojité obrazy spôsobené dvojitým lomom zirkónu. Diamant je jednotlivo refrakčný a nebude vykazovať zdvojnásobenie prvkov v kameni. Ten istý test sa môže použiť na odlíšenie zirkónu od kubického zirkónu.

Zirkón je obľúbený klenot, pretože je k dispozícii v rôznych príjemných farbách. Väčšina prírodných zirkónov je žltá, červená alebo hnedá. Zahrievanie a ožarovanie sa môžu použiť na výrobu bezfarebných, modrých, zelených a mnohých ďalších zirkónových farieb. Modrá je najobľúbenejšia zirkónová farba. Približne 80% zirkónov predávaných v súčasnosti je modrých.

Aj keď to nie je tak trvanlivé ako diamant, zirkón má dobrú fyzickú odolnosť ako drahokam. Má tvrdosť 7,5 a nedokonalé štiepenie. Táto kombinácia je vhodná pre väčšinu drahokamov, medzi ktoré patria prstene, náušnice, prívesky, brošne a iné šperky. Niektoré zirkóny, najmä drahokamy, ktoré boli tepelne upravené, môžu byť krehké. Hrany faziet týchto drahokamov sú citlivé na škrabance a štiepky.

Poškodenie zirkónom v opaľovacích a nechtových salónoch

Väčšina modrého zirkónu predávaného v súčasnosti v šperkoch sa vyrába tepelným spracovaním hnedého zirkónu v redukčnej atmosfére na 900 až 1000 stupňov Celzia. Niektorí ľudia poškodili tieto modré zirkóny vystavením ich ultrafialovému žiareniu v soláriách alebo pod ultrafialovými lampami, ktoré sa používajú na liečenie akrylových nechtov na nechty. Modrá farba sa môže rozpadnúť na hnedú len s pár minútami expozície. Farba niektorých z týchto drahokamov bola obnovená vystavením žiarovkám s nízkym príkonom. Aby ste predišli zničeniu pekného drahokamu, odstráňte šperky z solária a nechtov. 1

Výroba koncentrátu zirkónu: Minerálne koncentráty zirkónu sa vyrábajú ťažbou ťažkých minerálnych pieskov z ložísk na pevnine a na mori. Austrália, Južná Afrika, Čína, Indonézia, Mozambik, India, Ukrajina, Srí Lanka, Madagaskar, Brazília, Keňa a niekoľko ďalších krajín vyrábali koncentráty zirkónu v roku 2014. 2

Ťažba nerastných surovín: Fotografia bane Concord s ťažkými a minerálnymi pieskami v južnej centrálnej Virgínii. Slabé usadeniny piesku a bahna z pliocénu tu obsahujú asi 4% hmotnosti ťažkých minerálov. Separačná rastlina sa používa na získanie ilmenitu, leukoxénu, rutilu a zirkónu. 3

Ťažba zirkónu

Zirkón sa ťaží z prúdových štrkov viac ako 2000 rokov. Táto skorá ťažba zirkónu mala hlavne získať pekné kryštály na použitie ako drahé kamene. V súčasnosti sa väčšina zirkónu vyrába ťažbou alebo bagrovaním sedimentov bohatých na zirkón. Tieto sedimenty môžu byť na plážových, pobrežných alebo aluviálnych ložiskách.

Zirkón má špecifickú hmotnosť 4,6 až 4,7, čo je oveľa viac ako typické zrno detitálneho sedimentu v rozmedzí 2,6 až 2,8. Tento rozdiel v špecifickej hmotnosti umožňuje, aby sa zirkónové zrná získavali zo sedimentov mechanickou separáciou. Špecifické metódy gravitačnej separácie umožňujú ziskové získavanie zirkónu a ďalších ťažkých minerálov v rudnom stupni len niekoľko percent. Zirkón je často koproduktom v ťažobných / spracovateľských operáciách, kde sa ťažba ilmenitu a rutilu na titán. V Spojených štátoch sa zirkón ťaží vo Virgínii, Gruzínsku, Severnej Karolíne a na Floride.

Priemyselný zirkón sa ťaží z ložísk aluviálneho pôvodu na pevnine a na mori v mnohých častiach sveta. Austrália, Južná Afrika, Čína, Indonézia, Mozambik, India, Ukrajina, Srí Lanka, Madagaskar, Brazília, Keňa a niekoľko ďalších krajín boli v roku 2014 dôležitými producentmi. Tieto aluviálne ložiská obsahujú hlavne menej ako milimetrové zrná zirkónu pochádzajúce zo zvetrávania žuly skaly.

Zirkón drahokamu sa vyrába z aluviálnych ložísk na Srí Lanke, v Kambodži, Mjanmarsku a vo Vietname už stovky rokov. Najnovšie vklady v drahokamoch sú v Austrálii, Nigérii a na Madagaskare. Vklady vyťažené zirkónom z drahokamu musia obsahovať kryštály s veľkosťou najmenej niekoľko milimetrov s dobrou čistotou. Typicky sú odvodené od zvetrávania uhličitanových hornín a iných typov hornín spojených s hydrotermálnou aktivitou. Niektoré z najlepších kryštálov zirkónového stupňa sa ťažia priamo z dutín v pegmatite.

Najlepší spôsob, ako sa dozvedieť o mineráloch, je študovať so zbierkou malých vzoriek, s ktorými môžete zaobchádzať, skúmať ich a pozorovať ich vlastnosti. Lacné minerálne zbierky sú k dispozícii v obchode Geology.com.

Zirkón, zirkón, zirkón a kubický zirkón

Medzi štyrmi materiálmi: zirkónom, zirkónom, zirkónom a kubickým zirkónom je veľa nejasností. Súhrnné definície týchto pojmov sú uvedené nižšie.

zirkón je prírodne sa vyskytujúci minerál s chemickým zložením ZrSiO4.

zirkón je strieborný biely kov a chemický prvok. Má atómové číslo 40 a atómový symbol Zr.

Zirconia je biely kryštalický oxid zirkónia s chemickým zložením ZrO2, Prirodzene sa vyskytujúca, ale zriedkavá forma ZrO2 je minerálny baddeleyit.

Kubický zirkón je syntetický drahokam, ktorého vzhľad je veľmi podobný diamantu. Predáva sa za malý zlomok ceny diamantu a bol historicky najčastejšie používaným simulátorom diamantov.

Všetky tieto materiály spolu súvisia. Zirkón, zirkón a kubický zirkón sa vyrábajú z priemyselného zirkónu.

Priemyselné použitie zirkónu

Referencie zirkónu
1 Reverzibilná farebná modifikácia modrého zirkónu dlhodobým ultrafialovým žiarením, Nathan D. Renfro, Gems & Gemology, zväzok 52, číslo 3, jeseň 2016.
2 Zirkón a Hafnium, autor: George M. Bedinger, Ročenka minerálov 2014, Geologický prieskum Spojených štátov, august 2016.
3 model depozitu ťažkých nerastných pieskov v pobrežných prostrediach, autor: Bradley S. Van Gosen, David L. Fey, Anjana K. Shah, Philip L. Verplanck a Todd M. Hoefen, Modely minerálnych vkladov na hodnotenie zdrojov, správa o vedeckých vyšetreniach 2010-5070-L, Geologický prieskum Spojených štátov, 2014.
4 Mineville, Eastern Adirondacks - Geofyzikálne a geologické štúdie, Anjana Shah, článok na webovej stránke Programu nerastných zdrojov Geologického prieskumu Spojených štátov, prístupný do novembra 2016.

Zirkónový piesok má nízky koeficient rozťažnosti a pri vysokých teplotách je veľmi stabilný. Používa sa ako žiaruvzdorný materiál v mnohých zlievárenských a odlievacích aplikáciách. Jedným z najbežnejších spôsobov použitia je výroba keramiky.

Oxid zirkoničitý (zirkónia) sa vyrába zahrievaním piesku zirkónu na dostatočne vysokú teplotu, aby došlo k rozpadu molekuly zirkónu. V práškovej forme je oxid zirkoničitý jasne biely, vysoko reflexný a tepelne stabilný. Používa sa ako kaliaci prostriedok, bieliaci prostriedok a pigment v glazúrach a škvrnách používaných na keramike a keramike. Ytriom stabilizovaný zirkónia sa používa na výrobu kubického zirkónia, komponentov z optických vlákien, žiaruvzdorných povlakov, keramiky, umelých chrupov a iných zubných výrobkov.

Zirkón slúži ako primárna ruda zirkóniového kovu. Zirkónium sa používa v rôznych kovových výrobkoch, ktoré vyžadujú odolnosť proti teplu a korózii. Používa sa na výrobu vysokovýkonných zliatin, špeciálnej ocele, žiaroviek, výbušných náterov, výpočtovej techniky a mnohých elektronických komponentov.

Miliardové zirkóny: Tieto zirkónové zrná boli ručne zbierané z kremeňa-albitovej horniny zhromaždenej v okrese Essex v New Yorku. Tento svetelný obraz prenášaný petrografickým mikroskopom odhaľuje praskliny, inklúzie a vekové „zóny“ v zrnách. Jadrá a okraje zirkónového zrna odrážajú magmatické a tektonické udalosti, ku ktorým došlo v regióne približne pred 1-1,15 miliardami rokov. 4

Zirkón a rádioaktívny rozklad

Mnoho kryštálov zirkónu obsahuje stopové množstvo uránu a tória. Tieto rádioaktívne prvky boli začlenené do zirkónu v čase kryštalizácie. Konverziou sa na produkty rozkladu ustálenou rýchlosťou. Pomer materských materiálov k dcérskym produktom sa môže použiť na odhad času kryštalizácie. Pri použití tejto metódy sú najstaršími minerálnymi zrnami na svete kryštály zirkónu nachádzajúce sa v Austrálii. Odhaduje sa, že majú asi 4,4 miliardy rokov.

Keď sa rádioaktívne prvky v kryštáloch zirkónu alebo v okolitých materiáloch rozpadnú, vyžaruje sa žiarenie. Týmto žiarením sa môže zirkónový kryštál poškodiť. Niektoré zirkóny boli vystavením tomuto žiareniu natoľko poškodené, že si už neponechávajú čírosť a optické vlastnosti atraktívneho drahokamového materiálu. Preto nie je zirkón vhodný na použitie ako drahokam.