Minerali

Zircone



Utilizzato come pietra preziosa per oltre 2000 anni. Oggi è il minerale primario di zirconio.


Cristallo di zircone: Un piccolo gruppo di cristalli di zircone ben formati che dimostrano chiaramente che lo zircone è un membro del sistema di cristalli tetragonali. I cristalli a quattro lati sono prismatici a sezione quadrata e terminano con una piramide. Il cristallo più grande del cluster è lungo circa 1,7 centimetri. Esemplare dal Monte Malosa, Malawi.

Che cos'è lo zircone?

Lo zircone è un minerale di silicato di zirconio con una composizione chimica di ZrSiO4. È comune in tutto il mondo come componente minore di rocce ignee, metamorfiche e sedimentarie.

Lo zircone è una pietra preziosa popolare che è stata utilizzata per quasi 2000 anni. Si presenta in una vasta gamma di colori e ha una luminosità e un fuoco che rivaleggia con quelli del diamante. Lo zircone incolore è talvolta usato come alternativa a basso costo per il diamante. Lo zircone non deve essere confuso con la zirconia cubica, che è un materiale artificiale.

Lo zircone è presente nella maggior parte dei suoli e dei sedimenti clastici. I sedimenti ricchi di zircone vengono estratti e lo zircone recuperato viene utilizzato per produrre metallo di zirconio e biossido di zirconio. Questi sono utilizzati in un'ampia varietà di prodotti e processi industriali.

Gemma di zircone grezza: Cristalli di zircone arrotondati al flusso da un deposito alluvionale in Australia. Sebbene lo zircone marrone non sia altamente commerciabile, gran parte di esso può essere modificato in un ricco colore blu riscaldando in un'atmosfera riducente tra i 900 e i 1000 gradi Celsius. Queste pietre variano da circa 5 a 10 millimetri di dimensione.

Evento geologico di zircone

Lo zircone è un minerale accessorio primario nella maggior parte delle rocce granitiche. È anche presente nello gneiss e in altre rocce derivate dal metamorfismo delle rocce ignee portatrici di zirconi. Lo zircone è così comune e ampiamente distribuito tra le rocce della superficie terrestre che potrebbe essere considerato un minerale onnipresente. Tuttavia, lo zircone di solito non viene notato nelle rocce e nei sedimenti a causa della sua dimensione molto piccola delle particelle. I grani di zircone di qualche millimetro sono rari - di solito hanno una dimensione inferiore a un millimetro. È uno dei minerali più comuni ma più trascurati della Terra.

Lo zircone è altamente resistente all'alterazione chimica e all'abrasione. Quando le unità rocciose contenenti zircone sono stagionate e i loro sedimenti vengono erosi, si disperdono enormi quantità di minuscoli cristalli di zircone. Questi possono persistere nei suoli, nei sedimenti e nelle rocce sedimentarie per milioni - persino miliardi - di anni. Possono sopravvivere a diversi cicli di sollevamento, erosione, erosione e deposizione.

Alcuni dei più grandi cristalli di zircone si formano in pegmatiti, carbonate rocce ignee conosciute come carbonatiti e in calcari alterati dal metamorfismo idrotermale. Questi grandi zirconi sono talvolta di elevata chiarezza e adatti per l'uso come pietre preziose.

Zircone sfaccettato: Zirconi naturali e trattati termicamente in una gamma di colori che includono bianco, champagne, blu, verde, giallo, pesca, rosa, cognac, miele e moka. Queste pietre hanno una dimensione di circa 5 millimetri e pesano circa 7,47 carati in totale. I colori bianco, blu, verde, giallo, pesca e rosa sono stati prodotti mediante trattamento termico.

Proprietà fisiche dello zircone

Classificazione chimicaSilicato
ColoreDi solito giallo, marrone o rosso. Anche incolore, grigio, blu e verde.
strisciaIncolore. Di solito più duro del piatto a strisce.
LustroVitreous adamantine, a volte oleoso.
diaphaneityTraslucido in trasparente
sfaldamentoimperfetto
Durezza Mohs7.5
Peso specificoDa 4.6 a 4.7
Proprietà diagnosticheDurezza, lucentezza, gravità specifica
Composizione chimicaZrSiO4
Sistema di cristallotetragonale
usiMinerale di zirconio metallico, minerale di biossido di zirconio, agenti sbiancanti, pigmento bianco, pietre preziose, datazione radiometrica.

Zircone come pietra preziosa

Lo zircone è stato usato come pietra preziosa per oltre 2000 anni. La sua altissima dispersione e indice di rifrazione gli conferiscono una brillantezza e un fuoco che competono con quelli del diamante. Per questo motivo, lo zircone sfaccettato incolore è stato usato come sostituto popolare e fraudolento del diamante.

I gemmologi e molti gioiellieri esperti sono in grado di distinguere lo zircone dal diamante con un rapido esame. Per fare ciò, guardano nella pietra, attraverso la sfaccettatura del tavolo, e si concentrano sulle giunzioni delle sfaccettature del padiglione, con una lente di ingrandimento 10x. Le giunzioni delle sfaccettature del padiglione dovrebbero apparire come doppie immagini causate dalla doppia rifrazione dello zircone. Il diamante è singolarmente rifrattivo e non mostrerà il raddoppio delle caratteristiche all'interno della pietra. Lo stesso test può essere utilizzato per distinguere lo zircone dalla zirconia cubica.

Lo zircone è una gemma popolare perché è disponibile in una varietà di colori piacevoli. La maggior parte degli zirconi naturali sono gialli, rossi o marroni. Il riscaldamento e l'irradiazione possono essere utilizzati per produrre colori incolori, blu, verdi e molti altri zirconi. Il blu è il colore zircone più popolare. Circa l'80% degli zirconi venduti oggi sono blu.

Sebbene non sia resistente come il diamante, lo zircone ha una buona resistenza fisica come una gemma. Ha una durezza di 7,5 e scissione imperfetta. Questa combinazione lo rende adatto per la maggior parte degli usi di pietre preziose che includono anelli, orecchini, pendenti, spille e altri gioielli. Alcuni zirconi, in particolare le gemme che sono state trattate termicamente, possono essere fragili. I bordi delle sfaccettature di queste gemme sono sensibili alle scheggiature e alle scheggiature.

Danni allo zircone nei centri di abbronzatura e manicure

La maggior parte dello zircone blu oggi venduto in gioielleria è prodotto trattando a caldo lo zircone marrone in un'atmosfera riducente a 900-1000 gradi Celsius. Alcune persone hanno danneggiato questi zirconi blu esponendoli alle radiazioni ultraviolette in lettini abbronzanti o sotto lampade a raggi ultravioletti usati per curare adesivi per unghie acriliche. Il colore blu può degradare al marrone con pochi minuti di esposizione. Il colore di alcune di queste gemme è stato ripristinato dall'esposizione alla luce a incandescenza a bassa potenza. Per evitare di rovinare una bella gemma, rimuovere i gioielli in abbronzatura e saloni di bellezza. 1

Zircon Concentrate Production: I concentrati minerali di zircone vengono prodotti estraendo sabbie minerali pesanti da depositi terrestri e marini. Australia, Sudafrica, Cina, Indonesia, Mozambico, India, Ucraina, Sri Lanka, Madagascar, Brasile, Kenya e molti altri paesi hanno prodotto concentrati di zircone nel 2014. 2

Estrazione mineraria pesante: Foto della miniera di sabbie minerali pesanti Concord nella Virginia centro-meridionale. I depositi di sabbia e limo di età pliocenica debolmente consolati qui contengono circa il 4% in peso di minerali pesanti. Un impianto di separazione viene utilizzato per recuperare ilmenite, leucoxene, rutilo e zircone. 3

Zircon Mining

Lo zircone è stato estratto dalle ghiaie del torrente per oltre 2000 anni. Questa prima estrazione di zirconi era principalmente per ottenere dei bei cristalli da usare come pietre preziose. Oggi, la maggior parte degli zirconi viene prodotta estraendo o dragando sedimenti ricchi di zirconi. Questi sedimenti possono trovarsi in depositi sulla spiaggia, sul litorale o alluvionali.

Lo zircone ha un peso specifico compreso tra 4,6 e 4,7, che è molto più elevato rispetto al tipico grano del sedimento dannoso compreso tra 2,6 e 2,8. Questa differenza di gravità specifica consente ai granuli di zircon di essere recuperati dai sedimenti mediante separazione meccanica. Metodi specifici di separazione per gravità consentono di recuperare proficuamente zircone e altri minerali pesanti con un grado di minerale di appena qualche percento. Lo zircone è spesso un coprodotto nelle operazioni di estrazione / lavorazione in cui ilmenite e rutilo vengono estratti per il titanio. Negli Stati Uniti, lo zircone viene estratto in Virginia, Georgia, Carolina del Nord e Florida.

Lo zircone di livello industriale è estratto da depositi terrestri e marini di origine alluvionale in molte parti del mondo. Australia, Sudafrica, Cina, Indonesia, Mozambico, India, Ucraina, Sri Lanka, Madagascar, Brasile, Kenya e molti altri paesi sono stati importanti produttori nel 2014. Questi depositi alluvionali contengono principalmente granuli sub-millimetrici di zircone derivati ​​dall'erosione del granito rocce.

Lo zircone di qualità gemma è stato prodotto da depositi alluvionali in Sri Lanka, Cambogia, Myanmar e Vietnam per centinaia di anni. Depositi di gemme più recenti sono in Australia, Nigeria e Madagascar. I depositi estratti per zircone di qualità gemma devono contenere cristalli di almeno alcuni millimetri di dimensioni con buona chiarezza. Sono tipicamente derivati ​​dall'erosione delle rocce carbonatiche e di altri tipi di roccia associati all'attività idrotermale. Alcuni dei migliori cristalli di zircone di qualità gemma sono estratti direttamente da cavità in pegmatite.

Il modo migliore per conoscere i minerali è studiare con una raccolta di piccoli esemplari che è possibile gestire, esaminare e osservare le loro proprietà. Collezioni di minerali economiche sono disponibili nel negozio Geology.com.

Zircone, Zirconio, Zirconio e Zirconio Cubico

C'è molta confusione pubblica tra quattro materiali: zircone, zirconio, zirconia e zirconia cubica. Le definizioni riassuntive di questi termini sono fornite di seguito.

Zircone è un minerale presente in natura con una composizione chimica di ZrSiO4.

Zirconio è un metallo bianco argenteo e un elemento chimico. Ha un numero atomico di 40 e un simbolo atomico di Zr.

zirconia è l'ossido cristallino bianco di zirconio con una composizione chimica di ZrO2. Una forma naturale, ma rara, di ZrO2 è la baddeleyite minerale.

Zirconi cubici è una gemma sintetica con un aspetto molto simile al diamante. Si vende per una piccola frazione del costo del diamante ed è stato storicamente il simulante diamantato più comunemente usato.

Tutti questi materiali sono correlati. Lo zirconio, la zirconia e la zirconia cubica sono tutti prodotti da zircone di livello industriale.

Usi industriali di zircone

Riferimenti di zircone
1 Modifica reversibile del colore dello zircone blu mediante radiazione ultravioletta a onde lunghe, di Nathan D. Renfro, Gems & Gemology, Volume 52, Numero 3, Autunno 2016.
2 Zircone e afnio, di George M. Bedinger, Annuario dei minerali 2014, Indagine geologica degli Stati Uniti, agosto 2016.
Modello di 3 depositi per sabbie minerali pesanti in ambienti costieri, di Bradley S. Van Gosen, David L. Fey, Anjana K. Shah, Philip L. Verplanck e Todd M. Hoefen, Modelli di deposito minerale per valutazione delle risorse, Rapporto di indagini scientifiche 2010-5070-L, Indagine geologica degli Stati Uniti, 2014.
4 Mineville, Eastern Adirondacks - Geophysical and Geologic Studies, di Anjana Shah, articolo sul sito Web del Programma di risorse minerali dell'indagine geologica degli Stati Uniti, consultato a novembre 2016.

La sabbia di zircone ha un basso coefficiente di dilatazione ed è molto stabile alle alte temperature. È usato come materiale refrattario in molte applicazioni di fonderia e fusione. Uno dei suoi usi più comuni è nella produzione di ceramiche.

Il biossido di zirconio (zirconia) viene prodotto riscaldando la sabbia di zirconio a una temperatura sufficientemente elevata da abbattere la molecola di zirconio. In forma di polvere, il biossido di zirconio è bianco brillante, altamente riflettente e termicamente stabile. È usato come opacizzante, agente sbiancante e pigmento in smalti e macchie usati su ceramica e ceramica. La zirconia stabilizzata con ittria viene utilizzata per produrre zirconi cubici, componenti in fibra ottica, rivestimenti refrattari, ceramiche, protesi dentarie e altri prodotti dentali.

Lo zircone funge da minerale primario di zirconio metallico. Lo zirconio è utilizzato in una varietà di prodotti metallici che richiedono resistenza al calore e alla corrosione. Viene utilizzato per produrre leghe ad alte prestazioni, acciaio speciale, filamenti di lampade, primer esplosivi, apparecchiature informatiche e molti componenti elettronici.

Zirconi di miliardi di anni: Questi grani di zircone sono stati raccolti a mano da una roccia di quarzo-albite raccolta nella Contea di Essex, New York. Questo microscopio petrografico trasmette un'immagine della luce che mostra fessure, inclusioni e "zone" dell'età attraverso i grani. I nuclei e i bordi del grano di zircone riflettono eventi magmatici e tettonici che si sono verificati nella regione circa 1-1,15 miliardi di anni fa. 4

Zircone e decadimento radioattivo

Molti cristalli di zircone contengono tracce di uranio e torio. Questi elementi radioattivi sono stati incorporati nello zircone al momento della cristallizzazione. Si convertono nei loro prodotti in decomposizione a un ritmo costante. Il rapporto tra materiali di origine e prodotti derivati ​​può essere utilizzato per stimare il tempo di cristallizzazione. Usando questo metodo, i grani minerali più antichi del mondo sono cristalli di zircone trovati in Australia. Si stima che abbiano circa 4,4 miliardi di anni.

Quando gli elementi radioattivi nei cristalli di zircone o nei materiali vicini si deteriorano, viene emessa una radiazione. Il cristallo di zircone può essere danneggiato da questa radiazione. Alcuni zirconi sono stati così danneggiati dall'esposizione a questa radiazione che non conserva più la chiarezza e le proprietà ottiche di un attraente materiale gemma. Ecco perché alcuni zirconi non sono adatti per l'uso come gemma.

Guarda il video: cos'è lo zircone? (Giugno 2020).