مقاله سنگ الماس

مقدمه

نام این کانی از واژه یونانی به معنای شکست ناپذیر گرفته شده است . الماس از قرن چهارم قبل از م یلاد مسیح شناخته شده بود . خصوصیات شیمیایی این کانی برای نخستین بار به صورت علمی توسط لاووازیه (1794 – 1743) تشریح گردید . الماس در سیستم کوبیک متبلور می شود. چند شکلی  آن که لونزدالیت نامیده می شود در سیستم هگزاگونال متبلور شده و در شهابسنگها یافت می گردد. وزن مخصوص الماس 5/3 و و سختی آن در مقیاس موس  برابر 10 می باشد.

الماس به رنگهای سفید، زرد (دارای نیتروژن )، قهوه ای (دارای آهن دوظرفیتی )، آبی روشن (دارای بور)، صورتی (دارای منگنز)، خاکستری و سیاه دیده می شود. بمباران نوترونی الماس باعث تغییر رنگ آن به زرد یا قهوه ای و بمباران الکترونی آن باعث رنگ آبی الماس می شود. واحد اندازه گیری وزن الماس قیراط است که معادل 2/0 گرم می باشد.

 

سنگهای دارای الماس و منشأ آنها

کیمبرلیتها  و لامپروئ یتها مهمترین سنگهایی هستند که الماس در درون آنها یافت می شود. کیمبرلیتها از سنگهای آذرین اولترابازیک غنی از پتاسیم هستند که مقدار K2O  آنها بیشتر از 3 درصد است . کیمبرلیتها به دو نوع کیمبرلیت غنی از میکا و کیمبرلیت بدون میکا تقسیم می شوند . این سنگها از ذوب بخشی گوشته فوقانی حاصل شده و در نواحی با پوسته قاره ای خیلی قدیمی (سپرها) مشاهده می شوند . لامپروئیتها نیز نوعی از سنگهای غنی از پتاسیم و منیزیم هستند که به صورت آتشفشانی یا نیمه عمیق دیده می شوند. لامپروئیتها بر خلاف کیمبرلیتها در حاشیه سپرها دیده می شوند. کانیهای اصلی کیمبرلیت غنی از میکا شامل اولیوین، فلوگوپیت، دیوپسید غنی از کرم، انستاتیت، اسپینل غنی از کرم، پیروپ و آلماندن است.

بالا بودن میزان گازهای Co2، H2O و F در ماگمای کیمبرلیتی، موجب ماهیت انفجاری آن می‌شود. انفجاری که در اعماق زیاد رخ می دهد موجب تشک یل مجرایی هر دیاترم در اعماق به یک دایک و در سطح به یک دهانه آتشفشانی ختم می شود رنگ کیمبرلیتها خاکستری تیره تا آبی است و در هنگام هوازدگی به صورت زرد رنگ در می آید.

در مورد منشأ الماس در درون کیمبرلیتها دو نظریه وجود دارد:

1- الماس از خردشدن اکلوژیتهای 2 حاوی الماس حاصل می شود . یعنی الماس در بخش دیگری از درون زمین که به افق الماس معروف است تشکیل و توسط سنگهای کیمبرلیتی به سطح زمین رسیده است.

2- الماس به صورت مستقیم از ماگمای کیمبرلیتی متبلور می شود. با توجه به مطالعات ایزوتوپی، سن الماسهای درون کیمبرلیتها اغلب بسیار قدیمیتر از سن سنگهای کیمبرلیتی است لذا نظریه اول بیشتر مورد قبول می باشد.

 

کاربردهای الماس

بیشترین مورد مصرف الماس به دلیل شفافیت و درخشندگی بسیار زیاد، برش پذیری عالی و سختی بالای آن، در صنایع جواهرسازی است . الماس بر اساس نوع مصرف صنعتی به سه گروه تقسیم می شود:

1- الماس بورت  که از قطعه های کوچک و با شکل نامنظم (گردشده) تشکیل می شود.

2- الماس کاربونادو  که مخلوطی از الماس، گرافیت و کربن بی شکل است.

3- الماس بالاس  که دارای تجمع شعاعی است.

حدود 89 درصد از تولید الماس دنیا صرف مصارف صنعتی می شود . در صنعت، قطعات الماس برای بریدن شیشه به کار می رود . پودر دانه ریز الماس برای تراش و صیقل دادن الماسهای بزرگ در جواهرسازی به کار می رود . برای بریدن سنگها و قطعات سخت از چرخهایی که تیغه آنها از الماس است استفاده می شود . از قطعات ریز الماس در ساخت مته های حفاری چاههای نفت و آب استفاده می شود (5/12 درصد تولید الماس صرف این کار می شود) برای برش مواد بسیار سخت نظیر فولادهای آلیاژی و کاربید تنگستن از الماس استفاده می شود . 75 درصد تولید الماس به صورت پودر برای تولید مواد ساینده به مصرف می رسد . پس از جنگ جهانی اول به دلیل توانایی الماس در برش فلزات و آلیاژه ای سخت، کاربرد آن گسترش چشمگیری پیدا کرده است.

 

 

الماس مصنوعی

الماس به طریقه مصنوعی و آزمایشگاهی نیز تولید می شود. این کار برای اولین بار در سال 1955 صورت گرفت. الماس در واقع پلیمرف فشار بالای کربن است و در فشار پایین به کربن تبدیل می شود. علت این که در فشارهای کم الماس و گرافیت در کنار هم پایدار هستند به این جهت است که واکنش تبدیل پلیمرف الماس به کربن بسیار کند است.

برای ساختن الماس مصنوعی نیاز به دستگاهی است که به طور همزمان فشار و حرارت لازم را اعمال کند (فشار حداکثر 600 پوند بر اینچ مربع و حرارت حداکثر 2750 درجه سانتی گراد ).  برای تولید الماسهای مصنوعی غیر از کربن می توان از ترکیب نیترید بور (BN)  که از نظر ساختمانی شبیه به گرافیت است استفاده نمود . الماس به دست آمده از این روش را بورازون  می نامند . میزان تولید سالیانه الماس طبیعی در حدود 97 میلیون قیراط است که حدود نیمی از آن کاربرد صنعتی دارد. علاوه بر آن 60 تا 80 میلیون قیراط الماس مصنوعی در جهان تولید می شود.

 

گسترش جهانی و کشورهای تولید کننده الماس

کیمبرلیتها دارای گسترش وسیعی در دنیا هستند و از جمله در کشورهای افریقای جنوبی، تانزانیا، زامبیا، لسوتو، آنگولا، سیرالئون، گینه، لیبریا، برزیل، ایالات متحده، استرالیا، هند و روسیه دیده می شود.

الماس برای اولین بار در کشور هند یافت شد . در سال 1725 کشور برزیل و در سال 1886 افریقای جنوبی به تولید کنندگان الماس دنیا پیوستند . بزرگترین معدن الماس دنیا به نام پرمیردر افریقای جنوبی است که تا کنون حدود 30 میل یون قیراط الماس از آن استخراج شده است . بزرگترین الماس دنیا به نام کولینان  در سال 1905 در این کشور پیدا شد که وزن آن بالغ بر 3106 قیراط بود . برای به دست آوردن یک گرم ( 5 قیراط) الماس، حدود 25 تن سنگ استخراج و فرآوری می شود. زئیر تولیدکننده اصلی الما س از نهشته های پلاسری است که حدود 20 درصد نیاز دنیا را تأمین می کند . در حدود 75 درصد الماس دنیا نیز توسط کشورهای افریقای جنوبی، آنگولا، زئیر، بوتسوانا، غنا، سیرالئون، لیبریا، افریقای مرکزی و تانزانیا تولید می شود. کشورهای استرالیا، هند، شوروی سابق، برزیل و ونزوئلا از دیگر کشورهای تولیدکننده الماس دنیا هستند . میزان تولید الماس در این کشورها در جدول زیر نشان داده شده است.