Diamante

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Antecedentes

O diamante é a substância natural mais dura que se conhece. É encontrado em um tipo de rocha ígnea conhecida como kimberlito. O diamante em si é essencialmente uma cadeia de átomos de carbono que se cristalizaram. A dureza única da pedra é resultado da natureza densamente concentrada das cadeias de carbono. Como outras rochas ígneas, o kimberlito foi formado ao longo de milhares de anos pela ação vulcânica que ocorreu durante a formação da crosta terrestre. O kimberlito está localizado dentro dessas antigas esferas de atividade vulcânica - geralmente perto de cadeias de montanhas - em poços verticais que se estendem nas profundezas da terra. Dentro do kimberlito existem depósitos intermitentes de diamantes, um dos vários minerais presentes. No entanto, nem todo kimberlito contém diamante. Outras pedras freqüentemente encontradas com diamantes são a mica, a granada e o zircão. O kimberlito pode ter um tom cinza-azulado, portanto denominado fundo azul —Ou se exposto ao ar, pode ter um tom amarelado e é denominado fundo amarelo.

História

Pensa-se que os diamantes foram descobertos pela primeira vez na Índia há cerca de 6.000 anos, nos leitos dos rios da região. Os comerciantes eram responsáveis ​​por trazer as joias para o leste, até a China, e para o oeste, até Roma, durante as eras clássicas e medievais. Os chineses foram os primeiros a perceber a natureza incomumente dura da gema e a usaram como ferramenta para cortar outras pedras. Plínio, o Velho, um estudioso romano, escreveu sobre o diamante no primeiro século. A própria palavra deriva do termo grego adamas que significa "invencível" ou "invencível".

Desde os primeiros dias, o diamante foi imbuído de mistério e superstição. Por serem tão raros - inicialmente encontrados apenas na Índia - tornou-se uma superstição comum que o diamante emprestasse poderes especiais a quem o usava. Eles eram usados ​​na batalha para garantir a vitória e às vezes invocados como um antídoto para o veneno. Outras superstições associadas à pedra incluíam a advertência de que colocá-la na boca resultaria na perda de dentes. Em outros casos, o diamante finamente moído, transformado em pó, era considerado um veneno eficaz. Na verdade, os especialistas concordam que, mesmo na forma pulverizada, a agudeza única do mineral rasgaria minúsculos orifícios no trato digestivo. Por serem as substâncias naturais mais duras e raras, os diamantes sempre alcançaram preços excessivamente elevados. O valor extremo da pedra também a tornou uma forma portátil de riqueza em tempos de guerra e turbulência.

A atual mineração de diamantes como uma indústria pode ser rastreada até a Índia por volta de 800 a 600 a.C. A Índia foi a única fonte conhecida das rochas por mais de mil anos, até que elas foram desenterradas em Bornéu por volta de A.D. 600. Durante a Idade Média, o diamante foi ofuscado por algumas das joias mais coloridas, como o rubi e a esmeralda. Essas outras pedras chegaram às joias dos ricos e poderosos da Europa com mais facilidade do que o diamante. Além disso, as técnicas de corte de gemas ainda não haviam sido desenvolvidas para liberar o brilho da pedra. Os diamantes geralmente eram deixados em seu estado natural ou formados por um corte rudimentar. No século 17, entretanto, um lapidário veneziano chamado Vincenzo Peruzzi desenvolveu o chamado corte brilhante. Este corte revelou os meandros e a perfeição natural da pedra.

O diamante é encontrado em um tipo de rocha ígnea conhecida como kimberlito. Como outras rochas ígneas, o kimberlito foi formado ao longo de milhares de anos pela ação vulcânica que ocorreu durante a formação da crosta terrestre. Dentro do kimberlito existem depósitos intermitentes de diamantes, um dos vários minerais presentes.

No século 18, depósitos de diamantes foram descobertos no Brasil em pequenas quantidades e, posteriormente, na Austrália, Rússia e Estados Unidos. As gemas brasileiras foram levadas primeiro para a Índia e enviadas para a Europa como diamantes indianos, já que as pessoas consideravam as gemas não indianas menos valiosas. No século 20, uma mina americana perto de Murfreesboro, Arkansas, foi aberta para mineração pública por uma pequena taxa. Diamantes de alta qualidade foram encontrados na Sibéria, mas a temperatura extremamente fria inviabilizou a mineração em grande escala.

Em 1866, o maior depósito de diamantes do mundo foi descoberto na África do Sul. Algumas crianças encontraram uma pedra e a trouxeram para casa, e um vizinho curioso a passou para um comerciante, que a deu para um geólogo. Foi descoberto que era um diamante de tamanho enorme e que valia uma pequena fortuna. A África do Sul logo experimentou uma corrida aos diamantes, e favelas surgiram com o influxo de garimpeiros. Eventualmente, as várias minas e empresas de mineração da região foram consolidadas sob o controle da organização DeBeers. Com a DeBeers Consolidated Mines, Ltd., uma Central Selling Organization e uma Diamond Trading Company, este conglomerado controla cerca de 80% da produção mundial de diamantes. A mineração de diamantes contemporânea está centrada em Kimberley, África do Sul, e realizada pela DeBeers. A cada seis semanas mais ou menos, os representantes da DeBeers Diamond Trading Company convidam uma lista especial de atacadistas de diamantes - menos de cem no mundo todo - a Londres para ver os lotes pré-selecionados da joia. Este é o único método pelo qual os diamantes sul-africanos DeBeers chegam ao mercado.

Aplicações Industriais

Nos tempos modernos, os diamantes tornaram-se indispensáveis ​​para a indústria. O magnata do automóvel Henry Ford foi o primeiro a descobrir os usos industriais contemporâneos da pedra. Ele patrocinou pesquisas sobre suas aplicações para o setor de manufatura, especialmente como abrasivo de baixo custo, e a área de Detroit tornou-se um centro para revendedores de ferramentas de diamante. A indústria aeronáutica seguiu o exemplo do setor automotivo, tornando-se uma ávida usuária de produtos à base de diamantes. Os diamantes usados ​​para aplicações industriais são geralmente de um grau inferior do que aqueles encontrados no mercado de gemas, mas eles mantêm as mesmas propriedades de dureza e durabilidade. Diamante ferramentas duram muito mais do que aquelas feitas de outras fontes e oferecem uma precisão quase incomparável no corte de outras substâncias. Além disso, essas ferramentas funcionam de forma mais rápida e silenciosa do que outras alternativas.

Ferramentas feitas de diamantes industriais são usadas nos campos de fabricação de espelhos e ópticos, bem como em empreendimentos de perfuração de gás e petróleo. Na indústria têxtil, dispositivos feitos de diamantes são usados ​​para cortar padrões. Na medicina, os instrumentos de corte feitos de diamantes são usados ​​para cortar ossos e tecidos de forma limpa. A indústria da construção usa ferramentas diamantadas na retificação e corte de concreto e pavimentação. Os diamantes também são usados ​​para fazer agulhas para gravadores estéreo.

Características físicas

Os diamantes são cadeias de carbono. O carbono é uma das substâncias mais comuns do planeta. Em uma forma é grafite simples, usado em lápis, mas em sua forma cristalizada, assume uma aparência totalmente diferente como diamante. Na escala usada pelos mineralogistas para medir a dureza dos minerais, os diamantes têm uma classificação de dez em uma escala de um a dez. Os diamantes são medidos em quilates, a unidade de medida padrão para gemas. Um quilate é aproximadamente igual a um quinto de um grama. O quilate pode ser dividido em pontos com base em uma escala de 100. Uma das razões pelas quais os diamantes são tão valorizados é porque a luz que eles absorvem é refletida diretamente de volta para fora, se a pedra foi cortada corretamente. A estrutura cristalina incomum da gema permite esse alto grau de refratabilidade. Devido à sua estrutura, os diamantes também são excelentes condutores de corrente elétrica.

Estruturalmente, o diamante pode ser descrito como um octaedro. Isso significa que há pirâmides duplas de quatro lados com cadeias de carbono dentro que se encontram nas bases. Cubos ou dodacaedros - uma forma de dois lados - também são encontrados dentro da pedra. Às vezes, pequenos bolsões triangulares chamados trigons podem ser observados.

Os diamantes são encontrados na natureza em uma variedade de tons. Diamantes incolores ou brancos são os mais comuns, enquanto algumas pedras coloridas são raras e valiosas. Os tons podem ser amarelo, azul, rosa, verde ou âmbar. Na África do Sul, é comum ver os diamantes laranja como joias, mas esse é um costume que ainda não apareceu no resto do mundo. Alguns dos diamantes mais famosos do mundo são os coloridos - o pesado Dresden Green, por exemplo, e o infame Hope Diamond. Acredita-se que este último, de cor azul, contenha certa energia negativa, e muitas mortes inexplicáveis ​​foram associadas a seus proprietários. Agora está na coleção da Smithsonian Institution em Washington, DC.

Extração e Refino

Os diamantes são extraídos de tubos de kimberlito abaixo da superfície da terra ou de depósitos aluviais. Os depósitos aluviais (leito do rio) ocorreram quando a ação vulcânica transportou o kimberlito e outros minerais do centro de atividade para a formação natural de sistemas de irrigação. Esses diamantes são encontrados bem próximos à superfície da Terra. Na mineração aluvial, quantidades consideráveis ​​de areia devem primeiro ser removidas da área. A areia e outros componentes são chamados de sobrecarga, e grandes raspadores mecânicos são usados ​​para removê-los do caminho. Debaixo da cobertura está um leito de cascalho, e escavadeiras recolhem o cascalho e o colocam de lado em pilhas.

Em seguida, as estacas são levadas para uma usina de peneiramento, de onde os diamantes são extraídos. Na mineração aluvial, às vezes é necessário alcançar o leito rochoso sob o leito de cascalho - ou às vezes até mesmo abaixo do próprio leito - para desenterrar os depósitos de diamantes. O alicerce deve ser minuciosamente revistado. Às vezes, um enorme dispositivo de vácuo chamado Vacuveyer é usado para esse propósito. À medida que o processo de mineração se move horizontalmente, a camada removida é novamente depositada para preencher os locais escavados.

A mineração subterrânea de kimberlito para a obtenção de diamante também requer a movimentação de enormes quantidades de rocha e outros materiais para desenterrar gemas, mas em uma escala muito maior do que a mineração aluvial. Para uma parte do diamante descoberto, estima-se que 15 a 30 milhões de resíduos de peças devem ser removidos do caminho. Ao contrário dos empreendimentos de mineração de ouro ou outras substâncias, os engenheiros não podem determinar de antemão se uma área tem uma grande abundância de diamantes.

Mineração

• 1 A escavação de blocos é o método mais comumente usado na escavação de diamantes em depósitos de kimberlito. Este método oferece o maior rendimento e, portanto, o mais econômico. Primeiro, um grande buraco vertical é escavado, normalmente com 1.750 pés (533 m) de diâmetro. Os níveis são colocados aproximadamente a cada 12 m (40 pés). Ao longo desses níveis estão túneis horizontais conhecidos como deriva de raspadores. Nos desvios, há pequenas aberturas inclinadas em forma de cone a intervalos de cerca de 3 m (11 pés). Essas aberturas têm cerca de um metro por um metro e vinte. Quando uma fatia horizontal é cortada acima dos cones - geralmente com cerca de 1,8 m de altura - o kimberlito começa a se quebrar e cair no cone e na deriva do raspador. O material é então empurrado para caminhões. Os caminhões viajam no subsolo pela área de mineração e levam o kimberlito coletado para um dispositivo de trituração.

Trituração

• 2 Na operação de britagem, que ocorre nas instalações de mineração subterrâneas, grandes pedaços de kimberlito são quebrados em segmentos mais facilmente transportáveis. Após uma trituração inicial, o kimberlito passa por um grizzly, ou conjunto de barras de ferro. Se os pedaços triturados não passarem pelo urso pardo, eles ainda são muito grandes e são enviados de volta para mais trituração. O kimberlito triturado é então levado acima da superfície para processamento posterior. Quando nenhum kimberlito é encontrado entrando nos cones, a área se esgota e o trabalho segue para um nível inferior.

Separando

• 3 Os diamantes reais devem ser separados da rocha que os rodeia. A trituração ou moagem do material escavado é o primeiro passo, mas é feito de forma rudimentar para não danificar as gemas potenciais em seu interior. Em seguida, um dispositivo baseado na gravidade é usado para separar as porções contendo diamante - chamadas de concentrado - dos rejeitos, ou rocha de enchimento. Um dos métodos mais comumente usados ​​para separar os dois é um tipo de panela para lavar, desenvolvida na África do Sul na década de 1870. Kimberlito decomposto e água - em uma mistura conhecida como poça - são colocados na panela. A viscosidade da mistura é um elemento crucial, porque as partículas mais leves sobem para o topo, mas os diamantes e outros minerais pesados ​​descerão para o fundo da panela.
  Outro método de descobrir diamantes usa separadores de mídia. Um guisado denominado polpa é feito - normalmente consistindo em água adicionada ao concentrado triturado e aos rejeitos. Pó de ferro-silício, de alta densidade, também é adicionado.
  
  A pasta pode ser colocada em um dos três tipos de separadores de mídia. O primeiro é um tanque em forma de cone, com um elemento agitador em forma de cone dentro. O agitador se move pelas laterais do tanque, mas deixa espaço suficiente para que os rejeitos mais leves possam subir para o topo e os elementos mais pesados ​​afundem. Em um separador de mídia do tipo roda de levantamento, uma roda é preenchida até a metade com lama. As pás dentro agitam a mistura, levantam as partículas pesadas do fundo e separam-nas do resto da mistura. O terceiro tipo de separador de mídia é conhecido como hidrociclone. É um grande tanque que gira e, por meio da força centrífuga, as partículas mais pesadas e ricas em diamante são separadas.
  

Lubrificação

• 4 Após essa separação rudimentar, o concentrado segue para uma área de engraxamento, outra inovação na fabricação de diamantes desenvolvida na África do Sul no final do século XIX. Misturada com água, a mistura de kimberlito e diamante é colocada em um cinto ou mesa engraxada. Este dispositivo é geralmente inclinado e vibrado. O método opera com a premissa de que os diamantes recém-escavados não ficarão molhados quando colocados em contato com a água. Em vez disso, eles grudarão na graxa. A vaselina é geralmente a substância preferida no cinturão de gordura ou na mesa. A água então carrega para longe as partículas não diamantadas restantes. O concentrado carregado de diamantes é então varrido da mesa e fervido para remover os vestígios de gordura. Em um método mais recente, a tecnologia de raios-X é usada para determinar qual concentrado é diamante e qual é material efluvial.

Corte

• 5 Pedaços de diamante acabam se tornando pequenas gemas de formato perfeito, comumente usadas em anéis de noivado e outras joias. Visto que o diamante é a substância mais dura conhecida, o pó de diamante deve ser usado para cortar a pedra. No corte, uma ranhura minúscula é incisada na superfície do diamante e um ferro de clivagem é inserido na ranhura. Com um golpe rápido e forte, o diamante deve se partir perfeitamente ao longo de seus planos naturais. O lapidário determina outros cortes marcando-os na superfície com tinta. Em seguida, uma serra de diamante, untada com a combinação incomum de pó de diamante e azeite de oliva, é girada verticalmente na superfície da gema em bruto. Este dispositivo divide o diamante em novos segmentos. Essas peças são então alimentadas em um dispositivo semelhante a um torno para moer.

O Futuro

Os diamantes são um recurso finito. O destino dos diamantes indianos é um bom exemplo do que o futuro reserva para a indústria sul-africana de mineração de diamantes. Desde a primeira descoberta das joias na Índia até recentemente, acredita-se que mais de 12 milhões de quilates se originaram da Índia. Em meados do século 20, os recursos estavam quase esgotados e a Índia produzia apenas cerca de 100 quilates por ano. Os diamantes continuarão a ser usados ​​na indústria e em empresas de alta tecnologia, mas os fac-símiles produzidos sinteticamente - fabricados pela primeira vez em 1953 - podem realizar algumas das tarefas originalmente de domínio exclusivo da pedra real. Essas gemas "manufaturadas" têm as mesmas propriedades de dureza e durabilidade e, embora nunca sejam tão populares quanto o diamante real para fins de adorno, são bem adequadas para aplicações industriais.