Гранат
Последнее обновление страницы:14 May 2025
Вступление
Когда вы думаете о гранате, вы, возможно, представляете себе драгоценный камень темно-красного цвета. Однако не все гранаты красные. Существует множество различных видов гранатов, и они могут быть любого цвета или даже бесцветными. Гранаты варьируются от прозрачных образцов ювелирного качества до непрозрачных разновидностей, используемых в промышленных целях.
Свойства
Гранаты - это непрозрачные, от прозрачных до полупрозрачных минералов, которые можно найти в виде отдельных кристаллов, гальки или скоплений сросшихся кристаллов. Чаще всего встречаются гранаты красноватого оттенка, но могут быть оранжевыми, желтыми, зелеными, фиолетовыми, коричневыми, синими, черными, розовыми и бесцветными. Голубые гранаты встречаются очень редко. Иногда кристаллы имеют чередующиеся слои светлого и темного цветов.
Гранаты с включениями могут иметь звездообразный отблеск или менять цвет при различном освещении. Альмандиновые гранаты являются наиболее распространенными и часто используются в качестве драгоценных камней. Кристаллы граната диаметром около 1 метра были обнаружены на гранатовом руднике Гор-Маунтин в США.
Свойства граната
| Химический символ | (Fe, Mg, Ca, Mn)3(Al,Fe)2Si3O12 |
|---|---|
| Имя | Это название было придумано немецким богословом Альбрехтом фон Болльштадтом (1193-1280) из латинскогогранатус, от granum ("зерно, семечко"), обозначающего красные зернышки граната, которые напоминают этот минерал. |
| Относительная плотность | 3,5-4,3 г/см3 |
| Твердость | 6-7,5 балла по шкале Мооса |
Существует шесть основных видов граната, каждый из которых имеет несколько различающийся химический состав. Все виды граната могут образовываться в одном и том же месте, а иногда гранаты могут быть комбинацией разных типов, например, пироп-альмадин или пироп-спессартин.
| Тип граната | Имя | Химический символ | Описание |
|---|---|---|---|
| Пироп | от греческого pyropós, что означает "огнеглазый" | Mg3Al2(СиО4) 3 | красного цвета |
| Альмандин | из Алабанды, региона в Турции, где эти камни были обработаны в древние времена | Fe3Al2(СиО4) 3 | иногда называемый альмандитом или карбункулом, он бывает темно-красного, коричневато-красного или черного цвета и варьируется от полностью прозрачного до непрозрачного |
| Спессартин | из Шпессарта, Германия | Mn3Al2(СиО4) 3 | в основном оранжевого цвета и встречается в гранитных пегматитах |
| Гроссулярный | от ботанического названия крыжовника гроссулярия | Ca3Al2(СиО4) 3 | обычно зеленый, но может быть коричневым (разновидность коричной косточки), красным и желтым |
| Уваровит | назван в честь российского графа Уварова | Ca3Cr2(СиО4) 3 | редкий ярко-зеленый гранат |
| Андрадит | назван в честь португальского минералога д'Андрады | Ca3Fe2(СиО4) 3 | может быть красным, желтым, коричневым, зеленым (демантоид) |
Использует
Гранаты использовались со времен бронзового века в качестве драгоценных камней для изготовления ювелирных изделий и орнаментов, а также в качестве абразивных материалов. Поскольку гранат очень твердый и устойчив к атмосферным воздействиям, его можно использовать в качестве дорожного покрытия, устойчивых к скольжению красок, а также в качестве наполнителя для бетона, используемого в суровых условиях.
Гранаты используются для промышленной струйной очистки, полировки, фильтрации и гидроабразивной резки. Гидроабразивная резка создает струю воды под высоким давлением, содержащую гранат и другие абразивные зерна. Когда струя направлена на кусок металла, керамики или камня, она режет материал, при этом образуется очень мало пыли. Гранат начинает заменять диоксид кремния в абразивных материалах, поскольку диоксид кремния опасен для здоровья работников. Диоксид кремния связан с заболеванием, называемым силикозом.
В последнее время исследователи проявляют большой интерес к литий-оксидным гранатам, поскольку их можно использовать в качестве электролитов для аккумуляторов. Кристаллы граната с большим количеством атомов лития в кристаллической структуре называются гранатами с литиевой начинкой, и они используются в технологиях создания аккумуляторных батарей.
История
Гранаты на протяжении многих веков пользовались популярностью у богатых и знаменитых людей. Их находили во многих древнегреческих, римских и египетских руинах. Ожерелья из красного граната были найдены в гробницах египетских фараонов, датируемых 3100 годом до нашей эры, а древние римляне, как известно, использовали резные гранаты в кольцах-печатках для скрепления восковых печатей на важных документах.
В средние века (300-900 гг. до н.э.) ювелиры в Скандинавии и Азии использовали технику, называемую перегородчатой эмалью, для украшения металлических предметов. Украшения состояли из отделений с тонкими стенками из серебра или золота, заполненных вставками из граната и родолита, стекла или других материалов. Предметы, известные как перегородчатые, ценились членами королевской семьи и власть имущими.
В 2009 году мужчина, использовавший металлоискатель, обнаружил на сельскохозяйственных угодьях в Стаффордшире, Англия, большую коллекцию металлических изделий, украшенных драгоценными камнями, в том числе гранатами. 3500 предметов, известных как стаффордширский клад, были изготовлены в VI и VII веках и включали оружие, религиозные артефакты и ювелирные украшения.
В 14 веке на территории, ныне известной как Чешская Республика, были обнаружены залежи пиропа-граната, и промышленность по огранке драгоценных камней процветала там вплоть до 19 века.
Гранаты фигурируют в фольклоре и легендах. В талмудической версии Ноева ковчега ковчег освещался огромным красным гранатом, а в средние века гранаты использовались как лекарство от депрессии. В северном Пакистане в период с 1889 по 1892 год хунза использовали гранатовые пули для борьбы с британцами. Они верили, что гранатовые пули будут более эффективными, чем свинцовые, потому что они красные, как кровь.
Образование
Различные типы гранатов встречаются в различных геологических средах по всему миру. Большинство гранатов образуется при метаморфизме осадочных пород с высоким содержанием алюминия, таких как сланцы (под воздействием тепла и давления). Высокая температура и давление разрушают химические связи в горных породах и приводят к перекристаллизации минералов. В таких условиях образуются новые минералы, такие как гранат, которые более устойчивы. Этот процесс обычно происходит там, где сходятся две тектонические плиты. Гранаты также можно найти в магматических породах, таких как гранит и базальт.
Поскольку гранат довольно устойчив к истиранию и химическому воздействию, его часто находят в осадочных породах или материалах, которые сильно подвержены атмосферным воздействиям и где сохранились только самые твердые материалы, такие как минеральные песчаные дюны.
Ресурсы
Австралия добывает почти половину гранатов в мире, остальные в основном поступают из Индии, США и Китая. В конце 1970-х годов в Порт-Грегори, Западная Австралия, было открыто крупное месторождение гранатовых песков. Впоследствии, в 1983 году, там было открыто крупнейшее месторождение граната, и в настоящее время это крупнейший источник промышленного граната в Австралии и, возможно, крупнейший производитель граната в мире. Гранаты с этого месторождения доставлялись на место ручьями и реками из близлежащего района очень древних (архейских) метаморфических пород, богатых гранатами.
Гранаты также добывались в Брокен-Хилле в Новом Южном Уэльсе (см.Гуглите Искусство и культуру) и Хартс, расположенные на Северной территории с 1880-х годов, являются побочным продуктом добычи других полезных ископаемых из метаморфических пород. В районе Текаринга, расположенном недалеко от Брокен-Хилл, имеются обширные залежи гранатсодержащих метаморфических пород, и с 1960-х годов там периодически проводились работы по добыче полезных ископаемых. В этих месторождениях часто встречается гранат, называемый альмандин. Он очень важен для промышленного применения, например, в качестве абразива. Кроме того, с 2016 года на хребтах Хартс близ Алис-Спрингс добываются желтые, оранжевые и коричневые гранаты.
Другие крупные месторождения граната в Австралии связаны с вулканическими или метаморфическими породами в Квинсленде и Новом Южном Уэльсе. В Квинсленде на горе Маунт-Гарнет есть залежи красных и зеленых гранатов. Драгоценные гранаты находят вблизи Простона, Маунт-Тарампа и Маунт-Вьянгапинни, но это, по сути, коммерческие месторождения ископаемых, а не горнодобывающие предприятия. Гранаты также можно найти в районе Батерст-Ориндж в Новом Южном Уэльсе.
Добыча полезных ископаемых
Месторождение гранатов Порт-Грегори находится в минерализованных песчаных дюнах. Эти гранаты не являются крупными кристаллами ювелирного качества, но используются в промышленных целях. Процесс добычи прост. Шахтеры выкапывают богатый гранатами песок из дюн экскаваторами и на грузовиках доставляют его на перерабатывающие заводы, где добывают гранаты, а отработанный песок возвращают в шахту. В начале 2010 года в Хартс-Рейнджс, Северная территория, было обнаружено месторождение граната. В настоящее время там также ведется добыча открытым способом.
Обработка
Гранат может быть отделен от руды с помощью оборудования для мокрой или сухой обработки. Мокрая обработка включает добавление жидкости и отжим гранатовой руды. Это позволяет отделить гранат от более легких примесей, а также от ракушек или песка. Затем смесь промывают восходящей струей воды, чтобы удалить все мелкие минералы. Затем гранат промывают чистой водой.
На установке сухой переработки гранатовая руда проходит через вращающиеся сушилки и проходит обработку магнитными сепараторами, которые удаляют все имеющиеся примеси. Полученный чистый гранатовый концентрат затем проходит через серию вибрационных грохотов, которые сортируют продукт на различные фракции.
Гранаты редко подвергаются обработке, поскольку тепло и радиация практически не влияют на их свойства. В зависимости от размера кристаллов граната их можно огранять по-разному. Наиболее популярными методами огранки являются:
- Бриллиантовая огранка. - Драгоценные камни имеют овальную форму и множество граней,
- Ступенчатая огранка, например, изумрудная. - Драгоценные камни имеют прямоугольные или трапециевидные грани, а
- Обычная огранка или огранка в виде кабошона. - Драгоценные камни имеют гладкую округлую поверхность без граней. Драгоценные камни могут быть сферическими, просто ограненными или даже просто отполированными.