Minerais

Zircão



Usado como uma pedra preciosa por mais de 2000 anos. Hoje é o principal minério de zircônio.


Cristal de zircão: Um pequeno aglomerado de cristais de zircão bem formados que demonstram claramente que o zircão é um membro do sistema de cristais tetragonais. Os cristais de quatro lados são prismáticos com uma seção transversal quadrada e terminam com uma pirâmide. O maior cristal do cluster tem cerca de 1,7 centímetros de comprimento. Amostra do Monte. Malosa, Malawi.

O que é zircão?

O zircão é um mineral de silicato de zircônio com uma composição química de ZrSiO4. É comum em todo o mundo como constituinte menor de rochas ígneas, metamórficas e sedimentares.

O zircão é uma pedra preciosa popular usada há quase 2000 anos. Ocorre em uma ampla gama de cores e possui brilho e fogo que rivalizam com os do diamante. O zircão incolor às vezes é usado como uma alternativa de baixo custo para o diamante. O zircão não deve ser confundido com zircônia cúbica, que é um material feito pelo homem.

O zircão está presente na maioria dos solos e sedimentos clásticos. Sedimentos ricos em zircão são extraídos e o zircão recuperado é usado para produzir metal de zircônio e dióxido de zircônio. Eles são usados ​​em uma ampla variedade de produtos manufaturados e processos industriais.

Gema de zircão Áspero: Cristais de zircão arredondados em corrente de um depósito aluvial na Austrália. Embora o zircão marrom não seja altamente comercializável, grande parte dele pode ser alterado para uma rica cor azul aquecendo-se em uma atmosfera redutora entre 900 e 1000 graus Celsius. Essas pedras variam de 5 a 10 milímetros de tamanho.

Ocorrência geológica de zircão

O zircão é um mineral acessório primário na maioria das rochas graníticas. Também está presente no gnaisse e em outras rochas derivadas do metamorfismo de rochas ígneas contendo zircão. O zircão é tão comum e amplamente distribuído pelas rochas da superfície da Terra que pode ser considerado um mineral onipresente. No entanto, o zircão geralmente não é observado em rochas e sedimentos devido ao seu tamanho de partícula muito pequeno. Grãos de zircão com mais de alguns milímetros de tamanho são raros - geralmente têm menos de um milímetro de tamanho. É um dos minerais mais comuns, mas mais negligenciados da Terra.

O zircão é altamente resistente a alterações e abrasões químicas. Quando as unidades de rocha que contêm zircão são intemperizadas e seus sedimentos são corroídos, um número enorme de pequenos cristais de zircão é disperso. Eles podem persistir em solos, sedimentos e rochas sedimentares por milhões - até bilhões - de anos. Eles podem sobreviver a vários ciclos de elevação, intemperismo, erosão e deposição.

Alguns dos maiores cristais de zircão são formados em pegmatitos, rochas ígneas carbonatadas conhecidas como carbonatitos e em calcários alterados pelo metamorfismo hidrotérmico. Esses zircões grandes às vezes são de alta clareza e adequados para uso como pedras preciosas.

Zircão facetado: Zircões naturais e tratados termicamente em uma variedade de cores que incluem branco, champanhe, azul, verde, amarelo, pêssego, rosa, conhaque, mel e mocha. Essas pedras têm cerca de 5 milímetros de tamanho e pesam aproximadamente 7,47 quilates no total. As cores branca, azul, verde, amarela, pêssego e rosa foram produzidas por tratamento térmico.

Propriedades físicas do zircão

Classificação QuímicaSilicato
CorGeralmente amarelo, marrom ou vermelho. Também incolor, cinza, azul e verde.
À riscaIncolor. Geralmente mais difícil que a placa de estrias.
BrilhoVítreo a adamantino, às vezes oleoso.
DiaphaneityTranslúcido para transparente
DecoteImperfeita
Dureza de Mohs7.5
Gravidade específica4.6 a 4.7
Propriedades de diagnósticoDureza, brilho, gravidade específica
Composição químicaZrSiO4
Sistema de cristalTetragonal
UsosMinério de zircônio, minério de dióxido de zircônio, agentes branqueadores, pigmento branco, pedras preciosas, datação radiométrica.

Zircão como uma pedra preciosa

O zircão tem sido usado como uma pedra preciosa por mais de 2000 anos. Sua dispersão muito alta e o índice de refração proporcionam um brilho e um fogo que rivalizam com os do diamante. Por esse motivo, o zircão facetado incolor tem sido usado como substituto popular e fraudulento do diamante.

Gemologistas e muitos joalheiros experientes são capazes de distinguir zircão de diamante com um exame rápido. Para fazer isso, eles olham para a pedra, através da faceta da mesa, e se concentram nas junções da faceta do pavilhão, com uma lupa de 10x. As junções das facetas do pavilhão devem aparecer como imagens duplas causadas pela refração dupla do zircão. O diamante é refração isolado e não mostrará duplicação de recursos dentro da pedra. Este mesmo teste pode ser usado para distinguir zircão de zircônia cúbica.

O zircão é uma jóia popular porque está disponível em uma variedade de cores agradáveis. A maioria dos zircões naturais são amarelos, vermelhos ou marrons. O aquecimento e a irradiação podem ser usados ​​para produzir cores incolores, azuis, verdes e muitas outras cores de zircão. O azul é a cor de zircão mais popular. Cerca de 80% dos zircões vendidos hoje são azuis.

Embora não seja tão durável quanto o diamante, o zircão tem boa durabilidade física como uma jóia. Possui dureza de 7,5 e clivagem imperfeita. Essa combinação o torna adequado para a maioria dos usos de pedras preciosas, incluindo anéis, brincos, pingentes, broches e outras jóias. Alguns zircônios, especialmente gemas que foram tratados termicamente, podem ser quebradiços. As bordas facetadas dessas gemas são suscetíveis a cortes e lascas.

Danos ao zircão nos salões de bronzeamento e unhas

Atualmente, a maioria dos zircões azuis vendidos em joias é produzida por tratamento térmico de zircão marrom em uma atmosfera reduzida para 900 a 1000 graus Celsius. Algumas pessoas danificaram esses zircões azuis expondo-os à radiação ultravioleta em camas de bronzeamento ou sob lâmpadas ultravioletas usadas para curar adesivos acrílicos para as unhas. A cor azul pode degradar para marrom com apenas alguns minutos de exposição. A cor de algumas dessas jóias foi restaurada pela exposição à luz incandescente de baixa potência. Para evitar arruinar uma bela jóia, remova as jóias nos salões de bronzeamento e unhas. 1

Produção de concentrado de zircão: Os concentrados minerais de zircão são produzidos pela mineração de areias minerais pesadas a partir de depósitos terrestres e marítimos. Austrália, África do Sul, China, Indonésia, Moçambique, Índia, Ucrânia, Sri Lanka, Madagascar, Brasil, Quênia e vários outros países estavam produzindo concentrados de zircão em 2014. 2

Mineração de minerais pesados: Foto da mina de areias minerais pesadas da Concord, no centro-sul da Virgínia. Os depósitos de areia e silte da idade do plioceno, pouco consolados, contêm aqui cerca de 4% em peso de minerais pesados. Uma planta de separação é usada para recuperar ilmenita, leucoxeno, rutilo e zircão. 3

Mineração de zircão

O zircão é extraído de cascalho por mais de 2000 anos. Essa primeira mineração de zircão destinava-se principalmente a obter cristais agradáveis ​​para uso como pedras preciosas. Hoje, a maior parte do zircão é produzida pela mineração ou dragagem de sedimentos ricos em zircão. Esses sedimentos podem estar em depósitos de praia, litoral ou aluvial.

O zircão tem uma gravidade específica de 4,6 a 4,7, que é muito maior que o grão de sedimento detrítico típico que fica entre 2,6 e 2,8. Essa diferença de gravidade específica permite que os grãos de zircão sejam recuperados dos sedimentos por separação mecânica. Métodos específicos de separação por gravidade tornam possível recuperar com lucro o zircão e outros minerais pesados ​​com um teor de minério de apenas alguns por cento. O zircão é frequentemente um coproduto nas operações de mineração / processamento onde a ilmenita e o rutilo estão sendo extraídos para o titânio. Nos Estados Unidos, o zircão é extraído na Virgínia, Geórgia, Carolina do Norte e Flórida.

O zircão de nível industrial é extraído de depósitos terrestres e marítimos de origem aluvial em muitas partes do mundo. Austrália, África do Sul, China, Indonésia, Moçambique, Índia, Ucrânia, Sri Lanka, Madagascar, Brasil, Quênia e vários outros países foram importantes produtores em 2014. Esses depósitos aluviais contêm principalmente grãos sub-milimétricos de zircão derivados do intemperismo de granitos. pedras.

O zircão tipo gem é produzido a partir de depósitos aluviais no Sri Lanka, Camboja, Mianmar e Vietnã há centenas de anos. Depósitos mais recentes de gemas estão na Austrália, Nigéria e Madagascar. Os depósitos extraídos de zircão de gema devem conter cristais com pelo menos vários milímetros de tamanho e boa clareza. Eles são tipicamente derivados do intemperismo de rochas carbonáticas e outros tipos de rochas associadas à atividade hidrotérmica. Alguns dos melhores cristais de zircão de gema são extraídos diretamente das cavidades do pegmatito.

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Zircão, zircônio, zircônia e zircônia cúbica

Existe muita confusão pública entre quatro materiais: zircão, zircônio, zircônia e zircônia cúbica. As definições resumidas desses termos são fornecidas abaixo.

Zircão é um mineral que ocorre naturalmente com uma composição química de ZrSiO4.

Zircônio é um metal branco prateado e um elemento químico. Tem um número atômico de 40 e um símbolo atômico de Zr.

Zircônia é o óxido cristalino branco de zircônio com uma composição química de ZrO2. Uma forma natural, mas rara, de ZrO2 é o mineral baddeleyita.

Zircônia cúbica é uma pedra preciosa sintética com uma aparência muito semelhante ao diamante. Ele é vendido por uma pequena fração do custo do diamante e historicamente tem sido o simulador de diamante mais usado.

Todos esses materiais estão relacionados. O zircônio, a zircônia e a zircônia cúbica são todos produzidos a partir de zircão de nível industrial.

Usos industriais de zircão

Referências de zircão
1 Modificação reversível da cor do zircão azul por radiação ultravioleta de onda longa, por Nathan D. Renfro, Gems & Gemology, volume 52, número 3, outono de 2016.
2 Zircão e Háfnio, por George M. Bedinger, Anuário de Minerais de 2014, Pesquisa Geológica dos Estados Unidos, agosto de 2016.
3 Modelo de Depósito para Areias Minerais Pesadas em Ambientes Costeiros, por Bradley S. Van Gosen, David L. Fey, Anjana K. Shah, Philip L. Verplanck e Todd M. Hoefen, Modelos de Depósito Mineral para Avaliação de Recursos, Relatório de Investigações Científicas 2010-5070-L, Pesquisa Geológica dos Estados Unidos, 2014.
4 Mineville, Eastern Adirondacks - Geophysical and Geologic Studies, por Anjana Shah, artigo no site do Mineral Resources Program do United States Geological Survey, acessado em novembro de 2016.

A areia de zircão tem um baixo coeficiente de expansão e é muito estável a altas temperaturas. É usado como material refratário em muitas aplicações de fundição e fundição. Um de seus usos mais comuns é na produção de cerâmica.

O dióxido de zircônio (zircônia) é produzido aquecendo a areia de zircônio a uma temperatura suficientemente alta para quebrar a molécula de zircônio. Na forma de pó, o dióxido de zircônio é branco brilhante, altamente refletivo e termicamente estável. É usado como opacificante, agente clareador e pigmento em esmaltes e manchas usadas em cerâmica e cerâmica. A zircônia estabilizada com ítria é usada para fabricar zircônia cúbica, componentes de fibra ótica, revestimentos refratários, cerâmica, dentadura e outros produtos dentários.

O zircão serve como o principal minério de metal de zircônio. O zircônio é usado em uma variedade de produtos metálicos que exigem resistência ao calor e à corrosão. É utilizado na fabricação de ligas de alto desempenho, aços especiais, filamentos de lâmpadas, primers explosivos, equipamentos de informática e muitos componentes eletrônicos.

Zircões com bilhões de anos: Esses grãos de zircão foram colhidos à mão de uma rocha de quartzo-albita coletada no Condado de Essex, Nova York. Essa imagem de luz transmitida por microscópio petrográfico revela rachaduras, inclusões e “zonas” de idade nos grãos. Os núcleos e as bordas do grão de zircão refletem eventos magmáticos e tectônicos que ocorreram na região há cerca de 1-1,15 bilhões de anos atrás. 4

Zircão e decaimento radioativo

Muitos cristais de zircão contêm quantidades vestigiais de urânio e tório. Esses elementos radioativos foram incorporados ao zircão no momento da cristalização. Eles se convertem em seus produtos de decomposição a uma taxa constante. A proporção de materiais originais e produtos derivados pode ser usada para estimar o tempo de cristalização. Usando esse método, os grãos minerais mais antigos do mundo são os cristais de zircão encontrados na Austrália. Estima-se que tenham cerca de 4,4 bilhões de anos.

Quando elementos radioativos em cristais de zircão ou materiais próximos decaem, é emitida radiação. O cristal de zircão pode ser danificado por essa radiação. Algum zircão foi tão danificado pela exposição a essa radiação que não retém mais a clareza e as propriedades ópticas de um material atraente de gema. É por isso que o zircão não é adequado para uso como gema.