ダイヤモンド
背景
ダイヤモンドは、知られている中で最も硬い天然物質です。キンバーライトと呼ばれる火成岩の一種に含まれています。ダイヤモンド自体は、本質的に結晶化した炭素原子の鎖です。石の独特の硬度は、炭素鎖の密集した性質の結果です。他の火成岩と同様に、キンバーライトは、地殻の形成中に発生した火山活動によって、数千年の間に形成されました。キンバーライトは、これらのかつての火山活動の球体の内部にあり、多くの場合、山脈の近くにあり、地球の奥深くに伸びる垂直のシャフトにあります。キンバーライトの内部には、いくつかの鉱物の1つであるダイヤモンドが断続的に堆積しています。ただし、すべてのキンバーライトにダイヤモンドが含まれているわけではありません。ダイヤモンドでよく見られる他の石は、雲母、ガーネット、ジルコンです。キンバーライトは色相が青灰色である可能性があります。したがって、青い地面と呼ばれます。 -または空気にさらされた場合、黄色がかった色合いになる可能性があり、黄色い地面と呼ばれます。
歴史
ダイヤモンドは、約6、000年前にこの地域の川床で最初に発見されたと考えられています。トレーダーは、古典的および中世初期の時代に、宝石を中国まで東に、ローマまで西に運ぶ責任がありました。中国人は宝石の異常にタフな性質を最初に打ち負かし、他の石を切るための道具としてそれを使用しました。ローマの学者であるプリニー・ザ・エルダーは、1世紀のダイヤモンドについて書いています。単語自体はギリシャ語の adamas に由来します これは「無敵」または「征服不可能」を意味します。
初期の頃から、ダイヤモンドには謎と迷信が染み込んでいます。それらは非常にまれであったため（最初はインドでのみ発見されました）、ダイヤモンドが着用者に特別な力を与えることは一般的に行われている迷信になりました。彼らは勝利を保証するために戦闘で着用され、時には毒の解毒剤として呼び出されました。石に関連する他の迷信には、石を口に入れると歯が失われるという警告が含まれていました。他のケースでは、粉末にされた細かく粉砕されたダイヤモンドが効果的な毒であると考えられていました。確かに、専門家は、粉砕された形でさえ、ミネラルの独特の鋭さは消化管の小さな穴を引き裂くであろうことに同意します。ダイヤモンドは最も硬く、最も希少な天然物質の1つであるため、常に非常に高い価格で購入されてきました。石の極端な価値はまた、戦争や激動の時代にそれを持ち運び可能な富の形にしました。
産業としてのダイヤモンドの実際の採掘は、インドにさかのぼって紀元前800年から600年頃までさかのぼることができます。 ボルネオ島で西暦 頃に発掘されるまで、インドは1000年以上にわたって唯一の既知の岩石の産地でした。 600.中世の間、ダイヤモンドはルビーやエメラルドのようなよりカラフルな宝石のいくつかによって影が薄くなりました。これらの他の石は、ダイヤモンドよりも簡単にヨーロッパの豊かで力強いジュエリーに取り入れられました。さらに、石の輝きを解き放つための宝石切断技術はまだ開発されていませんでした。ダイヤモンドは通常、自然な状態で残されるか、基本的なカットによって形作られました。しかし、17世紀には、ヴィンチェンツォペルッツィというヴェネツィアの宝石職人が、いわゆるブリリアントカットを開発しました。このカットは、石の複雑さと自然な完成度を明らかにしました。
ダイヤモンドは、キンバーライトと呼ばれる火成岩の一種に含まれています。他の火成岩と同様に、キンバーライトは、地殻の形成中に発生した火山活動によって、数千年の間に形成されました。キンバーライトの内部には、いくつかの鉱物の1つであるダイヤモンドが断続的に堆積しています。
18世紀には、ブラジルで少量のダイヤモンド鉱床が発見され、その後オーストラリア、ロシア、米国で発見されました。ブラジルの宝石は、インド以外の宝石の価値が低いと人々が考えていたため、最初にインドに持ち込まれ、インドのダイヤモンドとしてヨーロッパに出荷されました。 20世紀には、アーカンソー州マーフリーズボロの近くにあるアメリカの鉱山が、小額の手数料でノベルティの公共採掘のために開かれました。シベリアでは高品質のダイヤモンドが発見されていますが、気温が非常に低いため、大規模な採掘は不可能です。
1866年、南アフリカで世界最大のダイヤモンドのキャッシュが発見されました。何人かの子供たちは岩を見つけて家に持ち帰りました、そして好奇心旺盛な隣人はそれを地質学者にそれを与えた貿易業者にそれを渡しました。それは巨大なサイズのダイヤモンドであり、小さな財産の価値があることが発見されました。南アフリカはすぐにダイアモンドラッシュを経験し、貧民街は探鉱者の流入で生まれました。最終的に、この地域のさまざまな鉱山と鉱山会社は、デビアス組織の管理下に統合されました。中央販売組織であるDeBeersConsolidated Mines、Ltd。とDiamond Trading Companyを擁するこのコングロマリットは、世界のダイヤモンド産出量の約80％を管理しています。現代のダイヤモンド採掘は南アフリカのキンバリーを中心とし、デビアスによって実施されています。デビアスダイヤモンドトレーディングカンパニーの代表者は、約6週間ごとに、世界中で100未満のダイヤモンド卸売業者の特別なリストをロンドンに招待し、事前に選択された多くの宝石を閲覧します。これは、南アフリカのデビアスダイヤモンドが市場に出回る唯一の方法です。
産業用アプリケーション
現代では、ダイヤモンドは産業に不可欠になっています。自動車の大御所ヘンリー・フォードは、石の現代的な産業用途を最初に発見しました。彼は、特に低コストの研磨剤として、製造業への応用に関する研究を後援し、デトロイト地域はダイヤモンド工具のディーラーのハブになりました。航空機業界は自動車セクターの先導に従い、ダイヤモンドベースの製品の熱心なユーザーになりました。工業用途に使用されるダイヤモンドは、通常、宝石市場で見られるものよりもグレードが低くなりますが、硬度と耐久性という同じ特性を保持しています。ダイヤモンド 
ツールは、他のソースから作成されたツールよりもはるかに長持ちし、他の物質を切断する際にほぼ比類のない精度を提供します。さらに、このようなツールは、他のツールよりも高速で静かに動作します。
工業用ダイヤモンドから作られた工具は、鏡や光学の製造分野だけでなく、ガスや石油の掘削作業にも使用されています。繊維産業では、ダイヤモンドから作られたデバイスがパターンをカットするために使用されます。医学では、ダイヤモンドで作られた切断器具を使用して、骨や組織をきれいにスライスします。建設業界では、コンクリートや舗装の研削や切断にダイヤモンド工具を使用しています。ダイヤモンドは、ステレオレコードプレーヤーの針の製造にも使用されます。
物理的特性
ダイヤモンドは炭素の鎖です。炭素は地球上で最も一般的な物質の1つです。ある形では鉛筆に使われる単純なグラファイトですが、結晶化した形ではダイヤモンドとはまったく異なる外観になります。鉱物学者が鉱物の硬度を測定するために使用する尺度では、ダイヤモンドは1から10の尺度で10と評価されます。ダイヤモンドは、宝石の標準的な測定単位であるカラットで測定されます。 1カラットは約5分の1グラムに相当します。カラットは、100のスケールに基づいてさらにポイントに分割できます。ダイヤモンドが非常に高く評価されている理由の1つは、石が適切にカットされている場合、ダイヤモンドが吸収する光が直接外側に反射されるためです。宝石の珍しい結晶構造は、この高度な屈折性を可能にします。ダイヤモンドはその構造上、電流の優れた導体でもあります。
構造的には、ダイヤモンドは八面体として説明できます。これは、基部で互いに出会う炭素鎖の二重の4面ピラミッドが内部にあることを意味します。立方体または十二面体（12面の形）も石の中にあります。三角形と呼ばれる小さな三角形のポケットが見られることがあります。
ダイヤモンドは自然界でさまざまな色合いで見られます。無色または白いダイヤモンドが最も一般的ですが、いくつかの着色された石はまれで価値があります。色合いは、黄色、青、ピンク、緑、または琥珀色にすることができます。南アフリカでは、オレンジダイヤモンドをジュエリーと見なすのが一般的ですが、これは世界の他の地域には浸透していない習慣です。世界で最も有名なダイヤモンドのいくつかは、着色されたものです。たとえば、重いドレスデングリーンや、悪名高いホープダイヤモンドです。後者は青色で、特定の負のエネルギーを保持していると考えられており、多くの原因不明の死がその所有者に関連付けられています。現在、ワシントンDCのスミソニアン協会のコレクションに含まれています。
抽出と精製
ダイヤモンドは、地表下のキンバーライトパイプまたは沖積堆積物から採掘されます。沖積（河床）堆積物は、火山活動がキンバーライトやその他の鉱物を活動の中心から自然に形成された灌漑システムに運んだときに発生しました。このようなダイヤモンドは、地球の表面のかなり近くにあります。沖積鉱業では、最初にかなりの量の砂をその地域から取り除く必要があります。砂などの部品は表土と呼ばれ、大きな機械式スクレーパーを使用して邪魔にならないように移動します。表土の下には砂利床があり、ブルドーザーが砂利をすくい上げて積み上げます。
その後、パイルはスクリーニングプラントに運ばれ、そこでダイヤモンドが抽出されます。沖積鉱業では、ダイヤモンド鉱床を発掘するために、砂利床の下の岩盤に到達する必要がある場合もあれば、岩盤自体の下に到達する必要がある場合もあります。岩盤を徹底的に調査する必要があります。この目的のために、Vacuveyerと呼ばれる巨大な真空装置が使用されることがあります。採掘プロセスが水平方向に進むにつれて、除去された表土は、掘削されたサイトを埋めるために再び堆積されます。
ダイヤモンド用のキンバーライトの地下採掘でも、宝石を発掘するために膨大な量の岩やその他の材料を移動させる必要がありますが、沖積採掘よりもはるかに大規模です。カバーされていないダイヤモンドの一部については、1500万から3000万の部品の廃棄物を邪魔にならないように移動する必要があると推定されています。金やその他の物質の採掘活動とは異なり、エンジニアはその地域にダイヤモンドが豊富にあるかどうかを事前に判断することはできません。
マイニング
- 1ブロックケービングは、キンバーライト鉱床からダイヤモンドを掘削する際に最も一般的に使用される方法です。この方法は最高の歩留まりを提供するため、最も費用効果が高くなります。最初に、直径1,750フィート（533 m）の大きな垂直の穴が掘削されます。レベルは約40フィート（12 m）ごとに配置されます。これらのレベルに沿って、スクレーパードリフトとして知られる水平トンネルがあります。ドリフトには、11フィート（3 m）程度の間隔で小さな傾斜した円錐形の開口部があります。これらの開口部は、およそ4フィート×4フィートです。水平スライスがコーンの上でカットされると（通常は高さ約6フィート（1.8 m））、キンバーライトは壊れ始め、コーンとスクレーパードリフトに落ち始めます。その後、材料はトラックに押し込まれます。トラックは採掘エリアを地下を移動し、収集されたキンバーライトを破砕装置に運びます。
粉砕
- 2地下採掘施設で行われる破砕作業では、キンバーライトの大きな塊がより輸送しやすいセグメントに分割されます。最初の粉砕後、キンバーライトはグリズリーまたは鉄の棒のセットを通過します。粉砕されたチャンクがグリズリーを通過しない場合でも、それらは大きすぎて、さらに粉砕するために送り返されます。粉砕されたキンバーライトは、さらに処理するために表面上に運ばれます。コーンに入るキンバーライトが見つからなくなると、その領域は使い果たされ、作業はより低いレベルに移動します。
分離
- 3実際のダイヤモンドは、それらを囲む岩から分離する必要があります。発掘された材料を粉砕または粉砕することが最初のステップですが、これは、内部の潜在的な宝石を損傷しないように、基本的な形で行われます。次に、重力ベースのデバイスを使用して、ダイアモンドを含む部分（濃縮物と呼ばれる）をテーリングまたはフィラーロックから選別します。 2つを分離するために最も一般的に使用される方法の1つは、1870年代に南アフリカで開発されたタイプの洗濯鍋です。分解されたキンバーライトと水（水たまりと呼ばれる混合物）が鍋に入れられます。軽い粒子は上に上がりますが、ダイヤモンドや他の重いミネラルは鍋の底に下がるので、混合物の粘度は重要な要素です。
ダイヤモンドを発見する別の方法は、メディアセパレーターを使用します。スラリーと呼ばれるシチューが作られます。通常、粉砕された濃縮物と尾鉱に水が加えられます。密度の高いフェロシリコン粉末も添加。
スラリーは、３種類の媒体分離器のうちの１つに入れることができる。 1つ目は円錐形のタンクで、内部に円錐形の攪拌要素があります。アジテーターはタンクの側面を動き回りますが、軽い尾鉱が上に上がり、重い要素が下に沈むのに十分なスペースを残します。リフティングホイールタイプのメディアセパレーターでは、ホイールは途中までスラリーで満たされています。その中のパドルは混合物をかき混ぜ、底から重い粒子を持ち上げて、混合物の残りの部分からそれらを分離します。 3番目のタイプのメディアセパレーターは、液体サイクロンとして知られています。それは回転する大きなバットであり、遠心力によって、より重い、ダイヤモンドが豊富な粒子が分離されます。
グリース
- 4この基本的な分離の後、濃縮物は給脂エリアに移動します。これは、19世紀後半に南アフリカで開発されたダイヤモンド製造のもう1つの革新です。水と混合して、キンバーライトとダイヤモンドの混合物をグリースを塗ったベルトまたはテーブルに置きます。このデバイスは通常、傾斜して振動しています。この方法は、新たに掘削されたダイヤモンドが水と接触しても濡れないことを前提としています。代わりに、それらはグリースに付着します。ワセリンは通常、グリースベルトまたはテーブルで好まれる物質です。その後、水は残りの非ダイヤモンド粒子を運び去ります。次に、ダイヤモンドを含んだ濃縮物をテーブルから一掃し、沸騰させてグリースの痕跡を取り除きます。新しい方法では、X線技術を使用して、どの濃縮物がダイヤモンドで、どれが流出物質であるかを判断します。
カッティング
- 5ダイヤモンドの塊は、最終的には、婚約指輪やその他のジュエリーで一般的に使用される、小さくて完璧な形の宝石になります。ダイヤモンドは最も難しい既知の物質であるため、石を切るにはダイヤモンドダストを使用する必要があります。切削では、ダイヤモンドの表面に微細な溝を刻み、その溝に劈開鉄を挿入します。素早く力強い打撃で、ダイヤモンドは自然に発生する平面に沿って完全に分裂するはずです。宝石職人は、インクで表面をマークすることにより、さらなるカットを決定します。次に、ダイヤモンドダストとオリーブオイルの珍しい組み合わせで油を塗ったダイヤモンドソーを、生の宝石の表面で垂直に回転させます。このデバイスは、ダイヤモンドを新しいセグメントに分割します。次に、これらの部品は旋盤のような装置に供給されて研削されます。
未来
ダイヤモンドは有限の資源です。インドのダイヤモンドの運命は、南アフリカのダイヤモンド鉱業の将来がどうなるかを示す良い例です。インドで最初に宝石が発見されてから比較的最近まで、1200万カラット以上がインドから産出されたと考えられています。 20世紀半ばまでに、資源はほとんど枯渇し、インドは年間約100カラットしか生産していませんでした。ダイヤモンドは引き続き産業およびハイテク企業で使用されますが、1953年に最初に製造された合成的に製造されたファクシミリは、本来は本物の石の独占的な州であるタスクの一部を実行する可能性があります。これらの「製造された」宝石は、硬度と耐久性の同じ特性を持っており、アダムメントの目的で本物のダイヤモンドほど人気があることはありませんが、産業用途に適しています。
製造プロセス