INTRODUCCION La gran preponderancia de compuestos y aleaciones duras, utilizados en la industria moderna, ha creado la necesidad de buscar materiales aptos para el pulido y trabajo de estas aleaciones. Existe una serie de minerales que poseen, como cualidad común, una elevada serie natural, ya en productos manufacturados. Sin embargo, los abrasivos naturales están siendo sustituidos actualmente por abrasivos artificiales, que se fabrican a su vez con productos minerales y se utilizan cada vez más. Los abrasivos naturales se emplean en forma natural, después de darles una forma adecuada, o bien, reducidos a granos o polvo, haber fabricado con ellos ruedas o papeles. No todo el diamante que se extrae se utiliza en la talla de piedras preciosas. Existen dos tipos de piedra industrial: los diamantes carbonados, negros, duros y resistentes, que proceden de Bahía (Brasil); y el bort, que comprende las piedras pequeñas, fragmentos y gemas de color deficiente o que presentan imperfecciones. El corindón tiene una dureza 9 y, si bien es una piedra preciosa, ocurre lo mismo que con el diamante, es decir, existen ejemplares ej emplares defectuosos utilizables para abrasivo. El corindón también puede presentarse mezclado con magnetita en la variedad denominada esmeril. Se emplea en forma de grano suelto en el pulimento óptico, se utiliza adosado a papel o tela y en forma de muelas de pulir. El granate forma una serie isomorfa con siete variedades, de las cuales el almandino es el que se usa generalmente como abrasivo. El mineral se fractura formando bordes afilados que, una vez redondeados, ya no sirven. No es muy abundante y para que sea rentable los granos deben tener, por lo menos, el tamaño de un guisante y el contenido de la roca no debe ser inferior al 10%. Toda una serie de rocas silíceas, de grano mediano u fino, se han utilizado como abrasivos de dureza intermedia. Como abrasivos blandos se usan carbonatos y algunos óxidos metálicos. Entre los abrasivos artificiales el más importante es el carburo de silicio o carborundo. También se fabrica el carburo de boro, que sigue al diamante en dureza.
DESCRIPCION GENERAL DE LOS ABRASIVOS Un abrasivo es una sustancia que tiene como finalidad actuar sobre otros materiales con diferentes clases de esfuerzo mecánico —triturado, molienda, corte, pulido—. Es de elevada dureza y se emplea en todo tipo de procesos industriales y artesanos. Los abrasivos, que pueden ser naturales o artificiales, se clasifican en función de su mayor o menor dureza. Para ello se valoran según diversas escalas, la más utilizada de las cuales es la escala de Mohs, establecida en 1820 por el mineralogista alemán Friedrich Mohs. Entre los abrasivos se encuentran el óxido de aluminio (alúmina), la arena, el carburo de silicio, el nitruro de boro cúbico, y el diamante.
Otro tipo de abrasivo es el esmeril con el cual se fabrican diversas ruedas y discos para el desbate y corte de materiales como piedra y metal. Los elementos básicos que afectan en la operación de corte y rendimiento de las ruedas de esmeril son: tipo y tamaño de grano, liga o aglutinante, la dureza y su estructura. El grano es el elemento que efectúa el trabajo de corte y desbaste. Para saber elegir un grano es importante considerar su tamaño y su tipo. Existen los granos naturales y los manufacturados, entre los naturales están los diamantes, esmeriles, areniscas, coridón y cuarzos. Generalmente contienen porcentajes grandes de impurezas las cuales podrían hacer difícil la acción de corte y desbaste. Los granos manufacturados se elaboran por métodos controlables en hornos de arco eléctrico por lo que la calidad y características de una rueda cumple ciertos requerimientos del rectificado. Se emplean materiales como óxido de aluminio, carburo de silicio, zirconio y materiales cerámicos. Ya que el grano es el elemento primordial del abrasivo es importante considerar el tamaño que se utilizará. Éste está determinado por el número de malla por pulgada lineal que tiene el tamiz a través del cual pasa el gran o en cuestión. Grano grueso sirve para materiales suaves, de desbaste rápido, cuando el acabado no es importante y para abarcar grandes áreas de contacto. Un grano fino sirve para materiales duros, frágiles y quebradizos como aceros,
Es importante considerar la dureza del material, éste es el límite de resistencia con que el material de liga sujeta los granos en la forma de una rueda . También es una medida de resistencia del esfuerzo compuesto del material de liga y granos con las tenisiones del rectificado. Esta se puede indicar por medio de letras, empezando con A, B, C, D, etc como las más blandas y terminando con X,Y,Z como las más duras.
TIPOS DE ABRASIVOS El tipo de abrasivo que usted utilice determina el costo y la efectividad de la limpieza con chorro de abrasivo. Son algunos factores relacionados con el abrasivo que los afectan el desempeño de su equipo, entre estos encontramos:
TAMAÑO. El tamaño de las partículas del abrasivo es sumamente importante para lograr un patrón de textura consistente al aplicar el chorro de abrasivo en la superficie. Los fabricantes de abrasivo utilizan varias nomenclaturas y numeraciones para definir el tamaño de sus productos. La medida uniforme entre todas las partículas de abrasivo se convierte en un parámetro de mucha importancia cuando el fabricante de recubrimientos especifica un perfil determinado para la superficie. Partículas más grandes cortarán demasiado profundo, dejando puntas muy marcadas que probablemente sobresaldrán del recubrimiento, esto favorecería a la oxidación. Para compensar dicha diferencia entre las cavidades más profundas y las puntas más altas, se tendría que aplicar varias capas de recubrimiento, lo que incrementaría el tiempo de trabajo y el costo total. Elija el tamaño de la malla que le proporcione el acabado deseado. Las partículas grandes remueven múltiples capas de pintura, corrosión pesada o lechada de concreto y dejan perfiles profundos en las superficies. Los abrasivos tamaño mediano remueven óxido ligero, pintura floja, y escamas de acero delgadas. Las partículas pequeñas dejan perfiles superficiales y son ideales para el chorreado de abrasivo de metales de poco calibre, madera, plástico, cerámica y otras superficies semidelicadas, además son muy recomendables para marcar las superficies con algún logotipo que requiere de precisión en el corte del abrasivo.
FORMA. Las diferentes formas en los abrasivos ofrecerán diferentes perfiles en la superficie siendo las dos principales configuraciones de los abrasivos la angular y las esférica. Los abrasivos angulares trabajan mejor cuando se trata de desprender capas pesadas de pintura y corrosión. El abrasivo esférico en cambio, es mejor para remover escamas de fabricación y contaminación ligera., también es utilizado para realizar el martilleo (shot peening ) para el relevado de esfuerzos. El martilleo crea una superficie uniforme comprimida que hace que los resortes y otros metales sujetos a alta tensión tengan mucho menos posibilidades de fallar.
DENSIDAD. Densidad es el peso del abrasivo por volumen. Esta es la característica menos determinante que se tiene que tomar en cuenta para realizar un trabajo de sandblast, a menos que la diferencia de densidades sea muy amplia entre los distintos materiales. En la medida en que el material sea más denso, será mayor la energía con que se impacte contra la superficie.
DUREZA. La dureza del abrasivo determinará su efecto sobre la superficie que va a ser sandblasteada. Si el abrasivo es más duro que el sustrato, dejará un perfil sobre la superficie. Si es más suave que la superficie, pero más dura que el recubrimiento, solamente removerá el recubrimiento. Si es más suave que el recubrimiento, solamente limpiará la contaminación de la superficie sin remover el recubrimiento. La dureza del abrasivo está medida en la escala de Mohs siendo 1 tan suave como talco y 15 materiales tan duros como el diamante. Los abrasivos del tipo de carburo de boro, carburo de silicio y óxido de aluminio, estarán dentro del rango 10 al 13.
FRAGILIDAD. Con fragilidad nos referimos a la tendencia del abrasivo a fragmentarse en partículas más pequeñas como consecuencia del impacto, mientras más frágil sea el abrasivo, menos veces puede ser reutilizado y más polvo generará. La arena sílica es extremadamente frágil debido a su composición de cuarzo y nunca debe ser reutilizada. En el primer uso, más del 70% de la arena se convierte en polvo desprendiendo peligrosas partículas de sílice, la gente expuesta al polvo de sílice, puede contraer una enfermedad llamada silicosis. La mayoría de los abrasivos fabricados y derivados de un producto, pueden ser reciclados varias veces, al igual que algunos abrasivos naturales como el granate y el pedernal. La escoria de cobre y níquel se fractura en partículas más pequeñas que pueden ser reutilizadas. La granalla de acero puede ser efectivamente reciclada unas 200 veces o más. Muchas variables afectan el reuso que se de al abrasivo, dentro de éstas están: la presión de aire, dureza de la superficie y la eficiencia del equipo para sopleteo con chorro de abrasivo.
¿Qué abrasivo utilizar? Los equipos para limpieza con chorro de abrasivos (sandblast) pueden realizar diversas tareas como limpiar y preparar superficies para aplicación de recubrimientos, grabado de materiales, limpieza de contaminantes de la superficie, proporcionar acabados limpios y estéticos, difuminar defectos y marcas de herramientas, etc. Sin embargo es necesario que elija el abrasivo más adecuado para su equipo de acuerdo a los resultados que desea obtener, ya que una mala elección del abrasivo le puede traer problemas del rendimiento de su equipo. Recuerde que todos los factures arriba señalados inciden en el resultado de la aplicación. A continuación le presentamos algunas aplicaciones y cualidades más características para los abrasivos más comunes:
Arena sílica Este abrasivo de bajo costo, se utiliza principalmente cuando se realizan trabajos en exteriores, ya que su precio es más económico y su uso no puede ser mayor a dos veces; su avance es mediano y le proporciona un acabado mate, es importante considerar que su fragilidad es muy alta por lo que es uno de los abrasivos que más polvo genera. Este abrasivo tiene un alto contenido de sílice por lo que puede presentar riesgos a la salud de los trabajadores y debe de utilizarse bajo estrictas medidas de seguridad y siempre con el equipo de protección para el operador ya que puede producirle daños tales tan severos como la muerte. . Verifique que no existen restricciones para su utilización antes de operar con este abrasivo.
Escoria de cobre Este abrasivo también conocido como "abrasivo negro" o "abrasivo ecológico" se obtienen principalmente de 2 fuentes: la fundición de metal (cobre y níquel) y las calderas para generar poder eléctrico (carbón). La escoria de cobre ha aumentado su demanda debido a su capacidad de limpieza, disponibilidad, bajo contenido de sílice (menos del 1%), gran rango de medidas y su relativo bajo costo. Sus partículas duras y angulares le otorgan gran velocidad y capacidad de corte, haciéndola perfecta para una gran cantidad de usos. En algunas aplicaciones, quizá sea necesario reducir la presión del aire para evitar que las partículas de la escoria de cobre se inserten en el acero. La principal desventaja al usar escoria de cobre es su alta fragilidad, debido a la cual genera gran cantidad de polvo y limita su reuso, además de que la escoria debe ser revisada de estar libre de contaminantes antes de comenzar a usarla.
Abrasivos agrícolas Existe una gran variedad de abrasivos agrícolas. La cáscara de nuez y el olote de maíz se encuentran dentro los más populares. Estos abrasivos agrícolas son ligeros y suaves, y si son utilizados con el equipo, la técnica y la atención adecuada pueden remover pintura de la madera, plástico, metales de calibre ligero y otras superficies duras. Este tipo de abrasivo es utilizado para limpiar motores eléctricos sin dañar la lámina y los cables aislados. Sin embargo su uso no es muy común y frecuentemente existen problemas para tener un suministro adecuado.
Óxido de aluminio Este abrasivo angular es uno de los más populares en el mercado debido a su rapidez en la limpieza, óptima profundidad en su corte y aceptable tasa de reutilización. Su principal característica es la velocidad de limpieza y/o preparación de superficies para aplicar recubrimientos, además, proporciona un excelente anclaje en las superficies lo cual es un requisito en la aplicación de recubrimientos. Con una adecuada regulación de la presión y elección del tamaño de grano se pueden obtener diferentes resultados, que van desde la limpieza de materiales fuertemente adheridos a las superficies, hasta el grabado en vidrio, cerámica, re sinas y otros materiales. La generación de polvo del óxido de aluminio es baja y es ampliamente recomendable para cabinas y sistemas presurizados en cuarto ya que puede llegar a tener una reutilización de 10 hasta 25 ocasiones. Al ser una partícula angular con un alto nivel de abrasión, su avance en la acción de corte es notablemente rápido dejando un acabado mate. La duración de una boquilla con inserto de carburo de tungsteno con un abrasivo de estas características disminuye considerablemente ya que se encuentra alrededor de 20 a 40 horas de trabajo.
Carburo de silicio Es el abrasivo más duro, afilado y costoso en el mercado. Está clasificado como 13 en la escala de Mohs' (escala de 15 puntos), haciéndolo ideal cuando se requiere un corte fino, pero profundo, al igual que para remover residuos tratados con calor de partes endurecidas. Este abrasivo tiene también un buen número de reusos, ya que cuando las partículas se estrellan sobre la superficie y se fragmentan en partículas más pequeñas no pierden su filo, por lo que siguen teniendo una buena acción de corte a pesar de reducir su tamaño. El carburo de silicio es principalmente preferido por aquellos usuarios del chorreado de abrasivos que requieren una limpieza rápida con un buen anclaje y sin contaminación ferrosa, ya que debido a su alta dureza, el carburo de silicio limpia mucho más rápido que cualquier otro abrasivo del mercado, esta rapidez en el trabajo es de gran ayuda cuando se realizan grabados sobre cerámica, vidrio y madera, ya que permite un corte más profundo con menos tiempo de exposición del chorro sob re la mascarilla. El rango de tamaños es muy amplio, va desde los muy gruesos hasta los muy finos lo que permite desarrollar una amplia gama de acabados con este abrasivo. Al ser una abrasivo tan agresivo sobre las superficies, lo es también en el desgaste del equipo y consumibles, por lo que es importante que utilice boquillas de boro y recubra las paredes del área de trabajo con lámina de hule o acero.
Granalla de acero Este abrasivo se encuentra en dos presentaciones: angular y esférica; la esférica se usa regularmente en las máquinas granalladoras y tiene un ataque menos violento sobre la superficie, la aplicación de la granalla esférica sobre estructuras metálicas, ayuda a mejorar la resistencia a la fatiga de las piezas, este proceso es conocido como shot peening o martilleo . La granalla angular la encontramos más frecuentemente en los equipos de sandblast y debido a su peso y dureza (Es el abrasivo más pesado), es magnífico para realizar preparación de superficies en aplicación de recubrimientos ya que deja un anclaje muy profundo. Es importante contemplar que si se trabaja con granalla de acero angular sobre materiales que no vayan a ser recubierto, algunas partículas pueden incrustarse sobre la superficie lo cual generará brotes de oxidación en el futuro. La granalla de acero es el abrasivo que más se utiliza para hacer limpiezas para preparación de superficie ya que otra ventaja del gran peso de su partícula es la baja generación de polvo y como ya se ha mencionado su anclaje profundo es ideal para la aplicación de recubrimientos de alta tecnología.
DIAMANTE En mineralogía, el diamante (del griego antiguo αδάμας, adámas, que significa invencible o inalterable) es un alótropo del carbono donde los átomos de carbono están dispuestos en una variante de la estructura cristalina cúbica centrada en la cara denominada «red de diamante». El diamante es la segunda forma más estable de carbono, después del grafito; sin embargo, la tasa de conversión de diamante a grafito es despreciable a condiciones ambientales. El diamante tiene renombre específicamente como un material con características físicas superlativas, muchas de l as cuales derivan del fuerte enlace covalente entre sus átomos. En particular, el diamante tiene la más alta dureza y conductividad térmica de todos los materiales. Estas propiedades determinan que la aplicación industrial principal del diamante sea en herramientas de corte y de pulido. Grado industrial El mercado para los diamantes de grado industrial opera de forma muy diferente de su contraparte ornamental. Los diamantes industriales son valorados mayoritariamente por su dureza y conductividad térmica, haciendo algunas de las características gemológicas de los diamantes, tales como claridad y color, irrelevantes para la mayoría de aplicaciones. Esto ayuda a explicar por qué el 80% de los diamantes minados (igual a aproximadamente 100 millones de quilates, o 20.000 kg anualmente), no aptos para su uso como piedras preciosas, son destinadas al uso industrial. Además de los diamantes minados, los diamantes sintéticos encontraron aplicaciones industriales casi inmediatamente tras su invención en la década de 1950; se producen anualmente otros 3 mil millones de quilates (600 toneladas métricas) de diamantes sintéticos para uso industrial. Actualmente, aproximadamente el 90% del material abrasivo de las lijas de diamante es de origen sintético. El uso industrial dominante de los diamantes es el corte, perforación, lijado y pulido. La mayoría de usos de diamantes en esta tecnología no requiere de diamantes grandes; en efecto, la mayoría de diamantes que son de calidad de gema, excepto por su tamaño pequeño, pueden encontrar un uso industrial. Los diamantes son insertados en la punta de taladros u hojas de sierras, o esparcidos en un polvo para su uso en aplicaciones de lijado y pulido. Algunas aplicaciones especializadas incluyen el uso en laboratorios como contenedor para experimentos de alta presión, rodamientos de alto desempeño, y un uso limitado en ventanas especializadas. Con los avances continuos hechos en la producción de diamantes sintéticos, las aplicaciones futuras se están volviendo factibles. Está generando mucha excitación el posible uso del diamante como un semiconductor apto para construir microchips, o el uso del diamante como un disipador en electrónica, aunque antaño en esta rama de la tecnología se empleó ampliamente en la fabricación de agujas de las cápsulas fonocaptoras de los tocadiscos. El límite entre los diamantes de calidad de gema y los diamantes industriales está definido pobremente, y parcialmente depende de las condiciones de mercado (por ejemplo, si la
demanda de diamantes pulidos es alta, algunas piedras aptas serán pulidos en gemas pequeñas o de baja calidad en vez de ser vendidas para uso industrial). Dentro de la categoría de diamantes industriales, hay una subcategoría que comprende las piedras de menor calidad, principalmente piedras opacas, que son conocidas como bort o 'boart'. Minería, fuentes y producción
Sólo una fracción muy pequeña de mineral de diamante consiste de diamantes reales. El mineral es chancado, proceso durante el cual se tiene el cuidado requerido para no destruir los diamantes más grandes, y luego son ordenados por densidad. Hoy en día, los diamantes son localizados en la fracción de densidad rica en diamantes, con la ayuda de fluorescencia de rayos X, después de lo cual los pasos finales de ordenamiento son hechos a mano. Antes de que el uso de los rayos X se haga común, la separación se hacía con cinturones de grasa; los diamantes tienen una tendencia más fuerte a pegarse a la grasa que los otros minerales en la muestra. Históricamente, los diamantes eran encontrados sólo en depósitos aluviales en el sur de la India. India lideró la producción mundial de diamantes desde el tiempo de su descubrimiento, aproximadamente en el siglo IX A.C. hasta mediados del siglo XVIII d.C., pero el potencial comercial de estas fuentes había sido agotado a finales del siglo XVIII, y en aquel tiempo, la India fue eclipsada por Brasil, donde se hallaron los primeros diamantes no provenientes de la India en 1725. La producción de diamante de depósitos primarios (kimberlitas y lamproítas) empezó sólo en la década de 1870, tras el descubrimiento de los campos de diamantes en la República Sudafricana. La producción ha aumentado con el tiempo, y ahora se ha minado un acumulado total de 4.5 mil millones de quilates desde la fecha. Interesante es el hecho de que el 20% de dicha cantidad se haya minado sólo en los últimos 5 años, y durante los últimos diez años, 9 minas nuevas hayan empezado la producción, mientras 4 más están esperando ser abiertas pronto. La mayoría de estas minas están ubicadas en Canadá, Zimbabue, Angola, y una en Rusia. En los Estados Unidos, se ha encontrado diamantes en Arkansas, Colorado, y Montana. En el 2004, el descubrimiento de un diamante microscópico en los Estados Unidos condujo al muestreo en bruto de pipas de kimberlita en un lugar remoto deMontana. Hoy en día, la mayoría de depósitos de diamantes comercialmente viables están en Rusia (principalmente en Yakutia, por ejemplo lamina Mir y la mina Udachnaya), Botsuana, Australia (norte y oeste) y la República Democrática del Congo. En el 2005, Rusia produjo casi un quinto de la producción global de diamante, según los reportes de British Geological Survey. Australia posee las pipas diamantíferas más ricas, con producción que alcanza niveles picos de 42 TM por año en la década de 1990. También hay depósitos comerciales siendo minados activamente en el Territorio del Noroeste de Canadá, y en Brasil. Los prospectores de diamantes continúan buscando en el globo pipas de kimberlita y lamproíta que contengan diamantes.
Sintéticos Los diamantes sintéticos son cristales de diamante que son manufacturados en un laboratorio, en contraste a los diamantes naturales que se forman naturalmente en el subsuelo. Los usos gemológicos e industriales del diamante han creado una gran demanda de piedras brutas, esta demanda ha sido satisfecha en gran parte por los diamantes sintéticos por más de medio siglo; estos han sido fabricados por diversos procesos, sin embargo, es en años recientes en que se ha hecho posible producir diamantes sintéticos de calidad de gema de tamaño significativo. La mayoría de diamantes sintéticos disponibles comercialmente son de color amarillo, y son producidos por procesos denominados de Alta Presión y Alta Temperatura (HTHP). El color amarillo es causado por impurezas de nitrógeno. Otros colores también pueden ser reproducidos, como el azul, verde o rosa, que resultan de la adición de boro o de la irradiación después de la síntesis.
Corte incoloro de gema a partir de diamante crecido por deposición química de vapor. Otro método popular de crecimiento de diamante sintético es la deposición química de vapor (CVD). El crecimiento tiene lugar en presión baja (menor a la presión atmosférica). Involucra alimentar una mezcla de gases (típicamente 1:99 metano:hidrógeno) en una cámara y descomponerlos por la acción de radicales químicamente activos en un plasma iniciado pormicroondas, filamento caliente, descarga eléctrica, welding torch o láser. Este método es usado principalmente para recubrimientos, pero también puede producir cristales individuales de algunos milímetros de tamaño (ver imagen). En el presente, la producción anual de diamantes sintéticos de calidad de gema es sólo de unos cuantos miles de quilates, mientras que la producción total de diamantes naturales es alrededor de 120 millones de quilates. A pesar de este hecho, frecuentemente un consumidor encuentra diamantes sintéticos cuando busca un diamante de color de fantasía, porque casi todos los diamantes sintéticos son de color de fantasía, mientras sólo el 0,01% de los diamantes naturales son de color de fantasía. La producción de diamantes sintéticos más grandes amenaza el modelo de negocio de la industria de diamantes. El
efecto final de la rápida disponibilidad de diamantes de calidad de gema de bajo costo en el futuro es difícil de predecir.
Las principales formas cristalinas del diamante en bruto El diamante cristaliza en el sistema cúbico y sus formas cristalinas son pues numerosas, las principales son:
El octaedro presenta: 8 caras triangulares, 12 aristas, 20 vértices. El dodecaedro presenta: 12 caras pentagonales, 30 aristas, 20 vértices. El cubo presenta: 6 caras, 12 aristas, 8 vértices. El rombododecaedro presenta: 12 caras romboidales, 24 aristas, 14 vértices.
Las diferentes clasificaciones de selección del diamante en bruto Después que el diamante haya sido recuperado, deberá ser clasificado según ciertas categorías antes de ser vendido: Diamantes buenos para el crucero. Diamantes buenos para aserralos. Diamantes buenos para la talla. Diamantes para la industria. El diamante en bruto puede ser clasificado según 3 categorías distintas, a saber:
El diamante de calidad gema. El diamante de calidad industrial. El crushing-bort o bort.
Apenas el 20% de la producción mundial de diamantes en bruto es destinado a la joyería (calidad gema) y el 80% ausos industriales. Habría más de 5000 clasificaciones posibles de diamantes en bruto. El diamante de calidad gema Es el tipo de calidad que servirá para la joyería y para la bisutería. Debe ser de buen color y de buena pureza, en cuanto a su forma no es muy importante ya que el diamante debe ser tallado. Esta categoría de diamantes necesita también una clasificación de las piedras por subcategorías, a saber:
Las piedras stones: piedra muy bella de más de 1 quilate. Las piedras fancy colors: diamantes cuyo color no está comprendido entre el blanco azulado y el amarillo. El color de los diamantes Fancy Color es azul, verde, amarillo canario, marrón y rosa. Las piedras closed : monocristales, bella forma, buenas para la aserrar y para el pulimentado. Las piedras spotted : monocristales, bella forma, no son puras (Piquées) pero se puede eliminar con la talla. Las piedras macladas: deformación de la cristalización, deben ser hendidas o desbastadas. Las piedras irregulares: formas octaédricas o dodecaédricas de formas irregulares, son talladas directamente. Las piedras partibles: deben ser hendidas. Las piedras recubiertas: piedras para la especulación, una ganga o una película las recubre escondiendo el interior de la piedra. Pueden quedar opacas o dejar que aparezca una bella piedra. Las piedras escarchadas: idénticas a las recubiertas, pero la película es en este caso translúcida. Las piedras lechosas: como su nombre indica, esta piedra tiene un aspecto lechoso. Los blocks: de una forma particular, su orientación cristalográfica es difícil de ver. Los platos: generalmente son maclas que se emplean a menudo para la talla en rosa. Los sands: son piedras muy pequeñas (menos de 0,10 quilate) destinadas para la talla en 8/8. Los commons goods: son de una calidad mediocre y están en el límite de la calidad de joyería. Las piedras rechazadas: son de calidad demasiado baja y, en consecuencia, son eliminadas.
El diamante de calidad industrial Tal como su nombre indica, esta calidad de diamantes está reservada para la industria. Sin embargo, el diamante industrial debe ser de buena calidad, el color amarillo es el preferido a otros debido a una mayor dureza. Se clasifican con arreglo al peso, inferior a 3 quilates, pero también en función de su número de puntas. Se utilizan, por ejemplo, para la fabricación de terrajas, instrumentos de perforación, etc...
El crushing-bort o bort Es la calidad más baja de diamantes que existe, generalmente se muele y servirá como polvo de diamante que se utiliza en diferentes fases de la talla del diamante. Los métodos de extracción de diamantes en la minería Los diamantes, el mejor amigo de una mujer, son una de las piedras preciosas más valiosas del mundo. De todos los diamantes extraídos cada año en el mundo, menos de la mitad son gemas de calidad. La cantidad restante se utiliza a menudo para fines industriales, tales como corte de implementos tales como sierras de diamante. Los diamantes se encuentran en todo el mundo, con África y Rusia que producen la mayoría de los diamantes del mundo son gemas de calidad. Una vez que se determina un depósito de diamantes, hay varios métodos de extracción de ellos desde el suelo. Artesanal La extracción de diamantes artesanales es el método más sencillo de extraer diamantes. Los "buscadores de diamantes" usan sus manos para tamizar a través del lodo, roca y tierra, en un esfuerzo para encontrar y extraer diamantes utilizan este método. Esto se utiliza a menudo en los países menos desarrollados de todo el mundo y en regiones donde la guerra y los conflictos hacen que un equipo costoso poco práctico, como la zona de Sierra Leona en África. La mina a cielo abierto Este tipo de explotación es el más normal, sobre todo en África del Sur, donde la célebre mina de Kimberley conocida, como « Big Hole », hace referencia en la materia. La explotación se lleva a cabo extrayendo el suelo con ayuda de grandes máquinas excavadoras. Se utilizan explosivos cuando la roca es demasiado dura. Se excava así el cuenco creando rampas por las cuales suben los camiones que transportan los materiales que hay que tratar y los que son estériles. La mina subterránea La extracción subterránea puede hoy alcanzar profundidades de más de 1.000 metros por debajo de la superficie del terreno. El contenido en diamantes va disminuyendo con la profundidad. Se utilizan dos técnicas de extracción:
La extracción por derrumbamiento: galerías horizontales que atraviesan el cuenco son excavadas y hormigonadas. Al final de estas galerías se excavan una especie de conductos secundarios que se comunican entre sí con una especie de embudos. Se dinamita todo esto y, bajo la presión de la carga, la galería se derrumba y el material se deposita en los pasillos. Basta con recoger el material, cargarlo sobre
vagonetas y transportarlo a la superficie. A menudo se lleva a cabo una operación de trituración subterránea antes de elevar los materiales a la superficie. La extracción subterránea en gradas o escalones : es un método mixto que es utilizado en la Mina Premier en África del Sur.
Aluvial La minería aluvial es la más usada en África. La razón de esto se debe a que este país no ha tenido erosión glacial de la tierra diamantífera en la historia pasada, y los diamantes han tenido la oportunidad de subir a la superficie y ser arrastrados por las lluvias y las tormentas. La minera aluvial se realiza en áreas donde grandes cantidades de agua se han acumulado, y en consecuencia los trabajadores tamizan a través de los depósitos de arena en un esfuerzo por descubrir los diamantes. Selección de los Diamantes
Antes de que un diamante sea procesado, debe ser extraído en primer lugar. El diamante se recupera del mineral a través de un proceso conocido como conminución y liberación. Conminución es la fragmentación de piezas grandes de mineral en partículas más pequeñas. La liberación es el proceso de remover el diamante del mineral. En algunos casos, después de que los diamantes más grandes han sido procesados, el mineral puede pasar por un nuevo proceso para tratar de sacar diamantes más pequeños. El mineral es puesto en una mezcla de ferrosilicio. A continuación el mineral es frotado, limpiado y procesado. El material que ya no se considera rentable será rechazado y desechado. Los minerales más pesados que se hunden en la mezcla de ferrosilicio suelen proporcionar el mejor concentrado de diamantes. Una vez que el concentrado se procesa, es hora de recuperar los diamantes. En la mayoría de los casos, el concentrado de diamantes pasará a través de un clasificador de rayos-X. Puesto que los diamantes se vuelven fluorescentes cuando son expuestos a la radiación, los sensores se apagan cuando se emiten destellos de luz. Una vez que se detecta la luz, los diamantes son expulsados del flujo del proceso.
Una vez que un diamante ha sido procesado y considerado como un diamante rentable, tendrá un limpiado de ácidos. A continuación, pasará por un proceso de limpieza, peso y la preparación final antes de ser vendido.
CORINDÓN El corindón (del sánscrito korivinda) es un mineral del grupo IV (óxidos) según la clasificación de Strunz. Está formado por óxido de aluminio (Al2O3). Características Se encuentra en la naturaleza bajo la forma de cristales; normalmente, en pegmatitas,anfibolitas, peridotitas, gneis o mármoles, y menos comúnmente en rocas volcánicas. En forma amorfa, aparece como escoria en el proceso de unión de rieles de ferrocarrilmediante soldadura aluminotérmica. Cristaliza en el sistema trigonal, formando cristales hexagonales prismáticos, tabulares, bipiramidales o toneliformes (con forma de tonel). Es de tenacidad frágil y apenas tiene exfoliación; su fractura es concoidea y es el segundo con respecto a su dureza después del diamante en la escala de Mohs. Se presenta en una gran variedad de colores atendiendo a las impurezas que tenga: incoloro, blanco, pardo, violeta, verde, amarillo, azul o rojo, por ejemplo. Su brillo es vítreo. Usos La variedad roja conocida como el rubí, y la azul conocida como el zafiro, se consideran piedras preciosas. La calidad de gema del corindón se usa en joyería, pero también existen calidades inferiores que se utilizan para hacer objetos decorativos como esculturas. Además es muy efectivo usado en el granallado con arena (enarenado) para la preparación superficial del acero, grabado artístico de cristales y realización de bajorrelieves. Con agua, puede cortar metales proyectándola a alta presión. Corindón sintético Los primeros rubíes sinteticos los produjo Marc Antoine Gaudin en 1837 fusionando alúmina a altas temperaturas con pequeñas cantidades de cromo como pigmento. En 1847, Ebelmen creó zafiros blancos fundiendo alúmina en ácido borico. En 1877, Frenic y Freil hicieron corindón cristalino del que se podían ser cortar pequeñas piedras. Frimy y Auguste Verneuil fabricaron rubíes artificiales fusionando BaF 2 y Al2O3 con trazas de cromo a temperaturas superiores a los 2000ºC. En 1903, Verneuil anunció que podía producir rubíes sintéticos a escala comercial usando ese mismo método de fusión por llama. El proceso de Verneuil permite la producción de zafiros perfectos de cristal-único, rubíes y otras gemas de corindón de tamaño mucho mayor que el que normalmente se encuentra
en la naturaleza. También es posible crear corindón sintético de calidad gema mediante crecimiento de flujo y síntesis hidrotermal. Debido a la sencillez de los métodos empleados en la síntesis de corindón su disponibilidad ha aumentado significativamente y su precio en consecuencia se ha reducido notablemente. Además de sus usos ornamentales, el corindón sintético también se usa para producir piezas mecánicas, material resistente al rayado (instrumental óptico, cristales de reloj) y gracias a su transparencia a UV e IR en ventanas de satélites y naves espaciales y componentes de láseres. Corindón blanco (Óxido de aluminio)
El corindón blanco para la industria se fabrica a partir de bauxitas calcinadas, en horno de arco eléctrico. Los bloques preparados de bauxita se someten a temperaturas en torno a 2100 ºC en presencia de algún reductor y fundente. Sacados los bloques del horno se someten a trituración y posterior cribado. Este tipo de corindón tiene gran aplicación en chorreado de materiales como acero inoxidable, bronce, latón, aluminio, zamack, composiciones aeronáuticas en titanio, etc. Este abrasivo en granoTiene la ventaja de que prácticamente no tiene Fe2 O3, por lo cual es idóneo en esas aleaciones para evitar contaminaciones férricas. Este material se puede utilizar para chorrear o granallar tanto en succión como en presión. No tiene sílice libre y no contiene componentes cancerígenos ni tóxicos. Puede haber ligeras variaciones de uno o varios componentes. El material se fabrica bajo norma estándar Fepa. También hay fabricantes bajo norma military standar para la industria aeronáutica. Se dispone de control de calidad total inspeccionando: granulometría, forma del grano, composición y resistencia.
Se suministra en sacos de 25 Kg. de papel multicapa. Los pallets son de 1.000 Kg. Se recomienda almacenar sobre pallet, en lugar seco y protegido de la lluvia y la humedad. Corindón marrón (Óxido de aluminio)
El corindón marrón para la industria se fabrica a partir de bauxitas calcinadas, en horno de arco eléctrico. Los bloques preparados de bauxita se someten a temperaturas en torno a 2100 ºC en presencia de algún reductor y fundente. Sacados los bloques del horno se someten a trituración y posterior cribado. Incorporando durante la fusión óxido de titanio, se puede obtener corindón de mayor dureza y tenacidad. Estos últimos son muy útiles en aplicaciones por chorreado o granallado, tanto en succión como en presión. Este abrasivo en grano no tiene sílice libre y los contenidos en Al2 O3 pueden variar en más o menos según el resto de componentes. El material se fabrica bajo norma estándar Fepa. El corindón también es denominado como óxido de aluminio. También hay fabricantes bajo norma military standar para la industria aeronáutica. Se dispone de control de calidad total inspeccionando: granulometría, forma del grano, composición y resistencia. Se suministra en sacos de 25 Kg. de papel multicapa. Los pallets son de 1.000Kg. Se recomienda almacenar sobre pallet, en lugar seco y protegido de la lluvia y la humedad.
Esmeril
Mina de esmeril en la isla de Naxos.
El esmeril es una roca muy dura usada para hacer polvo abrasivo. Está compuesta mayormente del mineral corindón (óxido de aluminio), mezclado con otras variedades como espinelas, hercinita y magnetita y también rutilo (titania). El esmeril industrial puede contener una variedad de otros minerales y compuestos sintéticos como la magnesia, mullita y sílice. Se usa para hacer piedras de afilar (esmeriladoras) y con ella pulimentar y dar brillo a metales y piedras preciosas, etc. Se clasifican según su potencia, voltaje, amperaje, tipo de conexión: estrella, triángulo. Sus dos funciones principales son: desbastar y pulir. Para ello se utilizan piedras, de diferentes clases, piedras duras para materiales blandos y piedras blandas para materiales duros. Se debe tener en cuenta que la dureza de una piedra tiene estrecha relación con el aglomerante y no con la calidad del grano abrasivo en sí.
Granate Granates son un grupo de silicatos minerales que han sido usados desde la edad de bronce como piedra preciosa y abrasivo. Los granates tienen propiedades físicas similares pero composición química distinta entre sí. Las diferentes especies son piropo, almandino,spessartina, grossularia, uvarovita y andradita. Propiedades físicas Las diferentes especies de granates se encuentran en gran variedad de colores, incluyendo rojo, naranjo, amarillo, verde, azul, púrpura, café, negro, rosado e incoloro. Las propiedades de transmisión de luz de los granates hacen que algunos puedan usarse como gemas. Las variedades opacas son usadas con propósitos industriales como abrasivos. El brillo de los granates puede ser vítreo o resinoso. Debido a que la composición química de los granates varía, los enlaces atómicos en algunas especies son más fuertes que en otras. Como resultado, este grupo de minerales presenta un rango de dureza que va desde 6,5 a 7,5 aproximadamente. Las especies más duras, como el almandino, son a menudo utilizadas como abrasivos. Variedades Debido a su composición química, se diferencian seis variantes comunes de granate. Se trata de: Nombre del mineral Color
Fórmula química
Piropo
de color vino tinto a rojo sangre
Mg 3Al2[SiO4]3
Almandino
dorado
Fe3Al2(SiO4)3
Spessartina
entre ámbar y ladrillo
Mn 3Al2[SiO4] 3
Grosularia
Amarillo terroso. Variantes: hesonita y tsavorita Ca3Al2(SiO4)3
Uvarovita
de color verde
Ca3Cr2[SiO4]3
Andradita
de color amarillo o azul oscuro
Ca3Fe2(SiO4)3
Estos seis granates puros tienen entre ellos series de solución sólida sustituyendo gradualmente unos metales por otros, lo que produce los numerosos minerales de este grupo, que aparecen con cierta frecuencia en los yacimientos geológicos, como son:
Calderita
amarillo oscuro o amarillo-rojizo
(Mn,Ca)3(Fe,Al)2(SiO4)3
Goldmanita de color verde-pardo
Ca3(V,Al,Fe)2(SiO4)3
Hibschita
de un pardo casi incoloro
Ca3Al2[(OH)6-1/(SiO4)1.5-2.5]
Katoíta
incolora a blanco lechoso
Ca3Al2[(OH)8-6/(SiO4)1-1.5]
Kimzeyita
color pardo negrusco
Ca3(Zr,Ti)2[(Si,Al,Fe)O4]3
Knorringita
verde azulado
Mg3Cr2[SiO4]3
Majorita
pardo amarillento, con una variante rojo púrpura Mg 3(Fe,Si,Al)2[SiO4]3
Morimotoíta color negro
Ca3(Ti,Fe)2[(Si,Fe)O4]3
Uso de los granates Los granates rojos fueron las gemas más comunes en la antigüedad tardía romana, y entre los pueblos bárbaros que tomaron territorio en el Imperio Romano de Occidente. Los cristales puros de granate aún se usan como piedras preciosas. Las variedades usadas principalmente son las verdes, rojas, amarillas y naranjas. En cuanto a los usos industriales, la arena de granate es un buen abrasivo, y comúnmente reemplaza a la sílice en el granallado. Los granos de granate aluvial que han sido redondeados son más adecuados para el granallado, cuando estos tienen un tamaño superior a los 250 micrómetros. Mezclado con agua a alta presión, el granate se usa para cortar acero y otros materiales en el corte con chorro de agua. En este caso se prefieren los granates molidos (entre 74 y 250 micrómetros) extraídos de rocas duras, ya que poseen formas más angulosas y por ende eficientes para cortar. Las lijas de granate se utilizan en el acabado de objetos de madera. La arena de granate también se usa como medio de filtración de agua.
Almandino El almandino o almandita es una especie de mineral perteneciente al grupo de losgranates. El nombre es una corrupción de "alabandicus", el cual es el nombre aplicado por Plinio el Viejo a una piedra que se encuentra en Alabanda, una ciudad de Caria en el Asia Menor. El almandino es un granate de aluminio de hierro, de color rojo oscuro, con tintes púrpuras. Con frecuencia se talla como roseta o cabujón. Visto a través delespectroscopio en una luz intensa, por lo general muestra tres bandas de absorción características.
Características químicas Almandino es uno de los miembros extremos de una serie de minerales de solución sólida, la serie de la piralspita, junto al miembro del otro extremo, el piropo. La fórmula del cristal almandino es: Fe 3Al2(SiO4)3. Formación y yacimientos Es el más común de la familia de los granates. Se le encuentra frecuentemente en micaesquistos resultantes del metamorfismo regional de sedimentos arcillosos, donde es un mineral índice del grado de metamorfismo. También puede aparecer como producto metamórfico de rocas pelíticas, en rocas ácidas ígneas y como producto detrítico en sedimentos derivados de las rocas citadas. El almandino aparece en gran cantidad en los yacimientos de Sri Lanka. También se han encontrado yacimientos en Australia, en el Tirol, este de África y Estados Unidos. Utilización Algunos raros ejemplares pueden tallarse y se emplean como gemas. En general se utilizan como abrasivos industriales dadas su enorme dureza y su fractura angular poco común.
