Com es processen els diamants?
El diamant és un mineral natural que és carboni amb una xarxa cristal·lina al·lotròpica. A causa de la seva estructura molecular, és un material extremadament dur que es pot emmagatzemar indefinidament.
La composició química d'un diamant pot veure's alterada per diversos factors: alta temperatura, pressió i/o buit. Com a resultat de la seva acció, el diamant es converteix en un altre element químic: el grafit, que té una composició diferent de característiques qualitatives.
Els diamants s'obtenen mitjançant mineria natural i producció artificial. En el segon mètode, l'element químic grafit està exposat a alta temperatura i pressió. El material de grafit canvia la seva estructura molecular i es converteix en diamants en brut, adquirint propietats de resistència característiques.
La matèria primera obtinguda necessita un processament addicional abans d'utilitzar-se posteriorment. El factor d'augment de la duresa del diamant requereix un enfocament especial dels mètodes de la seva implementació.
Història
La història de la mineria de diamants és molt jove. Això es deu a la complexitat de la recerca i extracció del mineral, així com a les dificultats associades al seu processament. La tecnologia de processament del material descrit amb l'ajuda d'un altre diamant va començar a guanyar popularitat només als segles XIV-XV dC. Fins a aquest moment, aquest mètode només era utilitzat pels antics mestres indis, que guardaven acuradament els secrets de la tecnologia.
Al territori de Rússia, el desenvolupament dels jaciments minerals i el desenvolupament de les tecnologies per al seu processament va tenir una escala industrial només a la segona meitat del segle XIX.Avui a Sibèria s'està treballant per extreure aquest mineral a les mines que figuren a la llista de les més grans del món. Al mateix temps, s'han dominat tot tipus de processament de diamants.
Característiques de processament
La tecnologia de processament i el conjunt de dispositius tècnics adequats per a això estan determinats pel nom de la finalitat final per a la qual s'utilitzarà el diamant tallat.
Les característiques del diamant requereixen el seu ús en diversos sistemes, eines i dispositius tecnològics. Per exemple, s'utilitza una fracció fina de diamant - granalla com a revestiment de pols a les superfícies de treball de qualsevol dispositiu de tall. La polvorització de diamant s'utilitza per a l'aplicació en discos de tall, serres, bandes dissenyades per serrar metall, pedra, formigó, ceràmica i altres materials.
Malgrat la resistència del diamant als efectes de càrregues destructives d'una àmplia gamma, és un material fràgil... L'ús de la tecnologia de premsa d'impacte permet triturar diamants en xips. La trituració del mineral es porta a terme mitjançant una premsa hidràulica (aquesta opció de processament rarament s'aplica).
La tecnologia de laminació és més àmpliament utilitzada. Com a part d'aquest procés, la matèria primera s'alimenta a través d'un transportador a una cambra especial, en la qual giren els rodets cilíndrics en contacte entre ells. Passant entre ells, els diamants en brut s'enfonsen. Tenint en compte el factor de resistència del diamant, la cinta transportadora utilitza diversos blocs amb rodets giratoris que tenen diferents mides de la bretxa entre ells. Això permet reduir la càrrega del mecanisme, ja que la trituració etapa per etapa es realitza segons el principi de més gran a més petit.
La superfície de treball dels corrons està recoberta amb un revestiment de diamant, ja que cap altre material pot suportar aquesta càrrega en un equivalent tan efectiu.
Els paràmetres de mida de la fracció molla estan determinats pel nom de la finalitat final per al qual s'utilitzarà. La gra de diamant gruixuda s'utilitza per al processament en brut de materials amb un factor de resistència augmentat: ceràmica, granit, gres porcelànic. Per exemple, les estelles gruixudes s'utilitzen com a element de tall aplicat a la vora de treball de corones circulars destinades a tallar forats rodons en materials durs: rajoles ceràmiques, formigó, lloses de granit i altres.
La gra de diamant de mida més fina s'utilitza per al processament fi de determinats materials. Com a part d'aquest processament, els materials són allisats, polits, polits. El poliment es realitza amb una pasta especial a base de pols de diamant. S'obté gra de diamant de diferent mida de gra per trituració i posterior tamisat.
El pas del diamant triturat per panells de malla amb diferents mides de malla permet obtenir fraccions d'un diàmetre fix.
El procés d'obtenció de materials de diamant adequats per a aplicacions industrials és un procediment més laboriós que la tecnologia de premsa per impacte. Aquests materials inclouen, per exemple, rodes de tall de vidre, puntes d'eines de tornejat i altres. Són elements fets totalment de massa de diamant. La producció d'aquestes addicions implica la realització de procediments de producció associats als costos dels recursos i l'ús de diverses tecnologies de processament alhora.
Les propietats de resistència del diamant fan que sigui molt més difícil la fabricació de peces que exigeixen grans paràmetres dimensionals i precisió de la forma.
L'únic material que es pot utilitzar per processar amb eficàcia els diamants en brut és el propi diamant.
La combinació correcta de factors que afecten l'eina de mecanitzat i el material a tallar permet un mecanitzat més eficient. Per exemple, en alguns casos, la peça a processar s'escalfa dins d'un rang de temperatura mitjà i la temperatura de l'eina de processament es manté en el rang tèrmic baix. En aquest cas, la peça escalfada es pot mecanitzar i es redueix el percentatge de desgast de l'eina.
L'ús d'aquest mètode es deu a les propietats del diamant, que adquireix sota la influència de les altes temperatures. Com més alta sigui la temperatura, menor serà el factor de duresa del mineral.
Com fer una divisió?
Una altra manera de treballar amb un diamant és amb ferro calent. Aquest mineral és capaç d'entrar en una reacció química amb un metall escalfat a altes temperatures. El ferro calent comença a absorbir el component de carboni del diamant. En el punt de contacte d'un metall calent amb un mineral, aquest es fon a nivell molecular.
Aquest mètode té una baixa eficiència de producció, però només amb la seva ajuda és possible aconseguir certs resultats en el processament de material de diamant.
El mètode de l'acer calent s'utilitza quan cal tallar un gran volum de matèries primeres amb una relació de residus mínima. Aquest mètode utilitza filferro d'acer brillant impulsat per eixos giratoris. En aquest cas, la línia de tall és el més fina possible i es minimitza la pèrdua de la matèria primera principal.
Amb el mètode de serrat en calent, només es poden realitzar manipulacions de processament generals. El tall detallat es realitza mitjançant tecnologies de mòlta més sofisticades. En aquest mètode també s'utilitza la tecnologia de perforació en calent. En aquest cas, l'element d'acer de perforació també s'escalfa a altes temperatures. L'eficàcia del mètode també augmenta a causa de l'escalfament d'ambdues parts com a resultat de la fricció entre elles.
La perforació de diamant s'utilitza per realitzar operacions de desbast. Els forats del diàmetre requerit es foren al llarg de la línia dividida de la peça de treball. S'hi submergeixen expansors d'ancoratge especials. La tecnologia permet controlar l'expansió dels ancoratges un per un o simultàniament. Gràcies a això, és possible realitzar la divisió controlada de la peça al llarg d'una línia determinada.
L'angle en què es foren els forats juga un paper clau en l'eficàcia del mètode. Qualsevol desviació dels valors especificats pot provocar un deteriorament de la precisió de la divisió.
Com es polit un diamant?
La direcció principal en les tecnologies de processament d'aquest mineral és la seva mòlta. Gràcies a aquest procediment, els diamants prenen la seva forma definitiva, i en alguns casos es converteixen en pedres precioses.
Quan fabriquen diamants, els artesans utilitzen mètodes de processament pas a pas. La peça rugosa es neteja d'impureses d'altres minerals, si n'hi ha. A continuació, es realitza un serrat en brut, per la qual cosa es forma la forma principal del futur producte. Després d'això, comença el tall.
Per a la mòlta d'un mineral de diamant, s'utilitzen dispositius equipats amb accessoris especials: discs o plaques amb un gruix, forma i material de fabricació corresponents al nom del procediment que s'està realitzant. Les superfícies de treball d'aquests accessoris estan recobertes amb fraccions de xips de diamant de diversos diàmetres.
Si el tall es fa amb l'objectiu d'obtenir una pedra preciosa, un diamant, s'utilitzen una varietat de consells amb una àmplia gamma de paràmetres dimensionals. Els primers que s'han d'utilitzar són plaques o discos amb granalla de diamant de major diàmetre. A mesura que avança el procés, la granularitat dels broquets disminueix. El polit final es realitza amb nanopartícules de diamant.
Les eines amb les quals es duu a terme el tall difereixen en la seva finalitat i principi de funcionament. Alguns d'ells funcionen a causa de la presència del moviment giratori del rotor, a l'eix final del qual s'adjunta un disc de mòlta. Altres eines funcionen segons el principi del moviment alternatiu. Les plaques de mòlta s'insereixen a les pinces especials d'aquestes eines.
En el procés de processament, els diamants es trituren fins a un estat vidre transparent. A causa del fet que les facetes del futur diamant es troben en posicions estrictament verificades i en un angle determinat, la matèria primera bruta es transforma en una pedra preciosa. A l'última etapa del processament, es polia fins a un estat semblant a un mirall.
La reproducció de tot el procés requereix una gran quantitat de temps (de vegades anys), que s'explica per la resistència del mineral a influències externes.
Podeu trobar informació interessant sobre la mineria i el processament de diamants al següent vídeo.
