Jak powstaje diament i jakie ma właściwości?

Diament to powszechnie znany materiał, słynący ze swoich wyjątkowych właściwości. Czy wiesz jednak jak powstaje diament oraz za co konkretnie go tak cenimy? Dowiedz się, skąd pozyskujemy diamenty oraz jak przebiega proces ich obróbki. Poznaj również surowe restrykcje dotyczące jego transportu.

Jak powstaje diament?

Diament powstaje z alkalicznej magmy maficznej, na skutek bardzo wysokiego ciśnienia oraz temperatury sięgającej 1300 °C. Tylko wtedy możliwa jest krystalizacja diamentów z węgla, który obecny jest w magmie. Z tej właśnie przyczyny, diament występuje tak rzadko. Wyróżnia się dwa rodzaje złóż, gdzie występują diamenty:

złoża pierwotne – znajdują się w miejscu ich powstania. Można je podzielić na złoża kimberlitowe (np. w południowej Afryce) oraz złoża perydotytowe (np. w Sajanach);
złoża wtórne – przeniesione w inne okolice. Wyróżnia się wśród nich złoża aluwialne, deluwialne, aluwialne złoża diamentonośnie, okruchowe pochodzenia morskiego, lodowcowe, pochodzenia eolicznego oraz złoża mieszane. Złoża wtórne mają większe znaczenie w przypadku już wydobytych i nadal wydobywanych diamentów.

Co ciekawe, diamenty można znaleźć również w meteorytach, w postaci lonsdaleitu. Wiek najstarszych diamentów na ziemi, szacuje się na na 3 do 4,25 mld lat.

Właściwości diamentu

Diamenty słyną ze swojej wyjątkowej twardości i plasują się na ostatniej, 10 pozycji w skali twardości Mohsa. Oznacza to, że diament można zarysować wyłącznie innym diamentem. Warto jedak dodać, że pomimo niesamowitej odporności na zarysowania, należą do materiałów kruchych. Ponadto diamenty posiadają dobrą przewodność cieplną i są trudno topliwe (wytrzymują temperaturę ok. 3500 °C). Diamenty najczęściej tworzą niewielkie kryształki, które przyjmują formę ośmiościanów (niekiedy sześcianów). Większość z nich posiada zaokrąglone kształty. Ponadto diamenty przezroczyste mogą zawierać śladowe ilości glinu, azotu, manganu, boru, krzemu, chromu oraz magnezu. Diamenty nie przewodzą prądu elektrycznego, wyjątkiem są diamenty niebieskie, które zaliczamy do półprzewodników.

Z uwagi na cechy zewnętrzne, można wyróżnić kilka typów diamentów:

bort
ballas
lonsdaleit
karbonado

Wydobycie diamentu oraz transport

Jeszcze na początku XX wieku, wydobywanie diamentu odbywało się metodami, wywodzącymi się z okresu “gorączki złota”, czyli za pomocą wypłukiwania. Obecnie cały proces jest zdecydowanie bardziej wydajny i w pełni zmechanizowany. Kimberlit, czyli skały zasadowe, po wydobyciu z ziemi, są rozdrabniane i przemywane wodą. Silny strumień kieruje kawałki skał na stanowiska pokryte warstwą tłuszczu, która zatrzymuje diamenty. Następnie zbiera się tak pozyskane diamenty.

Od 2003 zaczęto regulować zasady wydobycia oraz transportu diamentów. Każdy legalny transport tego surowca, powinien posiadać certyfikat zgodnie z zasadami Procesu Kimberley. Certyfikat ten potwierdza legalne pochodzenie diamentów. Sama forma transportu również została ujednolicona. Diamenty powinny być m.in. przewożone w starannie zabezpieczonych skrzyniach.

Gdzie wydobywa się najwięcej diamentów?

Diamenty są wydobywane głównie w wybranych krajach na całym świecie. Oto niektóre z najważniejszych krajów, w których prowadzi się wydobycie diamentów:

Rosja – jest jednym z największych producentów diamentów na świecie. Rosyjskie diamenty pochodzą głównie z kopalń w regionie Jakucji, w tym z ogromnej kopalni Mirnyj.
Botswana – jest jednym z czołowych producentów diamentów w Afryce. Diamenty stanowią istotną część gospodarki tego kraju.
Republika Południowej Afryki – kiedyś była głównym producentem diamentów na świecie. Choć obecnie produkcja spadła, to nadal jest ważnym graczem na rynku diamentów.
Kanada – jest znana z produkcji diamentów o wysokiej jakości. Kopalnie diamentów znajdują się m.in. w obszarze Terytoriów Północno-Zachodnich.
Australia – diamenty wydobywane są również w Australii, szczególnie w regionie Kimberley w zachodniej części kraju.
Namibia – kopalnie diamentów działają również w Namibii. Ta afrykańska republika jest ważnym producentem diamentów, a wydobycie ma wpływ na jej gospodarkę.
Sierra Leone – choć jest to kraj stosunkowo mały, to Sierra Leone ma znaczące zasoby diamentów, choć wydobycie może być kontrowersyjne z powodu problemów związanych z tzw. “diamentami krwi”.
Angola – to jeden z większych producentów diamentów w Afryce, choć w przeszłości wydobycie było łączone z konfliktami i nielegalnym obrotem diamentami.
Zimbabwe – diamenty są wydobywane również w Zimbabwe, jednak w przeszłości były tam problemy związane z nielegalnym wydobyciem i handlem diamentami.
Gwinea – ten kraj w Afryce Zachodniej także prowadzi wydobycie diamentów, choć nie jest to jedno z głównych źródeł produkcji.

To tylko kilka przykładów krajów, w których wydobywa się diamenty. Rynek diamentów jest globalny, a wydobycie odbywa się w różnych częściach świata, zarówno w Afryce, jak i w Ameryce Północnej, Rosji czy Australii.

Zastosowanie diamentów

Diamenty stosuje się m.in. w jubilerstwie, do wyrobu twardościomierzy, igieł fonograficznych, w detektorach cząstek elementarnych, w aparaturach naukowych i medycznych oraz w przemyśle budowlanym do produkcji materiałów ściernych i narzędzi tnących.

Lista zastosowań diamentów z podziałem na branże:

Biżuteria: To najbardziej znany obszar wykorzystania diamentów. Diamenty o wysokiej jakości, które są starannie oszlifowane, służą jako klejnoty w pierścieniach zaręczynowych, obrączkach ślubnych, naszyjnikach, kolczykach i bransoletkach.
Przemysł technologiczny: Diamenty są wykorzystywane w narzędziach skrawających, wiertłach diamentowych oraz narzędziach do przetwarzania materiałów twardych, takich jak kamienie, ceramika, szkło i stal. Są one również stosowane w produkcji tarcz diamentowych do cięcia i obróbki materiałów.
Elektronika: Diamenty mają doskonałe właściwości elektryczne i cieplne, co czyni je przydatnymi w produkcji układów półprzewodnikowych i wysokowydajnych układów chłodzenia w zaawansowanej elektronice.
Przemysł optyczny: Diamenty są wykorzystywane do produkcji optycznych okienek, soczewek i pryzmatów, zwłaszcza w przypadkach wymagających odporności na zarysowania i trudnych warunków pracy.
Medycyna: Diamenty syntetyczne mogą być wykorzystywane w narzędziach chirurgicznych, w tym w nożach chirurgicznych, narzędziach do biopsji i narzędziach do operacji laserowych.
Kosmiczne lustra: Ze względu na swoją odporność na promieniowanie i trwałość, diamenty mogą być stosowane w produkcji luster wykorzystywanych w teleskopach kosmicznych i satelitach.
Przemysł chemiczny: W niektórych przypadkach diamenty są stosowane jako elektrody w elektrochemicznych procesach przemysłowych, gdzie wymagana jest wysoka wytrzymałość i odporność chemiczna.
Energetyka: Diamenty mogą być wykorzystywane jako materiał w produkcji ogniw słonecznych i baterii, ze względu na ich właściwości przewodzenia ciepła i elektryczności.
Badania naukowe: Diamenty są wykorzystywane jako komórki wysokociśnieniowe w badaniach naukowych, szczególnie w dziedzinie mineralogii i fizyki ciała stałego.
Detektory cząstek: W eksperymentach fizycznych, takich jak te przeprowadzane w akceleratorach cząstek, diamenty mogą być używane jako detektory do wykrywania śladów cząstek.