quá trình khai thác mỏ corundum

Khai thác và chế biến Corundum: Tổng quan

Corundum, chủ yếu được biết đến là loại khoáng vật của ruby (màu đỏ) và ngọc bích (tất cả các màu khác), là một trong những chất tự nhiên cứng nhất, chỉ đứng sau kim cương. Khai thác và chế biến là các hoạt động chuyên biệt có sự khác biệt đáng kể dựa trên loại trầm tích địa chất.. Quá trình tổng thể bao gồm ba giai đoạn cốt lõi: thăm dò và khai thác, hưởng lợi ban đầu (phân loại và làm sạch), và xử lý giá trị gia tăng cuối cùng (cắt và xử lý). Bài viết này mô tả chi tiết các giai đoạn này, nêu bật sự khác biệt chính trong các loại tiền gửi, và kiểm tra các ứng dụng thực tế của vật liệu được chiết xuất.

1. Phương pháp thăm dò và khai thác

Corundum được tìm thấy ở hai môi trường địa chất chính: tiền gửi chính (lửa) và tiền gửi thứ cấp (phù sa / phù sa). Phương pháp khai thác được quyết định bởi loại tiền gửi.

• tiền gửi chính: Chúng được tìm thấy trong các loại đá chủ như đá bazan, syenit, hoặc đá cẩm thạch. Khai thác thường là khai thác đá cứng, bao gồm các phương pháp lộ thiên hoặc dưới lòng đất để khai thác đá chứa quặng. Các tinh thể corundum bị khóa trong đá ma trận và cần được nghiền nát và giải phóng trên diện rộng. Một ví dụ điển hình là các mỏ ruby ​​chứa đá cẩm thạch ở Đánh đập, Myanmar. Đây, thợ mỏ theo dõi các mạch chứa ruby ​​​​trong đá cẩm thạch biến chất bằng cách sử dụng cả kỹ thuật đào hầm truyền thống và hiện đại.

• Tiền gửi thứ cấp: Theo thời gian, phong hóa làm xói mòn đá nguyên sinh, giải phóng tinh thể corundum vào sông và trầm tích. Các trầm tích phù sa này được khai thác bằng phương pháp sa khoáng thủ công hoặc cơ giới hóa. Điều này bao gồm việc lia máy, xả nước, và nạo vét. Cánh đồng sapphire nổi tiếng của Ilakaka, Madagascar, là một ví dụ điển hình trong đó các thợ mỏ làm việc dưới lòng sông và các lớp trầm tích để thu hồi các tinh thể có chất lượng đá quý được cô đặc tự nhiên bởi dòng nước.

Bảng sau đây tương phản hai môi trường khai thác chính:

Tính năng	Khai thác tiền gửi chính	Khai thác tiền gửi thứ cấp
Bối cảnh địa chất	Corundum trong đá chủ (VÍ DỤ., đá bazan, đá cẩm thạch).	Corundum lỏng lẻo trong trầm tích (lòng sông, đất).
Phương pháp khai thác	Khai thác đá cứng (hố lộ thiên, bí mật). Yêu cầu khoan/nổ.	Khai thác sa khoáng (Xoay, xả nước, nạo vét). Ít xâm lấn hơn.
chế biến quặng	Tổ hợp: Nghiền, xay xát cần thiết để giải phóng tinh thể khỏi đá.	Đơn giản hơn: Chủ yếu sàng lọc và rửa để tách đá quý ra khỏi sỏi/cát.
Chất lượng tinh thể ban đầu	Các tinh thể thường bị gãy hoặc bị bao gồm do sự hình thành địa chất dữ dội.	Pha lê thường tròn hơn và có thể sạch hơn do thời tiết/vận chuyển tự nhiên.
Vị trí mẫu	Cuộc tấn công của Ruby (Myanmar), Viên ngọc bích công viên Greystone (Montana, Hoa Kỳ).	Những viên ngọc Ilakaka (Madagascar), Cánh đồng đá quý Ratnapura (Sri Lanka).

2. Làm giàu và chế biến

Sau khi quặng hoặc trầm tích được khai thác, nó trải qua quá trình hưởng lợi:

• Nghiền & xay xát: Đối với quặng nguyên sinh, máy nghiền hàm và máy nghiền bi phá đá đến kích cỡ mà tinh thể corundum được giải phóng mà không bị hư hại quá mức.
• Sàng lọc & rửa: Nguyên liệu được đưa qua sàng để phân loại theo kích thước.
• Tách mật độ: Bước quan trọng nhất. Sử dụng đồ gá lắp hoặc lốc xoáy môi trường dày đặc với chất lỏng như bùn sắt-silicon, corundum nặng hơn chìm xuống trong khi chất thải nhẹ hơn trôi đi.
• sắp xếp: Chất cô đặc cuối cùng được phân loại bằng tay hoặc máy dựa trên màu sắc, sự rõ ràng, dạng tinh thể, và kích thước. Quang phổ huỳnh quang tia X hoặc quang phổ phân hủy do tia laser có thể được sử dụng để nhận dạng.

3. Xử lý giá trị gia tăng: cắt & Sự đối đãi

Corundum thô được gửi đến các trung tâm cắt. Người thợ cắt lành nghề nghiên cứu phần thô để quyết định hình dạng (VÍ DỤ., hình bầu dục rực rỡ cho sapphire) giúp tối đa hóa khả năng giữ trọng lượng của tinh thể ban đầu đồng thời tối ưu hóa màu sắc và giảm thiểu tạp chất.

• xử lý nhiệt: Đây là một quá trình tăng cường gần như phổ biến đối với ngọc bích để cải thiện độ rõ nét và cường độ màu sắc.. Ví dụ, Hầu hết các viên sapphire từ Sri Lanka đều được nung ở nhiệt độ khoảng 1600-1800°C trong khí quyển khử hoặc oxy hóa để hòa tan lụa (vùi rutile) và tăng cường màu xanh.
• Phương pháp điều trị khác: Chúng có thể bao gồm việc lấp đầy vết nứt bằng thủy tinh chì cho hồng ngọc hoặc khuếch tán mạng tinh thể để tăng cường màu sắc bề mặt..

Nghiên cứu trường hợp thực tế: Vùng Songea của Tanzania

Vùng Songea sản xuất hồng ngọc chất lượng cao từ cả hai loại đá biến chất nguyên sinh ("đá cứng") giàu đá phiến mica) cũng như trầm tích phù sa thứ cấp ("đá mềm"). Điều này mang lại sự tương phản rõ ràng trong quá trình xử lý:

1. Tại các bãi bồi gần Tunduru, các thợ mỏ thủ công sử dụng các hộp cống đơn giản để tập trung sỏi đá quý.
   2 Trong khi đó tại các mỏ sơ cấp quy mô lớn hơn, các công ty sử dụng các mạch nghiền cơ giới hóa, sau đó là các nhà máy phân tách môi trường dày đặc.
   3 Phần lớn viên hồng ngọc Tanzania này trải qua quá trình xử lý nhiệt ở nhiệt độ thấp ở Bangkok Thái Lan—để loại bỏ màu tía—trước khi được cắt thành đá hiệu chuẩn cho thị trường trang sức quốc tế

Chuỗi tích hợp này—từ khai thác thủ công có chọn lọc đến xử lý nhiệt được kiểm soát trong quá trình xử lý công nghiệp—chứng minh cách thức hoạt động của chuỗi cung ứng corundum hiện đại

---

Phần câu hỏi thường gặp

Q1: Hầu hết corundum được khai thác từ các mỏ công nghiệp lớn?
A Không Một phần đáng kể, đặc biệt là vật liệu có chất lượng đá quý, đến từ hoạt động khai thác thủ công quy mô nhỏ của ASM, đặc biệt là ở các trầm tích phù sa thứ cấp Các quốc gia như Madagascar Sri Lanka Mozambique phụ thuộc rất nhiều vào hàng nghìn thợ mỏ độc lập sử dụng các công cụ cơ bản Trong khi các mỏ công nghiệp quy mô lớn tồn tại, ví dụ như một số mỏ sapphire của Úc, ASM thống trị lĩnh vực đá quý màu

Câu 2 Tại sao việc xử lý nhiệt đối với ngọc bích lại phổ biến đến vậy?
A Xử lý nhiệt tái tạo các quá trình địa chất tự nhiên có thể xảy ra trong hàng triệu năm nhưng trong lò được kiểm soát trong nhiều giờ. Nó có thể cải thiện độ bão hòa màu, loại bỏ các tạp chất mượt không mong muốn, tơ rutile làm cho đá có màu xanh lam trong suốt hơn. Nó được coi là một cải tiến ổn định, vĩnh viễn, có thể chấp nhận được nếu được tiết lộ. Tiêu chuẩn ngành GIA FTC yêu cầu người bán tiết lộ các phương pháp xử lý như vậy

Câu 3 Điều gì xảy ra với corundum không phải loại đá quý?
A Không phải tất cả corundum đều đáp ứng tiêu chuẩn chất lượng đá quý Vật liệu phi đá quý có các ứng dụng công nghiệp quan trọng. Độ cứng cực cao Thang Mohs làm cho nó hoàn hảo cho chất mài mòn Bột oxit nhôm corundum tổng hợp được gọi là alumina hợp nhất alumina nâu, alumina trắng, v.v. được sản xuất thành giấy nhám, bánh mài, hợp chất đánh bóng, phương tiện nổ mài mòn. Thị trường công nghiệp này tiêu thụ trọng tải lớn hơn nhiều so với thị trường đá quý

---

Nguồn & Đọc thêm

• Bách khoa toàn thư đá quý GIA Ruby Sapphire
• Tóm tắt hàng hóa khoáng sản USGS Chất mài mòn được sản xuất
• Hughes RW và cộng sự Hướng dẫn sưu tầm Ruby Sapphire
• Báo cáo ngành về các kênh thương mại đá quý Thái Lan của Tanzania