El diamante es un mineral natural, que es carbono con una red cristalina alotrópica. Debido a su estructura molecular, es un material extremadamente duro que puede almacenarse indefinidamente.
La composición química del diamante se puede cambiar bajo la influencia de varios factores: alta temperatura, presión y / o vacío. Como resultado de su acción, el diamante se convierte en otro elemento químico: el grafito, que tiene una composición diferente de características cualitativas.
Los diamantes se obtienen por producción natural y por producción artificial. En el segundo método, el elemento químico grafito se somete a altas temperaturas y presiones. El material de grafito cambia su estructura molecular y se convierte en diamantes en bruto, adquiriendo las propiedades características de resistencia.
Antes de su uso posterior, la materia prima resultante necesita un procesamiento adicional. El factor de mayor dureza del diamante requiere un enfoque especial de los métodos de su implementación.
La historia
La historia de la minería de diamantes es extremadamente joven. Esto se debe a la complejidad de la búsqueda y extracción del mineral, así como a las dificultades asociadas con su procesamiento. La tecnología de procesamiento del material descrito con la ayuda de otro diamante comenzó a ganar popularidad solo en el siglo XIV-XV de nuestra era. Hasta este momento, este método fue utilizado solo por antiguos maestros indios que guardaban cuidadosamente los secretos de la tecnología.
En Rusia, el desarrollo de depósitos minerales y el desarrollo de tecnologías para su procesamiento adquirieron una escala industrial solo en la segunda mitad del siglo XIX.Hasta la fecha, se está trabajando en Siberia para producir este mineral en minas que figuran en la lista de las más grandes del mundo. Al mismo tiempo, se dominan todos los tipos de procesamiento de diamantes.
Características de procesamiento
La tecnología de procesamiento y el conjunto de dispositivos técnicos adecuados para esto están determinados por el nombre del objetivo final para el cual se utilizará el diamante procesado.
Las características del diamante determinan la necesidad de su uso en diversos sistemas tecnológicos, herramientas y dispositivos. Por ejemplo, una fracción fina de diamante - migajas, se usa como recubrimiento por rociado que cubre las superficies de trabajo de cualquier dispositivo de corte. La pulverización con diamante se utiliza para la aplicación en discos de corte, sierras, bandas diseñadas para aserrar metal, piedra, hormigón, cerámica y otros materiales.
A pesar de la resistencia del diamante a los efectos de cargas destructivas de amplio espectro, es material frágil. El uso de la tecnología de prensado de golpes le permite moler diamantes en migajas. La trituración de minerales se realiza con una prensa hidráulica (esta opción de tratamiento rara vez es aplicable).
Tecnología de laminación más utilizada. Como parte de este proceso, las materias primas se transportan a través de un transportador a una cámara especial en la que giran los rodillos cilíndricos en contacto entre sí. Al pasar entre ellos, los diamantes en bruto se desmoronan. Teniendo en cuenta el factor de resistencia del diamante, en el transportador se utilizan varios bloques con rodillos giratorios que tienen diferentes tamaños de espacio entre ellos. Esto le permite reducir la carga en el mecanismo, ya que la trituración se lleva a cabo de acuerdo con el principio de mayor a menor.
La superficie de trabajo de los rodillos está recubierta con rociado de diamante, ya que ningún otro material puede soportar esta carga en un equivalente tan efectivo.
Los parámetros de tamaño de la fracción de miga se determinan por el nombre del objetivo final para el que se utilizará. Las virutas de diamante de grano grueso se utilizan para el procesamiento en bruto de materiales con un alto coeficiente de resistencia: cerámica, granito, gres porcelánico. Por ejemplo, las virutas gruesas se utilizan como elemento de corte aplicado al borde de trabajo de coronas circulares diseñadas para cortar agujeros redondos en materiales sólidos: baldosas de cerámica, hormigón, losas de granito y otros.
La miga de diamante de granularidad más fina se utiliza para llevar a cabo el procesamiento fino de ciertos materiales. Como parte de este tratamiento, los materiales se limpian, rectifican y pulen. El pulido se realiza con una pasta especial, que se basa en polvo de diamante. La obtención de virutas de diamante de diferentes tamaños de grano se logra mediante trituración y posterior tamizado.
Pasar el diamante triturado a través de paneles de malla con diferentes tamaños de celda permite obtener fracciones de un diámetro fijo.
El proceso de obtención de materiales de diamante adecuados para uso industrial es un procedimiento que requiere más tiempo que la tecnología de prensado de impacto. A medida que se utilizan estos materiales, por ejemplo, círculos para cortar vidrio, puntas de herramientas de torneado y otros. Son elementos hechos enteramente de masa de diamantes. La fabricación de tales adiciones implica la implementación de procedimientos de producción asociados con los costos de recursos y la aplicación de varias tecnologías de procesamiento al mismo tiempo.
Las propiedades de resistencia del diamante complican enormemente la fabricación de piezas que imponen altas exigencias a los parámetros dimensionales y la precisión de la forma.
El único material que puede usarse para procesar eficientemente diamantes en bruto es el diamante mismo.
La combinación correcta de factores que afectan la herramienta de procesamiento y el material que se procesa permite que el procesamiento se realice de la manera más eficiente posible. Por ejemplo, en algunos casos, la pieza de trabajo a calentar se calienta dentro del rango de temperatura media, y la temperatura de la herramienta de procesamiento se mantiene en el rango térmico bajo. En este caso, la pieza de trabajo calentada es susceptible de procesamiento, y se reduce el porcentaje de desgaste de la herramienta.
El uso de este método se debe a las propiedades del diamante, que adquiere bajo la influencia de altas temperaturas. Cuanto mayor es la temperatura, menor es el coeficiente de resistencia mineral.
¿Cómo hacer una división?
Otro método para procesar diamantes es el procesamiento de hierro caliente. Este mineral puede entrar en una reacción química con un metal calentado a altas temperaturas. El hierro caliente comienza a absorber el componente de carbono del diamante. En el punto de contacto entre el metal al rojo vivo y el mineral, este último se funde a nivel molecular.
Este método tiene una baja eficiencia de producción, sin embargo, solo con su ayuda es posible lograr ciertos resultados en el procesamiento del material de diamante.
El uso del método de acero caliente se lleva a cabo cuando es necesario aserrar un gran volumen de materias primas con un factor de desperdicio mínimo. Como parte de este método, se utiliza un cable de acero calentado, accionado por ejes giratorios. En este caso, la línea de corte es lo más delgada posible y se minimiza la pérdida de la materia prima principal.
Usando el método de corte en caliente, solo se pueden realizar manipulaciones destinadas a procesar un carácter general. El corte detallado se lleva a cabo utilizando tecnologías de molienda más sofisticadas. Dentro del marco de este método, también se utiliza la tecnología de perforación en caliente. En este caso, el elemento de perforación de acero también se calienta a altas temperaturas. La eficacia del método aumenta al calentar ambas partes como resultado de la fricción entre sí.
La perforación de diamante se utiliza para realizar el desbaste. Se taladran agujeros del diámetro deseado a lo largo de la línea dividida de la pieza de trabajo. Los expansores de anclaje especiales están inmersos en ellos. La tecnología le permite gestionar la expansión de los anclajes de forma alternativa o simultánea. Debido a esto, se hace posible realizar una división controlada de la pieza de trabajo a lo largo de una línea determinada.
La clave para la efectividad del método se juega con el ángulo en el que se perforan los agujeros. Cualquier desviación de los valores establecidos puede conducir a una violación de la precisión de la división.
¿Cómo pulir un diamante?
La dirección principal en la tecnología de procesamiento de este mineral es su molienda. Gracias a este procedimiento, los diamantes adquieren su forma final y, en algunos casos, se convierten en gemas.
Haciendo diamantes, los artesanos recurren a métodos de procesamiento por fases. El blanco en bruto se limpia de impurezas de otros minerales, si los hay. Luego se realiza un aserrado en bruto, gracias al cual se forma la forma principal del futuro producto. Después de eso, comienza el corte.
Para pulir el mineral de diamante, se utilizan dispositivos que están equipados con boquillas especiales: discos o placas que tienen un grosor, forma y material de fabricación correspondiente al nombre del procedimiento que se realiza. En las superficies de trabajo de estas boquillas se aplican fracciones de virutas de diamante de varios diámetros.
Si el corte se realiza para obtener una piedra preciosa, un diamante, se utilizan muchas boquillas con una amplia gama de parámetros dimensionales. Los primeros en usar son placas o discos con las virutas de diamante de mayor diámetro. A medida que avanza el proceso, disminuye la granularidad de las boquillas. El pulido final se lleva a cabo utilizando nanopartículas de diamante.
Las herramientas con las que se realiza el corte difieren en su propósito y principio de operación. Algunos de ellos funcionan debido a la presencia de movimiento giratorio del rotor, en el eje del extremo del cual está conectado un disco de molienda. El trabajo de otras herramientas se basa en el principio del movimiento recíproco. Las placas de lijado se insertan en abrazaderas especiales de estas herramientas.
Durante el procesamiento, los diamantes se muelen a un estado vítreo transparente. Debido al hecho de que las facetas del futuro diamante se encuentran en posiciones estrictamente calibradas, y en un ángulo dado, la materia prima en bruto se transforma en una gema. En la última etapa del procesamiento, se pule a un estado espejo.
La reproducción de todo el proceso lleva una gran cantidad de tiempo (a veces años), lo que se explica por la resistencia del mineral a las influencias externas.
Se puede encontrar información interesante sobre la extracción y el procesamiento de diamantes en el siguiente video.
