معلومات عن حجر الزركون

معلومات عن حجر الزركون
معلومات-عن-حجر-الزركون/

ما هو حجر الزركون؟

حجر الزركون (بالإنجليزية: Zircon) هو معدن فرعي من مجموعة معادن السيليكات، كما يطلق عليه كيميائيًا اسم سيليكات الزركونيوم، ويرمز له بالرمز (ZrSiO4)،[١] ومن الجدير بالذكر أن اسم حجر الزركون قد جاء من الكلمة العربية (زارجون) والتي تعني اللون الذهبي،[٢] ويختلف سعر حجر الزركون باختلاف القيراط، وللإجابة عن كم سعر قيراط الزركون، فإنها تختلف باختلاف اللون، بحيث يتراوح السعر بين (100- 450) دولارًا للقيراط الواحد.[٣]


يعرف حجر الزركون بأنه سيليكات الزركونيوم، يرمز له بالرمز ZrSiO4، وقد جاء اسمه من الكلمة العربية (زارجون)، ويتراوح سعر القيراط الواحد منه ما بين 100 إلى 450 دولار.

في أي الصخور يتواجد حجر الزركون؟

تم العثور على أقدم حجر زركون في منطقة جاك هيلز في أستراليا الغربية، ولقد تم تقدير عمر هذا الحجر بـ(4.404) مليار سنة، بحيث كان ذلك العصر هو عصر التبلور، ومن المثير للاهتمام أنه قد تم تفسير تركيب نظائر الأكسجين الموجودة في هذا الحجر على أن الأرض كانت تحتوي على مياه قبل (4.4) مليار سنة،[٤] ويمكن إيجاد حجر الزركون في العديد من الصخور والتي تشمل:[٥]


  • يمكن إيجاده في الصخور النارية الفلزية والصخور المتحولة والرواسب غير العضوية.
  • يمكن إيجاد حجر الزركون في رمال الشواطئ في العديد من مناطق العالم، وخاصةً في أستراليا والهند والبرازيل وفلوريدا.
  • يمكن إيجاده كمعدن ثقيل شائع في الصخور الرسوبية.
  • يمكن إيجاده في حصى المجاري والمخلفات، وخاصةً في جنوب شرق آسيا وسريلانكا وأستراليا ونيوزيلندا.


تم إيجاد حجر الزركون الأقدم في أستراليا الغربية والذي قدر عمره بـ4.404 مليار سنة، وتشمل الصخور التي يتواجد حجر الزركون فيها مثل: الصخور النارية الفلزية، الصخور المتحولة، الرواسب غير العضوية، رمال الشواطئ، الصخور الرسوبية، حصى المجاري ورواسبها.


ما هي أماكن استخراج حجر الزركون؟

هنالك العديد من الدول التي تقوم بإنتاج الزركون بشكل مستمر، وفيما يأتي جدول يوضح الدول التي تنتج الزركون وكمية الإنتاج بالطن في سنوات عدة:[٦]


الدولة
2005
2007
2009
2011
أستراليا
428.602
583.606
437.478
738.902
إندونيسيا
10.100
153.960
60.000
127.500
الولايات المتحدة الأمريكية
163.957
120.967
82.800
104.935
الهند
27.133
35.977
31.499
89.796
موزمبيق
0
0
21.100
43.500
الصين
26.000
25.000
31.500
33.500
أوكرانيا
33.000
35.000
31.000
27.000
فيتنام
29.100
24.300
19.368
24.020
البرازيل
25.440
26.656
28.043
23.765
روسيا
10.025
10.737
12.354
12.778
مدغشقر
0
0
4.755
13.075
باكستان
0
0
25
6.150
نيجيريا
8.980
1.095
1.210
5.630
ماليزيا
4.954
7.393
1.145
1.685
سريلانكا
23.587
381
10.267
641
كازاخستان
4.990
8.680
0
600
تايلاند
100
100
100
100


هنالك العديد من الدول التي تقوم باستخراج حجر الزركون ومن أبرز هذه الدول كل من؛ أستراليا، إندونيسيا، الولايات المتحدة الأمريكية، الهند، موزمبيق، الصين، أوكرانيا، فيتنام، البرازيل، روسيا، مدغشقر، باكستان، نيجيريا، ماليزيا، سريلانكا، كازاخستان، تايلاند.


كيف يتم استخراج حجر الزركون؟

هنالك مجموعة من الطرق المستخدمة في استخراج ومعالجة حجر الزركون الخام، وفيما يأتي شرح لهذه الطرق:[٧]


  • طرق التعدين الجاف: تتم هذه العملية عن طريق استخدام الحفارات والكاشطات، ونقله باستخدام الجرافات والشاحنات إلى مصنع المعالجة الأولية، ويلي ذلك نقل الخام عن طريق ناقل بري أو خطوط أنابيب إلى مصنع المكثف الرطب.


  • طرق التعدين الرطب: عادةً ما تستخدم هذه الطرق عندما يتواجد خام الزركون تحت منسوب المياه الجوفية أو في مناطق الكثبان الرملية العالية، وتتم هذه العملية باستخدام جرافات خاصة تعمل على كشط الرمال وإرسالها إلى مكثف رطب يكون متصل في الجرافة، ومن ثم تستمر الحفارة بالتحرك لاستخراج الزركون تاركةً خلفها المخلفات.


يمكن استخراج الزركون باستخدام طرق التعدين الجاف أو الرطب، وذلك وفقًا لمكانه، وتتم عملية الاستخراج باستخدام الحفارات والجرافات ومن ثم نقل الأحجار الخام المستخرجة إلى مصانع المعالجة.


ما هي خصائص حجر الزركون الكيميائية والفيزيائية؟

تختلف الخصائص الفيزيائية والكيميائية لحجر الزركون عن غيره من المواد المختلفة، وفيما يأتي أبرز هذه الخصائص:


خصائص حجر الزركون الفيزيائية

يحتوي الجدول الآتي على بعض الخصائص الفيزيائية لحجر الزركون:[٨]


الخاصية

الصلابة
7 -7.5
الحالة
صلبة
الجاذبية النوعية
4.6 - 4.7
شكل البلورة
رباعية الزوايا
الكسر
محاري
التشتت
قوي
معامل الانكسار
عالي


خصائص حجر الزركون الكيميائية

هنالك العديد من الخصائص الكيميائية لحجر الزركون والتي تظهر تفاعله مع المواد الأخرى، وفيما يأتي بعض هذه الخصائص:

  • يجذب الزركون بعض العناصر الأرضية النادرة مثل اليورانيوم والثوريوم.[٩]
  • تستبدل ذرات اليورانيوم والثوريوم الزركونيوم في بلورات حجر الزركون.[٩]
  • تمتلك أحجار الزركون المحتوية على اليورانيوم والثوريوم خصائص إشعاعية، ويجعله غير مستقر.[٩]
  • يمكن إيجاد العناصر القلوية والقلوية الترابية في بنية حجر الزركون.[١٠] 
  • يمكن إيجاد العناصر الانتقالية والمائية في بنية حجر الزركون.[١٠]


يدخل الزركون في العديد من المركبات الكيميائية، إذ إنه يتفاعل مع عدد من المواد لتكوين مركبات كيميائية مختلفة، وفيما يأتي بعض هذه المركبات:[١١]


  • أوكسي كلوريد الزركونيوم: ينتج هذا المركب من معالجة رمل الزركون مع حمض الهيدروكلوريك، بحيث تستخدم هذه المادة في طلاء ثاني أكسيد التيتانيوم.


  • كبريتات وكربونات الزركونيوم القاعدية: وهي أملاح تفاعلية ناتجة من مشتقات أوكسي كلوريد الزركونيوم، بحيث تستخدم كمواد وسطية في تصنيع مركبات الزركونيوم المائية.


  • مركبات الزركونيوم المائية: تتنوع هذه المركبات واستخداماتها بسبب إحاطتها بنطاق الرقم الهيدروجيني.


  • حمض الزركونيوم الكبريتي رباعي الهيدرات: يستخدم في تغليف ثاني أكسيد التيتانيوم ودباغة الجلود البيضاء، وتغليف أسطح الجسيمات لعكس ضوء الأشعة فوق البنفسجية.


  • هيدروكسيد الزكونيوم: يستخدم في تصنيع مساحيق ثاني أكسيد الزركونيوم المتقدمة.

 

يمتلك حجر الزركون العديد من الخصائص الفيزيائية، فهو صلب قوي وذو معامل انكسار عالي، كما يمتلك خصائص كيميائية، كقدرته على جذب العناصر الإشعاعية والقلويات والعناصر الانتقالية.


هل يوجد ألوانًا متعددة لحجر الزركون؟

تتواجد أحجار الزركون بعدد من الألوان المختلفة، وهي كما يأتي:[١٢]

  • شفاف.
  • أصفر فاتح.
  • أحمر.
  • أخضر.
  • أزرق فاتح.
  • زهري.
  • بنفسجي.
  • بني.
  • برتقالي.
  • رمادي فاتح.

 

يعد الزركون الأزرق هو اللون الأكثر شهرة وطلبًا بين ألوان حجر الزركون، والذي يتم تصنيعه عن طريق المعالجة الحرارية لبعض أنواع الزركون البني، في حين يعد الزركون الأحمر هو الأغلى ثمنًا والأكثر ندرةً بين جميع ألوان هذا الحجر.[١٢]


هنالك ألوان عديدة لحجر الزركون والتي تشمل: اللون الشفاف، الأصفر الفاتح، الأحمر، الأخضر، الأزرق الفاتح، الزهري، البنفسجي، البني، البرتقالي، والرمادي الفاتح.


ما أبرز استخدامات حجر الزركون؟

يستخدم الزركون ومشتقاته في مجموعة واسعة من التطبيقات، كما يتوقع أن يلعب دورًا أكبر في التقدم التكنولوجي في العصر الحديث في المستقبل،[١٣] وفيما يأتي أبرز استخدامات حجر الزركون:


  • صناعة السيراميك: تعد صناعة السيراميك هي المستهلك الأكبر للزركون، بما نسبته 54% من إجمالي الزركون المنتج عالميًا، حيث يستخدم في تصنيع البلاط والزجاج وأصباغ السيراميك، كما يستخدم في تصنيع السيراميك الكهربائي والتقني الذي يستخدم في مستشعرات الأكسجين وخلايا وقود الأكسيد الصلب.[١٣]


  • صناعة مسابك الرمال والطلاء: يستخدم الزركون في تطبيقات الصب والصهر، وتستخدم في طلاء قوالب الصب، والدهانات المقاومة للصهر.[١٣]


  • صناعة الحراريات: يستخدم الزركون جنبًا إلى جنب مع الألومينا والمغنيسيا والطين وغيرها في صناعة الحراريات، وهي المواد المصممة للحفاظ على القوة والأبعاد والمقاومة الكيميائية عند التعرض لدرجات الحرارة المرتفعة.[١٣]


  • صناعة مشتقات الزركون: تستخدم الزركونيا المكعبة في الألماس الصناعي، والدهانات ومستحضرات التجميل والصناعة النووية والتحفيز الكيميائي.[١٣]


  • صناعة الزجاج: يستخدم الزركون بشكل محدود في قطاع الزجاج، بحيث يستخدم في امتصاص الأشعة السينية في التلفزيونات وشاشات الكمبيوتر القديمة، كما يزيد الزركون من معامل الانكسار وصلابة الزجاج.[١٣]


  • صناعة المجوهرات: تستخدم أحجار الزركون في صناعة المجوهرات، وذلك لألوانها المتميزة وشكلها الشبيه بالألماس.[١٤]


يدخل حجر الزركون في صناعات عديدة، والتي تشمل: صناعة السيراميك، مسابك الرمال والطلاء، الحراريات، الزجاج والمجوهرات.


كيف يمكن العناية بحجر الزركون؟

تعد أحجار الزركون جيدة الصلابة نسبيًا، إلا أنها قد تتعرض للخدش أو التآكل، كما أنها مستقرة عند تعرضها للضوء، ولكن يمكن أن تتغير ألوانها عند التعرض الطويل للضوء الساطع أو المواد الكيميائية، لذلك يفضل العناية بهذه الأحجار بالطريقة الصحيحة[١٥]، وكما يأتي:


  • تجنب استخدام المنظفات البخارية أو الأشعة فوق الصوتية في تنظيف أحجار الزركون.[١٥]
  • استخدام المياه الدافئة الصابونية.[١٥]
  • استخدام فرشاة ناعمة لتنظيف الغبار خلف الحجر.[١٤]

 

يمكن العناية بحجر الزركون عن طريق تخزينه وإزالة المجوهرات التي تحويه أثناء النوم، كما يمكن تنظيفه بماء دافئ صابوني وفرشاة ناعمة للتخلص من الغبار أسفله.


هل يؤثر حجر الزركون على صحة الإنسان أم أنها خرافة؟

أظهرت دراسة قام بها مختبر النشاط الإشعاعي البيئي في جامعة البوليتكنك في فالنسيا – إسبانيا عام (2008)، وجوب التحكم الحذر بالصناعات التي تستخدم الزركون، وذلك لاحتوائها على نسب من المواد المشعة التي قد تؤثر سلبًا على الصحة.[١٦]

 

لقد سادت بعض الاعتقادات في العصور الوسطى، والتي ربطت بين الزركون وفوائد صحية عديدة، حيث كان يعتقد أنه يحفز النوم ويعزز الفخر والحكمة، كما زعم أنه يجلب الثراء لصاحبها، ويطرد الأوبئة والأرواح الشريرة.[١٧]

 

ليس هنالك دراسات تدحض الاعتقادات التي شاعت عن أثر حجر الزركون على صحة الإنسان بشكل مباشر، ولكن نظرًا لامتلاكه بعض الذرات الإشعاعية فإنه قد يؤثر سلبًا على حياة البشر.

المراجع[+]

  1. "Zircon", newworldencyclopedia, Retrieved 1/1/2021. Edited.
  2. "Zirconium", rsc, Retrieved 1/1/2021. Edited.
  3. "Zircon", ppgems, Retrieved 1/1/2021. Edited.
  4. "Zircon", newworldencyclopedia, Retrieved 1/1/2021. Edited.
  5. "Zircon", britannica, Retrieved 1/1/2021. Edited.
  6. "Zircon – insuffi cient supply in the future?", zircon-association, Retrieved 1/1/2021. Edited.
  7. "Zircon", ga, Retrieved 1/1/2021. Edited.
  8. "Zircon", berkeley, Retrieved 5/1/2021. Edited.
  9. ^ أ ب ت "Chemical Analysis of Zircon", gia, Retrieved 1/1/2021. Edited.
  10. ^ أ ب "Zircons from Syros, Cyclades, Greece—Recrystallization and Mobilization of Zircon During High-Pressure Metamorphism ", oup, Retrieved 1/1/2021. Edited.
  11. "Zircon Chemicals", zircon-association, Retrieved 1/1/2021. Edited.
  12. ^ أ ب "Zircon", jewelofthenile, Retrieved 1/1/2021. Edited.
  13. ^ أ ب ت ث ج ح "Applications", zircon-association, Retrieved 1/1/2021. Edited.
  14. ^ أ ب "ZIRCON: DECEMBER BIRTHSTONE", agta, Retrieved 1/1/2021. Edited.
  15. ^ أ ب ت "Zircon Care and Cleaning Guide", gia, Retrieved 1/1/2021. Edited.
  16. "Occupational exposure to natural radioactivity in a zircon sand milling plant", nih, Retrieved 1/1/2021. Edited.
  17. "Zircon", gemsbrokers, Retrieved 1/1/2021. Edited.

178119 مشاهدة