鉆石的性質(zhì)課件

韌性與硬度不同，如果鉆石用老虎鉗擠壓時(shí)鉆石很堅(jiān)固，可抵抗很大的壓力。然而不經(jīng)撞擊，若重?fù)魟t易于破碎，即鉆石相當(dāng)脆性。軟玉的硬度為6.5，然而由

于多晶質(zhì)的交織結(jié)構(gòu)，韌性大于鉆石。

鉆石的性質(zhì)——力學(xué)性質(zhì)三、韌性和脆性

韌性:物體抗分裂的能力脆性:物體受力破碎的程度由于原子結(jié)構(gòu)的堆積不同，相同體積的不同材料,質(zhì)量不同。鉆石的性質(zhì)——力學(xué)性質(zhì)四、鉆石的密度鉆石的密度大于共生的礦物，通過重力將鉆石與共生礦物分離。采用重液法、卡尺測量等方法與仿鉆區(qū)分。鉆石的密度(S.G)3.52鉆石密度的意義:

一、鉆石的折射率光從空氣進(jìn)入物質(zhì)時(shí)，光速產(chǎn)生變化，導(dǎo)致其方向的變化，這種光線現(xiàn)象稱之為折射。第四節(jié)光學(xué)性質(zhì)鉆石的性質(zhì)——光學(xué)性質(zhì)當(dāng)光從空氣中進(jìn)入液體或固體物質(zhì)時(shí)，其速度會減慢，不同的物質(zhì)，電子形式不同,減慢的速度不同。

鉆石屬立方晶系，屬單折射寶石,只有一個(gè)折射率鉆石的性質(zhì)——光學(xué)性質(zhì)

鉆石的性質(zhì)——光學(xué)性質(zhì)在偏光鏡下,有些鉆石具有異常雙折射現(xiàn)象，是由某種形式的應(yīng)變引起。具異常雙折射的鉆石，會給加工帶來困難。

Cha.1鉆石的成因及世界分布

一、鉆石的成分及結(jié)構(gòu)：

1．成分：C,所有寶石中成分最簡單，含少量的B、N、H等雜質(zhì)元素而形成不同的顏色。2．結(jié)構(gòu)：等軸晶系，每個(gè)C原子與另四個(gè)C原子等距離相聯(lián)，在三維空間發(fā)育成一定形態(tài)的晶體。

二、鉆石的形成及產(chǎn)出

鉆石的形成是通過研究鉆石中的包裹體及實(shí)驗(yàn)室的高P、T模擬實(shí)驗(yàn)獲得的。

1．鉆石中的常見包裹體20余種，包括：原生包裹體、同生包裹體、次生包裹體鉆石中以同生包裹體為主，少量的可能為原生包裹體和次生包裹體。具研究意義的又分為如下兩類：

大洞（Bighole）：南非金伯利礦（1871-1914）巖管停止開采后，留下的深175米、直徑約450米的環(huán)形坑。1986年發(fā)現(xiàn)于南非普雷米爾礦，原石重755.50克拉，成品重545.65克拉，金黃色，火玫瑰坐墊型，泰國人民為慶祝國王50周年加冕典禮而送給他的，準(zhǔn)備鑲在泰國王的權(quán)杖上。1867/1868年南非首次發(fā)現(xiàn)的鉆石，準(zhǔn)確日期不祥，原石重21.25克拉，成品重10.73克拉，具黃色調(diào)，坐墊琢型。鉆石呈天然綠色，重41克拉，梨形琢型，可能產(chǎn)自印度，現(xiàn)收藏于德國的德累斯頓綠色寶庫。1905年發(fā)現(xiàn)于南非的普雷米爾礦，重3106克拉，現(xiàn)原石世界最大。庫利南被切磨成9顆大鉆和96顆較小的鉆石，最大的一顆重530.20克拉，梨形琢型，74個(gè)刻面，鑲在英皇的權(quán)杖上；次重的一顆為317.40克拉，坐墊琢型，鑲在英皇皇冠上，現(xiàn)被保存在倫敦塔博物館。3．四尖、三尖和二尖及其紋理

分割一顆八面體將產(chǎn)生一個(gè)現(xiàn)成的臺面，它是最大、最重要的小面分割方式將決定拋磨的方向。

①四尖石

最常見可通過從平整的鋸開面往下看到四個(gè)尖來識別，四尖石有兩個(gè)紋理方向。

鉆石加工工藝②三尖石

從臺面往下看，可清楚地看到三個(gè)自然尖，臺面看起來象八面體的面，但有微小角度，因八面體面本身無法拋磨，八面體面→天然生長或劈出來。

三尖石有三個(gè)紋理方向

③二尖石

鉆石沿平行或大致平等菱形十二面體面的方向鋸開時(shí)，可得到二尖石。八面體每條棱相當(dāng)于菱形十二面體面的方向。臺面的紋理在二尖的方向，從臺面往下看，可清楚地看到二個(gè)自然尖，二尖石只有一個(gè)紋理方向。

鉆石真正成為首飾鉆要追溯到1447年，當(dāng)時(shí)鉆石就已作為結(jié)婚戒指用，大約1450年鉆石開始有了切工，當(dāng)時(shí)只有17個(gè)面，1558年到1603年，英國女王所戴戒指僅為八面體的鉆石，磨掉一個(gè)頂尖的桌形戒面。

鉆石的琢型歷史

一、圓多面琢型的發(fā)展

切磨最早的是印度人，約為中世紀(jì)12-13世紀(jì)，隨著時(shí)間的推移，人們對切磨鉆石的技術(shù)進(jìn)行了一些發(fā)明，并改善小面的對稱性和拋磨技術(shù)。

1．尖琢型（12-13世紀(jì)）

為最早的琢型，僅限于在8個(gè)八面體面（稍偏小角度）上磨得光滑。

拋磨目的：是改善對稱性，獲得透明的鉆石。

八面體晶體拋光后的尖琢形鉆石的琢型歷史

3．玫瑰花琢型（15世紀(jì)或16世紀(jì)中葉）

組成：玫瑰花琢型，由平底，拱頂琢型，頂部由小的三角形小面復(fù)蓋。優(yōu)點(diǎn)：重量損失小，扁平晶體也可制成玫瑰花琢型，效果令人賞心悅目。缺點(diǎn)：火彩不足時(shí)間：15世紀(jì)16世紀(jì)中葉，風(fēng)行了數(shù)十年，一些著名的鉆石以這種切工琢型。

鉆石的琢型歷史

荷蘭單玫瑰雙玫瑰琢形（象兩顆玫瑰形，底對底粘在一起一樣）六面玫瑰花形鉆石的琢型歷史

5．雙多面型琢型（大約16世紀(jì)，1610-1620年）

由單多面形轉(zhuǎn)變?yōu)殡p多面形琢型，法國稱馬扎林琢型，英國稱星形和方形。

①雙多面形琢型，常稱馬扎林琢型，外形似墊子。

馬扎林琢形鉆石的琢型歷史

②雙多面琢型另兩種：英國星形和英國方形琢型。

星形琢型有明顯的角狀冠部。

英國星形琢形英國方形琢形鉆石的琢型歷史

6．三重多面形琢型（17世紀(jì)中葉）

帕魯茲琢型是威尼斯的鉆石拋磨工匠17世紀(jì)中葉制作的，他把小面數(shù)增加到58個(gè)（包括臺面和底面）。

這種琢型優(yōu)點(diǎn)：增加了鉆石的亮度和火彩。

不足之處：形狀仍是不規(guī)則狀。

三重多面形琢形鉆石的琢型歷史

7．古典歐洲琢型（19世紀(jì)）

19世紀(jì)20年代發(fā)明了機(jī)械粗磨之后，形狀或式樣更加接近現(xiàn)代圓多面型琢型。

8．摩斯

1860年他在美國開辦了第一家鉆石切磨廠，花了許多年時(shí)間研究圓多面形琢型的角度和比例。把鉆石的形態(tài)從厚而粗變成今日更秀氣的形態(tài)。

古典歐洲琢形

9．托爾可夫斯基琢型

1919年托爾可夫斯基公布了鉆石設(shè)計(jì)方案，他試圖使圓多面形琢型的角度和比例標(biāo)準(zhǔn)化，這種琢型被稱為美國理想琢型，時(shí)至今日美國的拋磨工匠們又做了進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)?，F(xiàn)代圓多面形琢型的臺面比托爾可夫斯基所設(shè)計(jì)要大一些。

100%53%16.2%43.1%98%034030’40005’美國理想式琢形鉆石的琢型歷史

10．近50年的發(fā)展

（1）1926年約翰遜和羅代提出“理想琢型”，但未被人們接受。

（2）1940年艾普洛提出“實(shí)用完美”琢型為德國人接受，又稱“歐洲琢型”。

43.2%100%56%14.4%33010’40050’艾普洛琢形鉆石的琢型歷史

（3）1969年Scan.DN和1978年IDC提出一套琢型標(biāo)準(zhǔn)。

14.6%34030’40045’43.1%100%57.5%斯堪的納維亞琢形100%56-66%3100’-3700’39.40-4201’41.0-45.0%11.0-15.0%

國際鉆石委員會琢形鉆石的琢型歷史

名稱冠角亭角臺寬冠高亭深托爾可夫斯基34030’40005’53%16.2%43.1%IDC310-37039040’~42010’56~66%11~15%41~45%艾普洛33010’40050’56%14.4%43.2%斯堪的納維亞34030’40045’57.5%14.6%43.1%典型圓多面形琢形比例對比表鉆石的琢型歷史

（4）1985年兩位澳大利亞寶石學(xué)家利用計(jì)算機(jī)作出新設(shè)計(jì)。

（5）近年曾出現(xiàn)100小面琢型，157個(gè)小面的2000琢型。

144小面的皇家琢型，能在更多方向上產(chǎn)生多色反射的螺紋琢型，隨著朝代的進(jìn)步、科技的發(fā)展，激光的應(yīng)用，可以預(yù)測未來的時(shí)間里圓多面形的新品種還將不斷出現(xiàn)。

輝煌工（102瓣）國王工鉆（86瓣）（1）光進(jìn)入冠部時(shí)，入射光小于臨界角發(fā)生折射，使光進(jìn)入鉆石內(nèi)部。

（2）光進(jìn)入亭部后，入射角大于臨界角而產(chǎn)生反射。入射角=反射角

（3）光進(jìn)入亭部后，入射角大于臨界角而產(chǎn)生反射。入射角>反射角

（4）入射角小于臨界角而產(chǎn)生折射，從臺面將入射光折射到臺面上。

入射角色散角

5°0°19’

15°1°12’

20°2°13’

23°56’12°57’

24°5’全反射

3．允許誤差：重要一點(diǎn)誤差不要大到降低鉆石亮度和火彩。

臺面53%56%57.5%56-66%53-56%

冠高16.2%14.4%14.6%11-15%11-15%

亭深43.1%43.2%43.1%41-45%41.5-45%

冠角34°30’33°10’34°30’31°-37°30.7-37.7

亭角40°45’40°50’40°45’39°40’42°10

表中數(shù)位表示了效果“非常好”的情況，根據(jù)誤差比例分好、中、差。

鉆石的琢型歷史

Cha.6金伯利巖的開采原生礦的開采1．巖筒的基本概況巖筒：金伯利巖或鉀鎂煌斑巖常見的產(chǎn)出形態(tài)之一，總體呈筒狀，上部較寬，下部窄，由火山口及火山通道組成。

a.黃地：金伯利巖暴露在空氣中經(jīng)風(fēng)化變成松散的淺黃色土狀物質(zhì)。b.藍(lán)地：未經(jīng)風(fēng)化的新鮮金伯利巖，呈灰黑色或黑色，較堅(jiān)硬。開采過程：從露天開采→地下開采。

基本原則：高效率，低成本以提高礦山效益。2．露天開采

①

先移出上覆物；

②

邊坡設(shè)計(jì)，開挖梯段；③

深度增加，向周圍拓展圍巖。

3．地下開采

深度增加，移去圍巖及礦石運(yùn)輸?shù)馁M(fèi)用增加，轉(zhuǎn)向設(shè)計(jì)地下開采系統(tǒng)，開鑿坑道、豎井，以降低開采成本。

a.礦房法開采

留礦法與崩落法的自然結(jié)合，巷道包括開采平巷、運(yùn)輸平巷、運(yùn)輸豎井、勘探豎井等。開采特點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：①安全性較高；②容易控制開采量；③藍(lán)地采出量高，費(fèi)用較低。

缺點(diǎn)：①勞動強(qiáng)度高，管理人員多；②礦房巷道通風(fēng)條件差；③巷道小，機(jī)械開采困難

b．礦塊崩落法

南非礦山自50年代開始用此方法

巖體中挖多個(gè)水平掏槽，下部挖耙礦平巷。

優(yōu)點(diǎn)：①手工勞動量小，機(jī)械程度高

②減少破碎礦石的工作量

③效率高，成本低

缺點(diǎn)：安全性能略低，開采量不易控制。

4．礦石品位及礦山效益

a．品位：每噸或百噸開采的礦石中含鉆石的克拉數(shù)。

不同的礦山品位不同，同一巖筒不同的部位品位亦不同，如Argyle礦最高品位達(dá)865ct/100t，一般為每百噸約幾十克拉。

b．礦山效益：指礦山品位、產(chǎn)量及產(chǎn)出鉆石價(jià)值的綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，礦石品位高，產(chǎn)量大，鉆石質(zhì)量高，則效益好。

B.砂礦的開采一、砂礦及類型

砂礦：是含礦母巖經(jīng)風(fēng)化剝蝕后由水流作用搬運(yùn)至異地富集而形成的礦床。

類型包括：

1、沖積礦床：形成于河流彎曲的內(nèi)側(cè)、河床突然變寬地帶或河床凹陷處。

2、海岸帶礦床：古海濱礦床現(xiàn)代海濱礦床濱外礦床

另外，按礦床是否有水域分布又分為：

干礦床、濕礦床

二、河流沖積礦床

1、干礦床：曾經(jīng)在河道中沉積的礦床，現(xiàn)在河道已消失。

開采程序：

①

前期工作：采取樣品，建立分析車間，確定鉆石的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，制訂開采計(jì)劃，清理采礦環(huán)境等。

②采礦工作：移去上覆物；開采含鉆石的砂礫巖；清掃基巖（裂隙、洞穴）。

2、濕礦床開采：

①挖排水截槽，使流經(jīng)礦區(qū)的河流改道；

②

挖主干掏槽，采出含鉆石礦石，清掃基巖；

③

開挖另一主干掏槽，同樣步驟至開采完畢。河流濕礦床亦可用挖泥船直接開采

三、海岸帶礦床

古海濱礦床—與干砂礦床類似

現(xiàn)代海濱礦床—筑堤壩，形成淺坑

濱外礦床：海上開采—用挖泥船-海底吸起礫石，或用潛水員將吸管引至深海裂隙或洞穴中。

Cha.7鉆石的分選和回收一、選礦要求及步驟

要求：低成本、高效率、無損回收。

步驟：先建立實(shí)驗(yàn)工廠，確定流程、設(shè)備和