ELMAS NEDİR?ÖZELLİKLERİ NELERDİR?

Paylaş
 

ELMAS NEDİR?ÖZELLİKLERİ NELERDİR?

Elmas ilk kez. yaklaşık 2 000 yıl önce Hindistan ve Borneo’da bulundu. 1725’te Brezilya’daki elmas ya­takları. 1866 da Güney Afrika’daki elmas madeni fi­lizleri ortaya çıkarıldı. Günümüzde, Güney Afrika ve Sovyetler Birliği, en büyük elmas üreticileridir. 1953′ ten bu yana, elmasın yapay üretimine de başlanmış­tır. Elmas, hem az bulunan en güzel mücevherler ara­sındadır. hem de endüstri ve teknoloji açısından çok büyük önem taşır.

Elmas filizi: Elmasların kaynağı, «kimberlit* adı verilen yanardağ kayaçlarıdır. Kimberllt, yanardağ baca ve yarıklarında oluşur. Bacalar, genellikle daire biçimindedir; çapları, birkaç metre ile birkaç bin met­re arasında değişir. Kimberlit mika, nar taşları ve zir­kon gibi yardımcı mineraller içerir. Bu mineraller, yer­bilimcilerin kimberliti kolayca tanımasını sağlar. Ama. blltUn kimberlitler elmas içermez. Doğal kimberlit. gri-mavi renktedir; bu yüzden «mavi toprak> adı da verilir. Doğal kimberllt ya da mavi toprak, havayla karşılaştığında bozunur ve «sarı toprak» adı verilen sarımsı renkte bir kile dönüşür. Elmaslar, ya kimber­lit yataklarından ya da ırmak ve sel sularının oluşturduğu birikintilerden çıkarılır. Söz konusu birikintiler, yanardağ püskürmesi so­nucu yüzeye çıkan kimberlitin hava etkisiyle aşınması ve akarsularla sürüklenip, asıl kaynağından çok uzak­larda yeniden birikmesiyle oluşur. Afrika’daki en önemli alüvyon birikintileri. Atlas Okyanusu kıyısın­da bu yolla ortaya çıkmıştır ve günümüzde Consoli­dated Diamond Mines of South West Africa adlı bir şirket tarafından işletilmektedir. Buradan çıkarılan elmasın, daha içerilerdeki bir kaynaktan. Orange ır­mağı aracılığıyla taşınmış olduğu sanılmaktadır

İki bin yıl içinde yalnızca 230 ton elmas çıkarıl­dığı hesaplanmıştır. Bu ürünü elde etmek için, en az 5 milyar ton kaya, kum ve çakıl işlenmiştir. Alüvyon birikintilerinde elmasın artıklara oranı, 15-30 mil­yonda birdir.

Elmas çıkarma yöntemleri:    

Eskiden kimberlit birikintileri, yalın açık tavanlı ocak yöntemiyle İşle­nirdi. En büyük kazım Kimberley’deki  240 m’lik ocaktı. Günümüzde açık kazımın bir örneği, en geniş yerinin çapı 535 m olan Finsch yata­ğıdır. Burada, en az 300 m derinliklere kadar uzanan kimberliti açığa çıkarmak için, 12 metreye yakın üst toprağı ve molozu temizlemek gerekmiştir. Finsch ya­tağında maden çalışmaları, 12 m düzeyinde sürdürül­mektedir. Kimberlit bu düzeyde, yatağın kenarların­dan çıkarılıp, kamyonlarla işleneceği fabrikalara gö­türülmektedir. Kimberliti yeraltı maden ocaklarından çıkarma işlemi, oldukça derinlerde çalışmayı gerek­tirir. Sözgelimi Kimberley madeni, 900 m derinlikte­dir.

En eski yeraltı işletmesi yöntemi. 1890’da Kim- berley’de geliştirilen oda oluşturma yöntemidir. Kim­berlit bacasından oldukça uzağa birkaç yüz metre uzunluğunda kuyular açılır. Sonra, bacada yatay ku­yular oluşturulur ve bunlardan mavi toprağa tünel­ler uzatılır. Böylece, mavi toprağın mekanik olarak çıkarılabileceği bir odalar sistemi oluşturulur Bura­dan günde 5 000 tona kadar filiz çıkarılabilir. Bu yön­tem, kütle göçertme gibi yüksek üretim gücü olan yöntemlerin bulunmasıyla, kullanamamaya başlan­mıştır. Kütle göçertme yönteminde, boşaltma kuyusuna, «kazıntı kanalları» adı verilen geçitler açılır. Bu kanal­ların yanlarında, her 3.5 m’de bir. 1.2 m x 1,2 m kesitli eğimli girintiler bırakılır. Bunlar, mineralin çıkarılacağı yerlerdir ve kanallarda karşılıklı olaral: açılmıştır Girintilerin üstünde koni biçiminde oyuklar oluşturu­lur. Sonra, bütün girişlerin üstünden, kuyu alanına uzanan 2.2 m kalınlığında yatay bir dilim kazılır. Bu işlem, allı boşalan kimberllt kütlesini havada asılı bırakır. Filiz kırılarak, koni biçimindeki açıklıklara düşer: oradan da aşağıdaki kazıntı kanallarına iner. Döküntü kimberliti oradan alıp, yüzeye gönderildiği yeraltı kırıcılarına taşıyacak kamyonlara yükleme iş­lemi. mekanik kazıcılarla gerçekleştirilir. Geçitten kazıcıya artık kayalar gelmeye başlayınca, o bloktaki kazım bitmiş demektir ve alt düzeye geçilir. Bir ön­ceki işlem sırasında, birkaç yüz metre aşağıdaki bu alt düzeyde de, benzer kütle göçerime işlemleri için hazırlıklar tamamlanmıştır.

Alüvyonlu madenciliğe verilecek en iyi örnek. Consolidated Diamond Mlnes işletmesinin maden ya­tağıdır. Burada yapılan ilk işlem, her ay 2 500 000 m’ kadar tutan kumun temizlenmesini de içeren, üst toprağın alınmasıdır. Bu üst toprak, dizelli kazıyıcı­larla kaldırılır. Ortaya çıkarılan çakıl yatak, buldo­zerlerle yığınlar haline getirilir ve eleme işletmeleri­ne gönderilir. Taraça çakıllarındaki elmasın büyük bir yüzdesi, tabandaki kaya yatağının hemen yakı­nında bulunur: bu yüzden kaya, yatağa kadar bütü­nüyle temizlenmelidlr. Koşullar uygunsa. Vacuveyer adı verilen vakumlu dev temizleyiciler kullanı­lır. Kazılan yüzey büyüdükçe, çıkarılan üst toprak, geride kalan temizlenmiş kaya yatağının yeniden doldurulmasında kullanılır.

Güneybatı Afrika kıyılarının açığında, okyanu­sun dibinde bulunan elmasları çıkartmak için, Marine Diamond şirketi, deniz yatağından çakılı emen, büyük yüzer işletmeler kullanmıştı. Bu yöntem artık kullanılmamaktadır.

Elmasın filizlerden ayrılması: . Ancak, filiz içinde elmasın bulunup bulunmadığı kimyasal yol­larla saptanamadıgından, bu işlemin özel yöntemler­le gerçekleştirilmesi zorunludur. İlk adım, elmasın or­taya çıkması için kayanın kırılması ya da öğütülmesidir. Ardından, ağırlıkla deriştirici ay­gıt kullanılarak, elmas bakımından değersiz bölüm (hazırlama artığı), zengin bölümden (derişik töz) ay­rılır.

Ağırlıkla*derinleşince aygıtlar arasında, döner yıka­ma tavası ve çeşitli ağır ortam ayırıcıları sayılabilir. 1874 yılında Kimberley’de geliştirilen yıkama tava­sına çamur doldurulur. Çamur, ayrışmış kimberlit ve sudan oluşur,’ ayrıca, hafif tanecikleri asıltıda tuta­cak kadar da ağdalıdır. Elmas ve ağır mineraller dibe çökerken, hafif bölüm, yani artık, üstten tavanın dı­şına akıtılır. Başlıca üç tür ağır ortam ayırıcısı var­dır: Koni; kaldırıcı çark; hidrosiklon. Ağır ortam ge­nellikle, suyun 2.7 – 3,1 katı yoğunlukta, demir ve si­lis tozundan oluşan bir çamurdur. Hafif tanecikler yüzeyde kalır; ağır olanlar dibe çöker ve toplanır. Koni aygıtı, içinde koni biçiminde bir karıştırıcı bu­lunan. koni biçiminde bir tanktan oluşur. Karıştırıcı, tankın kenarlarını temizler ve ağır taneciklerin aşa­ğı inmesini sağlar. Aynı zamanda da. hafif tanecik­lerin üstten dışarı akmasına neden olacak biçimde çamuru karıştırır. Kaldırıcı çark, yarısına kadar ça­murla doldurulmuş, üstünde kaldırıcı kanatlar bu­lunan bir çarktır. Kanatlar, dibe çöken ağır tanecik­leri toplar ve tepedeki bir boşaltım yerine döker. Hld- rosiklon İse, ağır taneciklerin merkezkaç kuvvetiyle savrulduğu bir burgaç akımı oluşturur.

Ayrılan derişik töz, daha sonra, bol suyla birlik­te bir gres tezgâhından ya da bandından geçirilir. Gresli yüzeyle ayırma yöntemi. Kimberley’de 1896 yı­lında bulunmuştur. Madenden yeni çıkarılmış kimberlitteki elmaslar, grese sıkıca yapışır. Öteki ağır mineraller suyla akıtılır. Elmaslar tezgâhtan alınır: kaynar suyla üstlerindeki gres temizlenir. Gres tez­gâhının toplama verimi % 99’dur. Daha az verimli olan Öteki yöntemlerde elektro­statik. magnetlk ya da optik aygıtlar kullanılır.

Elmas bireşimi: 1953’e kadar bütün elmaslar ma­denlerden çıkarılırdı. 1953 yılında ASEA adlı bir İs­veç şirketi, karbona ısı ve basınç uygulayarak, ilk ya­pay elmas üretimini gerçekleştirdi. İki ana karbon billuru vardır: Grafit; elmas. El­masta. karbon atomları sıkı ve düzgün bir yapı için­dedir: grafitte İse, yapı daha gevşektir ve bakışımlı değildir. Elmasın yoğunluğu 3.52,dir (granit 2.5: gra­fit 2,3). Böyleslne güçlü bağlarla bağlı bir billurun üretimi, yüksek enerji uygulanmasını gerektirir. İlk elmas bireşimi araştırıcıları, grafite karbon atomları arasındaki bağlan gevşetecek ısı uygulanabilirse ve atomları birbirine yaklaştıracak ölçüde yüksek basınç verilebilirse, yoğunluğun artırılabileceğini savunan kuramlar öne sürüyorlardı.

XIX. yüzyılda birçok girişimde bulunuldu: ama karşılaşılan teknik sorunların üstesinden gelinemedi: Yaklaşık 20000oC’lık sıcaklık ile 90 000 atmosfer do­layında basınç gerekiyordu ve bu işleme dayanabile­cek bir araç yapılamamıştı. 23 yıllık bir çalışma sonucu ASEA. bu sorunu, pi­ramit biçimli altı pistondan oluşan yetkin bir hid­rolik presle çözdü. Piramitlerin birinden elektrikli ısı­tıcılar sokuluyordu. Pistonların oluşturduğu kürenin merkezinde ortaya çıkan basınç, dış yüzeylere uygu­lanan basıncın, dış yüzey ve iç yüzey alanlarının bir­birine oranı ile çarpımına eşitti. Böylece 5 800 atmos- ferlik bir basınç uygulanmasıyla, yaklaşık 97 000 atmosferlik bir basınç elde ediliyordu. 15 Şubat 1953’te başarıya ulaşıldı. Şirkete yakla­şık 336 000 dolara mal olan 40 küçük billur üretildi. O günden bu yana elmas bireşimi, aralarında A. B.D.. S.S.C.Ö., Güney Afrika ve Japonya’nın da bu­lunduğu birçok ülkede gerçekleştlrilmektedir. Yapay elmasların fiziksel, kimyasal ve optik özel­likleri. doğal elmaslar ile aynıdır. Donuk sarı ya da grisiyah renktedlrler: bu güne kadar üretilen en bü­yük billur 1 mm boyundadır ve yalnızca endüstride kullanılmaktadır.

Endüstride kullanılan elmaslar: Elmasların, Ro­malılar döneminde gravür yapımında kullanıldığı sa­nılmaktadır. 1819 yılında İngiltere’de, ilk kez tel çe­kimi için bir elmas kalıp patenti verildi: ilk elmas mat­kap ucu ise 1864’te kullanılmaya başlandı. 1870’te, New York’ta elmas torna tezgâhları yapıldı. 1900’lerde endüst­ride. toplam 700 000 kırat elmas kullanılıyordu (günü­müzdeyse. dünya tüketimi yılda 50-70 milyon kırat dolayındadır). 1920 ve 1930 larda mühendislerin, ta­kım tezgâhlarında yüzey işleme için kullanılan aşırı sert karbürlü kalemleri işleyebilme yollarını araştır­maları sonucu elmas, dünyanın en önemli aşındırı­cısı  oldu.

Sertliğinin yanı sıra, elmasın en büyük fiziksel özelliği, billur kafes düzlemleri boyunca yarılabilmesidir. Yarma işlemleriyle elmas, farklı uygulamalar için değişik boyut ve biçimlerde kesilebilir. Endüstride kullanılan elrnasm % 75’i, aşındırıcı toz olarak tüke­tilir. Reçine, metal ya da seramikle karıştırıldığında, şerit testerelerin, eğelerin, matkap uçlarının, honlama taşlarının, testere bıçaklarının ve camdan çok sert metallere, taş ve betona kadar her şeyi kesip işleyebilen araçların yüzey kesim parçası olarak kullanılır. Cilalama tozu olarak da olağanüstü yüzey düzgünlü­ğü sağlar.

Bazı uygulamalarda, sözgelimi petrol kuyusu kaz­mada ve betonda delik açmada elmaslar, bütün ola­rak kullanılır. Bir elmas kalıptan saatte 160 km hızla tel çekilebilir. Bu hızda, metal kalıplar birkaç sani­yede parçalanır. Uygun biçime getirilen elmas parça­ları, pikaplarda iğne olarak da kullanılır. Bu iğneler, öteki uçlardan dayanıklıdır.

Elmastan yapılan takımların, darbeli takımlar ile karşılaştırıldığında hızları, görece sessizlikleri ve du­yarlıkları. beton işlemede büyük kolaylık sağlar. Ya­pımcılar. elmastan yapılmış araçlardan yeni alanlar­da yararlanmaktadır; Beton taşlamada: inşaatlarda ge­reken kanalları açmada: örnek kesiminde: kaldırım­larda büzülme ve genleşme nedeniyle gelişigüzel çat­lamaları önlemek için ek yerleri açmada. Elmas bı­çaklı beton taşlayıcıları, kaymayı önleyen ve suyu ko­layca akıtan yüzeylerin yapımında kullanılır. Böylece, havaalanı pist ve yollarındaki kayma sorunu çö­zülmüştür.

Yanlış payı az olan ve uzun süre kullanılabilen araçları gerektiren otomasyon, elmastan yapılmış araçların bu özelliğinden yararlanır. Yüksek hızlı bir çelik takım ya da uç, 8 km uzunluğunda bir kesim yapar: buna karşılık, elmastan yapılmış bir takım, 2 000 km’lık bir kesim gerçekleştirebilir. Elmas takım­larla 0,0025 mm’lik toleransta iş görülebilir; öteki araçların hiç biri, uzun süre bu kadar düşük bir to­leransla çalışmaz. Günümüzde elmaslar, uzay araç­larının başlıklarından ve ısı kalkanlarından, yakutlu lasere ve basılı mikrodevrelere kadar uzanan çeşitli araçların üretiminde kullanılmaktadır.

Bu yazı 267 kere okundu.
  • Site Yorum

Bir yorum bırak

Kategoriler