Garnet: Uma Commodity Industrial
Steve Voynick
G mineração Arnet está crescendo e não por causa da demanda por pedras preciosas ou espécimes minerais.
A granada tornou-se um bem industrial genuíno porque é um abrasivo industrial quase perfeito. Nos últimos 15 anos, a produção mundial anual de minas quadruplicou para 1,2 milhão de toneladas métricas de concentrado de granada refinada, no valor de US $ 340 milhões.
Apelação abrasiva
A palavra "granada" refere-se a um grupo de complexos minerais de silicato com estruturas cristalinas semelhantes, mas com diversas composições químicas. A fórmula química geral de Garnet é A3B2 (SiO4) 3, com “A” representando íons metálicos divalentes como cálcio, magnésio, ferro ferroso e manganês, e “B” representando íons trivalentes como alumínio, cromo, ferro férrico e manganês. Em certas granadas raras, o cátion "B" também pode incluir íons de vanádio, titânio ou zircônio.
Muitos dos 14 membros do grupo do granada formam séries mútuas de soluções sólidas. Os mais familiares e abundantes destes minerais de granada são o almandino , o pirope, a espessartina, a grossular, a andradite e a uvarovite. Os membros do grupo do granada variam muito na cor, mas apenas ligeiramente na dureza, densidade e índice de refração.
Garnet cristaliza no sistema cúbico, geralmente como dodecahedrons e trapezohedrons. A dureza de Mohs de 7,0-7,3 da Garnet faz com que seja um pouco mais difícil do que o quartzo (Mohs 7,0). Com gravidades específicas que variam de 3,56 a 4,32, a granada é consideravelmente mais densa que o quartzo (gravidade específica 2,65).
A areia de quartzo tem sido tradicionalmente o abrasivo industrial mais utilizado devido ao seu baixo custo. Mas a granada, que oferece muitas vantagens que superam seu alto custo, está agora substituindo a areia de quartzo em muitas aplicações abrasivas.
Diferença no comportamento mineral
(Foto cedida por The Arkenstone / irocks.com)
Sob as tensões severas do uso abrasivo, a granada e o quartzo se comportam de maneira bem diferente. Ambos têm uma fratura concoidal e nenhuma clivagem, mas a estrutura atômica tetraédrica do quartzo torna o mineral mais resistente e durável. O quartzo se transforma em grãos arredondados do tipo encontrado nos campos e praias de dunas do mundo. Grãos granada, no entanto, não se tornam arredondados; eles quebram em pedaços afiados que retêm sua eficiência abrasiva.
Os agentes de jateamento de quartzo podem ser usados apenas uma vez e não podem ser recuperados. Mas os médiuns granada, com sua densidade significativamente maior, são facilmente recuperados por meio de métodos de separação hidráulica ou “lavagem” baratos. E porque os grãos de granada mantêm sua nitidez, eles podem ser reutilizados muitas vezes.
Garnet também tem importantes vantagens relacionadas à saúde. Os agentes de jateamento de quartzo criam uma poeira aerotransportada de finas partículas de sílica que, quando inaladas, formam ácido silícico. Com o tempo, o ácido silícico literalmente petrifica os tecidos pulmonares delicados e prejudica muito a função pulmonar. Essa doença industrial debilitante, chamada silicose, pode ser fatal. Embora os agentes de jato de areia com granada também criem poeira transportada pelo ar, ela não é tóxica.
Benefícios aplicados Garnet
Assim, enquanto os abrasivos de areia de quartzo custam menos inicialmente, a granada é mais barata a longo prazo para um número crescente de aplicações industriais.
A indústria petrolífera utiliza grandes quantidades de agentes de jateamento de granada para limpar lama e lodo compactados de tubos de perfuração e de carcaças de poços. Garnet pó e areia também é usado para polir lentes ópticas e metal, e como um meio em sistemas de filtração de água e líquidos industriais. Um uso em rápido crescimento é como o agente abrasivo no corte por jato de água, o que elimina a necessidade de corte por chama em muitas operações de fabricação.
Enquanto a areia de quartzo continua sendo o principal abrasivo industrial, a demanda por granada de nível industrial continua a aumentar. Embora a granada seja relativamente abundante em muitas ocorrências, ela possui poucas fontes importantes de minas. A maior parte da granada é extraída de depósitos aluviais ou de praia. China e Índia respondem por um terço da produção mundial. A Austrália é o terceiro com 15%.
Os Estados Unidos consomem 17% da produção mundial de granadas, mas apenas 3%. Em 2017, a produção nacional de granadas chegou a 38.000 toneladas de concentrado de granada refinada, no valor de US $ 11 milhões.
Embora as pedras preciosas de granada também sejam extraídas comercialmente, sua quantidade e valor são minúsculos comparados com os da granada de grau industrial.
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