Cortando diamantes

Cortando diamantes

Existem técnicas especiais usadas para polir e dar forma a um diamante antes de eles irem para as joalherias. O polimento cria as facetas que vemos no diagrama abaixo. Polidores de diamantes usam estas quatro técnicas básicas:

1. Clivagem: para remover quaisquer impurezas ou irregularidades no diamante, uma pedra bruta é colocada em um cimento de secagem rápida. Uma fina ranhura é feita no diamante, usando um outro diamante ou um laser em seus pontos fracos. A seguir, uma lâmina de aço é colocada na ranhura e uma batida na lâmina quebra a pedra ao meio. Então a pedra é retirada do cimento;
2. Desgaste: às vezes, diamantes precisam ser cortados em um plano de clivagem, o que não pode ser feito apenas com clivagem. Com uma lâmina giratória de bronze fosforoso a aproximadamente 15 mil rpm, a serra corta o diamante lentamente. Lasers também estão sendo usados para este fim;
3. Desbaste: um diamante é colocado em um torno mecânico e outro diamante se esfrega contra ele para dar o acabamento rudimentar da borda exterior do esboço do diamante, no ponto de maior diâmetro;
4. Polimento: para dar o acabamento ao diamante, ele é colocado em uma roda giratória de polimento. Esta é revestida com pó de diamante para alisá-lo enquanto ele é pressionado contra ela.

Cortes e a Linha Inferior Apenas diamantes redondos e ovais podem ser cortados, enquanto diamantes de formato exótico (como pendeloque, marquesa e esmeralda) precisam ser produzidos por um método conhecido como “bruiting”. Alguns formatos, como o redondo e o brilhante, requerem mais facetas para que a luz seja devidamente refletida, de modo que precisam ser lapidados a partir de um diamante bruto maior. Como resultado, esses estilos de corte são mais dispendiosos que alguns outros.

Propriedades dos diamantes

Propriedades dos diamantes

Getty Images Diamantes brutos, antes da lapidação

A escala de Mohs é usada para determinar a rigidez de sólidos, especialmente minerais. Este nome foi dado em homenagem ao mineralogista alemão Friedrich Mohs. A leitura da escala é a seguinte, do mais macio ao mais duro:
 

1. Talco: facilmente arranhado com as unhas
    
2. Gesso: facilmente arranhado com as unhas
    
3. Calcita: arranha e é arranhado por uma moeda de cobre
    
4. Fluorita: não é arranhado por uma moeda de cobre e não arranha vidro
    
5. Apatita: arranha somente vidro e é arranhado facilmente por uma faca
    
6. Ortoclásio: arranha vidro facilmente e só é arranhado por uma lixa
    
7. Quartzo (ametista, citrino, olho de tigre, aventurina): não arranhados por uma lixa
    
8. Topázio: arranhado apenas por coríndon e diamante
    
9. Coríndon (safiras e rubis): arranhado apenas por um diamante
    
10. Diamante: arranhado apenas por outro diamante
     

Os diamantes são a forma cristalizada do carbono, criados sob extremo calor e pressão. É este mesmo processo que faz do diamante o mineral mais duro que conhecemos. A classificação do diamante é 10 na escala de Mohs. Pode ser mais de 10 vezes mais duro do que um mineral com classificação 9 na mesma escala, como o coríndon. Coríndon é uma classe de minerais que inclui rubis e safiras.

É a estrutura molecular dos diamantes que os torna tão duros. São feitos de átomos de carbono conectados em uma estrutura treliçada. Cada átomo compartilha elétrons com outros quatro átomos, formando uma unidade tetraédrica. Esta união tetraédrica de cinco carbonos forma uma molécula incrivelmente forte. O grafite, outra forma de carbono, não é tão forte quanto o diamante porque os átomos de carbono no grafite se conectam em forma de anéis, onde cada átomo é apenas ligado a um outro átomo.

Projeto Superpressure A dureza natural do diamante faz dele uma ferramenta ideal de corte para materiais militares, tais como componentes de aviões e blindagem. Os Estados Unidos se viram completamente dependentes da África do Sul como fornecedora de diamantes para suas ferramentas industriais, e por isso, ao final da Segunda Guerra Mundial, a indústria do país iniciou um imenso esforço para produzir diamantes artificiais. Em 1951, a General Electric (GE) lançou o Projeto Superpressure. Na experiência, a GE tentava criar diamantes industriais a partir de grafite, por meio da aplicação de imensos volumes de pressão e calor, em máquinas conhecidas como prensas de diamantes. Quando as prensas de diamantes fracassaram em produzir as pedras, a GE decidiu voltar à prancheta de desenho, e usar um meteorito como inspiração. Pesquisadores haviam determinado que os diamantes encontrados em uma cratera do Arizona haviam sido formados em um meteorito. Além de suas dimensões e do calor, o meteorito oferecia um outro componente significativo: o metal. Cientistas da GE calcularam que conseguiriam produzir diamantes forçando a colisão de um meteorito de pequena escala em laboratório. Combinaram átomos de carbono com o metal em forma líquida conhecido como “trollite”, e acrescentaram calor e pressão. O resultado? Uma cristalização de diamantes. Para descobrir mais sobre a experiência, leia a transcrição da NOVA em “The Diamond Deception”.

Carbono e Kimberlito

O carbono é um dos elementos mais comuns no mundo e é um dos quatro princípios básicos para a existência da vida. Os seres humanos contêm mais de 18% de carbono em seu corpo, e o ar que respiramos contém traços de carbono. Quando ocorre na natureza, o carbono existe em três formas básicas:

• diamante: um cristal extremamente duro e claro;
   
• grafite: um mineral preto e macio, feito de carbono puro. Sua estrutura molecular não é tão compacta quanto a do diamante, por isso é mais fraco;
   
• fulerite: um mineral feito de moléculas perfeitamente esféricas, consistindo de exatamente 60 átomos de carbono. Esta alotropia foi descoberta em 1990.

Diamantes se formam a, aproximadamente, 161 km abaixo da superfície da Terra, na rocha derretida do manto da Terra, que proporciona a pressão e o calor adequados para transformar carbono em diamante. Para que um diamante seja criado, o carbono deve estar embaixo de, pelo menos, 435.113 libras por polegada quadrada (psi ou 30 kilobars) de pressão a uma temperatura de, pelo menos, 400º C. Se as condições estiverem abaixo destes dois pontos, será formado o grafite. Em profundidades de 150 km ou mais, a pressão vai para 725.189 psi (50 kilobars) e o calor pode exceder 1.200º C.

A maioria dos diamantes que vemos hoje foram formados há milhões (ou até bilhões) de anos. Poderosas erupções de magma trouxeram os diamantes até a superfície, criando chaminés de kimberlito.

Kimberlito é um nome escolhido em homenagem a Kimberly, África do Sul, onde estas chaminés foram encontradas pela primeira vez. A maior parte destas erupções ocorreu entre 1.100 milhões e 20 milhões de anos atrás.

As chaminés de kimberlito foram criadas conforme o magma passava por profundas fraturas na Terra. O magma de dentro da chaminé de kimberlito funciona como um elevador, empurrando os diamantes e outras rochas e minerais pelo manto e crosta em poucas horas. Estas erupções eram breves, mas muitas vezes mais poderosas do que erupções vulcânicas que acontecem atualmente. O magma destas erupções foi originado em profundidades três vezes mais profundas do que a fonte de magma nos vulcões, como o Monte St. Helens, de acordo com o American Museum of Natural History (site em inglês).

Com o tempo, o magma esfriou dentro das chaminés de kimberlito, deixando para trás as veias cônicas da rocha de kimberlito que contêm diamantes. Kimberlito é uma rocha azulada que os mineradores procuram quando estão atrás de depósitos de diamantes. A área da superfície das chaminés de kimberlito que contêm diamantes variam de 2 a 146 hectares.

Diamantes também podem ser encontrados em leitos de rios, chamados de reserva aluvial de diamantes. São originados em chaminés de kimberlito, mas se movimentam por atividade geológica. Geleiras e águas podem movimentar os diamantes para milhas de distância de seu local de origem. Hoje, a maioria dos diamantes é encontrada na Austrália, Brasil, Rússia e vários países africanos, incluindo Zaire.

São encontrados como pedras brutas e devem ser processadas para se transformarem em predras brilhantes, prontas para a venda.

Crátons arqueanos As temperaturas podem chegar a 900ºC nos crátons arqueanos. São os locais onde os diamantes se formam. São formações geológicas estáveis e horizontais, criadas há bilhões de anos, que não foram afetadas pelos principais acontecimentos tectônicos, de acordo com a Rex Diamond Mining Corp (site em inglês). São encontradas no centro da maioria dos sete continentes (a maior parte das atividades tectônicas ocorre ao redor das margens).

A pesquisa de diamantes em fontes primárias como kimberlitos e lamproitos.

 
A pesquisa de diamantes em fontes primárias como kimberlitos e lamproitos, não é para qualquer um. É um trabalho altamente técnico, incrivelmente caro e se não for adequadamente conduzido, há o risco de se perder uma jazida ou de investir onde não existe depósito econômico.

Quando os teores são baixos, o que é o caso da maioria dos kimberlitos, uma amostra de pequeno volume não tem nenhuma representatividade e qualquer que seja o teor obtido não deve ser considerado. Para entender essa premissa é necessário ler os próximos parágrafos.

 A concentração dos diamantes na rocha fonte é, frequentemente muito pequena, de apenas algumas miligramas por tonelada. Isso obriga o pesquisador fazer verdadeiras minas piloto para obter dados fidedignos como teor, qualidade, preço e tamanho médio dos diamantes.

Um bom exemplo é a mina de Letseng no Lesotho. Ela é uma das mais importantes minas de diamante primário do mundo.

No kimberlito de Letseng o teor médio é de apenas 3 quilates (600 miligramas) por tonelada de minério.

Com teores tão baixos as amostras pequenas, de 50kgs, por exemplo, irão quase sempre dar resultados negativos para diamante. Se você fizer esse erro poderá simplesmente perder uma jazida de bilhões de dólares. Ou, gastar muito em um prospecto sem nenhum valor...

A pergunta que se deve fazer é: qual o tamanho mínimo de uma amostra que seja representativa do teor, qualidade, preço e tamanho do diamante de Letseng?

Lembre-se que o investimento em Capex para uma mina destas pode chegar e ultrapassar a 1 bilhão de dólares, o que nos obriga a ter muita confiança nos dados obtidos na pesquisa. Na realidade antes da viabilidade econômica o nível de confiança deve estar próximo dos 97,5%, mas isso é uma outra história...

Sem entrar em cálculos estatísticos complexos a resposta mais utilizada pelos pesquisadores é que é necessário coletar um mínimo de 2.000 quilates de diamante (por amostra) para que essa tenha alguma representatividade de teor.

Por este cálculo simples seria necessário uma amostra mínima de 67.000 toneladas. Ocorre que em Letseng os diamantes médios são os maiores do mundo. Este kimberlito é o que produz mais diamantes acima de 10 quilates, o que faz o preço médio do diamante de Letseng ser um dos mais elevados.

Estas características fazem com que uma amostra representativa tenha que ser, no mínimo, de 1 milhão de toneladas.

Assustado?

Lembre-se que dependendo do kimberlito existem imensas variações faciológicas o que vai aumentar em muito o número de amostras a serem coletadas. O pior é que cada fácie tem um teor diferente e alguns, no mesmo pipe, podem ser estéreis.

Ou seja, é necessário uma verdadeira mina para que o investidor tenha a certeza de que o projeto é viável.

É por essas características da jazida que várias empresas amostraram o kimberlito e nunca conseguiram entender os teores, qualidade e tamanhos médios reais. Alguns anos atrás eu debati esse assunto com um “expert” em diamantes Sul-Africano. Ele me confidenciou que a empresa dele havia investido milhões em Letseng sem conseguir ver a viabilidade do projeto, pois nunca amostraram grandes volumes, como necessário.

Como se vê, essas particularidades fazem a pesquisa em Letseng ser caríssima. Foi por isso que entre a descoberta em 1957 e a mina se passaram 20 anos e muitos perderam dinheiro em uma das jazidas mais rentáveis da África.

A sorte é que a garimpagem feita ao longo destes 20 anos produziu dezenas de milhares de quilates o que permitiu, aos mais espertos, uma avaliação preliminar dos teores, qualidade, preço e tamanho.

O histórico de produção serviu como uma mina piloto e orientou os geólogos quanto ao tamanho mínimo da amostra de Letseng.

Lembre-se deste exemplo quando for avaliar os teores de um kimberlito. Talvez a resposta só seja possível se a sua empresa estiver disposta a investir dezenas de milhões na pesquisa.

Letseng é um kimberlito excepcional.

 
Letseng é um kimberlito excepcional. A jazida está situada no montanhoso Lesotho, um enclave da África do Sul e tem uma história bastante peculiar.

Letseng é um desses kimberlitos de baixíssimo teor.

Imagine só que cem toneladas de minério produzem 3 quilates de diamante, apenas 600 miligramas.

Some a esse problema o fato de que em Letseng o tamanho médio das pedras é elevado e veremos que são necessárias milhares de toneladas para termos alguma produção de diamante.

Foi essa característica ímpar que literalmente matou vários programas de pesquisa efetuados neste kimberlito ao longo de 20 anos. Os geólogos não conseguiam entender qual seria o volume médio a ser amostrado para a obtenção de um teor médio.

Vários tentaram e somente um conseguiu.

A equipe que teve sucesso calculou que seriam necessárias, no mínimo, 1 milhão de toneladas de amostra para se ter um estudo representativo sobre os teores a qualidade e tamanho das pedras de Letseng, parâmetros fundamentais para a construção de um cash flow preciso.

Em outras palavras, o minerador teve que fazer uma lavra piloto para obter esses dados.

Foi essa percepção e enorme investimento que transformaram Letseng em uma das minas mais bem sucedidas de diamantes do mundo.

Eles descobriram que o kimberlito estatisticamente produz pedras enormes com alta qualidade. O sonho de todo o minerador.

Pois foi, mais uma vez, em Letseng que o mundo viu maravilhado a venda de mais uma pedra de grande tamanho.

A foto mostra um diamante branco com 314 quilates, de altíssima qualidade, que foi vendido nesta semana por US$19,3 milhões de dólares. Já é o segundo diamante, maior que 300 quilates, descoberto em Letseng neste ano.

Apesar da idade a mina continua a pleno vapor. Um recente programa de sondagem exploratória ampliou as reservas de Letseng até 350m de profundidade.