Az év ásványa: a Gránát - 4. rész

Nemcsak kemény és jó vágású – a gránát mint ipari ásvány

AZ ÉV ÁSVÁNYA: A GRÁNÁT - 4. rész

2016-ban a gránátot választották az év ásványává. Ebből az alkalomból blogunkon egy sorozatot jelentetünk meg e sokoldalú ásványról (voltaképpen ásványcsaládról). Arról, hogy mik a gránátok, a sorozat bevezető része ír. Az eddig megjelent írások listája e bejegyzés végén található.

Írta: Papp Gábor (Ásvány- és Kőzettár)

A gránát valamivel keményebb a kvarcnál, nem hasad, hanem kagylós felületek mentén törik, méghozzá izometrikus (a tér minden irányában közel egyforma kiterjedésű) szemcsékre. E tulajdonságai alkalmassá teszik arra, hogy kiváló koptató (abrazív) anyag legyen.

Gránátszemcsék az Alder (Montana, USA) melletti bányából. (forrás: https://idahostateregionalcenter.files.wordpress.com/2014/09/gmx-16-a.jpg)

Régebben csiszolóanyagként használták, különösen a viszonylag puhább anyagok – például fa – megmunkálásánál. A speciális felhasználások közé tartozik az üveglencsék és a síküveg, újabban a félvezető anyagok csiszolása. A gránátnak az abrazív termékek piacán jól csengő nevével manapság a gránátot nem tartalmazó csiszolóanyagok márkaneveként is találkozhatunk.

 

E felhasználási területeknél ma sokkal fontosabb a homokfúvásos felülettisztítás és vízsugaras vágás. A gránátot egyre szívesebben alkalmazzák ezen eljárásokban, mert a kvarchomokhoz és a szénsalakhoz képest fél- vagy negyedannyi kell belőle, az utóbbinál gyorsabban vág, jóval kevésbé „porol”, az alkalmazástól függően 3–5-ször újrahasznosítható, végül, de nem utolsósorban, kevésbé veszélyes az egészségre (a szénsalak nehézfém tartalmú, a kvarchomok pedig szilikózist okozhat).

A gránáthomokot a homokfúvás egyik különleges alkalmazási területén, a koptatott hatású („kőmosott”) ruhák előállításánál is használják. Finom szemcséit csúszásgátló festékekbe és bevonatokba is keverik.

A rosszabb minőségű (puhább, repedezettebb) ipari gránátot – nagy sűrűsége, valamint a fizikai és vegyi hatásokkal szembeni ellenálló képessége miatt – víztisztító rendszerekben használják szűrőanyagként.

Még kísérleti jellegű a gránát legújabb felhasználási területe. A nem hagyományos kőolaj- és földgázbányászat során alkalmazott hidraulikus rétegrepesztésnél a szénhidrogén-tároló kőzetet a belesajtolt nagynyomású folyadékkal repesztik meg, hogy az olajat és a gázt kinyerhessék belőle. A repedéseket valamilyen módon „ki kell támasztani”, hogy ne záródjanak be. Egy 2013-ban szabadalmaztatott eljárásban műgyantával bevont gránátszemcséket használnak erre a célra.

2015-ben az USA-ban a nyers gránátkoncentrátum tonnája 75–200 $, a finomított 210–335 $ volt. Az ipari gránát 1/3-1/3 részét vízsugaras vágáshoz, illetve homokfúvásos felülettisztítás során vették igénybe, 1/5 részét víztisztításhoz, 1/10 részét pedig csiszolóanyagnak használták.

Ahhoz persze, hogy egy ásvány ténylegesen ipari hasznosításra alkalmas legyen, a különböző előnyös tulajdonságokon kívül még gazdaságosan kitermelhető előfordulásokra is szükség van. A gránát, mint kőzetalkotó ásvány, szerencsére e követelményt is kielégíti. Fontos lelőhelyei vannak egyes átalakult kőzetekben (gneiszek, kristályos palák, illetve a mészkövekbe nyomult magma érintkezési övében kialakult, úgynevezett szkarnkőzetek).

Gránátos gneisz, a Barton Garnet Mine gránátbánya (New York állam, USA) nyersanyaga. (A Barton International fényképe, forrás: http://www.barton.com/wp-content/uploads/2015/02/garnet-ore.jpg)

A Barton Garnet Mine gránátbánya (New York állam, USA) nyersanyaga közelebbről. (A Barton International fényképe, forrás: http://www.barton.com/wp-content/uploads/2015/02/garnet-ore-closeup.jpg)

A gránátbányák a megfelelő törő, válogató és osztályozó gépekkel felszerelt nagy kőfejtők. A szilárd kőzetből nyert gránátnak a kitermelési eljárás miatt friss törési élei vannak, viszont repedezettebb, könnyebben szétesik, ezért inkább vízsugaras vágáshoz használják.

Az előbbieknél egyszerűbben kitermelhető telepeket jelentenek egyes tengerparti, ritkábban folyami homokok. Az erodálódott kőzetekből kiszabaduló gránátszemcsék nagy mechanikai és vegyi ellenálló képességük folytán „strapabíróbbak” a legtöbb kőzetalkotó ásványnál, ezért arányuk megnő a durva szemcsés üledékben. A (hasonlóan ellenálló) másik „nagy túlélő”, a kvarc, jóval könnyebb a gránátoknál (sűrűsége 2,7 g/cm³, míg a legkevésbé „fajsúlyos” gránát, a pirop 3,5, a másik végletet jelentő almandin 4,3 g/cm³). A könnyebb kvarcot az áramló víz könnyebben el is szállítja. A visszamaradó ásványszemcsékből képződő felhalmozódások (szaknyelven: nehézásvány-torlatok) egyik leggyakoribb válfaja a gránáthomok.

Gránáthomok Alaszka partjainál (Dr. Evelyn Mervine fényképe, forrás: http://blogs.agu.org/georneys/files/2012/09/RedSandBeach_Nome3-768x1024.jpg)

A torlatokból termelt (szakszóval alluviális) gránátot nem kell aprítani, csak válogatni, és szemcsenagyság szerint osztályozni. Az olcsóbb alluviális gránát lekerekítettebb, de kevésbé repedezett, ezért jobban újrahasznosítható. Inkább homokfúvásnál alkalmazzák.

Szilárd kőzetből (balra) és hordalékból (jobbra) kitermelt gránátszemcsék. Az előbbiek szögletesebbek és élesebbek. (A Barton International fényképe, forrás: http://www.thefabricator.com/article/waterjetcutting/the-reality-of-waterjet-abrasive-recycling)

Az évi több mint másfél millió tonnás világtermelés felét India, harmadát Kína, hatodát Ausztrália adja.

A kitermelt gránáthomok halmai (készlethányói) az indiai VV Mineral Mining egyik bányájában, ahol tengerparti gránáthomokot termelnek ki. (A VV Minerals fényképe, forrás: http://vvmineralmining.blogspot.hu/2014/10/products-of-vv-mineral-mining-super.html)

Forrás: http://mttmuzeum.blog.hu/2016/07/07/nemcsak_kemeny_es_jo_vagasu_a_granat_mint_ipari_asvany?utm_source=bloghu_megosztas&utm_medium=facebook_share&utm_campaign=blhshare