Гранат, як мінерал в  якості сировини для виготовлення  абразивних матеріалів

 

Кристали гранатів ромбододекаедричні, тетрагон-триоктаедричні і комбіновані з перших двох. Сингонія кубічна, гексаоктаедричний вид симетрії.

Між складом гранату і його властивостями є залежність: за питомою вагою та показником заломлення можна по діаграмах визначити склад граната. Ряд прозорих гранатів відноситься до напівкоштовних каменів (червоні піропи, жовті гессоніти, зелені уваровити, малинові альмандини та ін.). Рідкісні гранати – кімцеїт та голдманіт. Реальні гранати являють собою тверді розчини в основному будь-яких двох мінералів. Вони іменуються, як правило, по переважаючому мінералу, але іноді мають власні назви, наприклад, родоліт – суміш піропу з альмандином або залізистий піроп, ферроспессартін – суміш спессартина з альмандином, гесоніт – суміш гроссуляра з андрадитом, демантоїд – суміш андрадита з уваровітом або хромовміщуючий андрадит. У зв'язку з однаковою кристалічною структурою і схожістю багатьох властивостей, всі мінерали групи граната характеризуються спільно.

За характером ізоморфних заміщень виділені дві серії, які поділяються на ряди:

  • серія уграндитів (кальцієві гранати), що включає три ряди: ряд гроссуляр – андрадита (найбільш поширений), ряд андрадит – уваровіта і ряд андрадит – шорломіта;
  • серія піральспітів (магнієво-залізо-марганцеві гранати): піроп, альмандин, спессартин.

До найбільш абразивних гранатів, відносяться альмандин і спессартин. В природі частіше всього вони зустрічаються не в чистому вигляді, а у вигляді суміши альмандинового та спессартинового компоненту. Ці різновиди гранатів найчастіше зустрічаються в бердичівських гранітах, що є утворюючими породами на Демидівському родовищі.

Альмандин – гранат червоного, коричневого або фіолетового кольору з хімічною формулою Fe2+3Al2[SiO4]3 є найпоширенішим з гранатів. Цей породоутворюючий мінерал у кристалічних сланцях та гнейсах отримав свою назву від назви місцевості Аламанді (Мала Азія), де був вперше описаний.

Спессартин – гранат рожевого, червоного або жовтувато-бурого кольору з хімічною формулою Mn3Al2[SiO4]3 зустрічається в пегматитах і кристалічних сланцях. Назван за назвою місцевості Шпессарт (Баварія, Німеччина), де був вперше описаний. Найбільш розповсюджений в Східному Сибіру та Карелії.

Гранати користуються широким розповсюдженням і особливо характерні для метаморфічних порід – гранітів, кристалічних сланців та гнейсів.

В світовій практиці в кристалічних сланцях гранати (головним чином альмандин) є породоутворюючими мінералами. Але, за даними досліджень науковців, в межах Українського щита гранати часто є породоутворюючими мінералами в гранітах. Супутниками альмандина є слюди – біотит та флогопіт, дістен, хлорит. Походження граната в даному випадку метаморфічне. Другим важливим типом генезису є контактовий (скарновий) процес. Для контактів з вапняками характерні гроссуляр і андрадит. У скарнах гранат зустрічається спільно з салітом, геденбергітом, везувіаном, епідотом, шеєлітом, магнетитом, сульфідами заліза, міді, свинцю і цинку. Гранатові скарни з шеєлітом є важливою рудою на вольфрам. Гранати входять до складу деяких магматичних порід – піроп в перідотитах та кімберлітах; гранітних пегматитів – альмандин і спессартин; багатьох метаморфічних порід – гроссуляр в еклогітах і гроспідітах, альмандин і родоліт в гнейсах та кристалічних сланцях; гроссуляр, андрадит у вапнякових і магнезіальних скарнах; а також ультрамафітових гідротермальних утворень – уваровіт та демантоїд.

При вивітрюванні гранати як хімічно стійкі мінерали, довго не руйнуються і переходять у розсипи.

У світовій геології найбільш важливими вважаються родовища, пов'язані з метаморфічними кристалічними сланцями, гнейсами та амфіболітами (родовища Карелії, Індії, ПАР). В Україні родовища гранатів в переважній більшості пов'язані з бердичівськими гранат-кордієритовими гранатами. Розсипні родовища гранатів зазвичай невеликі за розмірами і запасами. Контактово-метасоматичні і магматичні родовища, за незначними винятками, не мають практичного значення.

Принципова відмінність між продуктом, отриманим з гірничого та з розсипного родовищ – це вартість його виробництва та фізичні якості кінцевого продукту. Гірничий гранат завдяки дробленню з масивних порід дозволяє отримати будь-які получить фракції. Найбільше зазвичай цінуються великі фракції 0,4-1,2 мм, придатні для піскоструйних робіт та для водоочистки. Наявність гострих граней, отриманих після розколу породи, робить його більш ефективним при використанні для гідро абразивної різки та дозволяє отримати більш чітку лінію розрізу.

Гранати застосовуються у виробництві абразивних матеріалів – гранатові шкурки, порошки, точильні круги. Для абразивної промисловості придатні переважно залізисті гранати – головним чином альмандин, рідше спессартин і андрадит. Застосування гранатів для виробництва абразивів обумовлено їх високою твердістю, здатністю при подрібненні розколюватися на частинки з гострокутними ріжучими краями, здатністю добре приклеюватись до паперової та полотняної основи. Для цієї мети більш придатні гранати, які утворилися у вигляді ізольованих порівняно великих кристалів, ніж гранати з суцільних зернистих мас. Близько 90% граната йде на виготовлення так званого гранатового паперу або полотна, уживаних переважно для полірування твердих порід дерева – дуба, горіха, клена, червоного дерева; шліфування дзеркал, полірування шкіри, твердого каучуку та інших виробів. Після подрібнення гранату утворюється гранатовий пісок – хімічно неактивний, гомогенний абразивний матеріал. У порівнянні з іншими абразивними матеріалами гранатовий пісок дозволяє в два-три рази збільшити швидкість різання будь-яких матеріалів.

Окрім цього, гранати застосовуються в будівельній промисловості – домішки в цемент і керамічні маси; іноді як замінник рубіна в приладобудуванні; в електроніці (як феромагнетик). Для потреб промисловості розробляються методи синтезу штучних аналогів деяких гранатів із заданими властивостями.

Прозорі та напівпрозорі, гарно забарвлені гранати використовуються в ювелірній справі.

Геолог НВП УКРГЕОЛОГСТРОМ
Андрій Миколайович Баглик