Berlian

Latar Belakang

Berlian adalah zat alami paling keras yang diketahui. Hal ini ditemukan dalam jenis batuan beku yang dikenal sebagai kimberlite. Berlian itu sendiri pada dasarnya adalah rantai atom karbon yang telah mengkristal. Kekerasan unik batu ini adalah hasil dari sifat rantai karbon yang terkonsentrasi secara padat. Seperti batuan beku lainnya, kimberlite terbentuk selama ribuan tahun oleh aksi vulkanik yang terjadi selama pembentukan kerak bumi. Kimberlite terletak di dalam bekas bidang aktivitas vulkanik ini—seringkali di dekat pegunungan—dalam poros vertikal yang memanjang jauh di dalam bumi. Di dalam kimberlite terdapat endapan berlian yang berselang-seling, salah satu dari beberapa mineral yang ada. Namun, tidak semua kimberlite mengandung berlian. Batu lain yang sering ditemukan dengan berlian adalah mika, garnet, dan zirkon. Kimberlite mungkin berwarna biru-abu-abu—dengan demikian disebut tanah biru —atau jika terkena udara mungkin memiliki gips kekuningan dan disebut tanah kuning.

Sejarah

Diperkirakan berlian pertama kali ditemukan di India sekitar 6.000 tahun yang lalu di dasar sungai di wilayah tersebut. Pedagang bertanggung jawab untuk membawa permata sejauh timur Cina dan barat sejauh Roma selama era klasik dan awal abad pertengahan. Orang Cina adalah orang pertama yang menghina sifat keras yang luar biasa dari permata dan menggunakannya sebagai alat untuk memotong batu lain. Pliny the Elder, seorang sarjana Romawi, menulis tentang berlian di abad pertama. Kata itu sendiri berasal dari istilah Yunani adamas yang berarti "tak terkalahkan" atau "tak terkalahkan".

Sejak awal, berlian telah dipenuhi dengan misteri dan takhayul. Karena sangat langka—pada awalnya hanya ditemukan di India—menjadi takhayul umum bahwa berlian memberikan kekuatan khusus kepada pemakainya. Mereka dipakai dalam pertempuran untuk memastikan kemenangan dan kadang-kadang disebut sebagai penangkal racun. Takhayul lain yang terkait dengan batu termasuk peringatan bahwa menempatkannya di mulut akan menyebabkan hilangnya gigi. Dalam kasus lain, berlian yang digiling halus, dibuat menjadi bubuk, dianggap sebagai racun yang efektif. Memang, para ahli sepakat bahwa bahkan dalam bentuk bubuk, ketajaman unik mineral akan merobek lubang kecil di saluran pencernaan. Karena merupakan zat alami yang paling keras dan paling langka, berlian selalu dihargai sangat tinggi. Nilai ekstrim dari batu itu juga membuatnya menjadi bentuk kekayaan portabel di saat peperangan dan pergolakan.

Penambangan berlian yang sebenarnya sebagai industri dapat ditelusuri kembali ke India sekitar 800 hingga 600 SM. India adalah satu-satunya sumber batuan yang diketahui selama lebih dari seribu tahun, sampai ditemukan di Kalimantan sekitar AD 600. Selama Abad Pertengahan, berlian dibayangi oleh beberapa permata yang lebih berwarna seperti ruby ​​​​dan zamrud. Batu-batu lain ini lebih mudah ditemukan dalam perhiasan orang kaya dan berkuasa di Eropa daripada berlian. Selain itu, teknik pemotongan permata belum dikembangkan untuk melepaskan kecemerlangan batu. Berlian biasanya dibiarkan dalam keadaan alami atau dibentuk dengan potongan yang belum sempurna. Namun, pada abad ke-17, seorang dokter hewan Venesia bernama Vincenzo Peruzzi mengembangkan apa yang disebut potongan brilian. Potongan ini mengungkapkan seluk-beluk dan kesempurnaan alami batu itu.

Intan ditemukan dalam jenis batuan beku yang dikenal sebagai kimberlite. Seperti batuan beku lainnya, kimberlite terbentuk selama ribuan tahun oleh aksi vulkanik yang terjadi selama pembentukan kerak bumi. Di dalam kimberlite terdapat endapan berlian yang berselang-seling, salah satu dari beberapa mineral yang ada.

Pada abad ke-18, deposit berlian ditemukan di Brasil dalam jumlah kecil, dan kemudian di Australia, Rusia, dan Amerika Serikat. Permata Brasil pertama kali dibawa ke India dan dikirim ke Eropa sebagai berlian India, karena orang menganggap permata non-India kurang berharga. Pada abad ke-20, sebuah tambang Amerika di dekat Murfreesboro, Arkansas, dibuka untuk penambangan umum baru dengan biaya yang kecil. Berlian berkualitas tinggi telah ditemukan di Siberia, tetapi suhu yang sangat dingin membuat penambangan skala besar tidak dapat dilakukan.

Pada tahun 1866, tempat penyimpanan berlian terbesar di dunia ditemukan di Afrika Selatan. Beberapa anak telah menemukan sebuah batu dan membawanya pulang, dan seorang tetangga yang penasaran memberikannya kepada seorang pedagang, yang memberikannya kepada seorang ahli geologi. Itu ditemukan sebagai berlian dengan ukuran sangat besar dan bernilai sedikit uang. Afrika Selatan segera mengalami demam berlian, dan kota-kota kumuh bermunculan dengan masuknya para pencari emas. Akhirnya, berbagai tambang dan perusahaan tambang di wilayah tersebut dikonsolidasikan di bawah kendali organisasi DeBeers. Dengan DeBeers Consolidated Mines, Ltd., Central Selling Organization, dan Diamond Trading Company, konglomerat ini mengendalikan sekitar 80% dari produksi berlian dunia. Penambangan berlian kontemporer dipusatkan di Kimberley, Afrika Selatan, dan dilakukan oleh DeBeers. Setiap enam minggu atau lebih, perwakilan dari DeBeers Diamond Trading Company mengundang daftar khusus grosir berlian—kurang dari seratus di seluruh dunia—ke London untuk melihat banyak permata yang telah dipilih sebelumnya. Ini adalah satu-satunya metode dimana berlian DeBeers Afrika Selatan masuk ke pasar.

Aplikasi Industri

Di zaman modern berlian telah menjadi sangat diperlukan untuk industri. Tokoh terkemuka mobil Henry Ford adalah orang pertama yang mengungkap penggunaan batu dalam industri kontemporer. Dia mensponsori penelitian aplikasinya untuk sektor manufaktur, terutama sebagai abrasif berbiaya rendah, dan daerah Detroit menjadi pusat dealer alat berlian. Industri pesawat terbang mengikuti jejak sektor otomotif, menjadi pengguna setia produk berbasis berlian. Berlian yang digunakan untuk aplikasi industri biasanya memiliki kualitas yang lebih rendah daripada yang ditemukan di pasar batu permata, tetapi mereka mempertahankan sifat kekerasan dan daya tahan yang sama. berlian alat bertahan lebih lama daripada yang dibuat dari sumber lain dan menawarkan presisi yang hampir tak tertandingi dalam memotong bahan lain. Selain itu, alat tersebut bekerja lebih cepat dan jauh lebih tenang daripada alternatif lain.

Alat yang terbuat dari berlian industri digunakan di bidang manufaktur cermin dan optik serta dalam upaya pengeboran minyak dan gas. Dalam industri tekstil, perangkat yang terbuat dari berlian digunakan untuk memotong pola. Dalam pengobatan, alat pemotong yang terbuat dari berlian digunakan untuk mengiris tulang dan jaringan dengan bersih. Industri konstruksi menggunakan alat berlian dalam penggilingan dan pemotongan beton dan trotoar. Berlian juga digunakan untuk membuat jarum pemutar rekaman stereo.

Ciri Fisik

Berlian adalah rantai karbon. Karbon adalah salah satu zat paling umum di planet ini. Dalam satu bentuk, itu adalah grafit sederhana, digunakan dalam pensil, tetapi dalam bentuk kristalnya, ia memiliki penampilan yang sama sekali berbeda seperti berlian. Pada skala yang digunakan oleh ahli mineral untuk mengukur kekerasan mineral, berlian menilai sepuluh pada skala satu sampai sepuluh. Berlian diukur dalam karat, unit standar pengukuran untuk batu permata. Satu karat kira-kira sama dengan seperlima gram. Karat dapat dibagi lagi menjadi poin berdasarkan skala 100. Salah satu alasan berlian sangat berharga adalah karena cahaya yang diserapnya dipantulkan langsung kembali ke luar, jika batu telah dipotong dengan benar. Struktur kristal permata yang tidak biasa memungkinkan tingkat refraktabilitas yang tinggi ini. Karena strukturnya, berlian juga merupakan konduktor arus listrik yang sangat baik.

Secara struktural, berlian dapat digambarkan sebagai segi delapan. Ini berarti bahwa ada piramida rantai karbon empat sisi ganda di dalam yang bertemu satu sama lain di pangkalan. Kubus atau dodacahedron—bentuk dua belas sisi—juga ditemukan di dalam batu. Terkadang kantong segitiga kecil yang disebut trigon dapat diamati.

Berlian ditemukan di alam dalam berbagai warna. Berlian tidak berwarna atau putih adalah yang paling umum, sementara beberapa batu berwarna langka dan berharga. Nuansanya mungkin kuning, biru, merah muda, hijau, atau kuning. Di Afrika Selatan adalah umum untuk melihat berlian oranye sebagai perhiasan, tetapi ini adalah kebiasaan yang belum menyebar ke seluruh dunia. Beberapa berlian paling terkenal di dunia adalah yang berwarna—Dresden Green yang berat, misalnya, dan Hope Diamond yang terkenal. Yang terakhir, berwarna biru, dianggap memiliki energi negatif tertentu, dan banyak kematian yang tidak dapat dijelaskan telah dikaitkan dengan pemiliknya. Sekarang dalam koleksi Smithsonian Institution di Washington, DC.

Ekstraksi dan Pemurnian

Berlian ditambang baik dari pipa kimberlite di bawah permukaan bumi, atau dari endapan aluvial. Endapan aluvial (dasar sungai) terjadi ketika aksi vulkanik membawa kimberlite dan mineral lainnya dari pusat aktivitas ke sistem irigasi yang terbentuk secara alami. Berlian semacam itu ditemukan cukup dekat dengan permukaan bumi. Dalam penambangan aluvial, sejumlah besar pasir pertama-tama harus dihilangkan dari area tersebut. Pasir dan komponen lain semacam itu disebut over-burden, dan pengikis mekanis besar digunakan untuk memindahkannya. Di bawah lapisan penutup terdapat lapisan kerikil, dan buldoser mengambil kerikil dan menyimpannya dalam tumpukan.

Tumpukan kemudian dibawa ke pabrik penyaringan, di mana berlian diekstraksi. Dalam penambangan aluvial, terkadang diperlukan untuk mencapai batuan dasar di bawah lapisan kerikil—atau terkadang bahkan di bawah batuan dasar itu sendiri—untuk menggali endapan intan. Batuan dasar harus benar-benar dicari. Kadang-kadang perangkat vakum besar yang disebut Vacuveyer digunakan untuk tujuan ini. Saat proses penambangan bergerak secara horizontal, lapisan penutup yang dipindahkan diendapkan kembali untuk mengisi lokasi yang digali.

Penambangan kimberlite untuk berlian di bawah tanah juga membutuhkan pemindahan sejumlah besar batu dan material lain untuk menggali permata, tetapi dalam skala yang jauh lebih besar daripada penambangan aluvial. Untuk satu bagian berlian yang terbongkar, diperkirakan 15 hingga 30 juta bagian limbah harus disingkirkan. Tidak seperti usaha penambangan emas atau zat lainnya, para insinyur tidak dapat menentukan sebelumnya apakah suatu daerah memiliki banyak berlian.

Menambang

• 1 Block caving adalah metode yang paling umum digunakan dalam menggali berlian dari deposit kimberlite. Metode ini menawarkan hasil tertinggi dan dengan demikian merupakan biaya yang paling efektif. Pertama, lubang vertikal besar digali, biasanya berdiameter 1.750 kaki (533 m). Tingkat ditempatkan kira-kira setiap 40 kaki (12 m). Sepanjang tingkat ini adalah terowongan horizontal yang dikenal sebagai drift scraper. Dalam drift, ada bukaan kecil berbentuk kerucut dengan interval setiap 11 kaki (3 m) atau lebih. Bukaan ini kira-kira berukuran empat kali empat kaki. Saat irisan horizontal dipotong di atas kerucut—biasanya tingginya sekitar enam kaki (1,8 m)—kimberlite mulai pecah dan jatuh ke dalam kerucut dan masuk ke dalam alat pengikis. Bahan tersebut kemudian didorong ke truk. Truk berjalan di bawah tanah melalui area pertambangan dan membawa kimberlite yang dikumpulkan ke alat penghancur.

Menghancurkan

• 2 Dalam operasi penghancuran, yang terjadi di fasilitas penambangan bawah tanah, bongkahan besar kimberlite dipecah menjadi segmen yang lebih mudah diangkut. Setelah penghancuran awal, kimberlite melewati grizzly, atau satu set jeruji besi. Jika potongan yang dihancurkan tidak melewati grizzly, mereka masih terlalu besar, dan mereka dikirim kembali untuk dihancurkan lebih lanjut. Kimberlite yang dihancurkan kemudian diambil di atas permukaan untuk diproses lebih lanjut. Ketika tidak ada lagi kimberlite yang ditemukan memasuki kerucut, area tersebut akan habis dan pekerjaan berpindah ke tingkat yang lebih rendah.

Memisahkan

• 3 Berlian yang sebenarnya harus dipisahkan dari batu yang mengelilinginya. Menghancurkan atau menggiling bahan galian adalah langkah pertama, tetapi ini dilakukan dalam bentuk yang belum sempurna agar tidak merusak potensi permata di dalamnya. Selanjutnya, alat berbasis gravitasi digunakan untuk menyortir bagian yang mengandung intan—disebut konsentrat—dari tailing, atau batuan pengisi. Salah satu metode yang paling umum digunakan untuk memisahkan keduanya adalah jenis panci cuci yang dikembangkan di Afrika Selatan pada tahun 1870-an. Kimberlite dan air yang telah terurai—dalam campuran yang disebut genangan air—dimasukkan ke dalam panci. Viskositas campuran adalah elemen penting, karena partikel yang lebih ringan akan naik ke atas, tetapi berlian dan mineral berat lainnya akan turun ke dasar panci.

  Metode lain untuk mengungkap berlian menggunakan pemisah media. Rebusan yang disebut bubur dibuat—biasanya terdiri dari air yang ditambahkan ke konsentrat yang dihancurkan dan tailing. Bubuk ferro-silikon, yang memiliki kepadatan tinggi, juga ditambahkan.

  Bubur dapat dimasukkan ke dalam salah satu dari tiga jenis pemisah media. Yang pertama adalah tangki berbentuk kerucut, dengan elemen pengaduk berbentuk kerucut di dalamnya. Pengaduk bergerak di sekitar sisi tangki, tetapi menyisakan ruang yang cukup sehingga tailing yang lebih ringan dapat naik ke atas dan elemen yang lebih berat tenggelam ke dasar. Dalam pemisah media jenis roda pengangkat, sebuah roda diisi setengah dengan bubur. Dayung di dalamnya mengaduk campuran, dan mengangkat partikel berat dari bawah dan memisahkannya dari sisa campuran. Jenis pemisah media ketiga dikenal sebagai hidrosiklon. Ini adalah tong besar yang berputar, dan melalui gaya sentrifugal, partikel yang lebih berat dan kaya berlian dipisahkan.

Melumasi

• 4 Setelah pemisahan yang belum sempurna ini, konsentrat berpindah ke area pelumasan, inovasi lain dalam pembuatan berlian dikembangkan di Afrika Selatan pada akhir abad ke-19. Dicampur dengan air, campuran kimberlite-dan-berlian ditempatkan di atas sabuk atau meja yang diminyaki. Perangkat ini biasanya miring dan bergetar. Metode ini beroperasi pada premis bahwa berlian yang baru digali tidak akan menjadi basah saat terkena air. Sebaliknya mereka akan menempel pada minyak. Petroleum jelly biasanya merupakan zat yang disukai pada sabuk atau meja gemuk. Air kemudian membawa pergi partikel non-berlian yang tersisa. Konsentrat yang mengandung berlian kemudian disapu dari meja dan direbus untuk menghilangkan sisa-sisa lemak. Dalam metode yang lebih baru, teknologi sinar-X digunakan untuk menentukan konsentrat mana yang merupakan intan dan mana yang merupakan bahan effluvial.

Memotong

• 5 Potongan berlian akhirnya menjadi kecil, batu permata berbentuk sempurna yang biasa digunakan dalam cincin pertunangan dan perhiasan lainnya. Karena intan adalah zat yang paling sulit diketahui, debu intan harus digunakan untuk memotong batu. Dalam pemotongan, alur yang sangat kecil diukir ke permukaan berlian, dan besi pemotong dimasukkan ke dalam alur. Dengan pukulan cepat dan kuat, berlian akan terbelah sempurna di sepanjang bidang alaminya. Pendekar menentukan pemotongan lebih lanjut dengan menandainya di permukaan dengan tinta. Selanjutnya, gergaji berlian, yang diminyaki dengan kombinasi yang tidak biasa dari debu berlian dan minyak zaitun, diputar secara vertikal di permukaan permata mentah. Perangkat ini membagi berlian menjadi segmen baru. Bagian-bagian ini kemudian dimasukkan ke dalam perangkat seperti mesin bubut untuk digiling.

Masa Depan

Berlian adalah sumber daya yang terbatas. Nasib berlian India adalah contoh yang baik tentang masa depan industri pertambangan berlian Afrika Selatan. Dari penemuan pertama permata di India hingga relatif baru-baru ini, diperkirakan lebih dari 12 juta karat berasal dari India. Pada pertengahan abad ke-20, sumber daya hampir habis, dan India hanya memproduksi sekitar 100 karat per tahun. Berlian akan terus digunakan dalam industri dan perusahaan teknologi tinggi, tetapi faksimili yang diproduksi secara sintetis—pertama kali diproduksi pada tahun 1953—dapat menyelesaikan beberapa tugas yang semula merupakan provinsi eksklusif batu asli. Permata "pabrikan" ini memiliki sifat kekerasan dan daya tahan yang sama, dan meskipun tidak akan pernah sepopuler berlian asli untuk tujuan perhiasan, mereka sangat cocok untuk aplikasi industri.