(Fr.: pierre précieuse; Du.: Edelstein; Eng.: precious stone, gem), mineraal dat zich van andere mineralen onderscheidt op grond van eigenschappen als duurzaamheid, schoonheid en zeldzaamheid, waardoor het in eerste instantie wordt geslepen om als sieraad gedragen te kunnen worden.
In enkele gevallen (bijv. diamant) zijn edelstenen als beleggingsobject in zwang gekomen. Tevens zie Industriediamant; Synthetische steen.De duurzaamheid is vrijwel geheel afhankelijk van de hardheid; soms is daarbij de splijtbaarheid van belang. Daar in het stof in de lucht veel kwartskorrels (zand) aanwezig zijn, is het aan te bevelen voor ringen stenen te nemen met een hardheid groter dan 7, schaal van Mohs. Stenen in hangers, broches enz. (minder aan slijtage onderhevig) kunnen zachter zijn.
De schoonheid, mede sterk afhankelijk van de smaak van het publiek, is vooral afhankelijk van de kleur of, bij kleurloze stenen, van het vuur dat wordt veroorzaakt door dispersie (kleurschifting). Robijn, saffier en smaragd (zgn. kleurstenen) worden om hun kleur gewaardeerd, diamant om de flonkering (geaccentueerd door het briljantslijpsel).
De zeldzaamheid verhoogt de waarde aanzienlijk. Stenen als alexandriet en demantoïd zijn zeer zeldzaam en bovendien vaak zeer fraai; robijn, saffier en smaragd van hoge kwaliteit zijn uiterst zeldzaam en daarom in verhouding duurder dan diamant.
De kleur kan door verschillende oorzaken veranderen. Een natuurlijke oorzaak is het (voornamelijk infrarode gedeelte van) zonlicht. Bij bijv. rozenkwarts en amethist heeft dit een ontkleurende werking. Van grote betekenis zijn een aantal kunstmatige processen. Branden, het blootstellen aan een hoge temperatuur, beïnvloedt de oorspronkelijke kleur vaak voordelig; bijv. roodbruine zirkoon kan zo kleurloos, hemelsblauw of goudgeel worden, amethist verandert in gele kwarts (in de handel als ‘topaas’) of krijgt een zachtgroene kleur (handel: ‘prasioliet’), groene beryl verandert in diep hemelsblauw (‘aquamarijn’).
Beitsen (met o.a. oplossingen van ijzer en salpeterzuur, van nikkel en salpeterzuur of met geconcentreerde suikeroplossing) wordt bij sommige poreuze edelstenen toegepast (voornamelijk bij agaat en andere chalcedoonvariëteiten), met als resultaat een zeer fraaie, soms zeer felle tint. Men imiteert op deze wijze bijv. chrysopraas (groen beitsen van chalcedoon) en lapis lazuli (blauw beitsen van jaspis); van turkoois verbetert door beitsen de kleur; kostbare zwarte opaal wordt geïmiteerd door zwart beitsen van opaal). Recent geschiedt de verandering van kleur door bestraling met protonen, neutronen enz. Dit wordt speciaal toegepast op diamant.
Indeling.
Hoewel men in de gemmologie geen vast systeem hanteert bij de beschrijving van edelstenen, maar meestal begint met de kostbare stenen diamant, robijn, saffier en smaragd, lijkt het zinvol een indeling te geven die de systematische mineralogie volgt; hierdoor wordt een indeling verkregen op grond van de chemische samenstelling en de kristalstructuur (zie afb.tabel).
Halfedelstenen, een term die in de gemmologie als zinloos wordt beschouwd, maar in de handel en in het spraakgebruik nog altijd in zwang is. De grens wordt meestal getrokken bij hardheid 7 (> 7 edelstenen, < 7 halfedelstenen). Dit gaat niet in alle gevallen op en bovendien zouden halfedelstenen dan voor de helft aan de eigenschappen van een edelsteen moeten voldoen.
Bewerking van edelstenen.
De meeste in de natuur gevonden mineralen zijn zonder verdere bewerking niet geschikt voor sierdoeleinden, omdat het verschil in brekings- en spiegelingsvermogen van het licht bij ongeslepen mineralen niet of nauwelijks tot zijn recht komt. Ook de tekening en de kleur van de stenen moeten door zorgvuldig slijpen tevoorschijn komen.
Zagen.
Al het materiaal wordt thans gezaagd met zaagbladen die met diamant zijn geïmpregneerd. De zaagbladen zijn meestal cirkelvormig (alleen voor grote blokken band- of draadzagen); de rand is met diamant bezet tot een diepte van ten hoogste 2 mm. Het zaagblad is gemonteerd op een horizontale as en mag niet slingeren (de te zagen steen zou anders springen). De verticaal draaiende zaag moet met boorolie en water of met petroleum gekoeld worden (toerental 450...1000 toeren per minuut).
Kloven.
Dit wordt hoofdzakelijk toegepast bij diamant, voorts bij enkele zeer goed splijtbare mineralen (topaas, sierstenen uit de veldspaatgroep). Bij niet zeer kostbare mineralen worden de ruwe stukken soms door kloppen met een hamer van onbruikbare stukken ontdaan en enigermate op maat gebracht (meestal toegepast op stenen uit de kwartsgroep).
Slijpen.
Voor het cabochon (bol) slijpen maakt men gebruik van verticaal draaiende carborundumschijven. Op deze schijven kan men mineralen slijpen met een hardheid tot 9, schaal van Mohs. Stenen met een hardheid van 8...9 kan men eigenlijk alleen ruw voorslijpen in de gewenste vorm met de grofste schijf; het afwerken dient te geschieden met boort (diamantpoeder) op horizontaal draaiende schijven of op met diamant geïmpregneerde schijven.
Het voorslijpen gebeurt op schijven van 100 grit en het afwerken op schijven van 220 grit. Het toerental moet 800...1200 omwentelingen per minuut bedragen.
Na het slijpen moet geschuurd worden op schuurlinnen dat om een metalen schijf wordt gespannen of geplakt. Bij cabochons wordt het beste resultaat verkregen als tussen het schuurlinnen en de schijf zacht vilt wordt aangebracht. Achtereenvolgens schuurt men op schuurlinnen van 220, 400 en 600 grit. De snelheid van de schijf moet rond de 800 omwentelingen per minuut liggen. Als men slechts enkele stenen te slijpen heeft, kan men bij het schuren bijv. alleen schuurlinnen van 400 grit gebruiken en dan direct gaan polijsten.
Het polijsten van cabochons geschiedt meestal op harde grote viltschijven of op met zeildoek bespannen houten of metalen schijven.
Bij metalen schijven is het aan te bevelen onder het doek eerst een dunne viltlaag aan te brengen. In plaats van zeildoek kan men ook leer gebruiken, dat soms een hogere glans geeft. Voor zeer zachte stenen wordt wel gebruik gemaakt van de lappenschijf, voor harde stenen van linde- of beukehout. Bij stenen die ongevoelig zijn voor de wrijvingswarmte kan het toerental van de schijf zeer hoog liggen; voor zachte mineralen kiest men een lage snelheid. De grote cabochons worden uit de hand geslepen, de kleinere stenen worden geplaatst op kitstokjes; de steen zit aan het uiteinde vastgeplakt met zetkit, schellak of zegellak. Het gehele slijpen geschiedt dus vrij uit de hand; de maat van de steen wordt gecontroleerd met een schuifmaat of met een mal.
Het vlakslijpen kan bij kleine stukken met dezelfde hulpmiddelen plaatsvinden. Voor het vlakslijpen van grote stukken maakt men gebruik van grote gietijzeren schijven. Op deze schijven wordt carborundumpoeder met olie gebruikt als slijpmiddel.
Kralen en kogels.
Deze worden vrij uit de hand gevormd op de slijpsteen. Is een vrijwel zuivere vorm bereikt, dan worden de laatste bewerkingen zoals het schuren en polijsten in een giebelton uitgevoerd.
Giebelen.
Onder giebelen verstaat men het slijpen en het polijsten van stenen in roterende houten of kunststofvaten met een zes- of achthoekige vorm. Het slijpen vindt plaats door de onderlinge wrijving die wordt vergroot door toevoeging van slijpmiddelen. De omwentelingssnelheid van het (tot maximaal de helft gevulde) vat moet zó worden gekozen, dat de inhoud door de wand wordt meegenomen en dan langzaam terugglijdt.
Boren.
Industrieel boren van edel- en sierstenen wordt thans veel met ultrasone apparatuur uitgevoerd; bij kleine produktie wordt met roterende boren gewerkt. Hiervoor worden hoofdzakelijk met diamant geïmpregneerde boorstiftjes gebruikt. Tijdens het boren moet goed gekoeld worden.
Facetteren.
Voor het facetteren maakt men vrijwel alleen gebruik van horizontaal draaiende slijpschijven. Het schuren vervalt geheel. Het polijsten is veelal, vooral bij de hardere mineralen, meer een kwestie van zeer fijn slijpen. De laatste tijd maakt men gebruik van met diamant geïmpregneerde schijven, maar doorgaans is het slijpmiddel siliciumcarbide met boorolie. Het polijsten geschiedt op slijpschijven van vrij zacht materiaal; de tinnen schijf wordt het meest gebruikt. Voor materialen met een hardheid groter dan 8 (schaal van Mohs) kan men ook de ijzeren slijpschijf voor het polijsten gebruiken.
De facetslijpmachine is meestal op een trillingsvrije tafel geplaatst. Om een ‘uitgekiende’ slijpvorm te krijgen, werkt men als volgt: de te slijpen steen wordt vastgekit op een houten stok; het achtereinde van de stok wordt in een bepaalde holte in een mal gedrukt, waardoor de stok en dus ook de steen een vastgestelde hoek maakt met de slijpschijf en er een bepaald facet op de steen kan worden aangebracht. Als een facet klaar is, wordt het achtereinde in een andere holte gedrukt, waardoor een volgend facet aangeslepen kan worden enz.
Bij andere edelstenen dan diamant wordt vrij weinig aandacht geschonken aan de optische eigenschappen van de stenen. Men zal altijd trachten een zo groot mogelijke steen te halen uit een bepaalde kristalvorm, hoewel de ideale slijpvormen bij vele edelstenen niet erg economisch zijn. Wel wordt bij sommige edelstenen rekening gehouden met het pleochroïsme. Wil men toch een ideale slijpvorm vinden, dan moet men rekening houden met de totale reflectie.
Automatisch slijpen.
Omdat het slijpen zeer arbeidsintensief is probeert men dit zoveel mogelijk te automatiseren. Dit is gelukt voor materialen met een homogene samenstelling (o.a. synthetische edelstenen). Bij natuurlijke materialen wordt het in het algemeen alleen voor de goedkopere toegepast daar er veel slijpverlies is. Automatisch worden zowel cabochon als facetstenen geslepen. Door middel van speciale apparatuur worden de stenen in dezelfde stand opgekit op stiften waarvan er meerdere in het support van de machine kunnen worden bevestigd. Voor het cabochon slijpen maakt men gebruik van machines met geprofileerde slijpschijven.
De stenen worden met een roterende beweging tegen de draaiende slijpschijf gedrukt en er kunnen dus alleen ronde vormen mee worden geslepen. Een cabochonslijpmachine met meer mogelijkheden werkt met gladde slijpschijven. Het support doet de steen of stenen langs de slijpschijf bewegen in een baan die door een driedimensionale sjabloon wordt geleid. Met de beide voorgenoemde methoden komt men naar gelang de grootte en de hardheid op een produktie van 25...100 stenen per uur.
Facetstenen worden geslepen op machines met vlakke slijpschijven. De stenen worden door het support onder tevoren geprogrammeerde hoeken tegen de slijpschijf gedrukt. De facetslijpmachines kunnen een produktie halen van 50...100 stenen per uur. Zachte materialen kunnen op grotere machines worden geslepen die gebruik maken van slijpwalsen (produktie 300...1000 stenen per uur). Met dezelfde machines wordt ook gepolijst.
Slijpvormen.
Briljantslijpsel (zie Diamant) wordt, naast diamant, toegepast voor mineralen als zirkoon, peridoot (olivijn), topaas enz.
Trapslijpsel wordt voor vele mineralen toegepast, waarbij men probeert de steen zo groot mogelijk te houden. Het slijpsel kenmerkt zich doordat de facetten zowel boven als onder de rondist evenwijdig lopen. Smaragd wordt vrijwel altijd in deze vorm geslepen, vandaar dat men ook wel spreekt van het smaragdslijpsel (émeraudeslijpsel); ook diamant wordt wel in deze vorm geslepen.
Schaarslijpsel is een variant van de trapvorm, waarbij de facetten elkaar kruisen. Bij roosslijpsel onderscheidt men de Amsterdamse roos met 24 facetten en de Antwerpse roos met 12 facetten (zie Diamant).
Almandiengranaat wordt vaak in een roosvorm geslepen, waarbij soms de onderkant hol cabochon is uitgeslepen (karbonkels). Markies of marquiseslijpsel is een slijpvorm afgeleid van de briljantvorm evenals het pendeloqueslijpsel, dat vaak wordt toegepast voor aquamarijn.
Cabochonslijpsels zijn te onderscheiden in:
eenvoudig cabochonslijpsel, bestaande uit een gebogen bovenkant (top) en een vlakke basis, wordt veel toegepast voor katteoog en turkoois;
dubbel cabochonslijpsel, zowel de boven- als de onderkant zijn gebogen, wordt veel toegepast voor o.a. maansteen en opaal;
hol cabochonslijpsel bevordert, doordat de bovenkant bol en de onderkant hol is, de doorzichtigheid. Almandien wordt vaak in deze vorm geslepen.
Gemengd slijpsel is een zeer algemeen slijpsel, waarbij de bovenkant in de briljantvorm is geslepen en de onderkant in de trapvorm. Is de totale vorm ovaal of vierkant met afgeronde hoeken, dan spreekt men van ovaal-gemengd resp. kussenvormig-gemengd; is de onderkant geen trapvorm, dan spreekt men van gemengd-fantasie. Baguetteslijpsel, een variant op het trapslijpsel, heeft geen inspringende hoeken, maar is helemaal rechthoekig.
Behalve deze slijpvormen bestaan nog talrijke andere algemene vormen en ook fantasievormen, welke afhankelijk zijn van de artistieke gaven van de slijper.