Алмаз – камень, достойный королей! Его свойства необыкновенны, поэтому он выше на голову всех остальных минералов. Алмаз – «царь» среди драгоценных камней. Его твердость выше всех найденных минералов на планете, он один из самых дорогих, хотя очень распространен в применении.
Откуда берутся алмазы
Для формирования кристаллов необходимы особые условия: глубина залегания – не менее 100 км, давление – 35÷50 кбар, температура окружающей среды – от 1100°С. Только в таких условиях возможно преобразование графитовой углеродной решетки в углеродную решетку алмаза. Время формирования кристаллов неизвестно.
По природным процессам существуют следующие виды месторождений:
- Коренные. Драгоценные камни на поверхность выносила магма при извержении вулкана. При прорыве магмы через толщу земной поверхности образуются трубки, в которых, возможно, содержатся камни. Такие трубы называются «кимберлитовыми», по названию первого месторождения в Африке – Кимберли. Возраст первого месторождения – более 500 млн лет.
- Рассыпные. Поля-россыпи алмазов, в результате разрушения магматических трубок и смывания их осадками, ручьями с гор.
- Импактные. Появляются на месте падения метеорита.
Технологический цикл
Разработка месторождения, добыча алмазов – очень затратное, наукоемкое мероприятие, требующее крупных финансовых вложений.
Капиталовложения идут на геологические разведки, проведение расчетов, лабораторных исследований, специализированную технику, постройку рядом с месторождением обогатительных предприятий, подготовительные работы залежей, оформление огромного количества документов, оплату труда нанятых сотрудников.
Это дело не 1 года, а нескольких лет напряженной работы.
Алмаз до и после обработки
Требуется много времени для организации алмазной добычи в больших объемах, чтобы не только окупить вложенные деньги, но и хорошо заработать.
Технологический цикл:
- Геологоразведочные работы. Трудоемкая, требующая финансовых вложений работа. На нее можно потратить несколько лет, и ничего не найти. Если найдено предположительное место для добычи алмазов, то проводятся расчеты, чтобы точно установить, крупное оно или единичное. Ошибка в расчетах недопустима, иначе можно потратить огромное количество денег и ничего не заработать.
- Закупка специализированного оборудования. Спецтехника для разработки шахт, перемещения пород и т.п.
- Организация инфраструктуры. Крупные месторождения предполагают занятость большого количества людей на долгие годы. Постройка жилых домов, больниц, детских садов, магазинов, организация входит в стоимость разработки месторождений. Часто около них образуются небольшие города, большая часть населения которых трудится на добыче. Благодаря близко расположенным городам около месторождений, добыча может происходить в круглосуточном режиме.
- Строительство обогатительного предприятия. Продажа сырья не принесет желаемой прибыли, поэтому рядом с месторождениями строятся обогатительные предприятия, где камни сортируются, отбираются и отправляются на гранильные фабрики, где они подлежат обработке, огранке, шлифовке. Готовый, хорошо обработанный продукт стоит в разы дороже.
Большие финансовые вложения требуются для разработки глубоко залегающих пород. На таких месторождениях необходимо переработать до 1 т. шахтных пород, чтобы получить 1 карат алмазов. «Богатые» россыпи – 1 т руды – до 5 карат.
Способы добычи
До разработки спецтехники, приспособлений, конвейеров, лебедок шахтных добыча велась вручную. Работники вручную копали породу, промывали ее в близлежащей реке, ручье. В 21 в. процесс добычи полностью механизирован.
На способ добычи алмазов влияет глубина залегания пород.
Существуют 3 способа:
- Карьер. Камни, обнаруженные на глубине не более 600 м, алмазы в России добывают в карьере. В породе пробуривают скважину, закладывают в нее взрывчатые вещества. После взрыва породу грузят на спецтехнику и везут на обогатительное предприятие. Существуют карьеры, где порода выбирается на глубину до 1,5 км.
- Шахта. Оснащение, оборудование шахт с соблюдением всех требований к безопасности – долгая, дорогая работа, так как условия добывания камней часто нелегки. Наличие спецтехники позволяет слегка облегчить этот тяжелый труд. Разработка, производство приспособлений, машин для шахтных условий занимают целую отрасль промышленности. Люди, работающие в шахтах, находятся в условиях повышенной опасности. Существует много разработанных нормативных документов, требований, строгое следование которым позволит обезопасить работников от травм, смертей.
- Россыпи. В таком месторождении минерал добывали вручную столетиями. В наше время для промывки породы используют специальные сита.
Неограненный алмаз
Методы извлечения алмазов из руды
Порода из шахт, россыпи или карьера – это далеко не алмазы. Чтобы выделить из нее камни, существует несколько методов:
- Применение суспензии. Добытую породу высыпают в жидкость с высокой плотностью, при попадании в которую алмазы всплывают на поверхность.
- Смазывание поверхности жиром. Поверхность воды смазывают жиром, при заливании в нее породы алмазы прилипают к жиру, а руда оседает на дно.
- Рентгеновское излучение. Помогает быстро обнаружить камни, но небезопасно для людей. В рентгеновских лучах алмазы отсвечивают.
- Применение магнита. Позволяет отделить алмазы, которые не магнитят, от руды.
- Метод электросепарации. Добытая порода пропускается через электрический поток. В результате она разделяется на минералы в соответствии с электропроводностью каждого.
Какой способ применить, зависит от состава руды, наличия механизированной спецтехники, уровня развития предприятия.
Первый алмаз в РФ
Первый алмаз в РФ был найден случайно в Пермской губернии. В XIX в. крепостной крестьянин Попов Павел, которому было 14 лет, работая на золотодобыче, нашел камень в 0,5 карата. В то время карат был равен весу семечка рожкового дерева. Оно весило 0,19 г.
История
О разведке, поиске новых алмазных месторождений в нашей стране думали еще в 30-е годы 20 века. Проводилось сравнение условий в России с условиями тех стран, где были обнаружены крупнейшие залежи драгоценных камней. Такие условия были на Сибирской территории. В 1945 г. после окончания войны было принято решение начать поиск таких залежей. В 1949 г. были обнаружены 10 кимберлитовых трубок. В 1954 г. было открыто первое в СССР коренное месторождение, названное «Мир».
«Мирное» царство
После открытия крупнейшего в СССР месторождения «Мир» геологом Ларисой Попугаевой возле него образовался город «Мирный», который прославился на весь мир своими чистейшими алмазами.
Мирный – это город, в котором ведется промышленная добыча алмазов на 12 кимберлитовых трубках и в наше время.
Месторождения алмазов в России
Добыча алмазов в России производится на трех территориях в Архангельской области, Якутии, Сибири.
«Ломоносовское» месторождение в Архангельской области
Самые первые сведения о месторождении были в 1985 г. В 1999 г. началось его освоение.
Поиски алмазов отличались от сибирских, якутских. Здесь искали минералы по магнитным аномальным показателям.
Добыча алмазов в Архангельской области увенчалась громким успехом. Было найдено 50 трубок из кимберлита, в 1/3 которых были драгоценные минералы. Возраст их – более 500 млн лет, глубина – 600 м.
Месторождение «Ломоновское» состоит из 6 таких трубок, расположенных недалеко друг от друга, «Архангельская», «им. Карпинского-1 и 2», «Пионерская», «Поморская», «Ломоносова». Находится оно около поселка Поморье. Его стоимость – более 12 млрд $. Качество алмазов – высокое, но не догоняет якутское.
2009 г. в «Ломоновском» был ознаменован тем, что был найден алмаз в 30,61 карата, высочайшего качества, который назвали в честь юбилея г. Архангельска. В 2010 г. был обнаружен камень в 50,1 карата, с высокой степенью прозрачности.
Разработка руды здесь ведется карьерным, шахтным способом. Скважинный способ был неудачным, и больше не использовался.
Добыча алмазов в Якутии
Алмазная столица нашей страны – г. Мирный в республике Саха (Якутия). Расположен в 1200 км от столицы Якутии, рядом с месторождением. Город небольшой с населением в 35 000 чел. Почти все население города работает на месторождении, которое входит в группу добывающих алмазы компаний «Алроса». В эту группу входит 99% предприятий по добыче алмазов в нашей стране и больше 25% в мире.
В 2017 г. было добыто алмазов общим весом более 35 000 000 карат. Запасы месторождений «Алроса» – более 400 млн карат.
Месторождение «Мир» началось осваиваться в конце 50-х годов. Разработка велась только открытым способом. В 2001 г. он был закрыт, а добыча алмазов стала вестись шахтным методом.
Алмаз в природе
Глубина карьера – 525 м, его диаметр – 1200 м. Длина серпантинной дороги от высшей до низшей точки карьера – более 8 км.
Погода в Якутии – экстремально низкие температуры зимой (до -60°С), которая длится 8 месяцев. Грунтовые воды сильной минерализации растворяют даже резину, кроме этого, на глубине ниже 400 м – вечная мерзлота.
Работать в таких условиях очень тяжело, не выдерживают люди, часто ломается техника. Все это влияет на условия добычи драгоценных камней.
После добычи руду вывозят на поверхность, где спецтехника доставляет ее на обогатительное предприятие, где ее сначала подвергают дроблению, после чего отделяют алмазо-содержащие компоненты.
Мелкие фракции очищают с применением пены, рентгеновскими лучами.
Механическая очистка – предварительный этап очищения, далее идет ручная сортировка.
Минералы сортируются по весу. Крупные камни подвергаются отбору исключительно вручную. Специалисты оценивают их форму, размеры, окрас, чистоту, прозрачность алмаза.
Существует более 8000 пунктов, на соответствие которым оцениваются алмазы.
Осуществив очистку, отбор камней, их отправляют на гранильное предприятие. Здесь происходит окончательная обработка добытых в месторождении минералов.
Сибирские алмазы
Упоминание о первых алмазах в Сибири – в 1897 г. Они были найдены в бассейне реки Большой Пит (Красноярский край), а потом еще на р. Джеконда. После таких находок советские ученые приступили к поиску минералов в Сибире.
Ангоро-Тунгусский район ученые тщательно исследовали в конце 20 в. на наличие скоплений драгоценных камней. Геологи интенсивно искали кимберлитовые трубки в Иркутской области. В 70-х годах 20 в. была обнаружена алмазная крошка в Красноярском крае около р. Попигай. В 1994 г. было найдено наличие кимберлитовых трубок на юге Эвенкии. Проведя расчеты, ученые пришли к выводу, что район перспективен для добычи алмазов.
Сибирские алмазы подразделяются на кимберлитовые, импактные, додекаэдрического габитуса.
Заключение
9 стран в мире являются лидерами по добыче алмазов. Лидеры – Россия, Конго, Ботсвана.
Российские алмазы обладают высокими характеристиками по качеству (прозрачность, правильность формы, блеск, цвет, размеры), ни в чем не уступают добытым камням в Африке.
Стоит отметить, что 70% всех алмазов идет на изготовление ювелирных украшений, остальная часть нашла широкое промышленное применение.
В промышленности их используют для изготовления инструментов, резцов, где требуется повышенная прочность изделия.
Алмазы применяются в изготовлении медицинских инструментов, часов, в лабораторных исследованиях.