Алмазно-бриллиантовый комплекс России а История открытий алмазоносных месторождений в Якутии б Акционерная компания «Алмазы России» (стр. 3 из 9)
В ходе продолжавшихся работ все чаще происходили обвалы, которые не всегда обходились без человеческих жертв. Вследствие этого открытые разработки прекращались, и дальнейшая эксплуатация проводилась подземным способом. Однако такой способ требовал проходки глубоких шахт и сложного оборудования, что было ни под силу одиночным старателям, ни старательским артелям, не обладавшим ни достаточными капиталами и знаниями. На смену им приходили крупные капиталистические компании.
Разработка коренных месторождений подземным способом ведется обычно следующим образом. На расстоянии 300-400 м от трубки проходят шахту. Ствол шахты соединяют с трубкой горизонтальным тоннелем – главной штольней. Выемку кимберлита производят камерами высотой 10-12 метров и больше. Одна главная и несколько связанных с ней коротких вспомогательных штолен позволяют выбирать блок до 200 м. После этого шахту углубляют и повторяют весь цикл работ.
Долгое время алмазоносные трубки были известны только в Южной Африке — здесь кимберлит выходил прямо на поверхность. А во всех других местах — в Бразилии, Индонезии, Австралии, у нас на Урале — алмазы находили только по берегам рек, в каменных россыпях. Вода унесла алмазы далеко от того места, где они когда-то находились, и разбросала вдоль русла рек. Лишь почти через сто лет после открытия алмазов в Южной Африке удалось найти новые алмазные трубки — в краю, который меньше всего похож на южноафриканские степи,— в Якутии. Алмазоносную глину добывают здесь открытым способом—экскаваторами и бульдозерами. Россыпные месторождения алмазов в руслах рек можно разрабатывать с помощью драг, как и золотые россыпи.
В Якутии верхние горизонты алмазоносных кимберлитовых трубок отрабатываются открытым способом. Здесь обеспечивается высокий уровень техники безопасности и охраны труда всех работников. Все работы полностью механизированы.
Разрыхленный с помощью взрывов кимберлит захватывается ковшами экскаваторов и загружается в грузовики, которые доставляют алмазную руду на обогатительные фабрики.
На обогатительных фабриках кимберлит сначала размалывают в специальных мельницах, причем особое внимание обращается на то, чтобы не пострадали наиболее крупные кристаллы алмаза. Раздробленный материал поступает в промывочные машины, каждая из которых является мешалкой и центрифугой и обеспечивает смыв легких частиц. Оставшийся материал разделяется на несколько классов по крупности зерен и затем направляется в отсадочные аппараты, где происходит его дальнейшее относительное обогащение. Объем полученного в итоге всех этих операций концентрата во много раз меньше объема исходного кимберлита.
Чтобы извлечь алмазы из глинистой породы, ее пропускают через дробилки с упругими подшипниками — их валки размалывают глину, но не могут повредить твердого алмаза. Измельченную глину промывают водой: куски, в которых прячутся алмазы, будучи более тяжелыми, опускаются на дно. Для того чтобы отделить алмазы от оставшейся молотой глины, ее подсушивают, а затем пропускают через вибрирующие столы, смазанные вазелином. Пустая порода скатывается, алмазы прилипают.
2.2. Применение алмазов
Алмазы известны с глубокой древности. Уже тысячи лет назад они привлекали внимание людей своей красотой. Короны и скипетры царей были украшены сверкающими бриллиантами — гранеными алмазами. Но с конца XIX в. алмазы стали ценить уже не только за их красоту, но и за твердость.
Наступило время научно-технической революции. Был изобретен алмазный бур — и оказалось, что он бурит твердый камень много быстрее любого другого бура. Появились шлифовальные круги с алмазной крошкой — и оказалось, что они шлифуют неподатливые металлы лучше любых других шлифовальных кругов. Были созданы алмазные резцы — непревзойдённый инструмент для обработки сверхтвердых сплавов. Из драгоценной безделушки алмаз превратился в важнейший и притом незаменимый материал для промышленности. Для технических надобностей стали широко использовать технические алмазы, которые непригодны для ювелирных изделий — мелкие, не очень чистые и т. д.
а) Ювелирная обработка
Алмазы издавна использовались в качестве самых изысканных украшений и имели большое валютное значение. Прозрачные бесцветные или красиво окрашенные кристаллы алмаза, пригодные для огранки (кристаллы ювелирных сортов), являются драгоценными камнями 1-го класса, так же как сапфир, рубин, изумруд, александрит. Ювелиры разделяют алмазы на 1000 сортов в зависимости от прозрачности, тона, густоты и равномерности окраски, наличия трещин, минеральных включений и некоторых других признаков.
На долю ювелирных алмазов обычно приходится 20-25% добываемых алмазов; в россыпных месторождениях их доля заметно выше, чем в коренных. Ювелирные алмазы прозрачны, без трещин и включений. При их огранке выявляются наибольший блеск и игра камня, устраняются природные дефекты, при этом теряется около 50% первоначальной массы.
ДРАГОЦЕННЫЕ КАМНИ, минералы с особыми свойствами, используемые для ювелирных целей. Бесцветной или красивой чистого тона окраски, большинство драгоценных камней отличаются блеском, прозрачностью, сильным светорассеянием, высокой твердостью, способностью принимать огранку.
Драгоценные камни условно делятся на 5 классов:
• первый класс — алмаз, рубин, сапфир, изумруд;
• второй класс — александрит, сапфир оранжевый, зеленый и фиолетовый, благородный черный опал, благородный жадеит;
• третий класс — демантоид, шпинель, благородный белый и огненный опал, аквамарин, топаз, родонит, турмалин;
• четвертый класс — хризолит, циркон, кунцит, лунный камень, солнечный камень, берилл желтый, зеленый и розовый, пироп, альмандин, бирюза, аметист, хризопраз, цитрин.
Алмаз не только очень сильно преломляет и отражает световые лучи, но и обладает еще одним весьма важным оптическим свойством, обусловливающим исключительную красоту этого камня. Оно заключается в большом различии показателей преломления алмаза для лучей разного цвета.
Высокие светопреломление и дисперсность создают неповторимую «игру» бриллиантов, выражающуюся в феерическом сочетании блеска верхних граней с яркими световыми вспышками и непрерывным переливами всех цветов радуги изнутри камня при медленном вращении его.
БРИЛЛИАНТ (от франц. brillant, букв. — блестящий), бездефектный ювелирный алмаз, особая искусственная огранка которого максимально выявляет его блеск. Благодаря высокой дисперсии в отраженном свете бриллиант «играет» всеми цветами радуги. Масса бриллианта измеряется в каратах (0,2 г).Элементы огранки бриллианта: 1 – коронка; 2 – павильон; 3 – кюласса; 4 – рундист; 5 – площадка
Настоящая красота, блеск и феерическая «игра» лучей света у алмазов раскрывается и достигается в результате специальной механической обработки природных прозрачных кристаллов, которые после этого называются бриллиантами. Крупные бриллианты называются солитерами. Обработка заключается в раскалывании (обкалывании) или распиливании, последующей обточке и огранке кристаллов со всех сторон для придания им особой формы.
Для ювелирной обработки алмазов специалисты используют специальный камнерезный и шлифовальный инструмент.
Раскалывание алмазов позволяет при незначительных потерях сырья и небольших затратах труда разделять кристаллы на части для более эффективного их использования, в частности освобождаться от участков кристалла с дефектами и посторонними включениями. Эта операция требует большого мастерства, так как даже при одном неосторожном удар алмаз может быть превращен в осколки, непригодны для изготовления бриллиантов.
Распиливание алмазов необходимо для разделения природных кристаллов на части при переработке их в бриллианты. Оно применялось уже в XVII в. В те времена для распиливания алмазов использовались железная проволока, шаржированная алмазным порошком. Процесс распиливания крупных кристаллов длился много месяцев, и при этом расходовалось большое количество алмазной крошки. Распиливание алмаза «Регент», весившего 410 карат, длилось около двух лет. Позднее появились алмазные пилы, существенно не отличающиеся от современных.
Обточка алмазов – одна из самых ответственных операций в технологической цикле изготовления бриллиантов. От нее в значительной мере зависит степень использования сырья и качество готовых камней. Цель обточки состоит в том, чтобы придать заготовке форму будущего бриллианта, подготовить его к огранке и вывести все или хотя бы часть дефектов. Форма будущего бриллианта в значительной мере зависит от исходной формы алмаза.
Огранка - механическая обработка (гранение и полировка) природных и синтетических драгоценных и полудрагоценных камней для ювелирных и технических целей.
Огранка придает эстетичную форму, выявляет природную красоту камня и специфические для каждого минерала признаки: цвет, блеск, прозрачность, дисперсию света (способность минерала разлагать белый свет на разные цвета), плеохроизм, иризацию, опалесценцию и др.
Самоцветное сырье обычно имеет невзрачный вид: когда английскому королю Эдуарду VII подарили крупнейший в мире алмаз «Куллинан», король был разочарован его сходством «с обычной стекляшкой» и сказал, что на улице «отшвырнул бы его в сторону, как простой булыжник». Технологию обработки определяют природная форма, размер кристаллов, их прозрачность, распределение окраски, оптические свойства и др. Обычно стремятся максимально сохранить массу камня, учесть неравномерность распределения окраски, наличие включений, трещин и других пороков.
Огранке подвергаются драгоценные и полудрагоценные камни — алмаз, изумруд, рубин, сапфир, шпинель, аквамарин, топаз, турмалин и др., обладающие высокой твердостью, прозрачностью, красивым цветом и дисперсией; полупрозрачные и непрозрачные минералы с красивым цветом, рисунком и достаточной твердостью — агат, сердолик, яшма, бирюза, малахит и др., а также самоцветы с игрой цветов в отраженном свете (опалесценция, иризация) — опал, лунный камень, перламутр и др. Самоцветное сырье сначала пилится или колется для получения заготовок, которые гранятся, а затем полируются.