Hur bryts diamanter?

Diamond sticker ut bland alla andra naturliga ämnen med sin extraordinära hårdhet, och är samtidigt ganska sällsynt. Dessa och andra ovanliga egenskaper gör denna sten mycket populär över hela världen. Därför är det viktigt att veta hur de extraheras i naturen.

Den paradoxala naturen hos diamanter är att de är mycket hårda, även om de är gjorda av kol. Samma kol, endast med ett annat kristallgitter, bildar grafit (det mjuka av stenar). Alla diamanter som bryts ut bildas av extremt tätt anpassade atomer. Exceptionell styrka förhindrar inte mineralen från att bli sprött: med en kraftig påverkan bryter kristallen. Det antas att förekomsten av diamanter inträffade på ett djup av tiotals eller hundratals kilometer, över hundratals miljoner år.

Oftast letar de efter kimberlitrör för att bryta diamanter i industriell skala. Dessa geologiska formationer har fått sitt namn efter staden Kimberley i Sydafrika, där denna typ av insättningar först upptäcktes. Bildandet av ett mineral i jordens djup sker vid mycket höga temperaturer och tryck. Den slutliga versionen av diamanters ursprung har ännu inte utvecklats av vetenskapen.

De geologiska strukturerna där diamanter är belägna förstörs gradvis av vind och vatten. Krossad sten, stenar, grus och andra omgivande stenar rör sig. Det finns bara antaganden av varierande grad av tillförlitlighet. Som ett resultat bildas lösa avlagringar. En annan typ (men mycket sällsyntare) är en särskilt hård form av kol som förekommer på platser där meteoriter faller.

I vart och ett av dessa fall finns det ett antal nyanser, men det är viktigt att uppmärksamma värdet på specifika färger. Transparenta blå, gröna och rosa färger är sällsynta (och därför värderade). Ännu högre är kostnaden för 100% färglösa stenar.

Oavsett vilken version vissa experter följer, är de alla eniga om en sak: viktiga stadier av stenbildning äger rum på stora djup. Därifrån, tillsammans med magmatiska strömmar, går ämnet upp. I ett visst ögonblick visas verkligen explosiva rör. Djupet på deras förekomst överstiger inte 1500 m.

Alla vet nästan om industriell produktion av diamanter i Yakutia och Sydafrika. Men det bedrivs också:

• i Arkhangelsk-regionen;
• västra Australien;
• Kanada;
• congo;
• Botswana.

Brytning från placers genomförs praktiskt taget inte. De spelar bara en liten roll i det globala utbudet av grova diamanter. Ja, och stabiliteten i leveranser av ytutdragna produkter är ifrågasatt. En öppen grovmetod (stenbrott) praktiseras vanligtvis vid utvinning av diamanter från ett djup på 600 m eller mindre. I djupare rör kan grova diamanter brytas med gruvor.

De försöker skjuta upp byggandet av gruvor till sista stund. Vanligtvis är det tomter antingen i permafrostzonen eller på särskilt varma platser. Ofta på stora djup i arbetet krävs det att kontinuerligt pumpa underjordiskt vatten. Stenen transporteras från stenbrott och sedan från gruvor i stora lastbilar till fabriker. Där rengör de detta råmaterial med vatten.

Moderna karriärer har redan nått nästan det maximala djupet som de kan komma in. Erfarenheten har visat att den komplicerade saken ytterligare är den lilla arbetsbredden och sidorna är brant. Från början planeras det att öppna diamanter per etapper. Denna teknik gör det möjligt att oftare spåra förändringar i bergegenskaper och produktion i allmänhet. Följaktligen underlättas valet av optimala metoder och scheman för arbete.

För att korrekt välja sidoparametrarna i början av utvecklingen är det nödvändigt att använda utforskande brunnar. Proverna som utvunnits därifrån underkastas fysiska och kemiska tester enligt ett speciellt program. Dessutom beaktas erfarenhet när man utvecklar liknande stenbrott. Sidans konturer optimerar designen. De kan inte utföras mycket ihåliga, annars blir arbetet mycket komplicerat.

För alla mellanliggande slingor förfinas bergegenskaperna kontinuerligt med hänsyn till proverna som tas från varje sats. Fältprovningar praktiseras ibland precis ombord på stenbrottet. Särskild uppmärksamhet ägnas åt att bedöma graden av sprickbildning av stenar. Dessutom studera hur de uppför sig i branta sluttningar. Lutningsvinkeln för den verkliga sidan läggs i projekt från 50 till 55 grader.

Vanligtvis tar processen månader, men sträcker sig ibland över flera år. Var noga med att använda speciella beräkningar. Endast de tillåter oss att dra slutsatsen var de fasta avsättningarna finns och var slumpmässiga fynd gjordes.

Både stenbrott och gruvor eller gruvor byggs oftast på svåråtkomliga platser. Därför skapas bostäder och industriell infrastruktur runt om. Ett antal exempel är kända när ett fält blev ett stadsbildande objekt för en ganska stor stad. Eftersom det inte är lönsamt att handla råvaror i sin rena form, byggs anrikningsanläggningar. Med dem transporteras diamanter som slutligen separerats från avfallsberg till lapidärföretag.

De försöker naturligtvis ordna ett snitt i närheten. Ju djupare insättningar, desto mer pengar måste investeras i deras utveckling och fältutveckling.

Under mycket lång tid kunde diamanter och diamanter endast erhållas från Indien. Men oavsett hur rika massorna av naturliga processer läggs åt sidan i sin tid, i slutet av 1600-talet var dessa reserver redan uttömda i stor utsträckning. Produktiviteten sjönk. Men utvecklingen av teknik har bidragit till att vända tidvattnet. Situationen har förändrats dramatiskt efter öppningen av kimberlitrör.

För att förstå djupare hur gruvdrift sker måste man återgå till frågan om diamanters utseende i naturen. Den rådande teorin är att de bildas på djup över 100 km, där mycket höga temperaturer och tryck utvecklas. Stenen stiger upp i processen med vulkanutbrott.

Att hitta lämpliga objekt och etablera produktion på dem är endast möjligt till betydande kostnader. Den förberedande processen är redan dyr, komplicerad och lång. Det antas att för utvinning av varje 2 karat grova diamanter är det nödvändigt att bearbeta över 1000 kg berg. Karriärer skapas först genom sprängning. Borra hål och lägg sprängämnen där, krossa sedan berget lager för lager.

Fördjupningen av bearbetningen utförs tills mottagandet av mineralresurser upphör. Det stora problemet är att separera värdefulla råvaror från malm. Följande metoder används:

• driften av fettinstallationen;
• sök efter nödvändiga kristaller i röntgenstrålar;
• nedsänkning av sten i speciella upphängningar.

Fettmetoden innebär att det extraherade berget blandas med vatten och sedan hällas på en yta smord med speciellt fett. Kristaller lagras på fett. En mer avancerad teknik är röntgenundersökningar. I de flesta fall används upphängningsmetoden. I en vätska med en ökad densitet, drunks avfallsberg med bitar av kol på ytan.

På senare tid var Brasilien och sedan Australien ledande inom diamantbrytning. Men australiska diamantuppsättningar tar slut. Angola är också en av de sex ledande staterna. I Kanada utvinns emellertid Botswana mycket mer värdefulla ädelstenar.

Både placers och gruvor utvecklas snabbt. Vi måste systematiskt uppdatera nätverket av gruvor och stenbrott. Ju djupare samma stenbrott, desto mindre troligt är det att hitta en betydande mängd råmaterial. Därför stängs ett ökande antal stenbrott med ett djup på mer än en kilometer på grund av olönsamhet. Brytmetoden för gruvdrift är mer komplex och farlig, men den är ekonomiskt hållbar.

Den största diamantdepositionen i vårt land är Mir i Yakutia. Dess utveckling har pågått sedan slutet av 1950-talet. Från 1957 till 2001 Mineralvärde på 17 miljarder dollar utvanns där på ett karriärs sätt (till nuvarande priser). För att säkerställa detta resultat var det nödvändigt att krossa, lyfta och exportera cirka 350 miljoner kubikmeter. m. avfallsberg. I slutet av 1990-talet nådde produktionen sådana proportioner att dumpare var tvungna att köra 8 km från produktionsplatsen till lagret. År 2001 måste stenbrottet malas på grund av den överdrivna komplexiteten.

Och 2009 började användningen av Mir-gruvan. Vatten som cirkulerar under jord pumpas inte bara ut utan omdirigeras genom rör till specialfel som upptäcks av närliggande geologer. 2013 producerade insättningen ytterligare 2 miljoner karat med utmärkta diamanter av teknisk kvalitet. Företaget arbetar 7 dagar i veckan, gruvskiftets varaktighet är 7 timmar.

Skördetröskor som används vid gruvan är utrustade med pilar med fräsningskronor.Tänderna, även om de är gjorda av härdad metall, utsätts för mycket hårt slitage. Därför inspekterar varje skift för att starta arbetet den fungerande delen av verktygen. Byt omedelbart om det behövs. Krossat berg transporteras till utgången från gruvan med transportband.

I ett antal diamantgruvor lämnas enskilda bottendelar speciellt intakta under utvecklingen. Deras tjocklek kan nå flera tiotals meter. Om dessa strukturer utvecklades skulle det vara praktiskt taget omöjligt att undvika översvämningar av avlagringar. Dessutom används lager av vattentäta material för skydd. Sten transporteras i gruvor och stenbrott med kolossala lastbilar (ibland med en kapacitet på mer än 100 ton).

Tidigare var situationen helt annorlunda. Fram till 1800-talet användes inga mekaniska apparater. "Drottningen" av diamantbrytning var en vanlig bergspade eller pickax. Ibland rodde de helt enkelt flodsand och passerade den manuellt genom en sil. Men sådana metoder har länge förlorat användbarheten.

Och bland de två metoderna - karriär och min - är det andra alternativet mer attraktivt. Säkerhetsregler ägnas stor uppmärksamhet i det dagliga arbetet för diamantgruvarbetare. Ingen får gå under jord utan en hjälm med en inbyggd ficklampa och utan en autonom andningsapparat. Det är strängt förbjudet att lämna honom längre än 3 m från dig själv. Var noga med att utrusta ventilationen, tack vare vilket det är normalt att andas lätt under jord.

Ryska diamantgruvföretag (särskilt de som finns i Yakutia) är kanske världens mest högteknologiska. De använder fordon konstruerade för mycket svår frost. Mycket stränga temperaturkrav gäller för annan utrustning. Det tros att ett nytt fält kan tas i drift från början för 3 eller 4 miljarder dollar. Huruvida detta belopp inkluderar kostnaden för primär geologisk undersökning - inte ett enda företag rapporterar.

Men senare, när stenbrottet eller gruvan är klar, kommer det att bli mycket billigare att använda dem och utveckla gruvan. Den största svårigheten med den underjordiska metoden är att upprätthålla en optimal arbetsmiljö. Huvudstammarna för att höja stenar kan användas vid olyckor. Fritidsnischer förbereds på olika platser i gruvorna.

För hur diamanter bryts i Ryssland, se följande video: