Hvordan utvinnes diamanter?

Diamant skiller seg ut blant alle andre naturlige stoffer for sin ekstraordinære hardhet, og samtidig er den ganske sjelden. Disse og andre ekstraordinære egenskaper gjør en slik stein svært populær over hele verden. Derfor er det viktig å vite hvordan de utvinnes i naturen.

Paradokset med diamanter er at de er veldig harde, selv om de er sammensatt av karbon. Det samme karbonet, bare med et annet krystallgitter, danner grafitt (den mykeste av bergartene). Alle diamanter som utvinnes er dannet av ekstremt tett kombinerte atomer. Eksepsjonell styrke forhindrer ikke at mineralet blir sprøtt: ved et skarpt støt brytes krystallen. Det antas at opprinnelsen til diamanter fant sted på en dybde av titalls eller hundrevis av kilometer, over hundrevis av millioner år.

Oftest, for å utvinne diamanter i industriell skala, oppsøker de kimberlittrør. Disse geologiske formasjonene er oppkalt etter byen Kimberley, i Sør-Afrika, hvor denne typen forekomster først ble oppdaget. Dannelsen av mineralet i dypet av jorden skjer ved svært høye temperaturer og trykk. Vitenskapen har ennå ikke utarbeidet den endelige versjonen av opprinnelsen til diamanter.

Geologiske strukturer som inneholder diamanter blir gradvis ødelagt av vind og vann. Pukk, småstein, grus og andre omkringliggende steiner flyttes rundt. Det er kun antakelser om ulik grad av pålitelighet. Som et resultat dannes løse avleiringer. En annen type (men mye sjeldnere) er en spesielt hard form for karbon som dukker opp på steder der meteoritter faller.

Hver av disse tilfellene har sitt eget utvalg av nyanser, men det er viktig å ta hensyn til verdien av spesifikke farger. Sjelden (og derfor verdsatt) gjennomsiktig blå, grønn og rosa farge. Kostnaden for steiner som er 100 % fargeløse er enda høyere.

Uavhengig av hvilken versjon visse spesialister holder seg til, er de alle enige om en ting: viktige stadier i dannelsen av en stein finner sted på store dyp. Derfra, sammen med de magmatiske strømmene, kommer stoffet inn i toppen. På et bestemt tidspunkt dukker det faktisk opp eksplosive rør. Dybden deres overstiger ikke 1500 m.

Nesten alle vet om industriell diamantgruvedrift i Yakutia og Sør-Afrika. Men det gjennomføres også:

• i Archangelsk-regionen;
• Vest-Australia;
• Canada;
• Kongo;
• Botswana.

Det er praktisk talt ingen gruvedrift fra placers. De spiller bare en liten rolle i det globale tilbudet av rådiamanter. Og stabiliteten i tilførselen av produkter utvunnet på overflaten er tvilsom. Dagbruddsmetoden (steinbrudd) praktiseres vanligvis ved utvinning av diamanter fra en dybde på 600 m eller mindre. I dypere rør kan rådiamanter utvinnes hovedsakelig ved hjelp av gruver.

De prøver å utsette byggingen av gruver til siste øyeblikk. Vanligvis er dette områder enten i permafrostsonen, eller i spesielt varme områder. Ofte, på store dybder i arbeid, er det nødvendig å kontinuerlig pumpe ut underjordisk vann. Steinen fra bruddene og deretter fra gruvene fraktes med store lastebiler til fabrikkene. Der blir denne råvaren renset med vann.

Moderne steinbrudd har allerede nådd nesten den maksimale dybden de kan gå til. Erfaring har vist at den lille arbeidsbredden og sidenes bratthet kompliserer saken ytterligere. Helt fra begynnelsen er det planlagt å trekke ut diamanter ved den åpne metoden med en nedbrytning etter stadier. Denne teknikken gjør det mulig å oftere overvåke endringer i bergartens egenskaper og produksjon generelt. Følgelig letter det valget av de optimale metodene og arbeidsordningene.

For å velge sideparametrene riktig helt i begynnelsen av utviklingen, er det nødvendig å bruke letebrønner. Prøvene tatt derfra gjennomgår fysisk-kjemiske tester i henhold til et spesielt program. I tillegg tas erfaring i betraktning når man arbeider ut lignende dagbrudd. Konturene av sidene er optimalisert under design. De kan ikke utføres veldig skånsomt, ellers blir arbeidet mye vanskeligere.

For alle mellomkonturer foredles egenskapene til bergarter kontinuerlig under hensyntagen til prøver tatt fra hvert parti. Noen ganger praktiseres fullskalaprøver rett på styret i steinbruddet. Det legges særlig vekt på å vurdere graden av bergsprekker. I tillegg studerer de hvordan de oppfører seg i bratte bakker. Helningsvinkelen til den virkelige siden legges i prosjekter fra 50 til 55 grader.

Vanligvis tar prosessen måneder, men noen ganger tar det flere år. Spesielle beregninger brukes nødvendigvis. Bare de lar oss konkludere hvor de solide forekomstene befinner seg, og hvor det ble gjort tilfeldige funn.

Steinbrudd samt gruver eller gruver bygges oftest på vanskelig tilgjengelige steder. Derfor skapes det en bolig- og industriinfrastruktur rundt. Det er kjent en rekke eksempler når en forekomst ble et bydannende objekt for en ganske stor by. Siden det er ulønnsomt å handle råvarer i ren form, bygges det prosessanlegg. Fra dem blir diamantene, til slutt skilt fra gråberget, fraktet til skjærebedriftene.

De prøver naturligvis også å organisere skjæring i nærheten. Jo dypere forekomstene er, desto mer penger vil det måtte investeres i deres utvikling og feltutvikling.

I svært lang tid var det mulig å få tak i diamanter bare fra India. Men uansett hvor rik massen ble avsatt der i rett tid, naturlige prosesser, ved slutten av 1600-tallet, var disse reservene allerede stort sett oppbrukt. Produksjonsproduktiviteten falt kraftig. Teknologiutviklingen har imidlertid gjort det mulig å snu utviklingen. Situasjonen endret seg dramatisk etter oppdagelsen av kimberlittrør.

For å forstå dypere hvordan gruvedrift foregår, må vi gå tilbake til spørsmålet om utseendet til diamanter i naturen. Den rådende teorien er at de dannes på dyp over 100 km, hvor det utvikles svært høye temperaturer og trykk. Bergarten stiger oppover under vulkanutbrudd.

Å finne passende gjenstander og sette opp produksjon på dem er bare mulig til betydelige kostnader. Den forberedende prosessen er allerede dyr, komplisert og lang. Det antas at for hver 2 karat med rådiamanter som utvinnes, må mer enn 1000 kg bergarter behandles. Steinbrudd opprettes først ved sprengning. Borehull bores og sprengstoff plasseres der, deretter knuses fjellet lag for lag.

Utdyping av bearbeiding utføres til produksjonen av mineraler stopper. Separasjon av verdifulle råvarer fra malm er et stort problem. Følgende tilnærminger brukes:

• fettplantens arbeid;
• søk etter de nødvendige krystallene i røntgenstråler;
• nedsenking av bergarter i spesielle suspensjoner.

Fettmetoden går ut på å blande den utvunnede steinen med vann, for så å helle den på en overflate som er smurt med spesialfett. Krystaller blir beholdt på fettet. En mer avansert teknikk er røntgenoverføring. I de fleste tilfeller brukes suspensjonsmetoden. I en væske med høy tetthet druknes gråberg, mens karbonbiter vises på overflaten.

I den siste tiden var Brasil ledende innen diamantutvinning, etterfulgt av Australia. Men australske diamantforekomster tømmer seg gradvis. Angola er også blant de seks ledende statene. Men i Canada, Botswana, utvinnes mye mer verdifulle edelstener.

Både plasser og gruver utvikles raskt. Vi må systematisk oppdatere nettverket av gruver og dagbrudd. Jo dypere de samme bruddene er, jo mindre sannsynlig er det å finne en betydelig mengde råvarer. Derfor stenges stadig flere steinbrudd på mer enn en kilometers dyp på grunn av ulønnsomhet. Gruvemetoden for gruvedrift er mer kompleks og farlig, men den er økonomisk lønnsom.

Den største diamantforekomsten i vårt land er Mir i Yakutia. Utviklingen har pågått siden slutten av 1950-tallet. Fra 1957 til 2001 der ble et steinbrudd utvunnet for 17 milliarder dollar (i dagens priser)... For å sikre et slikt resultat var det nødvendig å knuse, løfte og fjerne rundt 350 millioner kubikkmeter. m. gråberg. På slutten av 1990-tallet nådde produksjonsmengden slike dimensjoner at dumpere måtte kjøre 8 km fra produksjonsstedet til lageret. I 2001, på grunn av den overdrevne kompleksiteten til steinbruddet, måtte det legges i møll.

Og i 2009 begynte bruken av Mir-gruven. Vannet som sirkulerer under jorden blir ikke bare pumpet ut - det blir omdirigert gjennom rør til spesielle feil oppdaget av geologer i nærheten. I 2013 produserte forekomsten ytterligere 2 millioner karat utmerkede diamanter av teknisk kvalitet. Bedriften opererer 7 dager i uken, varigheten av gruvearbeidernes skift er 7 timer.

Hogstmaskinene som brukes i gruven er utstyrt med lenser med kutterbits. Tennene, selv om de er laget av herdet metall, er utsatt for svært kraftig slitasje. Derfor inspiserer hvert skift som starter arbeidet arbeidsdelen av verktøyene. Om nødvendig erstattes den umiddelbart. Den knuste steinen transporteres til utgangen av gruven ved hjelp av transportbånd.

I en rekke diamantgruver blir separate bunndeler bevisst stående intakte under utbygging. Tykkelsen deres kan nå flere titalls meter. Hvis disse strukturene ble utviklet, ville det være nesten umulig å unngå flom av feltene. I tillegg brukes lag med vanntette materialer for beskyttelse. Bevegelsen av steiner i gruver og steinbrudd utføres ved hjelp av kolossale lastebiler (noen ganger med en kapasitet på mer enn 100 tonn).

Tidligere var situasjonen en helt annen. Fram til 1800-tallet ble det ikke brukt mekaniske innretninger. «Dronningen» av diamantutvinning var en vanlig fjellspade eller hakke. Noen ganger rodde de ganske enkelt elvesand og førte den manuelt gjennom en sil. Men slike metoder har lenge mistet sin gjennomførbarhet.

Og blant de to metodene - dagbrudd og min - viser det seg at det andre alternativet er mer attraktivt. Mye oppmerksomhet rettes mot sikkerhetsregler i det daglige arbeidet til diamantgruvearbeidere. Ingen tillates under jorden uten hjelm med innebygd lommelykt og uten selvforsynt pusteapparat. Det er strengt forbudt å forlate den mer enn 3 m unna deg. Ventilasjon må sørges for, takket være dette er det normalt lett å puste under jorden.

Russiske diamantgruvebedrifter (spesielt de som ligger i Yakutia) er kanskje de mest høyteknologiske i verden. De bruker transport beregnet for svært alvorlig frost. Svært strenge temperaturkrav stilles også til annet utstyr. Det antas at det er mulig å ta i bruk et nytt felt fra bunnen av for 3 eller 4 milliarder dollar. Hvorvidt dette beløpet inkluderer kostnadene ved primær geologisk prospektering - ingen selskapsrapporter.

Men senere, når et steinbrudd eller gruve er klart, vil det være mye billigere å bruke dem og utvikle drift. Den største utfordringen med undergrunnsmetoden er å opprettholde et optimalt arbeidsmiljø. Hovedsjakter for løfting av fjell kan benyttes ved ulykker. Rekreasjonsnisjer forberedes på forskjellige steder i gruvene.

For mer informasjon om hvordan diamanter utvinnes i Russland, se følgende video: