Алмазные копи что это
Где можно найти алмазы: месторождения и способы добычи
Среди всего разнообразия минералов алмаз занимает особое положение. Это связано как с характерными физическими свойствами, так и с красотой бриллиантов, получаемых при дальнейшей огранке минерала. Где можно найти алмазы? Согласно информации по мировой добыче полезных ископаемых, залежи или алмазные копи/воронки встречаются во многих уголках земного шара.
Что такое алмаз
Так же как и графит, минерал является аллотропной разновидностью углерода. В нормальных условиях он стабилен. Характеризуется высокой твердостью по шкале Мооса (10 из 10). Это своего рода эталон твердости. Имеет высокую теплопроводность (900-2300 Вт/м К) и относится к полупроводникам. Физические показатели отражают высокую упругость и низкий коэффициент сжатия.
Важное отличительное свойство от ряда других минералов — люминесценция. Под воздействием солнечного, ультрафиолетового света, рентгеновского излучения алмаз начинает светиться разными цветами.
Высокая прозрачность и показатель преломления света (2,417-2,419) относят алмаз к числу драгоценных камней. Благодаря искусной огранке минерал является одним из красивейших камней в мире. В природе встречаются алмазы не только белого и желтого, но и розового, коричневого и даже черного цвета.
Стоимость 1 карата алмаза (0,2 г) составляет в среднем 1,5 млн рублей.
Откуда берутся алмазы
Процесс образования бесценного камня закладывается глубоко в недрах земли. Из чего получается алмаз? На глубине 100-200 км при высокой температуре и давлении углерод в течение длительного временного периода преобразуется в алмаз. Постепенно, благодаря определенным процессам, происходящим в земной коре, алмазные месторождения вытесняются на поверхность. Подобные пути выхода называются кимберлитовыми трубками (по названию породы «кимберлит»). На планете существует несколько тысяч такого рода трубок, но добыча алмазов в каждой из них не всегда рентабельна. Поэтому лишь часть из них используется по прямому назначению.
Способы добычи
Добычу алмазов условно можно разделить на два важных этапа — получение руды и ее переработка.
Добыча руды, содержащей алмазы, ведется открытым и закрытым способом. С экономической точки зрения первый вариант более выгодный. Существует и третий, объединенный способ. Когда, начав разработку открытым способом, переходят на закрытый.
На обоснование выбора типа добычи оказывают влияние ряд объективных и субъективных факторов: глубина и предполагаемые объемы залегания минерала, климатические условия, логистика и т. д. В каждом конкретном случае рассчитываются предполагаемые затраты и ожидаемый экономический эффект.
Открытая добыча
Данный метод предполагает снятие верхнего слоя почвы и далее, используя метод направленного взрыва, воронка по спирали углубляется на несколько сотен метров. Обрушенную породу погружают в огромные самосвалы и доставляют на обогатительные фабрики. Способ добычи практически безопасный и не требует огромных затрат.
Золотое кольцо «БРИЛЛИАНТЫ ЯКУТИИ» в каталоге SUNLIGHT
Закрытая добыча
Производится в недрах земли путем создания системы тоннелей — шахт. В более ранние временные периоды приходилось добывать алмазы киркой. Данная профессия получила название «горщик», т. е. работающий в горе (шахте). Тяжелый многочасовой труд в условиях пониженной видимости и повышенной опасности на протяжении многих лет служил основным путем добычи алмазов.
В настоящее время горнодобывающие комбайны производят извлечение и погрузку породы в вагонетки, которые доставляют ее на поверхность. Далее порода, содержащая алмазы, также отправляется на горно-обогатительные заводы. Закрытая добыча позволяет извлекать ценный минерал из более глубоких слоев породы, но сопряжена с большими затратами и определенной опасностью. К факторам риска относится: обрушение породы, взрывоопасность, недостаток кислорода и др. Поэтому шахтный способ добычи используется в том случае, когда открытая разработка невозможна.
Открыто-закрытый способ
Необходимость в совмещении предыдущих вариантов добычи возникает тогда, когда открытая разработка уже невозможна, а весомые объемы минерала залегают на достаточной глубине.
Горно-обогатительная фабрика
Поступающая порода, проходит через сложную систему измельчителей и дробилок. Затем крупные куски промываются водой, которая сразу же делает алмазы видимыми. Мелкие, с этой же целью, подвергаются воздействию специальных реагентов.
Для проверки остаточного содержания алмазов в породе проводится дополнительная рентгенолюминесцентная сепарация. При попадании на минерал рентгеновских лучей он начинает светиться.
Не обходится производство и без монотонного ручного труда. На последнем этапе ручным способом выбраковываются остатки лишней породы, не относящейся к минералам. Оставшиеся алмазы сортируются.
Месторождения алмазов
Рассмотрим, какие страны добывают алмазы.
Российские прииски
Первый минерал был найден в Пермском крае (Крестовоздвиженский прииск) в 1829 году. В последующие 28 лет в этом регионе было добыто алмазов общим весом в 60 карат. Найденный первый сибирский алмаз (прииск близ Енисейска) датируется 1879 годом.
Кимберлитовая трубка «Мир»
А в 1949 году были найдены высококачественные алмазы в бассейне реки Вилюй (Якутия). Позднее, 1950-х годах, в Якутии была открыта кимберлитовая трубка «Зарница». В 2012 году найдены алмазы на границе Красноярского края и Якутии (Полигайское месторождение). Но, несмотря на расширение границ добычи, наиболее качественными минералами остаются алмазы Урала.
Согласно последней информации, в России за год добывается алмазов общим весом 30-40 млн каратов.
Месторождения за границей
Первые сведения о найденных алмазах относятся к Деканскому плоскогорью в Индии, но уже в конце XIX века они были сильно истощены. В настоящее время Индия является только импортером минерала.
В 1727 году были открыты месторождения в Бразилии. К 1867 году относится информация, по которой можно найти алмазы в странах Африки — известные «Капские алмазы».
В каких странах добывают алмазы в настоящее время? Помимо России, в тройку лидеров входят Ботсвана и Канада. В 2017 в Канаде были открыты новые месторождения ценных минералов на северо-западе страны.
В целом страны БРАНКС (Ботсвана, Россия, Ангола, Намибия, Канада и ЮАР) курируют около 92% всех добычи. Также можно дополнительно добавить к списку Австралию и Демократическую Республику Конго.
Основные импортеры ценного сырья: Индия, Бельгия и ОАЭ.
Россия по-прежнему сохраняет позиции лидера как по добыче, так и по импорту драгоценных камней.
Как добывают алмазы. Кимберлитовые трубки. (20 фото)
Как добывают алмазы
Кимберлитовые трубки, из которых добывают алмазы, – результат извержений подземных вулканов, произошедших миллионы лет назад. Под воздействием высоких температур и огромного давления углерод получил прочную кристаллическую решетку и превратился в драгоценный камень. Впоследствии открытие этого свойства позволило наладить производство искусственных алмазов. Но натуральные камни, разумеется, гораздо ценнее.
На фото – вид основного карьера Удачнинского горнообогатительного комбината – «Удачный». Горные работы на одноименном месторождении были начаты в 1971 г. и в течение последних 25 лет комбинат является ведущим предприятием алмазодобывающей отрасли России и одним из крупнейших открытых карьеров в мире. В 2010 г. на долю Удачнинского ГОКа пришлось 33,8% алмазодобычи в стоимостном выражении и 12,5% горных работ из общего объема по группе «Алроса».
Как добывают алмазы
Первая масштабная промышленная добыча алмазов началась на юге Африки порядка ста лет назад. В России кимберлитовые трубки были открыты только в середине прошлого века – в Якутии. Это открытие положило начало «Алросе» – сегодня мировому лидеру по добыче алмазов. Так, прогнозные запасы компании составляют около трети от общемировых, а разведанных хватит для поддержания текущего уровня добычи в течение 25 лет без снижения качества сырья. Если в цифрах, то запасы алмазов на принадлежащих «Алросе» месторождениях составляют (по данным, опубликованным в мае 2011 года) 1,23 млрд карат по российской классификации (1,014 млрд – доказанных и 0,211 млрд – вероятных).
Последние пять лет компания ежегодно направляла на геологоразведочные работы от 2,5 до 3,5 млрд руб. В 2011 г. затраты на геологоразведку составили около 4 млрд руб., а в 2012 г. на эти цели планируется направить свыше 5,36 млрд руб.
Кимберлитовые трубки имеют форму конуса, расширяющегося кверху, поэтому их отработку обычно начинают с карьерной добычи. Проектная глубина карьера «Удачный», изображенного на этих фотографиях, – 600 м. Чтобы подняться со дна карьера на поверхность, самосвал по «серпантину» преодолевает путь длиной около 10 км.
Как добывают алмазы
А вот так ведется добыча в карьерах. Буровая установка делает скважину, в которую закладывается взрывчатое вещество (на фото – процесс закладки). Кстати, хотя алмаз и является самым твердым минералом, он достаточно хрупок. Поэтому при взрывных работах используются щадящие технологии, позволяющие максимально сохранить целостность кристаллов. После взрыва фрагменты породы грузятся в самосвалы и вывозятся на обогатительную фабрику.
При слове «алмазные копи» невольно представляешь себе красивую картинку: пещера, в стенах которой драгоценные камни переливаются всеми цветами радуги. На самом деле алмазный рудник – не самое романтичное место на земле. Стены отнюдь не искрятся алмазным блеском, а глядя на руду, вообще сложно предположить, что в ней сокрыты будущие «лучшие друзья девушек». На фото – рабочие в одной из вентиляционных горизонтальных выработок будущего подземного рудника, глубина – 380 метров.
Строительство рудников проходит в уникальных горно-геологических условиях. Помимо вечной мерзлоты, оно осложняется агрессивными подземными водами, которые за счет высокой минерализации способны не только размывать стены горных выработок, но и разъедать (!) колесные шины самосвалов. Кроме того, на месторождениях «Алросы» присутствуют битумо- и нефтепроявления, которые также осложняют добычу алмазов.
Параллельно ведется строительство наземных объектов будущего рудника – например, вентиляционных и калориферных установок. Подземный рудник «Удачный» станет одним из крупнейших в мире – его производительность ожидается на уровне 4 млн т руды в год. Это не первый подземный рудник компании: с 1999 г. «Алроса» работает на руднике «Интернациональный». Кроме того, в августе 2009 г. компания ввела в эксплуатацию подземный рудник «Мир». Ожидается, что когда все рудники выйдут на полную мощность, доля подземной добычи в общем объеме операций «Алросы» вырастет до 40%. Всего в России компания ведет добычу алмазов на 9 коренных и 10 россыпных месторождениях, расположенных в Якутии и Архангельской области. Кроме того, компания владеет алмазодобывающим предприятием «Катока» в Анголе – вместе с местной госкомпанией «Эндиама».
Начальная стадия обогащения алмазной руды выглядит так же, как и для любого другого минерала. Изначально на фабрику попадают большие куски породы размером до нескольких метров. После крупного дробления в щековых или конусных дробилках руда подается на мельницы мокрого самоизмельчения (на фото), где с использованием воды фрагменты породы размером до 1,5 м дробятся до размера 0,5 м и менее.
Контрольный пакет акций «Алросы» (51%) находится в федеральной собственности (с 2006 по 2008 г. 10% этого пакета принадлежали ВТБ), 32% акций принадлежат правительству Якутии, 8% контролируют улусы этого субъекта федерации. В апреле 2011 г. компания была преобразована из ЗАО в ОАО, чтобы иметь возможность привлекать средства на рынке. С середины прошлого года акции «Алросы» торгуются на российских биржах, но объем сделок по ним невелик из-за низкой ликвидности (на биржу попали лишь акции миноритариев). Осенью 2011 г. в число акционеров «Алросы» вошла «Нафта-Москва» Сулеймана Керимова, скупившая на рынке около 1% акций компании.
На следующем этапе спиральные классификаторы разделяют сырье в зависимости от его плотности и размера. Принцип работы очень прост. Вода подхватывает мелкие частицы и уносит в слив. Крупные частицы (размером до нескольких сантиметров) вода унести уже не в может – они оседают в нижней части резервуара, после чего спираль поднимает их наверх.
Теперь нужно как-то вычленить алмазы из мелких кусков руды, полученных после дробления. Куски руды среднего размера направляются в отсадочные машины и на тяжелосреднее обогащение: под воздействием пульсации воды кристаллы алмазов вычленяются и оседают тяжелой фракцией. Мелкий «порошок» проходит через пневмофлотацию, в ходе которой, взаимодействуя с реагентами, мелкие кристаллы алмазов прилипают к пузырькам пены.
На следующем этапе все сырье пройдет основную процедуру – рентгенолюминесцентную сепарацию (РЛС).
Вот только показать, что происходит внутри сепаратора в процессе его работы, не получится: принцип РЛС основан на постоянном рентгеновском излучении. Заглядывать внутрь во время работы сепаратора, мягко говоря, небезопасно. Если описывать на словах, то в основе метода лежит уникальное свойство алмаза – это единственный минерал, который люминесцирует в рентгеновских лучах. По ленте транспортера внутри сепаратора постоянно движется измельченная руда, облучаемая рентгеном. Как только в зону облучения попадает алмаз, фотоэлементы фиксируют люминесцентную вспышку и поток воздуха «выбивает» сверкнувший фрагмент в отдельный резервуар.
Разумеется, поток воздуха внутри сепаратора не может отделить только один маленький кристалл – вместе с ним отсеивается и какое-то количество пустой породы. По сути, весь процесс обогащения руды направлен только на то, чтобы минимизировать количество этого «пустого» материала и потом облегчить ручную обработку. Причем «ручную» в буквальном смысле слова: специалисты выбирают кристаллы, чистят их и проводят так называемую «конечную доводку». Как бы ни популярно сейчас было желание автоматизировать вообще все производственные процессы, но вот в алмазодобыче обойтись без человеческого фактора совершенно невозможно. Численность сотрудников компании (на декабрь 2010 г.) – более 31 000 человек.
Из цеха конечной доводки все алмазное сырье направляется в Центр сортировки в Мирный. Здесь сырье разбивают по основным группам и дают ему первичную оценку, после чего оно может направляться на продажу через Единую сбытовую организацию «Алросы».
Кстати, около половины продукции «Алросы» реализуется за пределами России. До недавнего времени компания продавала свои алмазы на мировой рынок, пользуясь услугами монополиста De Beers. Однако в начале 2009 г. они прекратили сотрудничество и «Алроса» начала реорганизацию своей сбытовой системы, предусматривающую продажи по прямым контрактам и равный подход к зарубежным и российским покупателям, проработала клиентскую базу и ввела практику «длинных» контрактов.
В целом сырье с каждого из месторождений имеет свои отличительные признаки. Опытные эксперты при взгляде на алмаз могут определить, с какого именно рудника он прибыл. Но это касается только общих признаков. Двух одинаковых алмазов не существует. Потому не существует и организованных биржевых торгов алмазами, например, как золотом или медью – это не стандартизированный товар, каждый камень имеет уникальные характеристики.
Такая уникальность заметно осложняет и сортировку, и оценку. При оценке эксперты берут за основу три характеристики: размер, цвет и чистоту (отсутствие внутри включений, прозрачность). Самые дорогие камни – «чистой воды», абсолютно прозрачные и не имеющие выраженного цвета. Каждая из характеристик имеет разные градации. В результате, в зависимости от размера, цвета и других параметров получается около 8000 возможных позиций алмазного сырья.
Алмазные месторождения
К настоящему времени алмазы найдены на всех континентах Земли, в том числе и в Антарктиде, где обнаружены осколки железного метеорита с алмазами. Возраст природных алмазов, согласно оценкам, насчитывает более 100 млн. лет.
Алмаз относится к числу важнейших и ценнейших полезных ископаемых. Месторождения алмазов подразделяются на две большие группы: коренные (первичные), связанные с магматическими горными породами, и россыпные (вторичные), возникшие при разрушении коренных месторождений. Коренными месторождениями алмазов являются кимберлиты и лампроиты, во всем мире они приурочены к древним платформам — Индийской, Китайской, Сибирской, Восточно-Европейской, Австралийской. Из россыпей можно выделить следующие геолого-генетические типы, источники которых могут быть объектами рентабельной добычи алмазов: делювиальные, пролювиальные, аллювиальные и морские (прибрежно-морские и шельфовые).
Первоначально алмазы находили только в россыпях и практически всегда случайно. Высказывались догадки о коренных источниках этого минерала, но его систематическими и целенаправленными поисками никто не занимался. Лишь после открытия первых алмазов в речных отложениях Южной Африки старатели неожиданно наткнулись на их скопления вдали от рек. Они не подозревали, что имеют дело с коренными залежами алмазоносной породы и называли их просто «сухими алмазными копями» в отличие от «мокрых копей», расположенных в руслах рек. Первая «сухая копь» была обнаружена в 1870 году и названа Ягерсфонтейн. В том же году и следующем были найдены и другие копи, в том числе Колесбергская копь, или Нью Раш, переименованная в 1873 году в Кимберли.
Но первые коренные месторождения алмазов нашли не в Африке. Ученые доказали, что первое коренное месторождение алмазов было найдено в Индии задолго до открытия южноафриканских кимберлитов. Таким образом, в настоящее время старейшими из действующих коренных месторождений алмазов являются индийские, но, по некоторым оценкам, ежегодно там добывают всего лишь около 15 тысяч карат.
Примерное распределение алмазных ресурсов между коренными источниками и россыпями — соответственно 85% и 15%, поэтому важнейшими источниками промышленной добычи алмазов являются кимберлитовые и лампроитовые трубки. Трубками они называются, потому что алмазоносная порода сосредоточена в объеме, напоминающем конусообразную трубку.
Кимберлитовая трубка — коренное месторождение алмазов
Кимберлитовая трубка представляет собой гигантских размеров столб, оканчивающийся в верхней части раздувом конической формы. С глубиной коническое тело сужается, напоминая по форме гигантскую морковь, и на какой-то глубине переходит в жилу. Кимберлитовые трубки — своеобразные древние вулканы, наземная часть которых в большой степени разрушена в результате эрозионных процессов. Одна из самых больших алмазоносных трубок находится в Танзании — трубка рудника «Мвадуи». Она занимает площадь длиной более 2,5 км и шириной более 1,5 км. Кимберлитом называется ультраосновная горная порода брекчиевидного строения, которая состоит из оливина, флогопита, пиропа и других минералов. Имеет черный цвет с синеватым и зеленоватым оттенком. В настоящее время известно свыше 1500 тел кимберлита, из которых 8-10% — алмазоносные породы.
По оценкам специалистов, около 90% запасов алмазов коренных источников сосредоточены в кимберлитовых трубках, а около 10% — в лампроитовых трубках.
Алмазоносный лампроит впервые открыт в Австралии в 1976 году. Это отличный от кимберлитов генетический тип месторождений алмазов. Лампроиты географически бывают связаны с кимберлитами, в составе тех и других много общего, но есть и существенные различия. Лампроит отличается от кимберлита высокой концентрацией титана, калия, фосфора и некоторых других элементов. Вместе с этим, нет существенных различий между алмазами этих двух типов магматитов. Месторождение трубки Аргайл обладает самыми большими запасами алмазов в мире. Только около 5% алмазов из лампроитов могут быть использованы в ювелирной промышленности, остальные используются в технических целях. При этом трубка Аргайл является главным источником редких розовых алмазов. Помимо Австралии лампроиты известны в Бразилии, в нашей стране — Карелии и Кольском полуострове.
Существует особенность размещения коренных месторождений алмазов — их приуроченность к труднодоступным необжитым территориям. Если с этих позиций рассмотреть местоположение практически всех известных ныне алмазоносных кимберлитовых и лампроитовых трубок, то получается следующая картина. Первые алмазоносные кимберлитовые трубки в Южной Африке были открыты в ее центральной части, где до 70-х годов 19-го века лишь отдельные буры-колонисты пытались осваивать африканский буш под сельскохозяйственные угодья. Никаких солидных поселений в этих районах в то время не было. Города Кимберли и Йоханнесбург возникли позже: первый после начала освоения алмазных месторождений, второй — вблизи крупнейшего золоторудного. В Лесото природа спрятала кимберлиты высоко в горах, куда можно добраться лишь пешком или на лошадях. Алмазоносные кимберлиты этой страны называют самыми высокогорными в мире. Кимберлитовые трубки Ботсваны (Орапа и Джваненг) — крупнейшие в мире — размещаются в безводной знойной пустыне Калахари, где они к тому же покрыты многометровой толщей песков. То же самое относится и к алмазным месторождениям других африканских стран — Танзании, Гвинеи, Анголы, Сьерра-Леоне, Мали и др.
Немногочисленные выходы алмазоносных кимберлитов Индии локализованы в пределах пустынной территории шт. Мадхья-Прадеш и других штатов. Даже в такой перенаселенной стране, как Китай, и то алмазоносные кимберлиты располагаются в относительно необжитых местах.
В особенно неблагоприятных климатических и географических условиях сосредоточены алмазоносные кимберлиты в северном полушарии. Якутия — территория вечной мерзлоты, Архангельск — заболоченная тайга, низкие температуры зимой. Алмазные месторождения Канады находятся на севере Американского континента, в местности, где отсутствовали населенные пункты и какая-либо инфраструктура. К тому же там 75% кимберлитовых тел располагаются под озерами.
Россыпные месторождения алмазов образуются в основном за счет размыва коренных кимберлитовых трубок. Россыпи размещаются возле коренных месторождений в пределах кимберлитовых районов и полей или возникают на удалении от этих районов в благоприятных для россыпеобразования геолого-структурных условиях, создавая самостоятельные алмазоносные россыпные районы и поля. При этом изменяется морфология кристаллов, происходит их дифференциация по крупности и пр. Ввиду того, что алмаз обладает особой абразивной стойкостью, он может переноситься на большие расстояния от коренного источника, иногда на тысячи километров (например, прибрежно-морские россыпи Юго-Западной Африки). Если рассматривать всю совокупность находящихся в коренном источнике по абразивной стойкости кристаллы и их сростки, то при транспортировке их неустойчивая часть разрушается. Поэтому алмазы из россыпей, даже расположенных вблизи от коренного источника, по качеству превосходят алмазы из кимберлитов этой трубки. В процессе даже недалекого переноса уничтожается часть сростков, камней с различными дефектами, что приводит к возрастанию доли ювелирных алмазов.