Hvordan udvindes diamanter?

Diamant skiller sig ud blandt alle andre naturlige stoffer for sin ekstraordinære hårdhed, og samtidig er den ret sjælden. Disse og andre ekstraordinære egenskaber gør sådan en klippe meget populær over hele verden. Derfor er det vigtigt at vide, hvordan de udvindes i naturen.

Paradokset ved diamanter er, at de er meget hårde, selvom de er sammensat af kulstof. Det samme kulstof, kun med et andet krystalgitter, danner grafit (den blødeste af sten). Alle diamanter, der udvindes, er dannet af ekstremt tæt kombinerede atomer. Enestående styrke forhindrer ikke mineralet i at blive skørt: ved et skarpt stød knækker krystallen. Det antages, at diamanternes oprindelse fandt sted i en dybde af titusinder eller hundreder af kilometer, over hundreder af millioner af år.

For at udvinde diamanter i industriel skala søger de oftest kimberlitrør. Disse geologiske formationer er opkaldt efter byen Kimberley i Sydafrika, hvor denne type aflejringer først blev opdaget. Dannelsen af ​​mineralet i jordens dybder sker ved meget høje temperaturer og tryk. Videnskaben har endnu ikke udarbejdet den endelige version af diamanternes oprindelse.

Geologiske strukturer, der indeholder diamanter, bliver gradvist ødelagt af vind og vand. Knust sten, småsten, grus og andre omkringliggende sten flyttes rundt. Der er kun antagelser om forskellige grader af pålidelighed. Som følge heraf dannes løse aflejringer. En anden type (men meget sjældnere) er en særlig hård form for kulstof, der optræder på steder, hvor meteoritter falder.

Hver af disse sager har sit eget udvalg af nuancer, men det er vigtigt at være opmærksom på værdien af ​​specifikke farver. Sjælden (og derfor værdsat) gennemsigtig blå, grøn og pink farve. Prisen på sten, der er 100 % farveløse, er endnu højere.

Uanset hvilken version visse specialister holder sig til, er de alle enige om én ting: vigtige stadier i dannelsen af ​​en sten finder sted på store dybder. Derfra kommer stoffet sammen med de magmatiske strømme ind i toppen. På et bestemt tidspunkt dukker der faktisk eksplosive rør op. Deres dybde overstiger ikke 1500 m.

Næsten alle kender til industriel diamantminedrift i Yakutia og Sydafrika. Men det foregår også:

• i Archangelsk-regionen;
• Vestaustralien;
• Canada;
• Congo;
• Botswana.

Der er praktisk talt ingen minedrift fra placers. De spiller kun en lille rolle i det globale udbud af uslebne diamanter. Og stabiliteten af ​​forsyningen af ​​produkter udvundet på overfladen er tvivlsom. Åbningsmetoden (stenbrud) praktiseres normalt, når man udvinder diamanter fra en dybde på 600 m eller mindre. I dybere rør kan uslebne diamanter udvindes hovedsageligt ved hjælp af miner.

De forsøger at udsætte opførelsen af ​​miner til sidste øjeblik. Normalt er disse områder enten i permafrostzonen eller i særligt varme områder. Ofte, på store dybder i arbejdet, er det nødvendigt løbende at pumpe underjordisk vand ud. Stenen fra stenbruddene og derefter fra minerne transporteres med store lastbiler til fabrikkerne. Der renses dette råmateriale med vand.

Moderne stenbrud har allerede nået næsten den maksimale dybde, som de kan gå til. Erfaring har vist, at den lille arbejdsbredde og sidernes stejlhed komplicerer sagen yderligere. Helt fra begyndelsen er det planlagt at udvinde diamanter ved den åbne metode med opdeling efter trin. Denne teknik gør det muligt oftere at overvåge ændringer i bjergartens egenskaber og produktion generelt. Derfor letter det valget af de optimale arbejdsmetoder og arbejdsordninger.

For at vælge sideparametrene korrekt i begyndelsen af ​​udviklingen er det nødvendigt at bruge efterforskningsbrønde. Prøverne udtaget derfra udsættes for fysisk-kemiske tests i henhold til et særligt program. Derudover tages der hensyn til erfaring, når man arbejder med lignende åbne gruber. Sidernes konturer er optimeret under design. De kan ikke udføres meget skånsomt, ellers bliver arbejdet meget vanskeligere.

For alle mellemkonturer bliver stenens egenskaber løbende forfinet under hensyntagen til prøver taget fra hver batch. Nogle gange praktiseres fuldskalatest lige i stenbruddets bestyrelse. Der lægges særlig vægt på at vurdere graden af ​​stenrevner. Derudover studerer de, hvordan de opfører sig på stejle skråninger. Hældningsvinklen på den rigtige side er lagt i projekter fra 50 til 55 grader.

Normalt tager processen måneder, men nogle gange tager det flere år. Særlige beregninger anvendes nødvendigvis. Kun de giver os mulighed for at konkludere, hvor de faste forekomster er placeret, og hvor der er gjort tilfældige fund.

Såvel stenbrud som miner eller miner bygges oftest på svært tilgængelige steder. Derfor bliver der skabt en bolig- og industriinfrastruktur omkring. Der kendes en række eksempler, hvor en forekomst blev en bydannende genstand for en ret stor by. Da det er urentabelt at handle med råvarer i deres rene form, bygges der forarbejdningsanlæg. Fra dem transporteres diamanterne, der til sidst er adskilt fra gråbjerget, til skærevirksomhederne.

De forsøger naturligvis også at organisere klipning i nærheden. Jo dybere forekomsterne er, jo flere penge skal der investeres i deres udvikling og feltudvikling.

I meget lang tid var det kun muligt at få diamanter fra Indien. Men uanset hvor rig massen blev deponeret der i sin tid, naturlige processer, ved slutningen af ​​det 17. århundrede, var disse reserver allerede stort set opbrugt. Produktiviteten faldt markant. Teknologiens udvikling har dog gjort det muligt at vende udviklingen. Situationen ændrede sig dramatisk efter opdagelsen af ​​kimberlitrør.

For at forstå mere dybt, hvordan minedrift foregår, må vi vende tilbage til spørgsmålet om diamanternes udseende i naturen. Den fremherskende teori er, at de dannes på dybder over 100 km, hvor der udvikles meget høje temperaturer og tryk. Stenen stiger opad under vulkanudbrud.

At finde egnede objekter og oprette produktion på dem er kun muligt med betydelige omkostninger. Den forberedende proces er allerede dyr, kompliceret og lang. Det menes, at for hver 2 karat uslebne diamanter, der udvindes, skal mere end 1.000 kg sten behandles. Stenbrud skabes først ved sprængning. Der bores boringer og sprængstoffer placeres der, derefter knuses klippen lag for lag.

Uddybning af arbejdet udføres, indtil produktionen af ​​mineraler stopper. Adskillelse af værdifulde råvarer fra malm er et stort problem. Følgende tilgange bruges:

• fedtplantens arbejde;
• søg efter de nødvendige krystaller i røntgenstråler;
• nedsænkning af sten i specielle suspensioner.

Fedtmetoden går ud på at blande den udvundne sten med vand og derefter hælde den ud på en overflade, der er smurt med specialfedt. Krystaller tilbageholdes på fedtet. En mere avanceret teknik er røntgentransmission. I de fleste tilfælde anvendes suspensionsmetoden. I en væske med høj massefylde druknes gråsten, mens der kommer stykker af kulstof på overfladen.

I den seneste tid var Brasilien førende inden for diamantudvinding, efterfulgt af Australien. Men australske diamantforekomster udtømmer sig gradvist. Angola er også blandt de seks førende stater. Men i Canada, Botswana, udvindes meget mere værdifulde ædelstene.

Både placere og miner udvikles hurtigt. Vi er nødt til systematisk at opdatere netværket af miner og åbne gruber. Jo dybere de samme stenbrud er, jo mindre sandsynligt er det at finde en betydelig mængde råvarer. Derfor lukkes et stigende antal stenbrud på mere end en kilometers dybde på grund af urentabilitet. Minemetoden til minedrift er mere kompleks og farlig, men den er økonomisk rentabel.

Den største diamantforekomst i vores land er Mir i Yakutia. Dens udvikling har stået på siden slutningen af ​​1950'erne. Fra 1957 til 2001 der blev et stenbrud udvundet af et mineral for 17 milliarder dollars (i løbende priser)... For at sikre et sådant resultat var det nødvendigt at knuse, løfte og fjerne omkring 350 millioner kubikmeter. m. gråsten. I slutningen af ​​1990'erne nåede mængden af ​​produktionen så store dimensioner, at dumpere skulle køre 8 km fra produktionsstedet til lageret. I 2001, på grund af stenbruddets alt for kompleksitet, måtte det malplaceres.

Og i 2009 begyndte brugen af ​​Mir-minen. Vandet, der cirkulerer under jorden, bliver ikke bare pumpet ud - det omdirigeres gennem rør til specielle fejl opdaget af geologer i nærheden. I 2013 producerede forekomsten yderligere 2 millioner karat fremragende diamanter af teknisk kvalitet. Virksomheden arbejder 7 dage om ugen, varigheden af ​​minearbejderens vagter er 7 timer.

De høstmaskiner, der bruges i minen, er udstyret med bomme med skærebits. Selvom tænderne er lavet af hærdet metal, er de udsat for meget kraftigt slid. Derfor inspicerer hvert skift, der starter arbejdet, den arbejdende del af værktøjerne. Hvis det er nødvendigt, udskiftes det med det samme. Den knuste sten transporteres til minens udgang ved hjælp af transportbånd.

I en række diamantminer efterlades separate bunddele bevidst intakte under udviklingen. Deres tykkelse kan nå flere snese meter. Hvis disse strukturer blev udviklet, ville det være næsten umuligt at undgå oversvømmelsen af ​​markerne. Derudover bruges lag af vandtætte materialer til beskyttelse. Flytning af sten i miner og stenbrud udføres ved hjælp af kolossale lastbiler (nogle gange med en kapacitet på mere end 100 tons).

Tidligere var situationen meget anderledes. Indtil det 19. århundrede blev der ikke brugt mekaniske anordninger. "Dronningen" af diamantudvinding var en almindelig bjergskovl eller hakke. Nogle gange roede de simpelthen flodsand og førte det manuelt gennem en si. Men sådanne metoder har længe mistet deres gennemførlighed.

Og blandt de to metoder - open-pit og mine - viser den anden mulighed sig at være mere attraktiv. Der lægges stor vægt på sikkerhedsregler i diamantminearbejderes daglige arbejde. Ingen må under jorden uden hjelm med indbygget lommelygte og uden et selvstændigt åndedrætsværn. Det er strengt forbudt at efterlade det mere end 3 m væk fra dig. Der skal sørges for ventilation, hvilket gør det normalt nemt at trække vejret under jorden.

Russiske diamantminevirksomheder (især dem, der ligger i Yakutia) er måske de mest højteknologiske i verden. De bruger transport beregnet til meget hård frost. Der stilles også meget strenge temperaturkrav til andet udstyr. Det menes, at det er muligt at idriftsætte et nyt felt fra bunden for 3 eller 4 milliarder dollars. Om dette beløb inkluderer omkostninger til primær geologisk efterforskning - ingen virksomhedsrapporter.

Men senere, når et stenbrud eller en mine er klar, vil det være meget billigere at bruge dem og udvikle driften. Den største udfordring med undergrundsmetoden er at opretholde et optimalt arbejdsmiljø. Hovedakslerne til at løfte sten kan bruges i tilfælde af uheld. Rekreative nicher er ved at blive forberedt forskellige steder i minerne.

For mere information om, hvordan diamanter udvindes i Rusland, se følgende video: