книги из ГПНТБ / Брагина В.И. Технология угля и неметаллических полезных ископаемых

скольких процентов. В несгораемом остатке этих алмазов об­

лерода непосредственно соединен с четырьмя другими, при­

алмазов имеет типичный атомный характер. Этим определя­ ется ряд его характерных свойств — он хрупок и плохо про­ водит электрический ток.

Твердость алмаза выше твердости всех известных природ­ ных веществ. Слово «алмаз» происходит от греческого слова

ниях твердость алмаза неодинакова. В пределах одной грани по различным направлениям твердость алмаза тоже изменя­ ется.

Несмотря на высокую твердость,-алмаз хрупок, от удара он раскалывается по плоскостям спайности. Излом у алмаза

сит от структуры камня, содержания примесей и их количе­ ства. Средний удельный вес алмазов равен 3,52. Алмазы карбонадо вследствие их пористости я наличия включений уг­ ля и графита обладают обычно низким удельным весом, кото­ рый колеблется от 3,012 до 3,416.

Алмазы преимущественно бесцветны и прозрачны, но встречаются с различными оттенками коричневого, красного, желтого, синего, голубого, зеленого и других цветов. Изве­ стны также алмазы черного цвета, Предполагают, что окра­ ска алмазов зависит от примесей различных металлов, при­ сутствующих в- незначительных количествах. Часто окраска алмазов обусловлена включениями, появившимися или в процессе роста кристалла или после его образования. Встре­ чаются кристаллы алмаза в «рубашке», состоящей из окис­ лов железа, марганца и кальция.

Абсолютно прозрачные алмазы — голубовато1 белые кри-

стными зонами кристалла и исчезает после огранки. Облу­ чение алмазов в атомном реакторе изменяет их цвет. Одно­

мазным блеском, у непрозрачных он слегка жирноватый и металлический. Сильный блеск алмаза обусловлен высоким показателем преломления и большой дисперсией. Показа­ тель преломления его колеблется от 2,402 до 2,465, дисперсия составляет 0,063.

Луч света, входя в кристалл, претерпевает у противопо­ ложной поверхности полное внутреннее отражение, а при вы­ ходе снова распадается на составные лучи спектра и'дает ту замечательную игру цветов, которая так ценится в ювелир­ ных алмазах.

Под действием некоторых лучей алмазы излучают види­ мый свет —люминесцируют. Цвет и интенсивность свечения в различных лучах изменяются в больших пределах. Катод­

обеспечивают высокую селективность и почти полное свече­ ние в них кристаллов алмаза. В качестве возбудителей лю­ минесценции алмазов используют также облучение у- и ^-ча­ стицами — радиоактивное излучение изотопов. Алмазы кар­ бонадо не люминесцируют, но в катодных лучах светятся красным цветом [36].

Алмаз не магнитен, но отдельные его разновидности обла­ дают слабыми парамагнитными свойствами, близкими к свойствам кварца. Магнитные свойства некоторых кристал­ лов алмаза могут вызываться присутствующими в них вклю­ чениями, имеющими повышенную магнитную проницае­ мость '(магнетит, ильменит).

-вследствие высокой кислотоупорности и термостойкости.

денных алмазов («Куллинан») весил 3025~,75 карата. Однако кристаллы крупнее 1 карата встречаются редко, алмазы ве­ сом в несколько десятков карат считаются уже большой ред­ костью.

По назначению алмазы разделяют на ювелирные и тех­ нические.

Наиболее крупные и красивые кристаллы алмазов явля­ ются драгоценными камнями, используются в ювелирном деле и называются ювелирными алмазами. Ювелирные ал­ мазы лучшего качества должны иметь совершенную форму, высокую прозрачность, красивую и равномерную окраску без трещин и включений. По степени прозрачности и блеску различают камни первой, второй и третьей воды. После огран­ ки ювелирные алмазы называют бриллиантами.

К техническим относятся алмазы, непригодные для юве­ лирных целей. Среди них различают несколько сортов: 'борт, карбонадо, балл ас. В число технических алмазов включают также алмазы ювелирного размера, но не обладающие каче­ ствами, позволяющими использовать их как ювелирные.

К бортам относят недостаточно чистые камни или сростки кристаллов. В зависимости от внешней формы, цвета, нали­ чия трещин их делят на несколько классов. Дробленый борт представляет собой определенный тип алмазов, имеющих ра­ диальную или беспорядочную кристаллическую структуру без ясных плоскостей расслаивания, пригодных только для дробления и получения из них таким путем порошка.

Карбонадо — разновидность алмазов мелкокристалличе­ ской структуры и темной окраски. Цвет от черного до темносинего. Поверхность кристалла черная, блестящая, со смо­ листым или полуметаллическим оттенком.

производстве режущего инструмента и первоклассного абра­ зива [9] .

Алмазы находят применение в качестве подшипников в хронометрах, счетчиках, измерительных и других приборах, где требуется высокая точность. Такие важные свойства,'как большая твердость, высокое сопротивление истиранию, низ­ кий коэффициент трения, весьма малые коэффициенты ли-

Крупнейшим потребителем алмазов среди .капиталистиче­ ских стран являются США. За неимением собственных источ­ ников алмазного сырья, США приходится ввозить в большом количестве ограненные технические алмазы и. алмазные ин­ струменты из Европы, Израиля и других стран. США еже­ годно ввозят 60—80% всей мировой добычи алмазов [15]. Однако удельный вес США в потреблении технических алма­ зов за последние годы снижается. Это объясняется резким

ювелирных алмазов, и их потребность достигла 9 млн. кара­ тов [15].

2.

МЕСТОРОЖДЕНИЯ АЛМАЗОВ

<

До сравнительно недавнего времени основное значение в добыче алмазов имели современные и более древние третич­ ные преимущественно аллювиальные россыпи, Доля их в ми­ ровой добыче превышала 90%, но за последние годы она за­ метно снизилась (примерно до 65%) в связи с истощением многих богатых россыпей и открытием богатых коренных ме­ сторождений.

Среди коренных месторождений различают 2 типа — ким-

берлитовый и перидотитовый. Все известные промышленные месторождения алмазов принадлежат к кимберлитовому ти­ пу. Крупных коренных месторождений перидотитового типа не обнаружено, но считают, что отдельные россыпи образо­

а также ассоциирующих с ними и сходных по составу дайкоподобных образований, особенно широко распространенных в странах Африки и в ряде восточных районов СССР. Паде­ ние трубок обычно очень крутое, в верхней части трубок име­ ется раструб. Диаметр трубок изменяется от 40 до 60 м. Жи­ лы и дайки имеют мощность от нескольких сантиметров дел нескольких десятков метров и длину по простиранию от не­ скольких метров до десятков километров.

Трубки заполнены ультраосновной глубинной плотной туфообразной породой — кимберлитом, главной составной частью которой является оливин. Помимо оливина, в состав кимберлита входят пироп (красно-фиолетовый гранат), хромдиопсид (моноклинный пироксен), шпинель, хромит, корунд,

пень выветривания зависят от характера кимберлита, кли­ матических условий, времени и других факторов, а интенсив­ ность выветривания прослеживается до глубины 40 м. В юж­ ноафриканских трубках порода в верхней выветрелой зоне имеет жёлтую окраску, откуда и получила название «желтая земля». По мере уменьшения степени выветривания с глуби­ ной окраска становится голубоватой и порода называется «голубой землей».

О происхождении алмазов в кимберлитах существует не­ сколько точек зрения. Согласно одной из них. алмазы выкри­ сталлизовались из магмы под большим давлением и при вы­ сокой температуре и были затем вынесены в верхние части трубок. По другим воззрениям, алмазы образовались из близ­ лежащих пород," захваченных кимберлитовой магмой. Третьи считают, что алмазы были вынесены кимберлитовой магмой из глубинных частей земной коры. Наиболее вероятной счи­ тают первую точку зрения.

Среднее содержание алмазов в отдельных частях трубок .

подвержено большим колебаниям. В наиболее богатых труб­ ках оно достигает нескольких карат на 1 м3 породы. С глуби­ ной содержание алмазов обычно уменьшается.

Алмазные россыпи, как.и россыпи других полезных иско­ паемых, образуются в течение длительных этапов геологиче­ ской истории, характеризующихся интенсивным развитием эрозионных процессов. На протяжении каждого из этих эта­ пов происходитразрушение первичных и вторичных место­ рождений алмазов. Продукты разрушения перемещаются вниз по склонам возвышенностей, а затем вдоль речных до­ лин до побережья океанов, морей и других крупных водое­ мов. На всем пути миграции выветрелого материала в опре­

В элювиальных россыпях концентрация алмазов происхо­ дит в результате выщелачивания и выдувания из кимберли­ тов мелких и растворимых компонентов. Наиболее интенсив­ но эти процессы протекают в областях с влажным и теплым климатом.

Делювиальные россыпи, за редким исключением, имеют незначительное промышленное значение вследствие того, что

хождением действию морских течений на материал подвод­ ных дельт.

Содержание алмазов в россыпях сильно колеблется — на­ ряду с совершенно пустыми участками имеются участки, со-

держащие в разрабатываемых россыпях обычно не ниже ОД карата на 1 м3 .

указать на чрезвычайно низкое содержание ценного компо­ нента по сравнению с другими видами минерального сырья. Можно считать, что в среднем одна часть алмазов приходит­ ся на 20 млн. частей руды.

Таким образом, содержание алмазов в исходном сырье со­ ставляет всего 0,000005%.

Кроме того, в процессе обработки руды необходимо осто­ рожно применять операции дробления и, измельчения ввиду хрупкости алмазов и резкого снижения их ценности с умень­ шением размеров криста/ілов.

В отличие от других полезных ископаемых, минералы ко­ торых могут в процессе обработки претерпевать существен­ ные физические и химические изменения, алмазы нельзя нагревать в воздухе до высокой температуры и, следователь­ но, для их извлечения не могут быть использованы процессы обжига, плавки, возгонки и др.

Большая стоимость алмазов требует применения таких процессов, которые обеспечили бы высокую степень извлече­ ния. Д а ж е небольшие по количеству потери алмазов могут оказаться значительными в ценностном выражении. Иногда один только кристалл высокого качества, оставшийся в хво­ стах, представляет собой крупные потери.

3) извлечение алмазов из полученных таким образом первичных концентратов.

При обогащении кимберлитов и песков россыпных место­ рождений применяют в основном одни и те же процессы.

Дезинтеграция имеет целью высвободить из вмещающей массы алмазы. В результате этого процесса получается рых­ лая смесь, позволяющая отделить алмазы от пустой породы. Россыпи уже в естественном состоянии в значительной сте­ пени разрыхлены, поэтому при их обработке применяют про­ стейшие способы дезинтеграции и промывку. Дезинтеграция руд коренных месторождений более сложна, так как в них кристаллы алмаза прочно связаны с пустой породой. В этом

сокращения их объема и извлечения алмазов осуществляется различными методами. Для этой цели используют обогаще­ ние на липких поверхностях (жировой процесс), электриче­ скую сепарацию, избирательное измельчение, рентгенолюминесцентную сепарацию, пленочную флотацию, разделение в

Пески россыпных месторождений представляют собой в основном разрыхленный материал, в котором составляющие компоненты находятся в свободном состоянии. Поэтому при их обработке ограничиваются обычно простыми способами дезинтеграции — отмывкой глины и грохочением.

Дезинтеграция песков часто совмещается с операцией классификации по крупности. Для этой цели широко приме­ няют бар-абанные грохоты, .которые во многих случаях вы­ теснили другие типы грохотов. Крупные фракции песков и коренных. пород отделяются на колосниковых грохотах.

Одновременно с дезинтеграцией и промывкой на грохо­ тах выделяют классы исходной руды или песков перед обога­ щением их на отсадочных машинах и в концентрационных