Kako se kopljejo diamanti?

Diamant med drugimi naravnimi snovmi izstopa z izjemno trdoto, hkrati pa je precej redek. Zaradi teh in drugih nenavadnih lastnosti je ta kamnina zelo priljubljena po vsem svetu. Zato je pomembno vedeti, kako se pridobivajo v naravi.

Paradoksalna specifičnost diamantov je, da so zelo trdi, čeprav so sestavljeni iz ogljika. Isti ogljik, le z drugačno kristalno mrežo, tvori grafit (najmehkejša kamnina). Vsi diamanti, ki se kopljejo, so sestavljeni iz izjemno gosto poravnanih atomov. Izjemna trdnost ne preprečuje, da bi bil mineral krhek: z ostrim udarcem se kristal zlomi. Menijo, da se je pojav diamantov zgodil na globini več deset ali sto kilometrov, več sto milijonov let.

Najpogosteje za pridobivanje diamantov v industrijskem obsegu iščejo kimberlitne cevi. Te geološke formacije so dobile ime po mestu Kimberley v Južni Afriki, kjer je bila ta vrsta nahajališč prvič odkrita. Nastajanje mineralov v globinah zemlje poteka pri zelo visokih temperaturah in pritiskih. Končne različice izvora diamantov znanost še ni razvila.

Veter in voda postopoma uničujeta geološke strukture, v katerih se nahajajo diamanti. Drobljenec, prodniki, gramoz in druge okoliške kamnine se premikajo. Obstajajo samo predpostavke z različnimi stopnjami gotovosti. Posledično se tvorijo ohlapne usedline. Druga vrsta (vendar veliko redkejša) je posebej trda oblika ogljika, ki se pojavi na mestih padca meteoritov.

Vsak od teh primerov ima svojo paleto odtenkov, vendar je pomembno biti pozoren na vrednost posameznih barv. Redka (in zato cenjena) prozorna modra, zelena in roza barva. Stroški 100% brezbarvnih kamnov so še višji.

Ne glede na to, katere različice se držijo ti ali oni strokovnjaki, se vsi strinjajo o enem: pomembne faze v nastajanju kamna potekajo na velikih globinah. Od tam gre snov skupaj z magmatskimi tokovi navzgor. Na določeni točki se dejansko pojavijo eksplozivne cevi. Globina njihovega pojavljanja ne presega 1500 m.

Skoraj vsi poznajo industrijsko rudarjenje diamantov v Jakutiji in Južni Afriki. Teče pa tudi:

• v regiji Arkhangelsk;
• zahodni del Avstralije;
• Kanada;
• Kongo;
• Bocvana.

Rudarjenje iz posipa se praktično ne izvaja. Imajo le majhno vlogo v svetovni ponudbi surovih diamantov. In stabilnost dobave proizvodov, pridobljenih na površini, je vprašljiva. Odprta metoda (kamnolomi) se običajno izvaja pri pridobivanju diamantov iz globine 600 m ali manj. V globljih ceveh lahko surove diamante pridobivamo predvsem s pomočjo rudnikov.

Gradnjo rudnikov skušajo odložiti do zadnjega trenutka. Običajno so to območja v območju permafrosta ali v posebej vročih območjih. Pogosto je na velikih globinah v delih potrebno stalno črpanje podzemne vode. Kamen iz kamnolomov in nato iz rudnikov se na velikih tovornjakih prevaža v tovarne. Tam se ta surovina očisti z vodo.

Sodobne kariere so že dosegle skoraj največjo globino, do katere lahko gredo. Delovne izkušnje so pokazale, da majhna širina obdelovanca in strmina bokov zadevo dodatno otežujeta. Že od vsega začetka načrtujejo pridobivanje diamantov na odprt način, razdeljeno po stopnjah. Ta tehnika omogoča pogostejše spremljanje sprememb v lastnostih kamnin in delavnic nasploh. V skladu s tem je olajšana izbira optimalnih metod in shem dela.

Za pravilno izbiro parametrov stene na samem začetku razvoja je treba uporabiti raziskovalne vrtine. Od tam odvzeti vzorci so podvrženi fizikalno-kemijskim preiskavam po posebnem programu. Poleg tega se pri rudarjenju podobnih kamnolomov upoštevajo izkušnje. Obrisi strani so optimizirani med načrtovanjem. Ne morejo se izvajati zelo nežno, sicer postane delo veliko bolj zapleteno.

Za vse vmesne konture se lastnosti kamnin nenehno izpopolnjujejo ob upoštevanju vzorcev, odvzetih iz vsake serije. Včasih se testi v polnem obsegu izvajajo tik ob kamnolomu. Posebna pozornost je namenjena oceni stopnje razpokanosti kamnin. Poleg tega preučujejo, kako se obnašajo na strmih pobočjih. Kot nagiba prave plošče je v projektih položen od 50 do 55 stopinj.

Običajno postopek traja mesece, včasih pa se raztegne tudi več let. Bodite prepričani, da uporabite posebne izračune. Samo po njih lahko sklepamo, kje se nahajajo trdna nahajališča in kje so bile naključne najdbe.

Tako kamnolomi kot rudniki oziroma rudniki so največkrat zgrajeni na težko dostopnih mestih. Zato okoli nastaja stanovanjska in industrijska infrastruktura. Znani so številni primeri, ko je depozit postal mestotvorni objekt za precej veliko mesto. Ker je trgovanje s surovinami v čisti obliki nedonosno, se gradijo obogatitvene tovarne. Iz njih se diamanti, ki so končno ločeni od odpadne kamnine, odpeljejo v podjetja za rezanje.

Rezanje se tudi naravno poskuša organizirati v bližini. Čim globlja so nahajališča, tem več denarja bo treba vložiti v njihov razvoj in razvoj polja.

Zelo dolgo je bilo diamante mogoče dobiti samo iz Indije. Toda ne glede na to, kako bogati so bili naravni procesi tam v svojem času, so bile te zaloge do konca 17. stoletja že v veliki meri izčrpane. Produktivnost rudarjenja je močno padla. Vendar je napredek tehnologije spremenil tok. Razmere so se dramatično spremenile po odkritju kimberlitnih cevi.

Da bi globlje razumeli, kako poteka rudarjenje, se moramo vrniti k vprašanju pojava diamantov v naravi.Prevladujoča teorija je, da nastanejo v globinah nad 100 km, kjer se razvijejo zelo visoke temperature in pritiski. Navzgor se skala dviga v procesu vulkanskih izbruhov.

Iskanje ustreznih objektov in postavitev proizvodnje na njih je možno le z znatnimi stroški. Že pripravljalni proces je drag, zapleten in dolg. Menijo, da je treba za pridobivanje vsakih 2 karatov surovih diamantov obdelati več kot 1000 kg kamnin. Kamnolomi nastanejo najprej z miniranjem. Navrtajo luknje in v njih položijo razstrelivo, nato pa kamnino po plasteh zdrobijo.

Poglabljanje dela se izvaja do konca pridobivanja mineralov. Velik problem je ločevanje dragocenih surovin od rude. Uporabljajo se naslednji pristopi:

• delovanje maščobnice;
• iskanje želenih kristalov v rentgenskih žarkih;
• potopitev v skalo v posebnih suspenzijah.

Metoda maščobe vključuje mešanje ekstrahirane kamnine z vodo in nato vlivanje na površino, namazano s posebno maščobo. Kristali so shranjeni v maščobi. Naprednejša tehnika je prenos rentgenskih žarkov. V večini primerov se uporablja metoda suspenzije. V tekočini s povečano gostoto se odpadna kamnina utopi, kosi ogljika pa so na površini.

V nedavni preteklosti so bili vodilni v rudarjenju diamantov Brazilija in nato Avstralija. Toda avstralska nahajališča diamantov se postopoma izčrpavajo. Med prvimi šestimi državami je tudi Angola. Vendar pa se v Kanadi, Bocvani pridobivajo veliko bolj dragoceni dragulji.

Tako posipi kot rudniki se hitro razvijajo. Načrtno moramo posodabljati mrežo rudnikov in kamnolomov. Čim globlje so iste kariere, tem manjša je verjetnost, da bomo našli veliko količino surovin. Zato se zaradi nerentabilnosti zapira vse več kamnolomov z globino več kot kilometer. Rudarski način pridobivanja je bolj zapleten in nevaren, vendar je ekonomsko upravičen.

Največje nahajališče diamantov pri nas je Mir v Jakutiji. Razvija se od poznih petdesetih let prejšnjega stoletja. Od leta 1957 do 2001 tam je bil po kamnolomski metodi pridobljen mineral za 17 milijard dolarjev (v trenutnih cenah). Za zagotovitev takšnega rezultata je bilo treba zdrobiti, dvigniti in odpeljati približno 350 milijonov kubičnih metrov. m. odpadne kamnine. Do konca devetdesetih let prejšnjega stoletja je obseg proizvodnje dosegel takšne razsežnosti, da so morali tovornjaki prekucniki voziti 8 km od mesta proizvodnje do skladišča. Leta 2001 so ga morali zaradi prevelike zahtevnosti kamnoloma ustaviti v naftalin.

In leta 2009 se je začela uporaba rudnika Mir. Voda, ki kroži pod zemljo, se ne samo črpa, ampak se po ceveh preusmerja do posebnih prelomov, ki jih odkrijejo geologi v bližini. Leta 2013 je nahajališče proizvedlo še 2 milijona karatov diamantov odlične tehnične kakovosti. Podjetje deluje 7 dni na teden, trajanje rudarskih izmen je 7 ur.

Kombajni, ki se uporabljajo v rudniku, so opremljeni s puščicami z rezkalnimi kronami. Zobje so, čeprav so izdelani iz kaljene kovine, izpostavljeni zelo visoki obrabi. Zato vsako izmeno, ki začne z delom, pregleda delovni del orodij. Po potrebi se takoj zamenja.Drobljen kamen se s transportnimi trakovi premika do izhoda iz rudnika.

V številnih rudnikih diamantov so posamezni deli dna med razvojem posebej nedotaknjeni. Njihova debelina lahko doseže več deset metrov. Če bi se te strukture razvile, bi se bilo skoraj nemogoče izogniti poplavljanju nahajališč. Dodatno se za zaščito uporabljajo plasti vodoodpornih materialov. Premikanje kamnin v rudnikih in kamnolomih se izvaja s pomočjo ogromnih tovornjakov (včasih z nosilnostjo več kot 100 ton).

V preteklosti je bila situacija precej drugačna. Do 19. stoletja niso uporabljali nobenih mehanskih naprav. »Kraljica« rudarjenja diamantov je bila navadna rudarska lopata ali kramp. Včasih so preprosto veslali rečni pesek in ga ročno presejali skozi sito. Toda takšne metode so že zdavnaj izgubile svojo uporabnost.

In med dvema metodama - kamnolomom in rudnikom - je druga možnost privlačnejša. Pri vsakodnevnem delu rudarjev diamantov se veliko pozornosti namenja varnostnim pravilom. Nihče ne sme pod zemljo brez čelade z vgrajeno svetilko in brez samostojnega dihalnega aparata. Strogo prepovedano ga je puščati dlje kot 3 m od sebe. Bodite prepričani, da opremite prezračevanje, zahvaljujoč kateremu je normalno dihati pod zemljo.

Ruska podjetja za rudarjenje diamantov (zlasti tista v Jakutiji) so morda najbolj visokotehnološka na svetu. Uporablja prevoz, zasnovan za zelo hude zmrzali. Za drugo opremo veljajo zelo stroge temperaturne zahteve. Menijo, da je mogoče za 3 ali 4 milijarde dolarjev zagnati novo polje iz nič.Ali ta znesek vključuje stroške primarnega geološkega raziskovanja, ne poroča nobeno podjetje.

Toda kasneje, ko bo kamnolom ali rudnik pripravljen, bo veliko ceneje njuno uporabo in razvijanje delov. Največja težava pri podzemni metodi je vzdrževanje optimalnega delovnega okolja. Glavni jaški za dviganje skale se lahko uporabijo v primeru nesreč. Na različnih mestih rudnikov se pripravljajo rekreacijske niše.

Za informacije o tem, kako se diamanti kopljejo v Rusiji, si oglejte naslednji video: