«Принцы» и «нищие» в царстве минералов

Твердость и постоянство

Название алмаза происходит от греческого «адамас», что означает непреклонный, несокрушимый, или арабского «ал-мас» — твердейший. В этом качестве алмаз стал выступать всего полвека назад. До того времени твердость алмазов не использовалась в промышленности, и он, как и золото, ценился за блеск и постоянство, как «драгоценность, известная лишь королям», по словам древнеримского ученого Плиния.

Крупные кристаллы алмаза массой более 50 карат (10 грамм) настолько редки в природе, что им присваиваются собственные имена, их биографии богаты кровавыми преступлениями и драматическими событиями. Самый крупный — «Куллинан» весил 3106 карат, он был найден в Южной Африке.

Но первые алмазные копи появились в Индии. В 1983 г. при сооружении оросительного канала на севере страны близ г. Анантпага рабочие нашли статуэтку бога Рамы, украшенную алмазами и другими самоцветами стоимостью более 1 млн рупий. Археологи датировали находку XIV веком. Промышленные разработки алмазных копей относятся к XVIII в., хотя известно, что алмазы находили в Индии более 4 тыс. лет назад.

До XV в. алмаз ценился меньше, чем цветные драгоценные камни. Древние греки и римляне почти не знали алмаза, а на Востоке его ставили ниже рубина, жемчуга, изумруда, сапфира, лазурита и даже хризолита. Необработанный алмаз редко выглядит привлекательным: блеск и дисперсия света проявляются только у идеально гладких кристаллов правильной формы. В древней Индии было известно, что шлифовка усиливает блеск: индийская огранка заключалась в подшлифовке естественных граней. Только когда были открыты способ шлифовки алмазов алмазным порошком и секрет наиболее удачной огранки, появилась возможность раскрыть блеск и красоту этого камня, который стал королем минералов. Его классическая огранка требует нанесения 56, а для крупных — до 76 граней.

К 1980 г. добыто более 1300 млн карат (260 т) алмазов, в том числе 365 млн карат ювелирных. Половина этого количества добыта с 1960 по 1980 г. Большая часть добытых алмазов имеет техническое значение, они незаменимы в современной индустрии. Обработка твердых металлов, точное приборостроение, буровые работы и многие другие отрасли промышленности немыслимы сейчас без применения алмазов. Алмазом массой в 1 карат можно изготовить три тысячи часовых камней, или пробурить скважину двухметровой глубины в самых твердых горных породах, или распилить 10 тыс. кубических сантиметров кварца, или нарезать миллион квадратных метров оконного стекла. Принято считать, что для промышленно развитых стран на каждую 1000 т выплавленной стали должно приходиться не менее 1000 карат алмазов.

Спрос на алмазы с каждым годом возрастает, растет и их добыча. Накануне второй мировой войны было продано 5 млн карат промышленных алмазов, сейчас в мире производятся десятки миллионов карат, т. е. многие тонны алмазного порошка, стоимость которых превышает 100 млн долларов. Вот почему теперь объектом спекуляции и ажиотажа становятся не только редкие крупные камни, за которыми охотились еще полвека назад, но и алмазные россыпи и копи, где добывается даже алмазная пыль.

Запасы алмазного сырья весьма ограниченны и быстро тают. Сейчас они примерно в 30 раз превышают нынешний ежегодный объем добычи. Основные районы разработки алмазов в капиталистическом мире — это Африканский континент, Бразилия, Индия, и в меньшей степени Венесуэла, Гайана.

В нашей стране известно месторождение алмазов в Якутии.

Все большую роль в технике приобретают искусственные алмазы. Однако условия их синтеза — сочетание высоких значений давления и температуры — делают их достаточно дорогими; природные мелкие алмазы обходятся дешевле. Кроме того, в алмазных копях время от времени попадаются и крупные кристаллы, которые пока не удается вырастить искусственно.

Среднее содержание алмазов в породе — около 0,5 карат на 1 м3 пустой породы; рентабельно перерабатывать и руды с содержанием 0,2 карата. Это значит, что ежегодно в мире для извлечения алмазов добывается и перерабатывается свыше 70 млн м3 алмазной руды. Это пирамида высотой около 6 км. Вся эта гора дробится, измельчается и просеивается сквозь сита или промывается водой. На ситах остается алмазосодержащий шлих.

Самая огромная и пользующаяся наиболее дурной славой трубка рудника Кимберли разрабатывалась с 1871 по 1908 г. вручную, без всякой механизации. Там возникла самая большая яма, вырытая руками людей в теле Земли: 460 м в поперечнике и 1070 м глубиной. В ней добыто 14,5 млн карат алмазов (2,9 т). Сейчас она наполовину заполнена водой, и на рудниках приступили к подземной разработке. С этой целью вблизи трубки строят вертикальную шахту, а затем по горизонтальным горным выработкам — квершлагам — извлекают алмазоносную породу.

После отмывки основной части породы оставшуюся тяжелую фракцию — шлих — раньше разбирали вручную. Сейчас это делается с помощью различных обогатительных аппаратов и сортировочных автоматов. Для крупнозернистых шлихов применяют гравитационные методы обогащения, как и для золота, хотя разница в плотности здесь минимальна. Плотность алмаза 3,47– 4,55 г/см3, а пустой породы — кварца, кальцита и др. — 2,65. Магнитные минералы, если они есть в руде, отделяют с помощью магнитной сепарации.

Однако наиболее эффективный метод обогащения для крупных алмазов — рентгенолюминесцентная сепарация. При облучении рентгеновскими лучами кристаллики алмаза вспыхивают ярким блеском, который регистрируется фотоэлементом, и пробу, содержащую вспыхнувший кристалл, автомат сбрасывает с транспортера в отдельный продукт. За разработку и внедрение рентгенолюминесцентной сепарации на обогатительных фабриках Якутии группе ученых, конструкторов и технологов в 1986 г. присуждена Государственная премия СССР.

Еще один способ, применяемый для извлечения более мелких алмазов, основан на гидрофобности этого минерала, т. е. способности не смачиваться водой и прилипать к жиру. Водную суспензию пропускают через вибростолы, поверхность которых покрыта толстым слоем жира: алмазы застревают в жире, а остальные минералы смываются водой.

«Большая яма» Кимберли в разрезе

Схема работы люминесцентного сепаратора