Wie werden Diamanten abgebaut?

Diamant zeichnet sich unter allen anderen Naturstoffen durch seine außergewöhnliche Härte aus und ist gleichzeitig recht selten. Diese und weitere außergewöhnliche Eigenschaften machen einen solchen Stein weltweit sehr beliebt. Daher ist es wichtig zu wissen, wie sie in der Natur gewonnen werden.

Das Paradoxe an Diamanten ist, dass sie sehr hart sind, obwohl sie aus Kohlenstoff bestehen. Der gleiche Kohlenstoff, nur mit einem anderen Kristallgitter, bildet Graphit (das weichste Gestein). Alle Diamanten, die abgebaut werden, werden von extrem eng verbundenen Atomen gebildet. Außergewöhnliche Festigkeit verhindert nicht, dass das Mineral spröde wird: Bei einem scharfen Aufprall bricht der Kristall. Es wird angenommen, dass der Ursprung der Diamanten in einer Tiefe von Dutzenden oder Hunderten von Kilometern über Hunderte von Millionen Jahren stattfand.

Um Diamanten im industriellen Maßstab abzubauen, suchen sie meistens nach Kimberlit-Rohren. Diese geologischen Formationen sind nach der Stadt Kimberley in Südafrika benannt, in der diese Art von Lagerstätten erstmals entdeckt wurde. Die Bildung des Minerals in den Tiefen der Erde erfolgt bei sehr hohen Temperaturen und Drücken. Die Wissenschaft hat noch nicht die endgültige Version der Herkunft von Diamanten herausgearbeitet.

Geologische Strukturen mit Diamanten werden nach und nach durch Wind und Wasser zerstört. Schotter, Kiesel, Kies und andere umliegende Gesteine ​​werden bewegt. Es gibt nur Annahmen unterschiedlicher Zuverlässigkeit. Dadurch bilden sich lose Ablagerungen. Eine andere Art (aber viel seltener) ist eine besonders harte Form von Kohlenstoff, die an Stellen auftritt, an denen Meteoriten fallen.

Jeder dieser Fälle hat seine eigene Farbpalette, jedoch ist es wichtig, auf den Wert bestimmter Farben zu achten. Seltene (und daher geschätzte) transparente blaue, grüne und rosa Färbung. Die Kosten für Steine, die zu 100% farblos sind, sind sogar noch höher.

Unabhängig davon, an welcher Version gewisse Spezialisten festhalten, in einem sind sich alle einig: Wichtige Stadien der Gesteinsbildung finden in großen Tiefen statt. Von dort gelangt die Substanz zusammen mit den magmatischen Strömen nach oben. In einem bestimmten Moment erscheinen tatsächlich explosive Röhren. Ihre Tiefe überschreitet 1500 m nicht.

Fast jeder kennt den industriellen Diamantenabbau in Jakutien und Südafrika. Es wird aber auch durchgeführt:

• in der Region Archangelsk;
• West-Australien;
• Kanada;
• Kongo;
• Botswana.

Es gibt praktisch kein Mining von Placern. Sie spielen nur eine geringe Rolle bei der weltweiten Versorgung mit Rohdiamanten. Und die Stabilität der Versorgung mit an der Oberfläche abgebauten Produkten ist fraglich. Bei der Gewinnung von Diamanten aus einer Tiefe von 600 m oder weniger wird normalerweise die Tagebaumethode (Steinbruch) praktiziert. In tieferen Rohren können Rohdiamanten hauptsächlich mit Hilfe von Minen gewonnen werden.

Sie versuchen, den Bau von Minen bis zum letzten Moment zu verschieben. Normalerweise sind dies Gebiete entweder in der Permafrostzone oder in besonders heißen Gebieten. In großen Grubentiefen ist es oft erforderlich, kontinuierlich Grundwasser abzupumpen. Das Gestein aus den Steinbrüchen und dann aus den Minen wird mit großen Lastwagen zu den Fabriken transportiert. Dort wird dieser Rohstoff mit Wasser gereinigt.

Moderne Steinbrüche haben bereits fast die maximale Tiefe erreicht, in die sie gehen können. Erfahrungsgemäß erschweren die geringe Arbeitsbreite und die Steilheit der Seiten die Sache zusätzlich. Von Anfang an ist geplant, Diamanten nach der offenen Methode mit einer Aufteilung nach Stufen zu gewinnen. Diese Technik ermöglicht es, Veränderungen der Gesteinseigenschaften und der Produktion im Allgemeinen häufiger zu überwachen. Dementsprechend erleichtert es die Auswahl der optimalen Methoden und Arbeitsschemata.

Um die Seitenparameter gleich zu Beginn der Entwicklung richtig auszuwählen, ist es notwendig, Explorationsbohrungen zu verwenden. Die dort entnommenen Proben werden nach einem speziellen Programm physikalisch-chemischen Prüfungen unterzogen. Darüber hinaus werden Erfahrungswerte bei der Erarbeitung ähnlicher Tagebaue berücksichtigt. Die Konturen der Seiten werden beim Design optimiert. Sie können nicht sehr schonend durchgeführt werden, sonst wird die Arbeit viel schwieriger.

Für alle Zwischenkonturen werden die Eigenschaften der Gesteine ​​unter Berücksichtigung von Proben aus jeder Charge kontinuierlich verfeinert. Manchmal werden Tests im großen Maßstab direkt am Brett des Steinbruchs geübt. Besonderes Augenmerk wird auf die Beurteilung des Grades der Felsrisse gelegt. Außerdem untersuchen sie, wie sie sich an steilen Hängen verhalten. Der Neigungswinkel der realen Seite wird in Projekten von 50 bis 55 Grad verlegt.

Normalerweise dauert der Prozess Monate, manchmal aber auch mehrere Jahre. Es werden unbedingt spezielle Berechnungen verwendet. Nur sie erlauben Rückschlüsse, wo sich die festen Ablagerungen befinden und wo Zufallsfunde gemacht wurden.

Steinbrüche sowie Minen oder Minen werden meist an schwer zugänglichen Stellen gebaut. Daher wird rundherum eine Wohn- und Industrieinfrastruktur geschaffen. Es sind eine Reihe von Beispielen bekannt, bei denen eine Lagerstätte zu einem städtebildenden Objekt für eine größere Stadt wurde. Da der Handel mit Rohstoffen unrentabel ist, werden Verarbeitungsanlagen gebaut. Von ihnen werden die Diamanten, schließlich vom Altgestein getrennt, zu den Schleifbetrieben transportiert.

Sie versuchen natürlich auch, das Schneiden in der Nähe zu organisieren. Je tiefer die Vorkommen, desto mehr Geld muss in deren Erschließung und Feldentwicklung investiert werden.

Diamanten konnte man sehr lange nur aus Indien beziehen. Aber egal wie reich die Masse dort zu gegebener Zeit abgelagert wurde, natürliche Prozesse, Ende des 17. Jahrhunderts waren diese Reserven bereits weitgehend erschöpft. Die Produktionsproduktivität ging stark zurück. Die Entwicklung der Technologie hat es jedoch ermöglicht, das Blatt zu wenden. Die Situation änderte sich dramatisch nach der Entdeckung der Kimberlitrohre.

Um tiefer zu verstehen, wie der Abbau stattfindet, müssen wir auf die Frage nach dem Auftreten von Diamanten in der Natur zurückkommen. Die vorherrschende Theorie besagt, dass sie sich in Tiefen über 100 km bilden, wo sehr hohe Temperaturen und Drücke entstehen. Bei Vulkanausbrüchen steigt das Gestein nach oben.

Geeignete Objekte zu finden und darauf die Produktion einzurichten ist nur mit erheblichem Aufwand möglich. Der Vorbereitungsprozess ist bereits teuer, kompliziert und langwierig. Es wird angenommen, dass pro 2 Karat Rohdiamanten, die gewonnen werden, mehr als 1.000 kg Gestein verarbeitet werden müssen. Steinbrüche entstehen zunächst durch Sprengen. Dort werden Bohrlöcher gebohrt und Sprengstoff platziert, dann wird das Gestein Schicht für Schicht zerkleinert.

Die Vertiefung der Arbeiten wird durchgeführt, bis die Produktion von Mineralien aufhört. Die Trennung von wertvollen Rohstoffen aus Erzen ist ein großes Problem. Folgende Ansätze werden verwendet:

• die Arbeit der Fettpflanze;
• Suche nach den benötigten Kristallen in Röntgenstrahlen;
• Eintauchen von Gesteinen in spezielle Suspensionen.

Bei der Fettmethode wird das extrahierte Gestein mit Wasser vermischt und dann auf eine mit Spezialfett geschmierte Oberfläche gegossen. Kristalle bleiben auf dem Fett zurück. Eine fortschrittlichere Technik ist die Röntgenübertragung. In den meisten Fällen wird die Suspensionsmethode verwendet. In einer Flüssigkeit mit hoher Dichte wird Altgestein ertränkt, während Kohlenstoffstücke an der Oberfläche erscheinen.

In der jüngsten Vergangenheit war Brasilien führend im Diamantenabbau, gefolgt von Australien. Aber die australischen Diamantenvorkommen erschöpfen sich allmählich. Angola gehört ebenfalls zu den sechs führenden Staaten. In Kanada, Botswana, werden jedoch viel wertvollere Edelsteine ​​​​gefördert.

Sowohl Seifen als auch Minen werden schnell entwickelt. Wir müssen das Netz von Bergwerken und Tagebauen systematisch aktualisieren. Je tiefer die gleichen Steinbrüche sind, desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit, eine signifikante Menge an Rohstoffen zu finden. Daher werden immer mehr Tagebaue mit einer Tiefe von mehr als einem Kilometer wegen Unrentabilität geschlossen. Die Abbaumethode des Bergbaus ist komplexer und gefährlicher, jedoch wirtschaftlich rentabel.

Die größte Diamantenlagerstätte unseres Landes ist Mir in Jakutien. Seine Entwicklung geht seit Ende der 1950er Jahre. Von 1957 bis 2001 dort wurde ein Steinbruch für 17 Milliarden Dollar (zu jeweiligen Preisen) abgebaut... Um ein solches Ergebnis zu gewährleisten, mussten etwa 350 Millionen Kubikmeter zerkleinert, gehoben und abtransportiert werden. m. Abfallgestein. Ende der 90er Jahre erreichte die Produktionsmenge so ein Ausmaß, dass Muldenkipper 8 km vom Produktionsort bis zum Lager fahren mussten. 2001 musste der Steinbruch wegen der zu großen Komplexität eingemottet werden.

Und 2009 begann die Nutzung der Mine Mir. Das unter der Erde zirkulierende Wasser wird nicht nur abgepumpt, sondern durch Rohre in spezielle Verwerfungen geleitet, die von Geologen in der Nähe entdeckt wurden. Im Jahr 2013 produzierte die Lagerstätte weitere 2 Millionen Karat hervorragender Diamanten von technischer Qualität. Das Unternehmen arbeitet 7 Tage die Woche, die Dauer der Bergmannsschichten beträgt 7 Stunden.

Die im Bergwerk eingesetzten Harvester sind mit Auslegern mit Fräsmeißeln ausgestattet. Die Zähne, obwohl aus gehärtetem Metall, unterliegen einem sehr starken Verschleiß. Daher wird bei jedem Arbeitsbeginn der Arbeitsteil der Werkzeuge inspiziert. Bei Bedarf wird es sofort ersetzt. Der Schotter wird über Förderbänder zum Ausgang des Bergwerks transportiert.

In einer Reihe von Diamantenminen werden separate Bodenteile während der Erschließung bewusst intakt gelassen. Ihre Dicke kann mehrere Dutzend Meter erreichen. Würden diese Strukturen entwickelt, wäre eine Überflutung der Felder kaum zu vermeiden. Zusätzlich werden Schichten aus wasserdichten Materialien zum Schutz verwendet. Der Transport von Gesteinen in Bergwerken und Steinbrüchen erfolgt mit riesigen Lastwagen (manchmal mit einer Kapazität von mehr als 100 Tonnen).

Früher war die Situation ganz anders. Bis zum 19. Jahrhundert wurden keine mechanischen Geräte verwendet. Die "Königin" des Diamantenabbaus war eine gewöhnliche Bergschaufel oder Spitzhacke. Manchmal ruderten sie einfach Flusssand und passierten ihn manuell durch ein Sieb. Aber solche Methoden haben ihre Machbarkeit längst verloren.

Und von den beiden Methoden - Tagebau und Mine - erweist sich die zweite Option als attraktiver. Bei der täglichen Arbeit von Diamantenminenarbeitern wird den Sicherheitsregeln große Aufmerksamkeit geschenkt. Niemand darf ohne Helm mit eingebauter Taschenlampe und ohne umluftunabhängiges Atemgerät unter die Erde gehen. Es ist strengstens verboten, es mehr als 3 m von Ihnen entfernt zu lassen. Es muss für eine Belüftung gesorgt werden, dank der es normalerweise leicht ist, unter der Erde zu atmen.

Russische Diamantenminenunternehmen (insbesondere solche mit Sitz in Jakutien) sind vielleicht die Hightech-Unternehmen der Welt. Sie verwenden Transportmittel, die für sehr starke Fröste ausgelegt sind. Auch an andere Geräte werden sehr strenge Temperaturanforderungen gestellt. Es wird angenommen, dass es möglich ist, ein neues Feld von Grund auf für 3 oder 4 Milliarden US-Dollar in Betrieb zu nehmen. Ob in diesem Betrag die Kosten der primären geologischen Prospektion enthalten sind – keine Unternehmensmeldungen.

Aber später, wenn ein Steinbruch oder eine Mine fertig ist, wird es viel billiger sein, sie zu nutzen und Anlagen zu entwickeln. Die größte Herausforderung bei der Untertage-Methode ist die Aufrechterhaltung einer optimalen Arbeitsumgebung. Bei Unfällen können die Hauptwellen zum Heben von Gestein verwendet werden. An verschiedenen Stellen der Minen werden Erholungsnischen vorbereitet.

Weitere Informationen darüber, wie Diamanten in Russland abgebaut werden, finden Sie im folgenden Fideo: