Come vengono estratti i diamanti?

Il diamante si distingue tra tutte le altre sostanze naturali per la sua straordinaria durezza, e allo stesso tempo è piuttosto raro. Queste ed altre straordinarie proprietà rendono una tale roccia molto apprezzata in tutto il mondo. Pertanto, è importante sapere come vengono estratti in natura.

Il paradosso dei diamanti è che sono molto duri, nonostante siano composti da carbonio. Lo stesso carbonio, solo con un reticolo cristallino diverso, forma la grafite (la roccia più morbida). Tutti i diamanti estratti sono formati da atomi estremamente strettamente combinati. La forza eccezionale non impedisce al minerale di essere fragile: in caso di forte impatto, il cristallo si rompe. Si ritiene che l'origine dei diamanti sia avvenuta a una profondità di decine o centinaia di chilometri, nell'arco di centinaia di milioni di anni.

Molto spesso, per estrarre diamanti su scala industriale, cercano tubi di kimberlite. Queste formazioni geologiche prendono il nome dalla città di Kimberley, in Sudafrica, dove è stato scoperto per la prima volta questo tipo di deposito. La formazione del minerale nelle profondità della terra avviene a temperature e pressioni molto elevate. La scienza non ha ancora elaborato la versione finale dell'origine dei diamanti.

Le strutture geologiche contenenti diamanti vengono gradualmente distrutte dal vento e dall'acqua. Pietrisco, ciottoli, ghiaia e altre rocce circostanti vengono spostate. Ci sono solo ipotesi di vari gradi di affidabilità. Di conseguenza, si formano depositi sciolti. Un altro tipo (ma molto più raro) è una forma particolarmente dura di carbonio, che appare nei luoghi in cui cadono i meteoriti.

Ognuno di questi casi ha la sua gamma di sfumature, tuttavia è importante prestare attenzione al valore dei colori specifici. Rara (e quindi pregiata) colorazione trasparente blu, verde e rosa. Il costo delle pietre incolori al 100% è ancora più alto.

Indipendentemente dalla versione a cui aderiscono alcuni specialisti, sono tutti d'accordo su una cosa: le fasi importanti nella formazione di una pietra si svolgono a grandi profondità. Da lì, insieme ai flussi magmatici, la sostanza entra nella parte superiore. Ad un certo momento appaiono dei tubi esplosivi. La loro profondità non supera i 1500 m.

Quasi tutti conoscono l'estrazione industriale di diamanti in Yakutia e in Sudafrica. Ma si sta anche svolgendo:

• nella regione di Arkhangelsk;
• Australia Occidentale;
• Canada;
• Congo;
• Botswana.

Non c'è praticamente nessun mining da placer. Svolgono solo un piccolo ruolo nella fornitura globale di diamanti grezzi. E la stabilità dell'offerta di prodotti estratti in superficie è discutibile. Il metodo a cielo aperto (cava) viene solitamente praticato quando si estraggono diamanti da una profondità di 600 m o meno. Nei tubi più profondi, i diamanti grezzi possono essere estratti principalmente con l'aiuto delle mine.

Stanno cercando di rimandare la costruzione delle miniere all'ultimo momento. Di solito si tratta di zone o nella zona del permafrost, o in zone particolarmente calde. Spesso, a grandi profondità nelle lavorazioni, è necessario pompare continuamente acqua sotterranea. La roccia dalle cave e poi dalle miniere viene trasportata con grossi camion agli stabilimenti. Lì, questa materia prima viene purificata con acqua.

Le cave moderne hanno già raggiunto quasi la profondità massima a cui possono arrivare. L'esperienza ha dimostrato che la larghezza di lavoro ridotta e l'inclinazione delle sponde complicano ulteriormente la faccenda. Fin dall'inizio, si prevede di estrarre i diamanti con il metodo aperto con una suddivisione per fasi. Questa tecnica consente di monitorare più spesso i cambiamenti nelle proprietà delle rocce e nella produzione in generale. Di conseguenza, facilita la selezione di metodi e schemi di lavoro ottimali.

Per selezionare correttamente i parametri laterali all'inizio dello sviluppo, è necessario utilizzare i pozzi di esplorazione. I campioni prelevati da lì sono sottoposti a test fisico-chimici secondo un programma speciale. Inoltre, l'esperienza viene presa in considerazione quando si elaborano fosse aperte simili. I contorni dei lati sono ottimizzati durante la progettazione. Non possono essere condotti molto delicatamente, altrimenti il ​​lavoro diventa molto più difficile.

Per tutti i contorni intermedi, le proprietà delle rocce vengono continuamente affinate tenendo conto dei campioni prelevati da ciascun lotto. A volte i test su vasta scala vengono praticati direttamente sul tabellone della cava. Particolare attenzione è rivolta alla valutazione del grado di fessurazione della roccia. Inoltre, studiano come si comportano su pendii ripidi. L'angolo di inclinazione del lato reale è previsto nei progetti da 50 a 55 gradi.

Di solito il processo richiede mesi, ma a volte ci vogliono diversi anni. Sono necessari calcoli speciali. Solo loro ci permettono di concludere dove si trovano i depositi solidi e dove sono stati fatti ritrovamenti casuali.

Le cave così come le miniere o le miniere sono spesso costruite in luoghi difficili da raggiungere. Pertanto, si sta creando un'infrastruttura residenziale e industriale intorno. Sono noti un certo numero di esempi quando un deposito è diventato un oggetto che forma la città per una città abbastanza grande. Poiché non è redditizio commerciare in materie prime, si stanno costruendo impianti di lavorazione. Da essi, i diamanti, finalmente separati dalla roccia di scarto, vengono trasportati alle imprese di taglio.

Inoltre, cercano naturalmente di organizzare il taglio nelle vicinanze. Più profondi sono i depositi, più denaro dovrà essere investito nel loro sviluppo e sviluppo del campo.

Per molto tempo è stato possibile ottenere diamanti solo dall'India. Ma non importa quanto ricca fosse la massa depositata lì a tempo debito, i processi naturali, entro la fine del 17 ° secolo, queste riserve erano già in gran parte esaurite. La produttività della produzione è diminuita drasticamente. Tuttavia, lo sviluppo della tecnologia ha permesso di invertire la tendenza. La situazione è cambiata radicalmente dopo la scoperta dei tubi di kimberlite.

Per comprendere più a fondo come avviene l'estrazione mineraria, dobbiamo tornare alla questione dell'aspetto dei diamanti in natura. La teoria prevalente è che si formino a profondità superiori a 100 km, dove si sviluppano temperature e pressioni molto elevate. La roccia sale verso l'alto durante le eruzioni vulcaniche.

Trovare oggetti adatti e impostare la produzione su di essi è possibile solo a costi significativi. Il processo preparatorio è già costoso, complicato e lungo. Si ritiene che per ogni 2 carati di diamanti grezzi estratti, debbano essere lavorati più di 1.000 kg di rocce. Le cave vengono create prima con la sabbiatura. Vengono perforati i pozzi e vengono posizionati gli esplosivi, quindi la roccia viene frantumata strato per strato.

L'approfondimento delle lavorazioni viene effettuato fino all'arresto della produzione di minerali. La separazione di preziose materie prime dal minerale è un grosso problema. Vengono utilizzati i seguenti approcci:

• il lavoro della pianta grassa;
• cercare i cristalli richiesti nei raggi X;
• immersione di rocce in sospensioni speciali.

Il metodo grasso prevede la miscelazione della roccia estratta con acqua, per poi versarla su una superficie lubrificata con grasso speciale. I cristalli vengono trattenuti sul grasso. Una tecnica più avanzata è la trasmissione a raggi X. Nella maggior parte dei casi, viene utilizzato il metodo di sospensione. In un liquido ad alta densità, la roccia di scarto viene annegata, mentre in superficie appaiono pezzi di carbonio.

Nel recente passato, il Brasile è stato il leader nell'estrazione dei diamanti, seguito dall'Australia. Ma i depositi di diamanti australiani si stanno gradualmente esaurendo. L'Angola è anche tra i sei principali stati. Tuttavia, in Canada, Botswana, vengono estratte gemme molto più preziose.

Sia i placer che le miniere si stanno rapidamente sviluppando. Dobbiamo aggiornare sistematicamente la rete delle miniere e dei pozzi aperti. Più profonde sono le stesse cave, minore è la probabilità di trovare una quantità significativa di materie prime. Pertanto, un numero crescente di pozzi aperti profondi più di un chilometro viene chiuso a causa della non redditività. Il metodo di estrazione mineraria è più complesso e pericoloso, tuttavia è economicamente redditizio.

Il più grande deposito di diamanti nel nostro paese è Mir in Yakutia. Il suo sviluppo è in corso dalla fine degli anni '50. Dal 1957 al 2001 lì è stata estratta una cava di un minerale per 17 miliardi di dollari (a prezzi correnti)... Per garantire un tale risultato, è stato necessario schiacciare, sollevare e rimuovere circa 350 milioni di metri cubi. m. roccia di scarto. Alla fine degli anni '90, la quantità di produzione ha raggiunto dimensioni tali che i dumper hanno dovuto percorrere 8 km dal punto di produzione al magazzino. Nel 2001, a causa dell'eccessiva complessità della cava, è stato necessario smantellarla.

E nel 2009 è iniziato l'uso della miniera Mir. L'acqua che circola nel sottosuolo non viene solo pompata, ma viene reindirizzata attraverso tubi in speciali faglie scoperte dai geologi nelle vicinanze. Nel 2013, il giacimento ha prodotto altri 2 milioni di carati di eccellenti diamanti di qualità tecnica. L'impresa opera 7 giorni alla settimana, la durata dei turni del minatore è di 7 ore.

Le mietitrici utilizzate nella miniera sono dotate di bracci con frese. I denti, pur essendo realizzati in metallo temprato, sono soggetti ad usura molto pesante. Pertanto, ad ogni turno di inizio lavoro, viene ispezionata la parte operativa degli utensili. Se necessario, viene sostituito immediatamente. Il pietrisco viene trasportato all'uscita della miniera mediante nastri trasportatori.

In un certo numero di miniere di diamanti, le parti inferiori separate vengono deliberatamente lasciate intatte durante lo sviluppo. Il loro spessore può raggiungere diverse decine di metri. Se queste strutture fossero sviluppate, sarebbe quasi impossibile evitare l'allagamento dei campi. Inoltre, per la protezione vengono utilizzati strati di materiali impermeabili. Il movimento delle rocce nelle miniere e nelle cave viene effettuato utilizzando camion colossali (a volte con una capacità di oltre 100 tonnellate).

In passato la situazione era molto diversa. Fino al XIX secolo non venivano utilizzati dispositivi meccanici. La "regina" dell'estrazione dei diamanti era una normale pala da montagna o piccone. A volte hanno semplicemente remato la sabbia del fiume e l'hanno passata manualmente attraverso un setaccio. Ma tali metodi hanno perso da tempo la loro fattibilità.

E tra i due metodi - open-pit e mio - la seconda opzione risulta essere più attraente. Molta attenzione è riservata alle norme di sicurezza nel lavoro quotidiano dei minatori di diamanti. Nessuno è ammesso sottoterra senza casco con torcia incorporata e senza autorespiratore. È severamente vietato lasciarlo a più di 3 m da te. Deve essere prevista la ventilazione, grazie alla quale è normalmente facile respirare nel sottosuolo.

Le imprese di estrazione di diamanti russe (soprattutto quelle situate in Yakutia) sono forse le più high-tech al mondo. Usano mezzi di trasporto progettati per gelate molto forti. Requisiti di temperatura molto severi sono imposti anche su altre apparecchiature. Si ritiene che sia possibile commissionare da zero un nuovo campo per $ 3 o 4 miliardi. Se questo importo include i costi della prospezione geologica primaria - nessun rapporto dell'azienda.

Ma in seguito, quando una cava o una miniera sarà pronta, sarà molto più economico utilizzarle e sviluppare le lavorazioni. La sfida più grande con il metodo sotterraneo è mantenere un ambiente di lavoro ottimale. Gli alberi principali per il sollevamento della roccia possono essere utilizzati in caso di incidenti. Si stanno preparando nicchie ricreative in diversi luoghi delle miniere.

Per ulteriori informazioni su come vengono estratti i diamanti in Russia, vedere la seguente fideo: