Реферат на тему алмаз по химии

Обновлено: 02.07.2024

Алмаз! Это название известно каждому. С ним ассоциируется представление о несравненном блеске и непревзайденной твердости. Со вторым свойством связано и название минерала, которое происходит или от арабского слова ал-мас (“твердейший”), или от греческого адамас (“непреодолимый”, ”несокрушимый”).

Алмазы издавно использовались в качестве самых изысканных украшений. Ювелиры разделяют алмазы почти на тысячи сортов в зависимости от прозрачности, тона, густоты и равномерности окраски, наличие трещин, минеральных включений и некоторых других признаков. В конце двадцатого века алмазы начинают применятся на производстве. В настоящее время экономический потенциал наиболее развитых государств в значительной мере связывается с использованием ими алмазов.

Какие же свойства алмаза определяют его широкое использование в самых различных областях народного хозяйства? В первую очередь, конечно, исключительная твердость, которая, если судить по скорости истирания, в 150 раз выше, чем у корунда, и в десятки раз лучше, чем у лучших сплавов, применяемых для изготавления резцов. Алмаз применяется при бурение горных пород и механической обработке самых разнообразных материалов, для протягивание (волочения) тонкой проволки, в качестве абразива и т.п.

Более половины добычи технических алмазов идет на изготовления специального инсрумента для обрабатывающей промышленности. Применение алмазных резцов и сверл на обработке цветных и черных металов, твердых и сверхтвердых сплавов , стекла , каучука, пласмасс и других синтетических веществ дает огромный экономический эффект по сравнению с использованием твердосплавного инструмента. Черезвычайно важно, что при этом не только в десятки раз повышает производительность труда (при токарной обработке пластмасс даже в сотни раз!), но одновременно значительно улучшается качество продукции. Обработанные алмазным резцом поверхность не требуют шлифовки, на них практически отсутствуют микро трещены, в результате чего многократно увеличивается срок службы получаемых деталей.

Практически все современные отрасли промышленности, в первую очередь электротехническая, радиоэлектронная и приборостроительная, в огромных колличествах используют тонкую проволку, изготавливаемую из различных При этом предъявляются строгие требования к круговой форме и неизменности диаметра поперечного сечения проволки при высокой чистоте поверхности.Такая проволка из твердых металлов и сплавов (вольфрама, хромоникелевой стали и др.) может быть изготовлена лишь с помощъю алмазных фильер.Фильеры представляют собой пластинчатые алмазы с просверленными в них тончайшими оверстиями.

Широкое применение в промышленности находят и алмазные порошки. Их получают путем дробление низкосортных природных алмазов, а также изготавливают на специальных предприятиях по производство синтетических алмазов. Алмазные порошки используются в дисковых алмазных пилах,мелкоалмазных буровых коронках, специальных напильниках и в качестве абразива. Только с применением алмазных порошков удалось создать уникальные сверла, которые обеспечивают получение глубоких тонких отверстий в твердых и хрубких материалах.

Алмазные порошки находят применения на гранильных фабриках, где все самоцветы, и в том числе алмазы, подвергаются органике и шлифовке, благодаря чему невзрачные до этого камни становятся таинственно светящимися или ослепительно сверкающими драгоценностями, к не повторимой красоте котрых никто не останется равнодушным. В алмазе под действием заряженной частице происходит световая вспышка и возникает импульс тока. Эти свойства позволяют использовать алмазы в качестве детекторов ядерного излучения. Свечение алмазов и возникновение импульсов электрического тока при облучении позволяет применять их в счетчиках быстрых частиц. Алмаз в качестве такого счетчика обладает неоспоримыми преимуществами по сравнению с газовыми и другими кристаллическими приборами.

В Советском Союзе после открытия якутских месторождений была создана алмазодобывающая промышленность. В значительных масштабах у нас производятся и синтетические алмазы.

Алмазом, как и другим кристаллическим телам, свойственна анизотропия некоторых характеристик в том числе и анизотропия твердости, что обусловленно особенностями внутреннего строения кристаллов. Твердость меняется не только от грани к грани, но и не редко в пределах одной грани кристалла, что не обходимо учитывать при обработке алмаза и при работе с алмазным инструментом.

Прочие физико-механические свойства. Важное значение имеет очень низкий коэффициент трения алмаза по металлу на воздухе - всего 0.1, что связано с образованием на поверхности кристалла тонких пленок адсорбированного газа, играющих роль своеобразной смазки. Когда такие пленки не образуются, коэффициент трения возрастает и достигает 0.5-0.55. Низкий коэффициент трения обуславливает исключительную износостойкость алмаза на истирание, которая превышает износостойкость корунда в 90 раз, а других абразивных материалов - в сотни и тысячи раз. В результате, например, при шлифовании изделий из твердых сплавов алмазного порошка расходуется в 600-3000 раз меньше, чем любого другого абразива.

Для алмаза также характерны самый высокий (по сравнению с другими известными материалами) модуль упругости и самый низкий коэффициент сжатия.

Термические свойства. Температура плавления алмаза составляет 3700-4000’C. На воздухе алмаз сгорает при 850-1000’С, а в струе чистого кислорода горит слабо-голубым пламенем при 720-800’С, полностью превращаясь в конечном счете в углекислый газ. При нагреве до 2000-3000’С без доступа воздуха алмаз переходит в графит.

Рассматриваемый минерал обладает исключительно высокой теплопроводностью, что обусловливает быстрый отход тепла, возникающего в процессе обработки деталей инструментом, изготовленным из него. Кроме того, для алмаза характерен низкий температурный коэффициент линейного расширения (ниже, чем у твердых сплавов и стали). Это свойство алмаза учитывается при вставке его в оправу из разных металлов и других материалов.

Оптические свойства. Средний показатель преломления бесцветных кристаллов алмаза в желтом цвете равен примерно 2.417, а для различных цветов спектра он варьирует от 2.402 (для красного) до 2.465 (для фиолетового). Способность кристалов разлагать белый цвет на отдельные составляющие называется дисперсией. Для алмаза дисперсия равна 0.063. Как показатели преломления, так и дисперсия алмаза намного превышают аналогичные свойства всех других природных прозрачных веществ, что и обусловливает в сочетании с твердостью непревзайденные качества алмазов как драгоценных камней. Высокое преломление в совокупности с чрезвычайно сильной дисперсией вызывает характерный блеск отполированного алмаза, названным алмазным.

Одним из важных свойств алмазов является люминесценция. Под действием солнечного света и особенно катодных, ультрафиолетовых и рентгеновских лучей алмазы начинают люминесцировать - светиться различными цветами. Под действием катодного и рентгеновского излучения светятся все разновидности алмазов, а под действием ультрафиолетового - только некоторые. Рентгенолюминесценция широко применяется на практике для извлечения алмазов из породы.

Форма кристаллов. Большая часть алмазов встречается в природе в виде отдельных хорошо оформленных кристаллов или их обломков. Преобладают октаэдры, ромбододекаэдры и кубы, а также их комбинации. Это кристаллы с ровными плоскими гранями. Так их и называют - плоскогранными. Реже встречаются кривогранные, округлые кристаллы, однако в некоторых месторождениях они преобладают. Зачастую кристаллы алмаза срастаются друг с другом или же как бы “прорастают” друг друга, образуя соответственно так называемые двойники срастания и прорастания.

Практически во всех алмазных месторождениях присутствуют микро- и скрытокристаллические агрегаты, сложенные сотнями тесно сросшихся мельчайших зерен алмаза. Они подразделяются на борт, баллас и карбонадо. Бортом обычно называют неправильные мелкозернистые сростки. Балласы представляют собой шарообразные агрегаты, радиально-лучистого строения, карбонадо - тонкозернистые агрегаты, имеющие массивное, пористое, коксовидное и шлаковидное строение. Наиболее ценятся массивные карбонадо, покрытие эмалевидной корочкой, которая тверже самого алмазного ядра. Карбонадо незаменимы для изготовления алмазных буровых коронок.

Классификация алмазов. Попытки классифицировать алмазы предпринимались с незапамятных времен. Так, древние индусы разделяли алмазы, как и людей, на четыре касты: брахманы, кшатрии, вайшии и шудры. К брахманам относились прозраные высококачественные кристаллы, к кшатриям и вайшиям - камни камни более низкосортные с красноватым оттенком, к шудрам - наиболее низкокачественные алмазы серого цвета. Соответственно шудры оценивались в четверть, вайшии - в половину, а кшатрии - в три четверти стоимости брахманов.

В настоящее время существует множество классификаций алмазов, основанных на различных принципах. В одних классификационных схемах сделаны попытки учесть все свойства алмазов, в других - в основу положен генетический принцип, т.е. представления об условиях образования тех или иных групп алмазов. В Советском Союзе наибольшее распростронение получили классификационные схемы Ю.Л.Орлова и З.В.Бартошинского. В то же время ювелиры, подходя к данному вопросу со своих позиций, разделяют алмазы почти на тысячу сортов в зависимости от прозрачности, тона, густоты и равномерности окраски, наличия трещин, минеральных включений и некоторых других признаков.

В нашей стране принята классификация, где учитывается качество алмазов, их размерность, масса и сфера применения. По качеству определяется 9 категорий природного алмазного сырья. К категориям 1и 2 отнесены ювелирные алмазы, к остальным - различные сорта технических. В свою очередь, категории подразделяются на группы с учетом массы и размеров кристаллов, а группы - на подгруппы с указанием области использования алмазов.

* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.

Физико-механические свойства стр.4

История происхождения стр.5

История добычи алмазов в РФ стр.6

Огранка алмаза стр.7

Список литературы стр.10

Алмазы представляют собой интереснейший и необыкновеннейший ресурс. Ранее, вплоть до XV века, человечество знало лишь одну сторону этого удивительного минерала: то, что они необыкновенно твёрдые. До средних веков они ценились ниже изумруда или рубина. И только в XVII веке гранильщики изобрели специальную огранку минерала: бриллиантовую, которая максимально подчёркивает его достоинства.

Основная масса алмазов используется в технике. Из них изготавливают абразивы, буры для проходки глубоких скважин в твёрдых породах, резцы для обработки металлов, и т.д.

Главные отличительные черты алмаза — высочайшая среди минералов твёрдость, наиболее высокая теплопроводность среди всех твёрдых тел 900—2300 Вт/(м·К), большие показатель преломления и дисперсия. Алмаз является диэлектриком. У алмаза очень низкий коэффициент трения по металлу на воздухе — всего 0,1, что связано с образованием на поверхности кристалла тонких плёнок адсорбированного газа, играющих роль своеобразной смазки. Когда такие плёнки не образуются, коэффициент трения возрастает и достигает 0,5—0,55. Высокая твёрдость обусловливает исключительную износостойкость алмаза на истирание. Для алмаза также характерны самый высокий (по сравнению с другими известными материалами) модуль упругости и самый низкий коэффициент сжатия. Энергия кристалла составляет 10 5 Дж/г-ат, энергия связи 700 Дж/г-ат — менее 1 % от энергии кристалла.

Температура плавления алмаза составляет 3700—4000 °C. На воздухе алмаз сгорает при 850—1000 °C, а в струе чистого кислорода горит слабо-голубым пламенем при 720—800 °C, полностью превращаясь в конечном счёте в углекислый газ. При нагреве до 2000 °C без доступа воздуха алмаз переходит в графит за 15-30 минут . Средний показатель преломления бесцветных кристаллов алмаза в жёлтом цвете равен примерно 2,417, а для различных цветов спектра он варьируется от 2,402 (для красного) до 2,465 (для фиолетового). Способность кристаллов разлагать белый свет на отдельные составляющие называется дисперсией. Для алмаза дисперсия равна 0,063.

Одним из важных свойств алмазов является люминесценция. Под действием солнечного света и особенно катодных, ультрафиолетовых и рентгеновских лучей алмазы начинают люминесцировать — светиться различными цветами. Под действием катодного и рентгеновского излучения светятся все разновидности алмазов, а под действием ультрафиолетового — только некоторые. Рентгенолюминесценция широко применяется на практике для извлечения алмазов из породы.

Большой показатель преломления, наряду с высокой прозрачностью и достаточной дисперсией показателя преломления (игра цвета) делает алмаз одним из самых дорогих драгоценных камней (наряду с изумрудом и рубином, которые соперничают с алмазом по цене). Алмаз в естественном виде не считается красивым. Красоту придаёт алмазу огранка, создающая условия для многократных внутренних отражений. Огранённый алмаз называется бриллиантом.

История происхождения алмаза

История бриллиантов тесно связана с историей алмазов. Никому не известно о том, кто, где и когда нашел самый первый в мире алмаз.

Первый алмаз был обнаружен в 4 тысячелетии до нашей эры в Индии. Уже тогда бриллиантам приписывали магическое действие, поэтому их часто использовали как талисманы. Алмазы были таже известны и очень ценились старыми римлянами. Плиний Старший в своем произведении Naturalis historia описывает применения алмазов в качестве инструменов. Около 600 г. нашей эры был обнаружен первый алмаз на индонезийском острове Борнео, но несмотря на то, что теперь Индия не являлась единственным месторождением алмазов, алмазы с Борнео не стали популярны, так как их количество было совсем незначительным, а транспортировка до торговых городов была слишком дорога.

В 13 веке обнаружили, что после обработки алмазы приобретают восхитительный вид, но все же от обработки алмазов отказывались, так как считали, что после обработки алмазы теряют свою магическую силу. Лишь в 1910 году была изобретена и воплощена в жизнь шлифовка алмазов, которая используется и по сей день.

Ботсвана — 2,9 млрд долл.;

Россия — 2 млрд долл.;

Канада — 1,4 млрд долл.;

ЮАР — 1,3 млрд долл.;

Ангола — 1,2 млрд долл.;

Намибия — 0,7 млрд долл.

История добычи алмазов в Российской Федерации

В России первый алмаз был найден 4 июля 1829 года на Урале в Пермской губернии на Крестовоздвиженском золотом прииске четырнадцатилетним крепостным Павлом Поповым, который нашёл кристалл, промывая золото в шлиховом лотке. За полукаратный кристалл Павел получил вольную. Павел привёл учёных, участников экспедиции немецкого учёного Александра Гумбольдта, на то место, где он нашёл первый алмаз (сейчас это место называется Алмазный ключик (по одноимённому источнику) и расположено приблизительно в 1 км от пос. Промысла? недалеко от старой автомобильной дороги, связывающей посёлки Промысла? и Тёплая Гора Горнозаводского района Пермского края), и там было найдено ещё два небольших кристалла. За 28 лет дальнейших поисков был найден только 131 алмаз общим весом в 60 карат.

Первый алмаз в Сибири был намыт также из шлиха неподалеку от города Енисейска в ноябре 1897 года на реке Мельничной. Размер алмаза составлял 2/3 карата. Из-за малого размера обнаруженного алмаза, и недостатка финансирования разведка алмазов не велась. Следующий алмаз был обнаружен в Сибири в 1948 году.

Самым сложным и ответственным процессом при изготовлении из алмазов бриллиантов является огранка. Ее производят с помощью быстро вращающегося диска из медного сплава, в который впрессованы мелкие алмазы, или чугунного диска, в поверхность которого втирают алмазный порошок, разведенный в репейном или оливковом масле.

Огранка бриллиантов – необычайно сложный и трудоемкий процесс. Крупные камни гранят месяцами, а уникальные – по нескольку лет. Масса алмаза от этой операции сокращается вдвое или втрое, пропорционально растет и его стоимость.

Казалось бы, алмаз – безупречный камень. Но и у него есть недостатки. Он химически активен по отношению к железу и никелю. При повышенной температуре он образует с ними растворы внедрения и разрушается. То есть резать алмазом сталь на высокой скорости невозможно.

Впрочем, любой недостаток можно превратить в достоинство. Эту простую химическую реакцию можно использовать для обработки алмазов. Такое свойство неприступного алмаза позволяет легко разрезать его раскаленной стальной проволокой.

Если к алмазу приложить железный резец, нагретый до 1000°C, он начнет растворять в себе углерод, погружаясь вглубь алмаза со скоростью до 0,3 мм в час. Меняя форму головки резца, из алмазов можно изготавливать сложнейшие детали, например, втулки, шестеренки и прочие сложной формы изделия, которые невозможно изготовить по-другому.

В принципе, на алмазе можно было бы написать и эту статью, был бы алмаз подходящих размеров и раскаленный гвоздик!

Синтетические алмазы I

Синтез алмаза проводится в камере типа "чечевица" объемом несколько кубических сантиметров . Нагревание осуществляется индукционным методом или прямым пропусканием электрического тока. При сближении пуансонов реакционная смесь графита с никелем (а также со слоистым пирофиллитом) сжимается, при этом в камере развивается давление выше 5 • 102 МПа. В результате происходит перекристаллизация гексагональной кристаллической решетки графита в кубическую структуру алмаза. Размер кристаллов алмаза зависит от времени синтеза, так как при времени реакции 3 минуты образуются кристаллы массой около 10 мг, а 30 мин – 70 мг. Наиболее прочны кристаллы размером до 0,5 – 0,8 мм, более крупные имеют невысокие физико-механические свойства. Кроме описанного метода разработан еще ряд способов выращивания алмазов.
В 1963 г. В.Ж. Эверсолом (США) был запатентован способ выращивания алмазов из газовой фазы (из метана, ацетилена или других углеводородов) при давлении ниже 103 МПа. Суть метода – создание перенасыщенной углеродом газовой фазы, образующаяся при этом избыточная поверхностная энергия на границе графит – воздух способствует формированию зародышей алмазов. Подобный метод был разработан в СССР Б.В. Дерягиным и Д.В. Федосеевым. При давлении ниже атмосферного им удалось получить на затравках из алмаза нитевидные кристаллы синтетического алмаза из газовой фазы. Скорость роста кристаллов очень низкая – около 0,1 мкм/ч.
В 1961 г. в США фирмой "Эллайд Хемикал и Дю Пон" был предложен взрывной метод получения синтетических алмазов. При направленном взрыве происходит мгновенное повышение давления до 200 • 102 МПа и температуры до 2000 ?С, при этом в графите образуются мелкие (до 10 – 30 мкм) синтетические алмазы. В СССР в Институте сверхтвердых материалов АН УССР была отработана подобная технология получения искусственных алмазов, получивших название АВ.
В США фирмой "Дженерал Электрик К0" в 1970 г. был разработан метод получения крупных синтетических кристаллов алмазов ювелирного качества на затравках в виде пластин. Однако стоимость выращивания таких алмазов гораздо выше, чем добыча природных.
Главные центры производства синтетических алмазов – США ("Дженерал Электрик К°"), ЮАР ("Де Бирс"), Англия, Япония. Схема камеры типа "чечевица": 1 – пуансоны; 2 – реакционная смесь графита с никелем; 3 – пирофилитовая прокладка; 4 – муфта. В мире выпускаются синтетические алмазы следующих видов: АСО – алмазы обычной прочности, АСР – алмазы повышенной прочности, АСВ – алмазы высокой прочности, АСК и АСС – алмазы монокристаллические. Размер алмазов АСО, АСР и АСВ 0,04 – 0,63 мм.

Синтетические алмазы II

Кроме того, выпускаются две марки микропорошков – АСМ и АСН с размером зерен 1 – 60 мкм. Монокристаллические синтетические алмазы АСК и АСС имеют размер зерен до 1 мм.
Эксплуатационные свойства шлифовальных порошков из синтетических алмазов зависят от формы зерен, характера их поверхности и механической прочности. Наиболее развитая поверхность характерна для алмазов АСО, а наименее развитая – для алмазов АСС. Механическая прочность алмазов АСС приближается к прочности природных алмазов.
Синтетические алмазы широко применяются для производства алмазно-абразивного инструмента, брусков, кругов шлифовальных и отрезных, паст для шлифования, стеклорезов, резцов, буровых коронок, долот и т.д. В настоящее время более 80% потребности в технических алмазах покрывается за счет синтетических. Кроме перечисленных марок синтетических алмазов в СССР выпускаются поликристаллические алмазы типа карбонадо, балласы, СВС, используемые в технике, а также ряд синтетических сверхтвердых материалов, приближающихся по своим физическим свойствам к природным алмазам – эльбор (или кубонит), гексанит и др. "Блестящее будущее рисуется нам для алмаза, когда человек сумеет овладеть тайной искусственно¬го его получения. Алмаз до сих пор упорно хранит эту тайну, и то немногое, чего добилась наука, еще далеко от разрешения проблемы в целом. " – так писал А.Е. Ферсман в 1945 г., а уже через несколько лет синтетические алмазы заняли ведущее положение в технике.
Около 200 лет пытаются создать синтетические алмазы. Десятки лабораторий в различных странах продолжают поиски более рациональной и эффективной методики выращивания алмазов как для технических нужд, так и для ювелирных целей. Нерешенных проблем в этой области очень много, однако каждый день приближает нас к цели и не исключено, что в скором времени будут найдены экономичные способы получения синтетических алмазов любой формы, размера, цвета и качества. Природные драгоценные камни в десятки, а иногда и в сотни раз стоят дороже своих синтетических аналогов, несмотря на то что синтетические камни по качеству и цвету часто значительно превосходят природные. Г. Банк пишет: "Тем не менее и синтетические камни принадлежат к миру драгоценных камней. Каждому дано решить для себя, как он представляет себе свой мир драгоценных камней: намерен ли он удовлетвориться хорошей копией или же по прежнему ценит лишь оригинал!".

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Одно из самых замечательных полезных ископаемых - алмазы.

Алмазы известны с глубокой древности. Уже тысячи лет назад они привлекали внимание людей своей красотой. Короны и скипетры царей были украшены сверкающими бриллиантами - гранеными алмазами. Но с конца XIX в. алмазы стали ценить уже не только за их красоту, но и за твердость.

Алмазы родились глубоко под землей, когда раскаленная магма прорывала земную кору, образуя в ней своеобразные трубы, похожие на жерла вулканов. Эти жерла (геологи называют их трубками взрыва) бывают заполнены глиной голубоватого цвета.

В России первый алмаз был найден 5 июля 1829 года на Урале в Пермской губернии на Крестовоздвиженском золотом прииске четырнадцатилетним крепостным Павлом Поповым, который нашёл алмаз, промывая золото в шлиховом лотке.

Вес алмазов измеряется в метрических каратах. Грамм - это 5 карат, то есть один карат равен 200 мг. Камни, вес которых составляет 15 и более карат, считаются редкими, а те, которые весят больше 100 карат - уникальными. За год в мире добывается около 26 т алмазов.

Огранённый алмаз ( бриллиант ) уже многие десятилетия является популярнейшим и дорогим драгоценным камнем .

Алмазы разделяются на ювелирные и технические. Первые обладают высокой прозрачностью. Наиболее ценными являются алмазы бесцветные ("чистой воды") или с хорошей окраской. К техническим относятся все прочие добываемые алмазы вне зависимости от их качества и размеров.

Исключительная твёрдость алмаза находит своё применение в промышленности: его используют для изготовления ножей , свёрл , резцов и тому подобных изделий. Потребность в алмазе для промышленного применения вынуждает расширять производство искусственных алмазов.

Алмазы образовывались глубоко под землей, и в течение миллионов лет выталкивались на поверхность вулканами. Внутри земной коры их содержится немало и сегодня, но промышленная добыча этих камней ведется на ограниченном количестве месторождений. В докладе об алмазах как полезном ископаемом основное внимание нужно уделить свойствам этого материала и способам его добычи.

Физические свойства алмаза

Эти камни, пожалуй, одни из самых дорогих ценностей нашей планеты. Например, алмаз ювелирного качества Куллинан весом 621,35 грамм является самым большим в мире и стоит 200 миллиардов рублей. За него можно купить 4 тысячи автомобилей Bugatti или 5 тысяч самых лучших квартир в центре Москвы.

Алмаз на самом деле является одним из самых твёрдых природных минералов. Его показание по шкале твердости равно 10. А вот рубин с твердостью равной 9 при шлифовании в 140 раз мягче алмаза, а по шкале Мооса мягче почти в четыре раза. Под твердостью понимается свойство материала сопротивляться внедрению более твердого тела. Обычно это царапанье или шлифование.

Удивительно, но этот минерал тверд только к истиранию и царапанью. Оказывается, что он довольно хрупок и его можно расколоть даже легким ударом. Об этом не следует забывать всем, кто обращается с изделиями из бриллиантов. В то же время любые кислоты и изменения температуры в обычных условиях этому камню нипочем.

Прозрачные, без каких-либо включений алмазы гранятся и являются драгоценными камнями первого порядка. Оценка качества полученных бриллиантов требует колоссального опыта. Необходимо знать цвет, чистоту, совершенство огранки и массу камня в каратах. В ювелирных целях используется не более двадцати процентов, всех добываемых минералов. Очень большой редкостью являются минералы в сотни и тысячи каратов.

Основные месторождения минерала

Выдающиеся бриллианты, обретшие всемирную известность благодаря своей красоте и различным историям, носят собственные имена. Список самых известных бриллиантов:

Россия лидирует в деле алмазодобычи. Она стала мировым лидером с 2010 года. И это неслучайно, ведь в мире совсем немного стран, которые могли бы похвастаться такими богатыми месторождениями.

Главными производителями алмазов помимо России являются:

Австралия;
Ботсвана;
Канада;
ЮАР;
Ангола.

Главный вклад в эту победу внесла Якутия, где в городе Мирном добывается основная доля российских алмазов. И хотя добыча драгоценных кристаллов в Якутии ведется не только в Мирном, но именно этот город считается алмазной столицей российского государства.

Началась добыча российских алмазов не в Якутии, а на Урале в Пермской губернии в 1829 году. Первые 22 якутских минерала были найдены 7 августа 1949 года на косе Соколиная в 135 километрах от города Мирного. Их нашли геологи под руководством Григория Хаимовича Файнштейна — геолога, чье имя также вошло в историю мировой алмазодобычи.

По трещинам в земной коре магма продвигалась на поверхность, и когда вышележащие слои уже не в состоянии были препятствовать давлению горных пород, происходил взрыв и образовывались вертикальные геологические тела, называемые кимберлитовыми трубками взрыва.

Первая такая трубка была обнаружена в провинции Кимберли на юге Африки, откуда и пошло это название. Сейчас в Якутии найдено полторы тысячи кимберлитовых трубок.

Процесс добычи руды в Якутии

Работа на шахте ведется в три смены без выходных и праздников. За сутки добываются полторы тысячи тонн породосодержащей руды. Пустой руды тут быть не может потому, что возможности месторождения специалисты просчитывают заранее, чтобы не было убытков.

Добытую породу отправляют на обогатительную фабрику, где извлекают сами алмазы. Этот процесс довольно длительный и многоэтапный. Щёковая дробилка работает круглосуточно. За 24 часа через нее проходит шесть тысяч тонн сырья, добытого в карьерах и шахтах.

С дробилки по ленточному конвейеру сырье перемещается внутрь огромной мельницы диаметром в 7 метров. Тут измельчение происходит при помощи воды, с которой смешивается алмазосодержащий материал, далее он попадает на так называемые грохоты.

Камни просеивают как муку, пропуская через сито. В процессе они делятся на группы в зависимости от размера. В сепараторе происходит выделение крупных кристаллов. Алмаз имеет свойство светиться в рентгеновских лучах и затем некоторое время после облучения он еще продолжать светиться. Фотоэлемент видит это свечение и отсекает крупные камни.

Всех этих процедур может оказаться недостаточно, и в итоге среди алмазов иногда могут попадаться обычные камни. Отделить драгоценный материал окончательно и бесповоротно могут только люди. Они вручную заканчивают то, что начали машины.

Оценка формы, качества и цвета

В специальном центре сортировки алмазов решается судьба каждого отдельно взятого камня — куда он пойдет на технические нужды или на ювелирные. Задача вибрационного щитового грохота — разделить мелкие кристаллы в зависимости от их размера на классы. Для этого применяется от 4 до 8 сит. За один раз в агрегат помещается полторы тысячи камней.

Вибрационный грохот делит на группы самые мелкие кристаллы, камни, что побольше, — это удел развесочных аппаратов, ну а сортировкой самых крупных минералов занимаются люди. Общая задача — классифицировать камни по размеру и весу.

Разработано 16 размерно-весовых групп алмазов, позже к ним добавляются 10 видов форм камней, 5 вариантов качества и 10 цветовых классов. В итоге получается 8 тысяч позиций.

Определением формы, качества и цвета кристаллов занимаются оценщики. Для этого они используют микроскопы и лупы. Через руки этих специалистов за час проходят десятки алмазов, а когда речь заходит о мелких экземплярах, тогда они исчисляются сотнями. Причем каждый камень эксперты оценивают по три раза, ошибки тут недопустимы.

Плохих и ненужных алмазов не бывает — в дело идут все. Еще в древности китайцы активно использовали эти камни для полировки своих ритуальных топоров, которые были сделаны из корунда — менее твердого природного материала. Сегодня 60% добываемых алмазов идет для промышленных целей, а 40% — на ювелирные.

Для производства ювелирных изделий камни после долгого и сложного отбора оказываются на гранильном заводе. Здесь они меняют свой внешний вид и название — они становятся бриллиантами.

Огранка на гранильном заводе

Прежде чем приступить к работе, камни взвешивают на особенных каратных весах. Карат — это стручок рожкового дерева, семена которого в древности служили мерой массы драгоценных камней или жемчуга на базарах Ближнего Востока. Один карат соответствует 200 миллиграмм.

Сначала камень визуально изучают на наличие дефектов, и определяют цвет. Затем при помощи специальной программы получают 3D модель камня, позволяющей определить какой будет максимальный выход бриллианта. Лазером наносится метка будущей площадки бриллианта.

В цехе распиловки каждый камень закрепляется и распиливается в том месте, где была нанесена лазерная метка. На это уходит от трех часов до недели. Для распилки камней используются тонкие медные пластины, которые смазываются алмазной пастой, состоящей из технического масла и алмазного порошка.

Распиленные алмазы в итоге оказываются у огранщиков. В одном цехе работают автоматы, а в соседнем помещении — люди. И те и другие для работы используют ограночный круг, покрытый тонким слоем алмазной пыли. Конечно, качество ручной работы отличается в разы и ценится гораздо выше. Главная задача в этом деле — получить камень максимальной стоимости, то есть огранщики должны свести к минимуму потери при обработке.

В среднем теряется от 30 до 70 процентов веса. Качество работы огранщиков проверяется технологами. Экспертная оценка заключается в сравнении камня с другими бриллиантами. Она проводится по четырём параметрам (4"С"):

определение массы камня в каратах;
определение цвета бриллианта и его интенсивности при стандартном освещении;
чистота камня, выявление всех его внутренних несовершенств (дефектов);
качество огранки и финишной обработки.

Классическая форма огранки круглая — 57 граней или фасет. Формула классической огранки была выведена в начале ХХ века при помощи специальных расчетов и была признана идеальной, потому как позволяла показать всю красоту камня.

На последнем этапе — ювелирном заводе ограненные алмазы или бриллианты обретают свое место жительства в кольцах, сережках кулонах или часах.

Таким образом, значение алмазов в жизни человека трудно переоценить. С древних времен его считали камнем сильных людей. По многим поверьям он придает силу, отвагу, мужество и доблесть. Без него невозможно представить ювелирное дело, а также работу промышленности в сфере оптики, электроники и других отраслях.

Читайте также: