Алмазы России
Введение
Алмаз-этоприродноевещество, драгоценныйкамень, техническоесырье. Он былизвестен вдалеком прошлом,широко применяетсяв настоящем,велики перспективыего использованияв будущем.
Человекузнал этоттвердый, прозрачный,блестящий,играющий всемицветами радугикамень еще наранних стадияхразвития цивилизации.И он стал собиратьего любоватьсяим, украшатьим свое оружиеи одежду, использоватьего при изготовлениирелигиозно-культовыхпредметов исимволов власти.Точно неизвестнов какой частисвета, какойнарод, в какоевремя впервыеобратил вниманиена алмаз, сталего собирать,а потом специальноискать и хранить.Вероятно, каки большинствоважных длячеловечестваоткрытий, аэто, безусловно,важное открытие,люди сделалиболее или менеев одно и то жевремя независимодруг от другав разных местахземного шара.Это произошлои в Индии, и вАфрике, и в ЮжнойАмерике. С техпор, как научилисьобрабатывать,шлифовать иполироватьалмазы, онистали еще болееблестящими,их цветоваяигра усилилась,по существудо конца раскрыласьприроднаякрасота камня-и алмаз, превращенныйв бриллиант,стал еще большецениться.
С развитиемтехники, когдавозникланеобходимостьв новых видахминеральногосырья, в частностидля обработкикамня, металлов,а в последующемразличныхтвердых синтетическихматериалов,алмаз приобрелкак бы вторуюжизнь. Быливыявлены иизучены еговысокие абразивныесвойства, скоторыми связанывозможностииспользованияалмазов впромышленности.В настоящеевремя существованиевсей обрабатывающейпромышленности и машиностроения( от созданиямощных агрегатовдо изготовлениятончайшихмеханизмови приборов)практическинемыслимо безпримененияалмазов в тойили иной частитехнологическогопроцесса. Вместес тем и сейчасалмаз, как ираньше, остаетсяодним из самыхкрасивых идорогих драгоценныхкамней, идущихна созданиеразличныхювелирныхизделий и украшений,многие из которыхявляются настоящимипроизведениямиискусства.
Еслив последниегоды в промышленностивсе больше ишире используютсяалмазы какабразивныйматериал ( абразивныепорошки, пасты,шлифовальныекруги, алмазныепилы, стеклорезыи т.д.), что основанопрежде всегона их чрезвычайновысокой твердости,то в будущемс дальнейшимростом научно-техническогопрогрессанесомненнонайдут применениеи другие исключительныесвойства такоговещества, какалмаз. Поэтомуэта тема являетсядля меня наиболееактуальнойи интересной.
ГЛАВА I.Алмазы, их геологияи применение.
§1.Геологияалмазов.
Алмаз-минерал,драгоценныйкамень 1 класса,по блеску, красотеи твердостипревосходитвсе известныев природе минералыи драгоценныекамни. Алмазпредставляетсобой почтичистый углерод.
Свободныйуглерод встречаетсяв природе втрех аллотропическихформах-аморфный(ввиде сажи) идвух кристаллическихформах- графити алмаз.
Алмаз-прозрачныйкристалл,приобретающийпосле обработкичудесный,ослепительныйблеск, графит-темный,совершеннонепрозрачный.Алмазы в основномявляются изоляторами.Графит хорошийпроводникэлектричества.Наиболее важноесвойство алмаза-чрезвычайновысокая твердость.Графит оченьмягок. Графитрастворяетсяв некоторыхкислотах, алмазстоек к кислотами щелочам (окисляетсятолько в растворенекоторыхщелочей). Различиесвойств алмазаи графита объясняетсяразличием ихкристаллическойструктуры.Плотностьалмаза 3,47-3,55. Плотностьграфита2.25. Алмазможет бытьпревращен вграфит принормальномдавлении, ачтобы превратитьграфит в алмазнадо применитьсверхвысокоедавление итемпературу.
В течениестолетий алмазыценились какдрагоценностии украшения,но за последние20-30 лет роль изначение ихдля развитиячеловеческогообщества резкоизменилисьи повысились.Благодаря своейнепревзойденнойтвердости идругим ценнымсвойствамалмазы нашлиширокое применениепрежде всегов обработкеметалла. Развитиетехники XXв.предъявляетнепрерывныетребованияк повышениюпрочностиметалла и тщательнойобработкимногих деталейсложных механизмов,без чего немогли бы бытьсозданы многиеуникальныесистемы, имеющиеважное значениедля прогрессатехники.
Проблемаудовлетворениявсе возрастающихпотребностейв алмазах вмногих странахразрешаетсяв двух направлениях.
Первоенаправление,имеющее длительнуюисторию, связанос поискамиалмазныхместорожденийи созданиемалмазодобывающейпромышленности.Второе направление,которое успешноразвиваетсяв последниегоды,-искусственноеполучениеалмазов.
Алмазныхместорожденийв мире немного.Алмазы в коренныхместорожденияхвстречаютсяв составемагматическихультраосновныхпород, известныхпод названиемкимберлитов.Это и послужилоблагороднойпочвой длясоздания целойсистемы гипотезо кристаллизацииалмазов измагмы в верхнеймантии Землии последующемвыносе их надневную поверхностьс помощьювулканическихаппаратов.Однако всемэтим гипотезамприсущ большойнедостаток.Они не обосновываютвозможностивозникновенияфизико-динамическихусловий, необходимыхдля синтезаалмазов в природнойобстановкеи сохраненияих в процессеперемещениявместе с магмойиз глубин 70-140 км.На поверхностьЗемли. Все этигипотезы недают такжечеткого научногоаргументированногоответа на вопросо возможностисуществованияв термодинамическихусловиях, необходимыхдля синтезаалмазов, обильногоисточникаматериала дляих образования-свободногоуглерода.
Ввидуценности иуникальностиалмаза, егогеология постоянноисследуется,а географияизучается ирасширяется.На сегодняшнийдень известноне так уж много,по сравнениюс другими породами,месторождений.
АФРИКА
Африканскийконтинентизвестен какклассическаяобласть распространениякоренныхалмазосодержащихпород-кимберлитов.Коренные ироссыпныеместорожденияАфрики занимаютпервое местов мире по размерамдобыче алмазов.Наиболее важныеалмазоносныерайоны располагаютсяв Южной, Западной(Гвинея-Судан)и ВосточнойАфрике.
АВСТРАЛИЯ
Алмазыв Австралиибыли открытыраньше, чем вАфрике (в 1851 г.),но добыча здесьникогда не былавелика и спромышленнойточки зренияавстралийскиеместорожденияявляютсявторостепенными.Приуроченыони к западнойи южной частямАвстралийскогоматерика.
ИНДИЯ
Алмазыиз россыпныхместорожденийИндии добываютв течение многихстолетий. Коренныеместорожденияалмазов долгобыли неизвестны,хотя некоторыеисследователисчитали, чтоони могли бытьсвязаны с породамииз вулканическихнекков Ваджра- Карура. В тридцатыхгодах XXвека в Индииоткрыты трубообразныетела, сложныебрекчиевымипородами, весьмасходными посоставу сафриканскимии сибирскимикимберлитами.В пределахИндостанскогополуостроваизвестны триалмазоносныхрайона: южныйрасполагаетсяв бассейнахрек Кистна,Пеннер и нижнеготечения рекиГодавари впровинцииМадрас; центральныйв бассейне рекБрахмани, Маханадии верхнеготечения р. Годавадив провинцииБихор, Ориссаи штате Нагпур;северный- вБунделькандена междуречьеСон-Сонар.
Следуетотметить, чтокоренныеместорожденияалмазов в Индиибыли обнаруженытолько в 1930г. К.П.Сайнором.
СЕВЕРНАЯАМЕРИКА
Коренныеместорожденияалмазов СевернойАмерики (штатАрканзас) посвоему строениюи составу вполнесходны с кореннымиместорождениямиЮжной Африки.Добыча алмазовнезначительна:с 1906 по 1920г. былонайдено всего3 тыс. камнейсредним весом0,4 карата. Наиболеекрупный алмаз-уплощенныйоктаэдр весил40,22 карата. Отдельныенаходки алмазовзарегистрированына территорииКанады, в Британской Колумбии. Этоодно из колоссальнейшихв мире базальтовыхплато.
ЧЕХИЯ
На территорииЕвропы, какуказывает В.С.Соболев, отдельныенаходки алмазовбыли зарегистрированы,однако до последнеговремени коренныхалмазоносныхпород не находили. В Чехии имеютсясодержащиепиропы вулканическиепороды, которыепо своей формепроявленияв земной коренапоминаюттрубки сибирскихкимберлитов.В дальнейшемна территорииЧехии былинайдены трикристаллаалмаза (первыйв1869г., второй в1927г. и третий в1959г.).
РОССИЯ
Якутияявляется однойиз известныхалмазоносныхпровинций мира.О месторожденияхякутских алмазовнаписано многокниг.
Алмазы,извлеченныеиз коренныхи россыпныхместорожденийЯкутии, весьмаразнообразные- от мельчайшихзерен массой01,-02 мг до кристалловв несколькосот каратов.Месторождениябыли открыты 50-е годы советскимигеологами,проводившими в то времяпланомерноеизучение этойтерритории.
ГраницыЯкутской алмазоноснойпровинции(включая районыроссыпнойалмазоностности)определяютсяв настоящеевремя следующимобразом: назападе-по р.Анабарувверх до восточнойокраины Анабарскогомассива и далеевдоль нее наюг, затем черезверховья Анабараи Оленека повосточномуборту Тунгусскойсинеклизы; свостока провинцияограниченавнешней зонойПредверхоянского краевого прогиба,а с юга - областьюАлданскогощита.
В пределахЯкутской алмазоноснойпровинциивыделяютсядевять районовпроявлениякимберлитовогомагматизма:Алданский,Мало-Бутобинский,Далдыно-Алакитский,Верхне-мунский,Анабарский,Лучакан-Куранахский,Чумордахский,Средне-Оленскийи Куойкско-Мерчимденский.
§2.Происхождениеалмазов
Первыенаучно обоснованныепредположенияо генезисеалмазов быливысказаныгеологами,изучавшимиафриканскиекимберлитовыетрубки, еще вовторой половинеXIXв. К этому времениотносятсявысказыванияо происхожденииалмазов в результате непосредственноговоздействиямагмы на пластыугля. По мнениюученых, алмазыпринесены наповерхностьиз глубинныхочагов перидотитовогослоя, находившихсяна глубинепорядка 150 км.
Существуетточка зрения(Т. Бонней и др.),согласно которойалмазы образовалисьв эклогитовой(грикваитовой) магме на большойглубине и вкимберлитыпопали случайно.В качестведовода в пользуотсутствия генетическойсвязи междуалмазами икимберлитамиприводятсямалоубедительныеслучаи отдельныхнаходок алмазовв гранат-диопсидовыхконкрециях.
В настоящеевремя большинствоисследователейсчитают алмазыпервичнойсоставнойчастью кимберлитов,но расходятся в мненияхотносительноместа их образования.
По мнению А.В. Вильямса(исследовательалмазоносныхместорожденийАфрики), на какой-тогипотетическойнеизвестнойглубине существовалрезервуаррасплавленноймагмы, котораяблагодаряизменениямтемпературыили давленияуже началакристаллизоватьсяи в некоторыхучастках этогорезервуарапревращатьсяв ультраосновные(перидотитовые,пироксенитовыеи эклогитовые)породы. Кристаллизация и затвердеваниеультраосновныхпород, по егомнению, продолжалисьдлительноевремя, в течениекоторого составпервоначальноймагмы изменялся,пока она неприобреласостав кимберлитовоймагмы. Вместес другими кристалламии минераловиз первоначальноймагмы на большойглубине выкристаллизовалсяи алмаз.
§3.Искусственныйсинтез алмазов
Каквыяснилось,основные факторы,способствовавшиеобразованиюалмазов, - высокоедавление итемпературы,которые имелиместо в земныхнедрах на большойглубине. Этивыводы геологовбыли использованыисследователями,работающиминад проблемойискусственногополученияалмазов.
Положительногорезультатадобился в 1880г.Ханней: он получилнесколькомаленькихискусственных кристалликов,которые сейчасхранятся вБританскоммузее.
Технологияполучениякристалловалмаза в егоопытах была несложной.Зная, что привоздействиивысоких температури давленийобычные формыуглерода (уголь,графит и др.)за счет уплотнениякристаллическойрешетки превращаютсяв алмазы, онгерметическизакупорил встальную трубку,напоминающуюорудийныйствол, смесь,содержащую90 % легких углеводородов(таких, как керосини парафин), 10%костного маслаи немного металлалития, и нагревалтрубу до красногокаления, выдерживаяее в таком состояниив течение 14 ч.Из 80 поставленныхтрубок уцелели только три,где были полученыискусственныеалмазы - 11 кристаллов.
В 1939г. советскийученый О. И.Лейпунскийопубликовалточные параметры,при которыхграфит долженрасплавлятьсяв алмаз.
В середине50-х годов искусственныеалмазы началиполучать вцелом рядестран. Первойиз них сталаШвейцария. В1959 г. известнаяалмазная компания«ДеБирс» опубликоваладанные о полученииискусственныхалмазов.
Компания«Дженералэлектрик»выпустила нарынок первуюпартию искусственныхалмазов. В Детройтебыло построенопервое специальноепредприятиепо производствусинтетическихалмазов с годовоймощностью 3,5млн. кар.
Большойвклад в физикуи технику высокихдавлений, разработкукамер для синтезасверхтвердыхметаллов внесакадемик Л. В.Верещагин. Приего непосредственномучастии и подего руководствомв 1960г. был впервыеосуществленсинтез алмазовв СоветскомСоюзе.
Первоедесятилетиепосле полученияв промышленныхусловияхсинтетическихалмазов (1961-1971) былопериодом бурногороста их использованияво всех отрасляхпромышленностиСССР. За этовремя общеепотребление техническихалмазов возрослов 35 раз, или всреднем болеечем на 45% в год;при этом потреблениесинтетическихалмазов вырослов 5,5 раза, или на18,6% в год, а производствои потреблениесинтетическихалмазов- в 295 раз.Немалое значениеимело и тообстоятельство,что постоянноесовершенствованиетехнологиипроизводствасинтетическихалмазов способствовалоснижению ценна них.
§4.Алмазыв жизни человека
Алмазныеместорождениявстречаютсядовольно редко,они представленытрубчатымителами круглойили овальнойформы. Порода,содержащаяалмазы, заполняетворонкообразныеуглубленияглубиной до1200м. и более. Такиеворонки называется«трубкамивзрыва» или«кимберлитовымитрубками» понаименованиюалмазоноснойпороды, котораябыла впервыеобнаруженав Кимберли(Южная Африка).
В Индииалмазы быливпервые обнаружены7000 лет тому назад.Добыча алмазовдостигла тамнаивысшегопредела в XVIIв. В 1725г. были найденыалмазы в Бразилии,и до открытияалмазов в Африке,в конце XIXв.,Бразилия считаласьосновным поставщикомалмазов.
В 1960-х годахв Индии найденокоренноеместорождение,состоящее изкимберлитовыхтрубок, покрытыхнаноснымипородами, слоемдо 5 м. Это месторождениеявляется наиболеебогатым из всехместорожденийзарубежныхстран. Общиеразведанныезапасы алмазовэтого месторожденияисчисляютсяв 10 млн. карат.
Наиболеекрупнымиместорождениямиявляются африканские,из которыхдобываются95-98% всех алмазовзарубежныхстран.
По даннымгорного управленияСША, запасыалмазов (1955г.) восновныхалмазодобывающихстранах составляют(в млн. карат.):
| Конго(Киншаса) | 300 |
| Южно-АфриканскаяРеспублика | 100 |
| Гана | 100 |
| Сьерра-Леоне | 30 |
| Ангола | 30 |
| Танганьика | 20 |
| Индия | 63 |
| всего643 |
Добычаалмазов во всехзарубежныхстранах превышает30 млн. каратов в год. Добычаалмазов в 1938г.составилапримерно 11,5, в1960 г. -32,0, 1963г.-около31,0 млн. карат.
Низкоесодержаниеалмазов в породеделает процессдобычи и извлеченияалмазов чрезвычайнотрудоемким.Чтобы получить1 карат алмазовнадо добытьи переработать3-15т.породы.
Около80% общей добычиалмазов составляюттехническиеалмазы. Остальные-ювелирные,часть из которыхтакже идет натехническиецели - для изготовлениянаиболееответственныхалмазных инструментов(резцы, волоки,наконечникик приборам, вкосмическойпромышленностии электроники).
Добыча алмазов(в тыс. кар.)
| Страна | 1970г. | 1975г. | 1979г. | 1980г. | 1981г. |
| Заир | 16000 | 17360 | 12750 | 12700 | 9700 |
| ЮАР | 8300 | 7295 | 8384 | 8522 | 8280 |
| Ботсвана | 544 | 2397 | 4394 | 5101 | 5150 |
| Ангола | 2430 | 750 | 750 | 1500 | 1750 |
| Намибия | 1866 | 1748 | 1653 | 1560 | 1200 |
| Гана | 2550 | 2328 | 1253 | 1200 | 1000 |
| Венесуэла | 400 | 1249 | 803 | 825 | 850 |
| Сьерра-Леоне | 2450 | 1500 | 845 | 850 | 810 |
| ЦАР | 610 | 339 | 315 | 279 | 280 |
| Бразилия | 320 | 270 | 280 | 280 | 280 |
| Танзания | 810 | 448 | 290 | 240 | 240 |
| Прочие | 570 | 249 | 235 | 293 | 310 |
| Итого Втом числеювелирных | 39000 --- | 36033 --- | 31958 7820 | 33350 8480 | 7900 |
Импорт алмазови бриллиантов(в тыс. каратов)
Алмазы I Бриллианты
| Страны | 1978г | 1979г | 1980г | 1981г | 1978г | 1979г | 1980г | 1881г |
| Бельгия | 36371 | 36195 | 35885 | 32780 | 2524 | 2225 | 2097 | 1530 |
| США | 24664 | 27444 | 23442 | 26200 | 3209 742 | 2353 | 2574 | 3220 |
| Япония | 16185 | 19265 | 20985 | 21400 | 742 | 684 | 683 | 760 |
| Канада | 1774 | 2466 | 2603 | 3350 | 1656 | 137 | 133 | 180 |
| Израиль | 8554 | 5641 | 5200 | 2900 | --- | --- | --- | --- |
| ФРГ | 1165 | 1051 | 1102 | 1050 | 678 | 498 | 526 | 430 |
| Франция | --- | --- | --- | --- | 541 | 433 | 705 | 640 |
Широкоеприменениеалмазов в техникепрежде всегообусловленоих уникальнымифизическимисвойствами.В тот период,когда добычаалмазов в миребыла крайненезначительной,техническоеприменениеих было ограничено.Они использовалисьглавным образомв качествеабразивногоматериала,стеклорезногоинструмента,и для изготовленияфилер в волочильномделе. Огромныйпроцесс в развитиитехники, достигнутыйв XXв., а также резкийрост уровнядобычи природныхалмазов и освоениетехнологиисинтеза искусственныхалмазов значительнорасширилиграницы примененияалмазов в науке и технике.
К техническималмазам относятсяте алмазы, которыене идут в ювелирноепроизводство.
ГлаваII.Основныенаправленияалмазнойпромышленности
§1.Применениеалмазов в технике
Примерно80% всех добываемыхалмазов относятсяк техническим,расходуемымна изготовленияалмазногоинструмента.
Важнейшимиобластямипримененияалмазов являются:обработкаинструментови деталей машиниз металлокерамическихтвердых сплавов;бурение геологическихи эксплутационных скважин в твердыхи абразивныхпородах; обработкаизделий извысокотвердыхи жаростойкихматериалов:керамики,синтетическогокорунда, кварца,стекла, полупроводниковыхматериалов- германия икремни; обработкасверхтвердыхоблицовочныхматериалов:гранита, мрамораи др.; алмазнаяправка шлифовальныхкругов; алмазноеточение деталеймашин из легкихи цветных металлови сплавов, пластмасси др.; алмазноеволочениетонкой проволокииз меди, вольфрама,молибдена идругих ценныхматериалов.
Широкоеприменениеалмазов впромышленностиобусловленоих необычайновысокой твердостью,которая в 1000 разпревышаеттвердостькварца и примернов 150 раз корунда.Твердостьалмаза превышаеттвердость получившихширокое распространениеабразивныхматериалов- карбида кремнияв три раза икарбида борав два раза. Алмазобладает такжевысокой прочностьюи высокимиабразивнымисвойствами.Абразивнаяспособностьалмаза пришлифованиитвердого сплавав сотни разпревышаетабразивнойспособностикарбида бораи карбида кремния.
Исключительнаятвердость,большая прочностьв сочетаниис высокимиабразивнымисвойствамикристалловалмаза позволяетиспользоватьих в качествематериала дляизготовлениярезцов, волок,буровых короноки других абразивныхинструментов.
Интересноотметить, чтоалмаз, как абразивныйматериал, болееэффективенпри обработкематериалов,обладающихбольшей твердостьюи меньшейпластичностью(твердые сплавы,металлокерамика),чем материаловс меньшей твердостьюи большей вязкостью.
Наибольшийинтерес дляпромышленностипредставляеталмазная обработкаметаллокерамики,ферритов, материалов,получаемыхна основе карбидакремния, полупроводникови других материалов.Механическаяобработка их обычными способамисопряжена свесьма большимитрудностями,в связи с ихочень высокойтвердостьюи хрупкостью.
Твердыекерамическиематериалы наоснове карбидакремния совершенноне поддаютсямеханическойобработкеобычными способамии единственной возможнойявляется обработкаалмазныминструментом.
Развитиеэлектроннойтехники потребовалоиспользованиятвердых керамическихматериалов,способныхвыдерживатьвысокие температуры и давления.Такие материалыобрабатываютсятолько алмазнымишлифовальнымикругами, обеспечивающимивысокую точностьобработки(0,00001 мм.). Эти шлифовальныекруги изготавливаютсяиз алмазовразмером 0,65-0,065мм.
Сравнительныеиспытанияпоказали, чтостойкостьалмазных шлифовальныхкругов в 65-70 развыше стойкостикругов из другихматериалов.Доводка алмазнымикругами штампов(с деталями изтвердых сплавов)повышает стойкостьштампов в 20-50 раз.
Применениеинструментадля правкиимеет значительноепреимущество.Алмазные инструментыобладают высокойстойкостью.При их применениидостигаетсявысокая точностьтребуемой формышлифовальногокруга и соответственновысокая точностьи чистота поверхностишлифуемыхдеталей.
Оченьважным являетсяиспользованиеалмазов дляизготовленияалмазных волок.До настоящеговремени толькоалмазные волокиоказалисьнаиболее пригоднымидля производствапроволокидиаметромменьше 1 мм., вплотьдо проволокдля ламп накаливаниядиаметром 0,01мм.
Однойиз самых основныхзадач являетсявнедрение иосвоение алмазногобурения, прикотором сокращаетсярасход материалов,упрощаетсяконструкцияскважин; сокращаетпарк буровогооборудования.Переход наалмазное бурениеспособствуетсокращениюаварийностииз-за обрывабурильных труб.
§2.Ювелирнаяпромышленность
Средидрагоценныхкамней, такихкак рубин, сапфир,изумруд, александрити др., ювелирныйалмаз по ценности занимает первоеместо и считаетсякамнем первогопорядка.
Искусствообработкиалмазов возниклов глубокойдревности вИндии - на родинепервых драгоценныхкамней - и в другихстранах Востока.Обработка камняв Индии достиглавысокого уровня.Однако древниемастера несумели найтиформу, котораяв полной мере позволила быпроявитьсячудесномублеску и игреалмазов.
Впроцессе обработкиалмаза большуюроль играетискусствораскалываниякамня с цельюуменьшениямассы кристаллаи удалениядефектныхчастей.
Внастоящее времяодной из ведущихстран по обработкеалмазов в бриллиантыявляется Бельгия.Из США алмазывывозятся вБельгию, гдеони подвергаютсяобработке изатем сноваэкспортируютсяв США уже в видебриллиантовили алмазногоинструмента.Гранильныефабрики и мастерскиеимеются такжев Бразилии,Индонезии,Австралии,Японии и др.
Современныетехнологическиесхемы обработкиалмазов включаютследующиеоперации:раскалывание,резку, предварительнуюобдирку, огранкуи полировкукристаллов.Все алмазы,поступающиедля обработкина бриллианты,предварительнопросматриваютсядля определенияспособа обработкии вида огранки.Для раскалывания,распиловкии огранки алмазовочень большоезначение имеетточная ориентировкакристаллов.Для такойориентировкишироко применяютсярентгеновскиелучи.
Еслиалмаз имееткакой-либодефект, то поэтому местуи ведут распиловку.После распиловкиалмазы подвергаютсяобдирке (обточке).Эта операцияосуществляетсяна специальныхтокарных обдирочныхстанках. Обдиркаприменяетсядля обтачиванияграней, ребери углов кристаллов.Потери приданной операциисоставляют15-25%; отходы используютсядля изготовленияалмазных порошков.
Послеобдирки приступаютк огранке камней.Чаще всегоалмаз гранитсяв форме круглогобриллианта,позволяющегонаиболее тонковыявить блески игру светового луча. Для обработкикрупных алмазовнеприменимыстандартныеформы огранки.Мастер долженпроявить всесвое профессиональное умение дляобработкитакого драгоценногокамня, чтобымаксимальносохранить егоприроднуювеличину. Стоимостьбриллиантовзависит отмассы камня,его цвета икачества.
Производствобриллиантов(в%.)
| Страны | 1965г. | 1970г. | 1974г. | 1978г. |
| Бельгия | 47 | 36 | 34 | 25 |
| Израиль | 28 | 27 | 33 | 35 |
| Индия | 4 | 17 | 17 | 28 |
| США | 6 | 10 | 7 | 6 |
| ЮАР | 4 | 5 | 4 | 2 |
| Прочиестраны | 11 | 5 | 5 | 4 |
Лидерамив ювелирнойперерабатывающейпромышленностиявляется Италии( в художественномотношении ).
§3.Промышленностьсинтетическихалмазов
В1957г. ДженералЭлектрик разработалапромышленныйпроцесс производстваискусственныхалмазов, позволяющийизготовитьсинтетическиеалмазы за несколькоминут. Проверкойоптическихсвойств, рентгеновскими химическиманализами,испытаниемтвердости былодоказано, чтоэти кристаллы,полученныесинтетическимспособом, былидействительноалмазами.
Пускпервого заводапо производствусинтетическихалмазов былпроизведенДженерал Электрикв 1957г., в Детройте.Мощность заводасоставляла3,2-3,5 млн. кар. искусственныхалмазов в год.
Скоростьроста кристалловпри синтезеалмазов оченьвелика и онаравна 0,33 мм/мин.Скорость ростазависит отдавления итемпературы.При снижениискорости ростасинтетическихалмазов качествокристалловулучшается.Цвет искусственныхалмазов такжезависит оттемпературыи давления. Принижнем интервалетемпературыполучаютсячерные алмазы,а при болеевысоких температурахначинаетобразовыватьсябесцветныйалмаз. Установленныйопределеннымспособом режимпроцесса производстваискусственныхалмазов позволяетполучить широкоеразнообразиеоттенков.
Самыйраспространенныйдля получениясинтеза алмазоваппарат конструкцииЧ.Г. Холла «белт».Основнымидеталями являютсядва коническихпуансона, сделанныеиз прочногоматериала.Пуансоны, сдвигаясь,образуют небольшуюкамеру (камеравысокого давления).Двигаясь, онисжимают массу,находящуюсяв камере высокогодавления. Нагревмассы производитьсяэлектрическимтоком проходящимчерез пуансон.Для того, чтобыполученныеалмазы сноване перешли вграфит в концеоперации ихохлаждают.
§4.Ценына природныеи синтетическиеалмазы
Стоимостьалмаза зависитот величиныкристалла,цвета, прозрачности,дефектов, трещин.
Внастоящеевремя, несмотряна открытиеновых месторожденийи значительноеувеличениедобычи алмазов,цены на ювелирныеалмазы продолжаютвозрастать.Алмазномусиндикатуудается нетолько сохранитьсуществующийуровень ценна ювелирныеалмазы, но иобеспечитьпостоянноеих повышение.
Минерологипредложилипроизводитьоценку алмазовпо формуле N=m/2(m+2)K,где N-цена алмаза;m-его масса; K-цена кристаллатого же качествамассой 1 кар.
Ценына алмазы (вдол.($)СШАза1 кар.)
| год | Бельгия | Израиль | Бельгия | Израиль |
1950 | 16,85 | 24,51 | 101,85 | 73,41 |
1960 | 23,86 | 32,65 | 106,97 | 97,06 |
1970 | 22,70 | 42,66 | 159,91 | 137,56 |
1975 | 43,66 | 68,05 | 269,62 | 199,80 |
1976 | 41,52 | 70,52 | 227,98 | 215,51 |
1977 | --- | 81,95 | --- | 302,10 |
1978 | --- | --- | --- | --- |
1979 | --- | --- | --- | --- |
1980 | --- | --- | --- | --- |
Намеждународномалмазном рынкестоимостьювелирныхалмазов вомного раз превосходитстоимостьтехническихи синтетическихалмазов. Ценатехническихалмазов оставалась в десятки, аиногда и в сотнираз ниже ценыювелирныхкристаллов.
Стоимость алмазов устанавливаетсяокончательноэкспертами.Иногда алмазнымисиндикатами вводятся разовыенадбавки кценам. Купленнаяпартия алмазоввысылаетсяв адрес покупателя.Брокеры могутосмотретьпредлагаемыеобразцы и сделатьвыбор заранее. Часто продажапроизводитьсяпо спецификациибез предварительногоосмотра товара,в этом случаетовар передаетсяпокупателямв упакованномвиде с печатямисбытовой организации.
Природныеалмазы являютсядрагоценнымэкспортируемым материаломи рассматриваютсякак валютноеи стратегическоесырье. С освоениемпроизводствасинтетическихалмазов рольи назначение природныхалмазов неуменьшаются.
ГлаваIII.Географияалмазнойпромышленности.
§1.Алмазодобывающаяи алмазоперерабатывающаяпромышленность
Алмазныеместорожденияза рубежомраспределенынеравномерно.Так в Африкедобывается95-98% ежегодноймировой добычиалмазов, в ЮжнойАмерике 2-5%, а надолю остальныхстран и континентовприходитсяменее 0,1%.
Ведущаяроль в добычеалмазов принадлежитРеспубликеЗаир и ЮАР. ВЮжно-Африканскойреспубликеалмазныеместорождения находятся вбассейнах рекОранжевой иВааль, в широкойполосе длинной свыше 500 км. вЮжном и Юго-ЗападномТрансваалев районе Претория,в округах Лихтенбурги Вендерсдорни в Малом Намаквалендев прибрежнойполосе Атлантическогоокеана длиннойсвыше 200км. Большуюроль в добычепреимущественнотехническихалмазов даетГана.
Первыйкризис в алмазодобывающейпромышленностибыл отмечен в 1888г., когда добычаэтого ценногоминерала намногопревысила спроспотребителя.Связано этобыло с открытиемюжно-африканскихместорождений,совершенноизменившиххарактер алмазногорынка. Резкоепадение ценвынудило мелкиефирмы прекратитьнерентабельнуюдобычу; окрепликрупные компании,такие как «ДеБирс» (основанав 1883г.), продолжавшиевести конкурентнуюборьбу противалмазодобывающихкомпаний вдругих странах.
Втечение 25 лет«Де Бирс» добиваласьпоследовательногоповышения цени прибылеймонополистов,умело регулируядобычу в соответствиисо спросом, нооткрытие новыхкрупных месторожденийопять привелок росту конкуренции.
Новое резкое падениецен на алмазыначалось в 20-егоды, и многиеалмазные компанииоказались подугрозой банкротства.Однако наступившеевслед за этиможивлениепромышленнойконъюнктурывызвало спросна алмазы намировом рынке,и компаниивновь смоглипродолжатьсвою деятельность.
Всеосновныеалмазодобывающиестраны илисовсем не используюталмазы илииспользуютих очень внезначительномколичестве(Конго, ЮАР, Гана).Поэтому алмазыиз этих странвывозятся вСША, Бельгию,Голландию,Израиль, Канадуи другие страны.Бельгия и Голландияявляются основнымистранами, ввозящимиювелирныеалмазы, потомучто высокоразвито гранильноепроизводство.
Основнымистранами -производителибриллиантовв мире являетсяБельгия, Нидерланды,Израиль, ЮАР.Огранка алмазовосуществляетсятакже в США,ФРГ,, Франции,Италии, Великобритании,Бразилии, Португалиии ряде другихстран. В 80-е годызаметно возрослароль Индии какпроизводителяограненныхалмазов.
§2.Алмазодобывающаяпромышленностьв России.
Отдельныеустные сведения о наличии алмазовв Якутии поступалиеще в концепрошлого - началенынешнегостолетия оместных жителей,но они былиоставлены безвнимания. Вконце 30-х годовсоветскийученый В.С. Соболев,проводя сравнительноеизучениегеологическогостроения Сибирскойи Африканскойплатформы, далнаучное обоснованиевозможностиоткрытия алмазовв Якутии. Однимиз первых большихпо величинекамней, добытыхна руднике«Мирный», былалмаз массой51,66 кар. Это крупныйалмаз октаэдрической формы, прозрачный,с незначительнымжелтым оттенком.Все алмазыякутскихместорождений,за весьма редкимисключением, представляютсобой кристаллыоктаэдрического,ромбододекпэдрическогоили переходного(от октаэдрическогок ромбододекаэдрическому)габитуса.Разнообразиеформ кристалловв значительнойстепени определяетсяособенностями строения ихграней. Якутскиеалмазы в основномбесцветны иразличаютсялишь степеньюпрозрачности.Интенсивноокрашенныеалмазы встречаютсяредко, иногданаблюдаютсяалмазы, яркоокрашенныев лилово - вишневыйили коричнево- вишневый цвет.Кроме того,установленоприсутствиекристалловс пятнами зеленого,иногда сине- зеленого итабачно - бурогоцвета, возникновениекоторых объясняетсяслабым воздействиемрадиоактивныхизлучений.
ПослеокончанияВеликой Отечественнойвойны, когдапо всей стане были широкоразвернутыгеологическиеработы, былинайдены месторожденияалмазов Якутии,на базе которыхсоздана алмазодобывающаяпромышленность,поставляющаяювелирные итехническиеалмазы не тольков СССР но и взарубежныестраны.
Дляорганизациии успешногоразвитияпромышленногопроизводствасинтетическихалмазов и внедрениеих в народноехозяйствостраны былсоздан Институтсверхтвердыхматериаловна территорииУкраины.
Воктябре 1961г. Институт сообщило том, что впервыев СССР разработанатехнология призводствасинтетическихалмазов и изготовленыпервые 2 тыс.кар. Этим былоположено началопромышленномупроизводствусинтетическихалмазов в СоветскомСоюзе.
ВАлмазном фондеРоссии сосредотачиваютсянаиболее крупныеалмазы ювелирногокачества, нетолько имеющиевысокую стоимость,но и представляющиебольшую ценностькак редкиеприродныеобразования.Однако такиекамни встречаютсянечасто. Постатистическимданным, на десяткитысяч камнейредко приходитьсяодин алмазмассой свыше20 кар.
Самымкрупным алмазом,найденным до80-х годов в отечественныхместорождениях,считаетсямелкозернистыйагрегат типаборт массой1191,8 кар, а самымбольшим ювелирнымкамнем является алмаз «ЗвездаЯкутии» массой232,05 кар. Первымбольшим повеличине камнейдобытым наместорождении«МИР» в 1963, былалмаз массой51,66 кар.
Вмире нет двуходинаковыхалмазов. Ониделятся нашесть с половинойтысяч категорийв зависимостиот формы, качества,цвета и размера.Российскиена мировомрынке имеютспецифическоеназвание - «русскийтовар». Онидают большойвыход чистыхалмазов, ценана которыевысока.
Алмазнаяперерабатывающаяпромышленностьв России носитподсобныйхарактер, поставляяпереработанныеалмазы в точноеприборостроениекосмическогоназначенияи немного дляювелирнойпромышленности.
§3Проблемы российскойалмазнойпромышленностью.
Завесойсекретностидо сих пор скрытаработа отрасли,в которой занято100 тыс. россиян.Это порождаетмножествослухов, предположенийо том, как добываюти обрабатываюталмазы, и каксбывают бриллианты.В последнеевремя к этомуприбавилисьпротиворечивыесообщения,касающиесяотношенийРоссии с мировыммонополистомпо скупке иперепродажеалмазного сырья- южноафриканскойкомпанией «ДеБирс», а такжероли РеспубликиСаха (Якутии)в алмазодобыче(она дает 98% российскихалмазов).
Россиявходит в семеркустран, обеспечивающихболее 80% мировойдобычи этихдрагоценныхкамней. Остальныешесть стран-это Ботсвана,Намибия, Австралияи Заир. Всегоже алмазы добываютсяв 20 государствахчетырех континентови даже с морскогодна.
ВРоссии в1991г. былополучено 12 миллионовкарат ювелирныхалмазов. И основнаяих часть продана«Де Бирс» ввиде сырья.Лишь около 2миллионовкаратов былонаправленона наши гранильныепредприятиядля изготовлениябриллиантов.Но парадоксв том, что бриллиантовоепроизводствоу нас нерентабельно.В том же 1991г. гранильныезаводы объединения«Кристалл»получили 200миллионоврублей дотации.
Израильже, не добывающийалмазов, ноявляющийсяодним из мировыхцентров ихогранки, получилв 1991году чистыйдоход от реализациибриллиантовв размере 650миллионовдолларов; страназакупила алмазовна 2 миллиарда200 миллионовдолларов, апродала бриллиантовна 2 миллиарда850 миллионов.
Почемуже наш алмазно-бриллиантовый комплекс стольтускло выглядит?Некоторые видятпричину внесовершенствеструктурыотрасли. В томже Израиле надесять тысячогранщиковприходитсявсего тысячауправленцев.У нас же на 10 тысячогранщиков-14 тысяч «руководящихкадров». Сейчассохраняетсязакрытая монополияв лице Роскомдрагмета.Эта организацияостается единственнымпокупателемнеобработанныхкамней у производителейтот же органявляется ипродавцом длявсех оптовыхпотребителей,а так же безраздельноконтролируетэкспорт алмазногосырья черезВнешторгбанки АК «АлмазыРоссии - Саха».
Законодательноеограниченияконкуренциине способствуетснижению затратна добычу иобработкуалмазов внутристраны. Сейчасидут жаркиедебаты по поводувхождения врыночные отношенияи реальноймонополиигосударствав области добычии обработкиалмазов.
«Естьбольшая доляправды в том,что существуеталмазная мафия,о которой пишутгазеты»,- считаетбывший сопредседательпо реорганизацииалмазно-бриллиантовогокомплекса припарламентскойкомиссии ЛеонидГуревич. По егосведениям мафияпоявилась в60-х годах. Он несомневается,что экономическаямодель действовавшегодо сих поралмазно-бриллиантовогокомплекса, скоторой столкнуласькомиссия , «посути дела, выработананашей мафией».«Все было такхитро устроено,- продолжаетон, - что позволялокоррумпированнымкругам оченьздорово наживаться,и практическибесконтрольно.
§4Россия и «ДеБирс»
Виюле 1990г. между«Де Бирс» и «Главалмаззолото» СССР был заключенпятилетнийконтракт насумму в пятьмиллиардовдолларов. Компаниятогда же предоставилаСоветскомуСоюзу под будущиепоставки миллиардныйкредит. По соглашению95 % необработанныхалмазов мыобязалисьпродавать через ЦСО.
Новымэтапом развитияотношений сталооткрытие всентябре 1992г. представительства«Де Бирс» вМоскве. «Этостало возможным в результатеполитическихизменений вРоссии и ЮАР»,- заявил тогдаНиколас Оппенгеймер,заместительпредседателяправлениякампании. Указавна неудовлетворительноесостояниемирового алмазногорынка, он заявило необходимостискоординированныхдействий вобласти добычии сбыта этогоминерала. « Намне обойтисьдруг без друга»,- подчеркнулон.
То,что российскиеалмазы представляютдля «Де Бирс»лакомый кусок,сомнений ниу кого не вызывает.Не удивительно,что на открытиемосковскогоофиса компанияпослала целыйдесант во главес 84-летним ХэрриОппенгеймером.Он принял правлениекомпанией в1957 году.
ЗаХерри Оппенгеймеромутвердиласьрепутациячеловека, которыйпоявляетсяна авансцене,когда все другиевозможности для выведениякомпании изтрудного положенияуже исчерпаны.Похоже, именнотакая ситуациясложилась вотношениях«Де Бирс» сРоссией.
Запериод с 1990г. -1994г. величинанереализованныхроссийскихалмазов, помнению экспертов«Де Бирс», составляетот 3 до 6 миллиардовдолларов в год,при их продажахна сумму более1 миллиарда вгод. Что же являетсяпричиной низкойвеличины продаж?- Нынешние мировыецены и высокиенациональныеиздержкипроизводства.
Заключение.
Освоениепроизводствасинтетическихалмазов являетсяподлиннойтехническойреволюциейдля многихотраслейпромышленности,ибо работатьс применениемалмаза значитработать быстрее,выпускатьпродукциювысшего качествапри меньшейсебестоимости.
Еслиалмазы былираньше дефицитнымии имели ограниченныеобласти применения,то с развитиемпроизводствасинтетическихалмазов онистали доступнылюбой отраслипромышленности,любому предприятию.В настоящеевремя во всехстранах ведутсяисследованияпо широкомувнедрениюискусственныхалмазов впромышленностьи изысканиеновых областей,где натуральныеалмазы смогутбыть замененыискусственными.
Ведутсяисследованияпо улучшениюсвойств синтетическихалмазов: снижениюхрупкости,увеличениюразмера кристаллов,получениемонокристаллов,что позволитвнедритьискусственныеалмазы во всеновые отраслипромышленностии приведет квсе возрастающемуувеличениюпроизводствасинтетическихалмазов, возможностикоторого безграничны.
Одновременнос этим в настоящеевремя еще многиеобласти, гденатуральныеалмазы не могутбыть полностьюзамененысинтетическими- это процессы,где применяютсябольшие скоростиподач и имеютместо высокие удельные давления,при бурении,резке и другихоперациях.
Синтетическиеалмазы еще неприменяются для изготовленияоднокристаллическоои многокристаллическогоалмазногоинструмента,где требуютсябольшие размерыкристалловдля изготовлениястеклорезов,резцов, сверли др. Кроме того20% всего количествадобываемыхнатуральныхалмазов являютсяювелирнымиалмазами.
Такимобразом, увеличениедобычи натуральныхалмазов обеспечиваетширокое применениеалмазов во всехобластяхпромышленности.Применениенатуральныхалмазов впромышленностиприносит от25до 80, а иногдадо 200 долл. экономиина каждыйиспользуемыйкарат. Крометого, натуральныеювелирныеалмазы являютсядрагоцейнешим экспортируемымматериалом.
Натуральныеалмазы могутрассматриватьсякак стратегическийматериал: изготовлениеточнейшихдеталей и приборов,сложнейшиезадачи электроннойтехники решаютсятолько с применениемалмазов.
Поэтомуследует считать,что с освоениемпроцесса синтезаалмазов рольи значениенатуральныхотнюдь неуменьшились.Расширениеи увеличениедобычи натуральныхалмазов во всехстранах остаетсячрезвычайноактуальнойпроблемой, иувеличениедобычи натуральныхалмазов можеттакже рассматриватьсякак одно изусловий увеличенияпромышленногопотенциалаи техническогоуровня любойстраны.
Литература:
Л.А.Васильев «Алмазы,их свойстваи применение»Москва 1983г.
М.Я.Коломейская«Натуральныеи синтетическиеалмазы в промышленности»Москва 1967г.
В.В.Ковалевский,В.Г. Васильев« Происхождениеалмазов» Москва1968г.
«Экономикаи жизнь» №6, 1996г.
5)«Новое время»№44, 1992г.
Оглавление
Введение
ГлаваI
ГлаваII
ГлаваIII
Зак
лючение
Оглавление
Оглавление--------------------------------------------------------------------------------------------1
Введение ---------------------------------------------------------------------------------------------2
ГлавI.Алмазы, их геологияи применение----------------------------------------3
§1.Геологияалмазов-------------------------------------------------------------------------------3
§2.Происхождениеалмазов---------------------------------------------------------------------5
§3.Искусственныйсинтезалмазов-----------------------------------------------------------6
§4.Алмазы в жизничеловека-------------------------------------------------------------------6
ГлаваII.Основные направленияалмазнойпромышленности-------------9
§1.Применениеалмазов втехнике-------------------------------------------------------------9
§2.Ювелирнаяпромышленность-------------------------------------------------------------10
§3.Промышленностьсинтетическихалмазов-------------------------------------------11
§4.Цены на природныеи синтетическиеалмазы--------------------------------------11
ГлаваIIIГеографияалмазнойпромышленности--------------------------------13
§1.Алмазодобывающаяи алмазоперерабатывающаяпромышленность---13
§2.Алмазодобывающаяпромышленностьв России--------------------------------13
§3Проблемыроссийскойалмазнойпромышленности-----------------------------15
§4Россия и «ДеБирс»----------------------------------------------------------------------------16
Заключение------------------------------------------------------------------------------------------17
Средняя школа№ 49
РЕФЕРАТ
«Алмазодобывающаяи алмазоперерабатывающаяпромышленность»
Выполнил:
ученик 10 «а»класса ИвановДмитрий
г. Ижевск1997г.