Алмаз как минерал, дорогой камень 1 класса, по сиянию, красоте и твердости превосходит все известные в природе минералы и ценные камни. Геологические принципы и правила их добычи. Состояние и перспективы алмазодобывающей промышленности в России.
Точно неизвестно в какой части света, какой народ, в какое время впервые обратил внимание на алмаз, стал его собирать, а потом специально искать и хранить. С развитием техники, когда возникла необходимость в новых видах минерального сырья, в частности для обработки камня, металлов, а в последующем различных твердых синтетических материалов, алмаз приобрел как бы вторую жизнь. Были выявлены и изучены его высокие абразивные свойства, с которыми связаны возможности использования алмазов в промышленности. Свободный углерод находится в природе в трех аллотропических формах-аморфный (в виде сажи) и двух кристаллических формах - графит и алмаз. Алмаз может быть превращен в графит при обычном давлении, а чтобы превратить графит в алмаз нужно использовать сверхвысокое давление и температуру.Освоение производства синтетических алмазов является подлинной технической революцией для многих отраслей промышленности, ибо работать с применением алмаза значит работать быстрее, выпускать продукцию высшего качества при меньшей себестоимости. В настоящее время во всех странах ведутся исследования по широкому внедрению искусственных алмазов в промышленность и изыскание новых областей, где натуральные алмазы смогут быть заменены искусственными. Ведутся исследования по улучшению свойств синтетических алмазов: снижению хрупкости, увеличению размера кристаллов, получение монокристаллов, что позволит внедрить искусственные алмазы во все новые отрасли промышленности и приведет к все возрастающему увеличению производства синтетических алмазов, возможности которого безграничны.
Введение
Алмаз -это природное вещество, драгоценный камень, техническое сырье. Он был известен в далеком прошлом, широко применяется в настоящем, велики перспективы его использования в будущем.
Человек узнал этот твердый, прозрачный, блестящий, играющий всеми цветами радуги камень еще на ранних стадиях развития цивилизации. И он стал собирать его любоваться им, украшать им свое оружие и одежду, использовать его при изготовлении религиозно - культовых предметов и символов власти. Точно неизвестно в какой части света, какой народ, в какое время впервые обратил внимание на алмаз, стал его собирать, а потом специально искать и хранить. Вероятно, как и большинство важных для человечества открытий, а это, безусловно, важное открытие, люди сделали более или менее в одно и то же время независимо друг от друга в разных местах земного шара. С развитием техники, когда возникла необходимость в новых видах минерального сырья, в частности для обработки камня, металлов, а в последующем различных твердых синтетических материалов, алмаз приобрел как бы вторую жизнь. Были выявлены и изучены его высокие абразивные свойства, с которыми связаны возможности использования алмазов в промышленности. В настоящее время существование всей обрабатывающей промышленности и машиностроения (от создания мощных агрегатов до изготовления тончайших механизмов и приборов) практически немыслимо без применения алмазов в той или иной части технологического процесса. Вместе с тем и сейчас алмаз, как и раньше, остается одним из самых красивых и дорогих драгоценных камней, идущих на создание различных ювелирных изделий и украшений, многие из которых являются настоящими произведениями искусства.
Поэтому эта тема является для меня наиболее актуальной и интересной.
1. Геология алмазов
Алмаз-минерал, дорогой камень 1 класса, по сиянию, красоте и твердости превосходит все известные в природе минералы и ценные камни. Алмаз представляет собой практически чистый углерод.
Свободный углерод находится в природе в трех аллотропических формах-аморфный (в виде сажи) и двух кристаллических формах - графит и алмаз.
Алмаз - бесцветный кристалл, приобретающий после обработки прекрасный, ослепительный блеск, графит-темный, совершенно непрозрачный. Алмазы в основном являются изоляторами. Графит хороший проводник электричества. Наиболее важное свойство алмаза - чрезвычайно высокая твердость. Графит очень мягок. Графит растворяется в неких кислотах, алмаз стоек к кислотам и щелочам (окисляется лишь в растворе некоторых щелочей). Различие свойств алмаза и графита объясняется различием их кристаллической структуры. Плотность алмаза 3,47-3,55. Плотность графита 2.25. Алмаз может быть превращен в графит при обычном давлении, а чтобы превратить графит в алмаз нужно использовать сверхвысокое давление и температуру.
На протяжении столетий бриллианты ценились как драгоценности и украшения, однако за минувшие 20-30 лет значимость и смысл их для развития человеческого общества резко поменялась и повысились. Благодаря своей непревзойденной твердости и другим значимым свойствам алмаз отыскал обширное применение в первую очередь в сплаве металла. Развитие техники XXI в. предъявляет постоянные требования к повышению прочности металла и тщательной обработки многих деталей сложных механизмов, без чего не могли бы быть сформированы неповторимые концепции, имеющие важное значение для прогресса техники.
Проблема удовлетворения все возрастающих потребностей в бриллиантах в многих странах разрешается в двух направлениях.
Первое направление, имеющее длительную историю, связано с поисками алмазных месторождений и формированием алмазодобывающей индустрии. Второе направление, которое удачно развивается в последние годы, - искусственное получение алмазов.
2. Алмазодобывающая промышленность в России алмаз камень минерал геологический
Алмазных месторождений в мире немного. Алмазы в коренных месторождениях встречаются в составе магматических ультраосновных пород, известных под названием кимберлитов. Это и послужило благородной почвой для создания целой системы гипотез о кристаллизации алмазов из магмы в верхней мантии Земли и последующем выносе их на дневную поверхность с помощью вулканических аппаратов. Однако всем этим гипотезам присущ большой недостаток. Они не обосновывают возможности возникновения физико-динамических условий, необходимых для синтеза алмазов в природной обстановке и сохранения их в процессе перемещения вместе с магмой из глубин 70-140 км. На поверхность Земли. Все эти гипотезы не дают также четкого научного аргументированного ответа на вопрос о возможности существования в термодинамических условиях, необходимых для синтеза алмазов, обильного источника материала для их образования-свободного углерода.
Якутия является одной из известных алмазоносных провинций мира. О месторождениях якутских алмазов написано много книг.
Алмазы, извлеченные из коренных и россыпных месторождений Якутии, весьма различны - от мельчайших зерен массой 01, - 02 мг до кристаллов в несколько сот каратов. Месторождения были открыты 50-е годы советскими геологами, проводившими в то время плановое изучение этой территории.
Границы Якутской алмазоносной провинции (включая районы россыпной алмазоностности) определяются в настоящее время следующим образом: на западе-по р. Анабару вверх до восточной окраины Анабарского массива и далее вдоль нее на юг, затем через верховья Анабара и Оленека по восточному борту Тунгусской синеклизы; с востока провинция ограничена внешней зоной Предверхоянского краевого прогиба, а с юга - областью Алданского щита.
В пределах Якутской алмазоносной провинции выделяются девять районов проявления кимберлитового магматизма: Алданский, Мало-Бутобинский, Далдыно - Алакитский, Верхне-мунский, Анабарский, Лучакан-Куранахский, Чумордахский, Средне-Оленский и Куойкско - Мерчимденский.
Алмазные месторождения встречаются довольно редко, они представлены трубчатыми телами круглой или овальной формы. Порода, содержащая алмазы, заполняет воронкообразные углубления глубиной до 1200 м. и более. Такие воронки называется «трубками взрыва» или «кимберлитовыми трубками» по наименованию алмазоносной породы, которая была впервые обнаружена в Кимберли (Южная Африка).
Отдельные устные сведения о наличии алмазов в Якутии поступали еще в конце прошлого - начале нынешнего столетия о местных жителей, но они были оставлены без внимания. В конце 30-х годов советский ученый В.С. Соболев, проводя сравнительное изучение геологического строения Сибирской и Африканской платформы, дал научное обоснование возможности открытия алмазов в Якутии. Одним из первых больших по величине камней, добытых на руднике «Мирный», был алмаз массой 51,66 кар. Это крупный алмаз октаэдрической формы, прозрачный, с незначительным желтым оттенком. Все алмазы якутских месторождений, за весьма редким исключением, представляют собой кристаллы октаэдрического, ромбододекпэдрического или переходного (от октаэдрического к ромбододекаэдрическому) габитуса. Разнообразие форм кристаллов в значительной степени определяется особенностями строения их граней. Якутские алмазы в основном бесцветны и различаются лишь степенью прозрачности. Интенсивно окрашенные алмазы встречаются редко, иногда наблюдаются алмазы, ярко окрашенные в лилово - вишневый или коричнево - вишневый цвет. Кроме того, установлено присутствие кристаллов с пятнами зеленого, иногда сине - зеленого и табачно - бурого цвета, возникновение которых объясняется слабым воздействием радиоактивных излучений.
После окончания Великой Отечественной войны, когда по всей стане были широко развернуты геологические работы, были найдены месторождения алмазов Якутии, на базе которых создана алмазодобывающая промышленность, поставляющая ювелирные и технические алмазы не только в СССР но и в зарубежные страны.
Для организации и успешного развития промышленного производства синтетических алмазов и внедрение их в народное хозяйство страны был создан Институт сверхтвердых материалов на территории Украины.
В октябре 1961 г. Институт сообщил о том, что впервые в СССР разработана технология призводства синтетических алмазов и изготовлены первые 2 тыс. кар. Этим было положено начало промышленному производству синтетических алмазов в Советском Союзе.
В Алмазном фонде России сосредотачиваются наиболее крупные алмазы ювелирного качества, не только имеющие высокую стоимость, но и представляющие большую ценность как редкие природные образования. Однако такие камни встречаются нечасто. По статистическим данным, на десятки тысяч камней редко приходиться один алмаз массой свыше 20 кар.
Самым крупным алмазом, найденным до 80-х годов в отечественных месторождениях, считается мелкозернистый агрегат типа борт массой 1191,8 кар, а самым большим ювелирным камнем является алмаз «Звезда Якутии» массой 232,05 кар. Первым большим по величине камней добытым на месторождении «МИР» в 1963, был алмаз массой 51,66 кар.
В мире нет двух одинаковых алмазов. Они делятся на шесть с половиной тысяч категорий в зависимости от формы, качества, цвета и размера. Российские на мировом рынке имеют специфическое название - «русский товар». Они дают большой выход чистых алмазов, цена на которые высока.
Алмазная перерабатывающая промышленность в России носит подсобный характер, поставляя переработанные алмазы в точное приборостроение космического назначения и немного для ювелирной промышленности.
Крупнейшие месторождения алмазов обнаружены в Архангельской области на краю Балтийского щита. Возраст кимберлитовых труб здесь достигает 400-600 млн. лет. Со временем часть труб была разрушена, а алмазы отложились в россыпи. Однако многие трубки оказались нетронутыми эрозией и остались покрытыми толстым слоем наносов. В этих местах через каждые 50 м пробурены скважины и проведен весь комплекс работ для определения содержания алмазов. В результате работ было выявлено богатейшее месторождение алмазов в Архангельской области, где обнаружено порядка 50 кимберлитовых труб, из них 1/3 часть является алмазоносной. 6 труб: «Архангельская», «им. Карпинского-1», «им. Карпинского-2», «Пионерская», «Поморская», «им. Ломоносова» находятся на близком расстоянии друг от друга и образуют единое крупное месторождение, которому присвоено имя М.В. Ломоносова. Расположено Ломоносовское месторождение алмазов недалеко от поселка Поморье Приморского района. Кимберлитовые трубы здесь покрыты толстым слоем рыхлых отложений. Глубина труб достигает 600 м. Алмазы, добытые в этом месте, различны по размерам. Многие экземпляры пригодны для ювелирных работ. Качество кристаллов высокое. Запасы данного месторождения оцениваются в 12 млрд. долларов.
В настоящее время многие российские алмазодобывающие предприятия превращаются в крупные транснациональные многоотраслевые структуры. С этих позиций основными стратегическими позициями их деятельности являются: Для укрепления отечественных позиций алмазодобывающего комплекса в мировом алмазобриллиантовом комплексе своевременным является активное расширение географии добычи алмазов в других алмазоносных регионах, расположенных как в России, так и в других государствах мира. Примером того, может являться - участие в освоении крупного коренного месторождения алмазов в Анголе (кимберлитовая трубка «Катока»), а так же выход с финансированием поисковых работ на алмазы за пределами Якутии - в Красноярский край, Иркутскую и Воронежскую области. Так же перспективным является участие алмазодобывающих компаний в освоении коренных месторождений алмазов в Архангельской области, которые, к сожалению, в настоящее время настойчиво предлагаются иностранным инвесторам.
Надежным направлением значительного повышения экономической эффективности алмазодобывающего производства являются увеличение глубины переработки природных алмазов. Составленная правительством России «Программа развития российского алмазобриллиантового комплекса», на период 1996-2000 гг. Показывает, что, по мере продвижения алмаза по технологической цепи его обработки в завершающем звене комплекса - розничной торговле ювелирными изделиями с бриллиантами - происходит многократное увеличение прибыли. При этом экономическая эффективность возрастает на столько значительно, что способна предотвратить все финансовые проблемы менее рентабельных технологических процессов, таких как огранка бриллиантов, производство элитных ювелирных изделий и т.д. Первым шагом в создании отечественного алмазо-бриллиантного комплекса являются меры, направленные на интеграцию российских гранильных предприятий в единый комплекс с алмазодобывающим производством, это позволит сохранить предприятиям высоко квалифицированные кадры и производство лучших в мире бриллиантов «русской огранки»
В последние годы российские алмазодобывающие предприятия уделяют большое влияние диверсификации в другие отрасли производства, где возможно быстрое получение экономического эффекта от вложенных инвестиций (проекты месторождений редких металлов, геологоразведочные проекты, разведка освоение крупного месторождения титана а Амурской области, создание собственных транспортных предприятий и т.д.)
3. Применение алмазов
Ограненный алмаз (бриллиант) уже многие столетия является популярнейшим и дорогим драгоценным камнем. В то время как цена других драгоценных камней определяется модой и постоянно меняется, алмаз остается островком стабильности на бурном рынке драгоценностей. В значительной степени такое устойчивое положение алмаза обусловлено высокой монополизацией этого рынка. Фирма «Де Бирс», на долю которой приходится около 50% мировой добычи, разрабатывает месторождения Ботсваны, ЮАР, Намибии и Танзании.
До 2000 года на рынке доминировала принадлежащая «Де Бирс» Центральная Сбытовая Организация (ЦСО), скупавшая по долгосрочным соглашениям алмазы как самой «Де Бирс», так и других их крупнейших производителей - России, Австралии, Заира, Анголы и контролировавшая тем самым до 80% мировой добычи. В периоды превышения предложения над спросом ЦСО складировала «избыточные» алмазы в запасах, препятствуя тем самым снижению цен.
В 90-е годы XX века замедление потребления ювелирных украшений с бриллиантами, совпавшее с ростом добычи алмазов, привело к значительному росту запасов ЦСО. Не имея возможности финансировать постоянный рост запасов, ЦСО пошла на неоднократные снижения цен, что вызвало отказ от торговли с ней целого ряда алмазодобывающих фирм. В 1996 г. от долгосрочных соглашений с Де Бирс отказалась Австралия.
В январе 2003 года Еврокомиссия, проводившая расследование на предмет нарушения антимонопольного законодательства, уведомила De Beers и АЛРОСА о претензиях к их торговому договору о поставках алмазов из России. Суть претензий сводилась к тому, что крупнейший продуцент необработанных природных алмазов, которым являлась Де Бирс, контролировавшая около половины мировой добычи, препятствовал конкуренции, закупая алмазы у не имевшего собственной сбытовой сети второго по величине их производителя - компании Алроса. С целью удовлетворения претензий Еврокомиссии компаниями было принято решение о поэтапном сокращении прямых поставок необработанных алмазов Алроса в адрес Де Бирс. Соглашение о поэтапном сокращении поставок якутских алмазов в адрес De Beers было одобрено Еврокомиссией в декабре 2004 года. Объем поставок алмазов из России в 2005 году ограничивался - 700 млн. долл., в 2006 году - 625 млн. долл., в 2007 году - 550 млн. долл., в 2008 году - 475 млн. долл., в 2009 году - 400 млн. долл., а начиная с 2010 года и далее сумма поставок якутских алмазов в адрес Де Бирс не должна была превышать 275 млн. долл. Поставки российских алмазов в адрес Де Бирс прекратились в конце 2008 года. Толчком к этому послужил глубокий рыночный кризис. Оказавшись перед значительным снижением спроса Де Бирс фактически отказалась от закупок.
В настоящее время торговлю с Де Бирс по долгосрочным соглашениям продолжает только страны, где компания имеет долю в капитале алмазодобывающих компаний - это ЮАР, Ботсвана, Намибия и Танзания.
В 2000 г. Де Бирс объявила о переходе к новой рыночной стратегии, так называемого «предпочитаемого поставщика». Компания отказалась от регулирования рыночных цен на алмазы. Это ознаменовало конец фактически действовавшего картеля на мировом рынке алмазов. В настоящее время цены на природные необработанные алмазы формируются под влиянием рыночных сил, что привело к их колебаниям. Значительное падение цен на алмазы, на величину порядка 30-40%, произошло в 2005-2006 г. изза локального превышения предложения над спросом. Вместе с тем, мощности действующих месторождений, степень их выработки, и ожидаемый ввод в эксплуатацию новых рудников позволяют предположить, что в средне- и долгосрочной перспективе на мировом рынке будет наблюдаться устойчивое превышение спроса над предложением, что создает предпосылки для роста цен на алмазы.
Исключительная твердость алмаза находит свое применение в промышленности: его используют для изготовления ножей, сверл, резцов и тому подобных изделий. Потребность в алмазе для промышленного применения вынуждает расширять производство искусственных алмазов. В последнее время проблема решается за счет кластерного и ионно-плазменного напыления алмазных пленок на режущие поверхности. Алмазный порошок (как отход при обработке природного алмаза, так и полученный искусственно) используется как абразив для изготовления режущих и точильных дисков, кругов и т.д.
4. Проблемы российской алмазной промышленностью
Завесой секретности до сих пор скрыта работа отрасли, в которой занято 100 тыс. россиян. Это порождает множество слухов, гипотез о том, как добывают и обрабатывают алмазы, и как сбывают бриллианты. В последнее время к этому прибавились противоречивые сообщения, затрагивающие отношений России с мировым монополистом по скупке и перепродаже алмазного сырья - южноафриканской компанией «Де Бирс», а также роли Республики Саха (Якутии) в алмазодобыче (она дает 98% российских алмазов).
Россия входит в семерку стран, обеспечивающих более 80% мировой добычи этих драгоценных камней. Остальные шесть стран - это Ботсвана, Намибия, Австралия и Заир. Всего же алмазы добываются в 20 государствах четырех континентов и даже с морского дна.
В России за последнее десятилетие было получено 12 миллионов карат ювелирных алмазов. И основная их часть продана «Де Бирс» в виде сырья. Лишь около 2 миллионов каратов было направлено на наши гранильные предприятия для изготовления бриллиантов. Но парадокс в том, что бриллиантовое производство у нас невыгодно. В том же время гранильные заводы объединения «Кристалл» получили 200 миллионов рублей субсидии.
Израиль же, не добывающий алмазов, но являющийся одним из мировых центров их огранки, получил в 2010 году чистый доход от реализации бриллиантов в размере 650 миллионов долларов; страна закупила алмазов на 2 миллиарда 200 миллионов долларов, а продала бриллиантов на 2 миллиарда 850 миллионов.
Вследствие чего же наш алмазно-бриллиантовый комплекс столь тускло выглядит? Некоторые видят причину в несовершенстве структуры отрасли. В том же Израиле на десять тысяч огранщиков приходится всего тысяча управленцев. У нас же на 10 тысяч огранщиков -14 тысяч «руководящих кадров». В настоящее время сохраняется закрытая монополия в лице Роскомдрагмета. Эта организация остается единственным покупателем необработанных камней у производителей тот же орган является и продавцом для всех оптовых потребителей, а так же безраздельно контролирует экспорт алмазного сырья через Внешторгбанк и АК «Алмазы России - Саха».
Законодательное ограничения конкуренции не способствует снижению затрат на добычу и обработку алмазов внутри страны. В настоящее время идут жаркие дебаты по поводу вхождения в рыночные отношения и реальной монополии государства в области добычи и обработки алмазов.
Вывод
Освоение производства синтетических алмазов является подлинной технической революцией для многих отраслей промышленности, ибо работать с применением алмаза значит работать быстрее, выпускать продукцию высшего качества при меньшей себестоимости.
Если алмазы были раньше дефицитными и имели ограниченные области применения, то с развитием производства синтетических алмазов они стали доступны любой отрасли промышленности, любому предприятию. В настоящее время во всех странах ведутся исследования по широкому внедрению искусственных алмазов в промышленность и изыскание новых областей, где натуральные алмазы смогут быть заменены искусственными.
Ведутся исследования по улучшению свойств синтетических алмазов: снижению хрупкости, увеличению размера кристаллов, получение монокристаллов, что позволит внедрить искусственные алмазы во все новые отрасли промышленности и приведет к все возрастающему увеличению производства синтетических алмазов, возможности которого безграничны.
Одновременно с этим в настоящее время еще многие области, где натуральные алмазы не могут быть полностью заменены синтетическими - это процессы, где применяются большие скорости подач и имеют место высокие удельные давления, при бурении, резке и других операциях.
Таким образом, увеличение добычи натуральных алмазов обеспечивает широкое применение алмазов во всех областях промышленности. Применение натуральных алмазов в промышленности приносит от 25 до 80, а иногда до 200 долл. экономии на каждый используемый карат. Кроме того, натуральные ювелирные алмазы являются драгоцейнешим экспортируемым материалом.
Натуральные алмазы могут рассматриваться как стратегический материал: изготовление точнейших деталей и приборов, сложнейшие задачи электронной техники решаются только с применением алмазов.
Поэтому следует считать, что с освоением процесса синтеза алмазов роль и значение натуральных отнюдь не уменьшились. Расширение и увеличение добычи натуральных алмазов во всех странах остается чрезвычайно актуальной проблемой, и увеличение добычи натуральных алмазов может также рассматриваться как одно из условий увеличения промышленного потенциала и технического уровня любой страны.
Список литературы
1. Л.А. Васильев «Алмазы, их свойства и применение» Москва 1983 г.
2. М.Я. Коломейская «Натуральные и синтетические алмазы в промышленности» Москва 1967 г.
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
