Анализ физико-технических свойств месторождений алмазов трубки "Зарница"

Размещено на http://allbest.ru

Анализ физико-технических свойств месторождений алмазов трубки «Зарница»

Введение

месторождение горный порода физика

Состояние сырьевой базы Якутии находится в той фазе, когда наиболее богатые месторождения кимберлитов, отрабатываемые дешевым открытым способом добычи, либо закончились, либо значительно снижают производительность в связи с завершением открытых горных работ. Переход на подземный способ добычи обуславливает значительное снижение производительности и повышение себестоимости добычных работ. Последние годы все чаще встает вопрос о разработке более бедных по содержанию месторождений. При этом обработка таких месторождений традиционной технологией рудоподготовки и обогащения нерентабельна по причине невысоких содержаний и удаленности этих месторождений от обогатительных фабрик. Основной проблемой при этом наряду с раскрытием кристаллов алмазов является их высокая степень сохранности вследствие природной хрупкости. В данной работе мы проанализируем физико-технические свойства кимберлитов и вмещающих пород и определим оптимальный способ добычи и обогащения исходя из этих свойств.

1.Морфология, внутреннее строение и условия залегания месторождения трубки «Зарница»

На поверхности трубка «Зарница» имеет изометрическую форму с размером 520х540 м. В разведанной части рудное тело отличается простой морфологией и представляет собой диатрему с каналом цилиндрического типа. Изменение площади поперечного сечения трубки с глубиной происходит постепенно, без резких пережимов, с градиентом уменьшения площади до глубины 400 м в среднем 10,7-10,9% на каждые 100м.

На глубине 700 м поперечное сечение рудного тела приобретает овальную форму, несколько вытянутую в субмеридиональном направлении. Соотношение длинной и короткой осей трубки «Зарница» на всех подсеченных горизонтах близко к единице и изменяется от 1,06 (горизонт +220) до 1,13 (горизонт-280).

Контакты рудного тела с кимберлитовмещающими породами имеют склонение к центру, углы падения контактов характеризуются крутизной от 90 до 700. Контур трубки в целом отвечает границе промышленного оруденения [1].

2. Характеристика структурных и текстурных особенностей горных пород

Эта трубка приурочена к флексуре северозападного простирания и в зоне перехода спокойного слабо наклонного залегания нижнепалеозойских отложений к более активной в тектоническом отношении области. Общий наклон осадочных пород в районе трубки Зарница не превышает 1 градуса с падением на юго-запад.

Форма приближена к изометричной. В рельефе трубка совершенно не выражена и повторяет выпуклый поперечный профиль водораздела.

Основным эрозионным фактором является морозное (физическое) выветривание, способствующее дезинтеграции плотного материала трубки. Мощность элювиальной зоны 4-5 м, под ней залегает плотный, монолитный кимберлит. В элювии выделяется несколько горизонтов. Непосредственно под почвенно-моховым покровом с примесью иловато-дресвяного элювиального материала кимберлита расположен верхний иловато-дресвяный слой мощностью до 0,5 м. Он сменяется дресвяно-щебенчатыми образованиями мощностью до 1 м. Ниже идет мелкоглыбовый горизонт, сменяющийся крупноглыбовым элювием с величиной отдельных глыб до 0,5 м и постепенно переходящий в монолитный кимберлит. Элювиальный материал плотно сцементирован льдом. Кимберлит трубки Зарница представляет собой довольно плотную зеленоватую или голубовато-серую карбонатизированную породу. Встречаются многочисленные посторонние включения различной формы и размеров, составляющие местами более 50% объема породы, так что кимберлит напоминает вулканическую ту-фобрекчию. По внешнему виду кимберлит можно разделить на пять разновидностей. Первая преобладающая разновидность: наиболее измененный очень светлый, зеленовато-серый, слабо ожелезненный кимберлит, в котором посторонних обломков не более 50%.

Вторая разновидность: очень плотный кимберлит с большим количеством желтовато-зеленых зерен псевдоморфоз серпентина по оливину, большим количеством зерен ильменита, пиропа и листочков слюды. Цвет кимберлита зеленовато-серый, содержание обломочного материала около 60%. Третья разновидность: плотный, грубо брекчиевидный, в свежем изломе темно-серый, сравнительно слабо карбонатизированный кимберлит, количество обломков достигает 70%.

Четвертая разновидность: очень плотный, голубовато-зеленый кимберлит с мелкими обломками (до 30%) других пород.

Пятая разновидность плотный, мелкообломочный кимберлит, пропитанный окислами железа, желтовато-бурой окраски.

Главную массу трубки выполняет кимберлит первой и второй разновидностей, причем каких-либо закономерностей в их соотношении друг с другом пока установить не удалось. Кимберлит третьей разновидности приурочен к окраинным частям трубки и оконтуривает ее полукольцом с севера, северо-востока и юго-востока. Четвертая разновидность кимберлита образует локализованный участок у восточного края трубки. Пятая разновидность кимберлита встречена в шурфе на глубине от 6 до 10 м. Она образует жилоподобное тело мощностью 30 см, рассекающее плотный зеленовато-голубой кимберлит четвертой разновидности. Простирание жилы СВ 50-60 градусов;, падение на юго-восток 80 градусов.

В брекчии встречаются в большом количестве включения кимберлитов, ксенолиты осадочных пород, представленные в основном различными известняками, доломитами и аргиллитами. Размер включений колеблется от долей миллиметра до 0,5 м. Установлено, что увеличение крупности и количества ксенолитов осадочных пород приурочено к при-контактовым частям трубки. Наиболее крупные включения известняков светло-желтого и желтоватого цвета достигают 1,5 м в поперечнике («плавающие рифы»). Включения известняков обычно имеют округлую форму, доломиты и аргиллиты чаще встречаются в виде угловатых уплощенных обломков.

В ксенолитах известняков и аргиллитов найдена довольно обильная фауна брахиопод, кораллов, гастропод, трилобитов и др. Больше всего фауны встречено в светлых кофейного цвета известняках и зеленых аргиллитах, где попадаются участки, сложенные целиком брахиоподами. Многочисленная фауна брахиопод и гастропод обнаружена в ксенолите темно-серого битуминозного известняка и имеет хорошую сохранность. Следует подчеркнуть, что наряду с типичными формами, широко развитыми в ордовике, отмечается фауна ландовери, отложения которого на этой территории полностью смыты.

Наряду с осадочными породами в кимберлите трубки, в большом количестве присутствуют ксенолиты метаморфических пород. Они обычно имеют гладкую округлую поверхность и иногда подобны окатанным галькам. Встречаются уплощенные, удлиненные, шарообразные и другие формы ксенолитов. Обычные их размеры от 1 до 10-15 см.

Ксенолиты, как правило, окружены плотной темно-зеленой хлорит-серпентиновой оболочкой и очень легко вылущиваются как ядра ореха,. из кимберлита. Среди ксенолитов наиболее часто встречаются темно-зеленые и светлые кристаллические сланцы, эклогиты, амфиболиты и др. . Из обломков минералов в кимберлите наиболее распространены ильменит, а также, в подчиненном количестве, округлые зерна пиропа величиной иногда до 1 см. Реже встречаются листочки слюды и зерна хромдиопсида. Обильны зерна псевдоморфоз серпентина по оливину.

В кимберлитах трубки «Зарница» наблюдается четко выраженная столбчатая (призматическая) отдельность. Грани столбов представляют собой ровные плоскости с шероховатой поверхностью. Иногда столбы имеют наклонное залегание с падением ЮЗ 205градусов; угол - 60-65градусов, или ЮВ 140градусов; угол - 70 градусов;. Столбы с прекрасно выраженными цельными монолитными стенками окружены трещиноватым кимберлитом с криволинейными сколами, иногда с раковистым изломом. Особенно они характерны для брекчиевидных кимберлитов трубки «Зарница». Грани столбов местами пересечены более поздними трещинами с «зеркалами скольжения». Наряду со столбчатой в отдельных местах проявляются также эллипсоидальная и шаровая отдельности, с диаметром шаров порядка 1,5 м.

3. Особенности состояния массива горных пород

Наблюдения на трубке «Зарница» установили пространственную связь трещин с внутренним строением самой трубки. Выделено две системы субвертикальных трещин.

Первая система трещин, пересекающихся под углом 75-80градусов, имеет простирание СВ 30-40градусов и СЗ 310-320градусов. Углы падения трещин колеблются в пределах 70-90градусов;. С этой системой трещин связаны сильно измененные кимберлитовые жилы и гидротермальные жилки магнетита и кальцита. В одном из шурфов жила кимберлита мощностью 10-15 см.

падает на ЮЗ 230градусов; в другом месте встречена жила простирания ЮВ 120градусов угол - 60градусов.

Вторая система более поздних трещин направлена под углом 40-50градусов к вышеописанной трещиноватости. Для нее характерны трещины восток-северо-восточного и меридионального простирания, соответственно 70градусов и 0градусов; под углом до 70градусов.. С этой системой трещин связаны многочисленные гидротермальные жилы, прожилки, линзы кальцита, магнетита, секущие кимберлитовые жилы. Особенно хорошо эта трещиноватость наблюдается в юго-восточной части трубки «Зарница», где к ней приурочена магнетит-кальцитовая минерализация. Полоса сильно трещиноватых кимберлитов, пропитанных гидротермальными продуктами, фиксируется на магнитной карте трубки «Зарница» пониженным значением магнитной аномалии по сравнению с окружающими сильно намагниченными монолитными кимберлитами, что обычно характеризует зоны дробления. Одинаковое значение магнитной аномалии зоны трещиноватости и приконтактовой зоны раздробленных кимберлитов является еще одним доказательством их идентичного строения.

С трещиноватостью кимберлитов связано газопроявление, особенно сильное в восточной части трубки «Зарница»

В приконтактовых частях залегание осадочных пород явно нарушено. Это связано как с внедрением кимберлитового материала, так и с последующими подвижками в результате увеличения объема породы при серпентинизации. По направлению к контакту с трубкой во вмещающих породах наблюдается несколько зон, характеризующихся повышением тектонической активности:

1) зона ненарушенного залегания вмещающих пород;

2)зона пликативных дислокаций;

3) зона интенсивного дробления и дизъюнктивных дислокаций;

4) зона брекчирования и интенсивного приконтактового изменения вмещающих пород.

Для первой зоны характерно слабо наклонное, почти горизонтальное залегание пород, соответствующее общему для района положению осадочной толщи. Отличительным признаком служит повышенная трещиноватость пород. При этом трещины располагаются параллельно контакту с кимберлитами.

Зона пликативных дислокаций связана с предыдущей зоной постепенным переходом, но иногда между ними наблюдается четкая граница по трещинам с плоскостями скольжения. Простирание трещин совпадает с направлением контакта с кимберлитами. Пласты доломитов этой зоны приподняты (задир пластов) или опущены в сторону трубки под углом от 5 до 30градусов. Приподнятость пластов вмещающих пород прослеживается на большом протяжении. В этой зоне наблюдаются субвертикальные трещины, на стенках которых нередко видны плоскости скольжения, при этом штрихи и царапины располагаются как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях. К трещинам приурочены жилы кимберлита и маломощные жилки кальцита и магнетита.

Зона интенсивного дробления и дизъюнктивных дислокаций прослеживается во многих горных выработках, вскрывших контакт между кимберлитами и вмещающими породами. От предыдущих зон, она, как правило, четко отделяется хорошо выраженными гладкостенными трещинами с плоскостями скольжения или нарушениями. Для известняков и доломитов этой зоны характерна вертикальная рассланцованность, параллельная контакту с кимберлитами. Происхождение ее связано, по-видимому, с односторонним давлением на вмещающие породы увеличивавшихся в объеме кимберлитов при их общей серпентинизации.

Наряду с отмеченными нарушениями обычны явления трещиноватости и интенсивного дробления. Последнее вызвано, по-видимому, вертикальными перемещениями в этой зоне. Иногда доломиты раздроблены до состояния мелкой щебенки. По вертикальным трещинам развиты магнетитовые и кальцитовые жилки, по плоскостям скольжения отмечается ожелезнение и слабая серпентинизация. К ним же приурочены жилообразные тела кимберлитов, отходящие от основного тела трубки. Мощность этой зоны 0,5-1,5 м.

Зона брекчирования и интенсивного приконтактового изменения вмещающих пород прослеживается главным образом в южной части трубки «Зарница». Брекчированные участки, связанные с активным динамическим воздействием кимберлитов на вмещающие породы, вскрыты горными выработками. В них прослеживается полоса интенсивного брекчирования, связанная с перемещением крупных глыб, что фиксируется присутствием глыбы зеленоватых глинистых доломитов диаметром 35 см среди светло-бурых доломитов. Наблюдается линзовидный участок брек-чированного строения, где обломки бурых доломитизированных известняков и доломитов сцементированы кимберлитом. Вдоль крупных вертикальных и субвертикальных трещин различной пространственной ориентировки располагаются узкие участки тонко- и мелкобрекчированного материала. По трещинам происходили многочисленные мелкие смещения, фиксируемые «зеркалами скольжения» с тонкой корочкой серпентина и маломощным слоем притертой тектонической глинки. Мощность брекчированной зоны в трубке «;Зарница» достигает 2-2,5 м.

4.Кимберлит. Физико-механические свойства кимберлитов и вмещающих пород

Кимберлит-- общий термин для обозначения широко варьирующих по облику и составу вулканических и субвулканических ультраосновных пород с щелочным уклоном.

Собственно кимберлит представляет собой массивную брекчиевидную горную породу, состоящую из первично магматогенного, полностью изменённого цемента, сложенного тонкозернистым агрегатом серпентина, кальцита, флогопита, перовскита, магнетита, водных алюмосиликатов и др., и погружённых в цемент разнородных вкрапленников минералов и обломков пород. Выделяются: автолиты -- включения кимберлита более ранних генераций; ксенолиты вмещающих пород осадочного чехла и высокометаморфизованных серий кристаллического фундамента земной коры; глубинные ксенолиты ультраосновных и основных пород верхней мантии; различных серий и генераций минералов-вкрапленников (оливин, гранат, пироксены, ильменит, флогопит и др.), главными среди которых являются хромовая и титановая ассоциации. Структура порфировая; главный минерал вкрапленников -- оливин.

Принадлежность к кимберлитам устанавливается на основании трёх главнейших факторов, определяющих своеобразие этих пород: связь с древними платформами, а в их пределах с участками сочленения прогибов и поднятий, контролируемых зонами глубинных разломов; близость к беспироксеновым щелочным пикритам (разновидностью которых кимберлиты по существу и являются) с повышенным содержанием калия (К>Na), глинозёма и титана; присутствие типоморфных барофильных фаз -- алмаза, хромистого пиропового граната, пикроильменита. Только сочетание всех этих факторов позволяет классифицировать породу как кимберлит. Минеральный и химический состав кимберлитов обычно сильно варьирует. Средний состав сибирских кимберлитов (%): SiO2 27,64; TiO2 1,65; Al2О3 3,17; Cr2О3 0,14; Fe2О3 5,40; FeO 2,75; MnO 0,13; NiO 0,14; MgO 24,31; CaO 14,13; Na2О 0,23; К2О 0,79; Р2О5 0,55; SO2 0,24; CO2 10,84; Н2О 7,89. Кимберлиты заполняют трубки взрыва и встречаются в виде жил, даек, силлов. Относятся к мало распространённым породам; известны в Якутии, Южной и Центральной Африке, Северной Америке, Бразилии, Индии.

Кимберлит -- главный коренной источник алмазов. Разрабатываются кимберлиты с содержанием алмазов, как правило, не ниже 0,1 карат/т. Кимберлит содержит также значительное количество ограночного камнесамоцветного сырья: граната, оливина, циркона.

Физико-механические свойства кимберлитов и вмещающих пород отличаются высокой относительной изменчивостью, что характерно для пород низкой и средней прочности. Наиболее прочными являются «чистые» разности пород: доломиты и известняки. Прочностные свойства вмещающих пород увеличиваются с глубиной. Так их прочность на одноосное сжатие составляет на глубине 0-500 м - 20 МПа; 500-800 м - 32 МПа; 800-1000 м - 48 МПа. Прочность кимберлитов в меньшей степени зависит от глубины, что объясняется их генетическими особенностями и больше зависит от степени трещиноватости и близости тектонических нарушений; состава и прочности вмещающих пород, наличия- подмерзлотных вод и- прослоев галита, содержания оливина в кимберлите и степени его серпенитизации. Большое влияние на прочность и устойчивость кимберлита в условиях ограниченной площади трубки оказывает вода и- техногенное воздействие горных работ (очистные работы, бурение геологоразведочных и закладочных скважин). Рудное телов большинстве случаев, сложено кимберлитовыми породами, образовавшимися в результате двухфазового внедрения кимберлитовой магмы. Около 90 % объема составляют разновидности брекчий, образовавшихся во вторую фазу, которые характеризуются меньшей степенью раздробленности, чем кимберлиты первой фазы внедрения. Прочность кимберлитов на одноосное сжатие составляет в среднем 10-25 МПа, на отдельных участках до 50 МПа и более. Трещиноватость руды средняя (от 2 до 10 трещин на 1 п.м.).

5.Алмазоносность месторождения трубки «Зарница»

В 1955-1958 годах Амакинской экспедицией проведена предварительная разведка трубки «Зарница» на глубине 20 м системой горных выработок (шурфы, канавы) с плотностью разведочной сети 40х40 м. Ввиду несовершенства технологии обогащения, среднее содержание алмазов по трубке тогда было установлено всего 0,5 кар/т и месторождение отнесено в разряд непромышленных. В 1977-1980 гг. производственно-научным объединением «Якуталмаз» проведена переоценка алмазоносности месторождения на глубину 30 м по средством колонкового бурения 34 скважин по сети 80х80 м (1020 п.м) и проходки траншеи (17975 м³), из которой отобрана крупнообъемная проба кимберлита весом 20900 т. При промышленном испытании пробы весом 9680 т получено заметно более высокое среднее содержание алмазов, что послужило основанием для постановки разведочных работ на этом месторождении. В 1981-1984 гг. Мирнинской экспедицией выполнена детальная разведка трубки «Зарница» на глубину 700 м (до горизонта с абс. отметкой - 280 м) с проходкой 23 разведочных скважин колонкового бурения с подсечением опорных горизонтов для оконтуривания рудного тела на обсолютных отметках +220, +20 и -280 м. Подсчет разведанных запасов алмазов произведен на основании постоянных кондиций, утвержденных ГКЗ СССР (протокол №1964-к от 21.09.1984 г.). Запасы месторождения для открытого способа отработки (до глубины 400 м), подсчитанные по промышленным категориям С1 и С2, утверждены ГКЗ СССР (протокол №9722 от 26.04.1985 г.). В 1999 году Удачнинский ГОК АК «АЛРОСА» начал сезонную (зимнюю) промышленную эксплуатацию трубки «Зарница» на основании Лицензии на право пользования недрами, выданной Госкомгеологии РС (Я) за номером ЯКУ 01911 КЭ от 04.03.2002 года сроком до 01.01.2018 г. В результате серии промышленных технологических испытаний валовых проб кимберлитов (весом от 42,9 до 320 тыс.т), выполненных на тр. «Зарница», уточнены гранулометрический состав алмазов, коэффициент их извлечения и среднее содержание. Алмазоносность трубки «Зарница» невысокая, но алмазы отличаются высоким качеством (около 40% относятся к ювелирному и около ювелирному ряду). По данным детальной и экслуатационной разведки в интервале (абс. отметки) от +420 до +330 м по классу -16+0,5 мм средний вес одного кристалла по керновым пробам составлял 3,89 мг. В разные годы на месторождении тр. «Зарница» в керне скважин найдены крупные алмазы (мг): 401,7; 276,6; 238,8; 217,7; 134,7; 53,7; 40,5; 34,2; (1955-1958гг.); 21800 (именной алмаз «60 лет Бурятской АССР» весом 109 кар); 1282,7; 453,7; 426,5; 195 (1981-1984 гг.); 256,7; 230,2 (2000-2005 гг.).

Редкая встречаемость крупных алмазов, о чем свидетельствуют и планы изосодержаний алмазов по классу +0,5 мм между горизонтами, предполагает крайне неравномерный гнездовой характер распределения алмазов в трубке.

Приповерхностная часть, представленная элювием кимберлитового состава, относительно обогащена содержаниями алмазов весом более 1 кар. Так, по девяти разведочным скважинам в 8 из 52 проб элювия отмечены содержания алмазов более 1 кар. Это составляет 42% от общего числа проб с такими содержаниями всех разведочных скважин. Среднее же содержание по элювию достаточно высокое.

На площади поперечного сечения поверхности рудного тела трубка относится к группе крупных (100-250 тыс.м²) месторождений (второй группе), но ввиду крайне неравномерного распределения алмазов, обусловленного их гнездовым обособлением (с преимущественно крупными высококачественными кристаллами и низкими в целом по содержанию алмазов), данную трубку можно отнести к третьей группе сложности.

По результатам разведочного бурения (всего около 200 проб) определена частота встречаемости алмазов по классам крупности.

Пониженное значение общего содержания алмазов на нижних горизонтах, начиная с абс. отметки - 100 м, обусловлены малым количеством проб (ниже указанной отметки пройдены только две скважины). При относительно простой морфологии трубки редкая встречаемость алмазов крупностью +4 мм в руде, представленной единым технологическим типом (автолитовая кимберлитовая брекчия), предопределяется гнездовым характером распределения алмазов в трубке.

В результате промышленных испытаний руды, проведенных в 1980 году на обогатительной фабрике №11, и промышленных испытаний, выполненных в 1989, 1999 и 2002 гг. на фабрике №12, получены данные, практически аналогичные добычным работам как по средним содержаниям алмазов, так и по их гранулометрическому составу.

Вместе с тем несоответствие эксплоразведочных оценок эксплуатационным данным нельзя связывать только с гнездовым характером распределения алмазов в трубке. Анализ распределения алмазов по классам крупности показывает на «уклон» ситовых характеристик в сторону крупных классов, что положительно влияет на выход товарной продукции с каждой тонны руды.

6.Общие сведения о месторождении «Зарница»

Промышленная отработка тр. «Зарница» велась с 1999 года сезонно, в зимний период времени (октябрь-апрель). По состоянию на 01.01.2007 года из карьера добыто 20040,6 тыс. т балансовой руды. Объемы добычи по годам и горизонтам отработки приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Динамика добычи балансовой руды трубки «Зарница»

Для погрузки добытой руды применяется колесный погрузчик L-1100 и гидравлический экскаватор Demag H285S, для бурения взрывных скважин - импортный буровой станок с дизельным приводом Tamrok D-75KS. Транспортировка руды осуществляется автомобильным транспортом на базе большегрузных автосамосвалов CAT-785 и HD-1200 [1].

С 2000 года кимберлиты трубки «Зарница» обрабатываются совместно с кимберлитами трубки «Удачная» на фабрике №12 Удачнинского ГОКа.

Как показывают технико-экономические расчеты, перевозка руды трубки «Зарница» на обогатительную фабрику № 12 любым видом транспорта уменьшает рентабельность производства Удачнинского ГОКа. При снижении доли руды трубки «Удачная» до определенного значения, производство становится убыточным. Этот факт создает предпосылки создания альтернативной технологии извлечения алмазов, позволяющей значительно сократить объемы перевозимого на фабрику сырья.

7. Физические свойства алмазов

Чтобы определиться со способом обогащения алмазосодержащих руд, требуется изучить физические свойства алмазов и вмещающей породы. Добыча и обогащение алмазосодержащих руд из коренных месторождений Западного региона Якутии имеет ряд особенностей. К ним, в первую очередь, относятся высокая хрупкость алмазов при воздействии ударных нагрузок, низкое содержание их в общем объеме вынимаемых пород, наличие крупных кристаллов (20-25 мм). Кристаллы алмазов прочно связаны с пустой породой. Кимберлитовая порода при дроблении раскалывается по плоскостям спайности отдельных компонентов, в результате чего алмазы легко выкрашиваются из нее. Но не всегда поверхность алмазов оказывается чистой. Процесс обогащения должен обеспечивать сохранение целостности алмазов. Вследствие хрупкости алмазов обычное измельчение не применяют. Алмаз, являясь наиболее твёрдым из всех минералов, хорошо сопротивляется истиранию, 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 образуется, коэффициент трения возрастает и достигает 0,5-0,55. А пустая порода и сопутствующие минералы представляют собой более мягкий материал, легко поддающийся истиранию. Эта разница в свойствах минералов используется для избирательного измельчения при истирающем режиме. Для алмаза также характерны самый высокий (по сравнению со всеми известными в природе материалами) модуль упругости и самый низкий коэффициент сжатия.

Термические свойства. Температура плавления алмаза составляет 3700-4000єС. На воздухе алмаз сгорает при 850-1000єС, а в струе чистого кислорода горит слабо-голубым пламенем при 720-800єС, полностью превращаясь, в конечном счёте, в углекислый газ. При нагреве до 2000-3000єС без доступа воздуха алмаз переходит в графит. Магнитные свойства. Алмаз относится к немагнитным минералам, но некоторые их разновидности имеют слабые парамагнитные свойства, которые в основном связаны с присутствием примеси азота. Иногда магнитные свойства придают алмазам и механические включения в них магнитных минералов - магнетита и ильменита. Это необходимо учитывать при извлечении алмазов из породы, так как при магнитной сепарации алмазы будут попадать в магнитную фракцию и могут быть пропущены.Электрические свойства. Алмаз относится к изоляторам: его удельное электрическое сопротивление очень велико. Некоторые кристаллы, однако, имеют низкое удельное сопротивление и обладают свойствами полупроводников. Удельное электрическое сопротивление алмазов (полупроводниковые) составляет 1 - 10 Ом/см, других алмазы - до 1010 Ом/см.Алмаз - минерал весьма устойчивый. Он не поддается воздействию самых сильных кислот и их смесей (соляной, серной, азотной, плавиковой, «царской водки»), даже доведённых до температуры кипения. Не реагирует он и со щелочами. Алмаз с чистой поверхностью гидрофобен, т.е. не смачивается водой. Из-за этого свойства он может проникать сквозь влажные слои гравийно-песчаных отложений и концентрироваться вместе с минералами значительно большей плотности - гранатами, ильменитами. Последние называют минералами-спутниками алмаза и обычно используются при геологической разведке алмазных месторождений Иногда для извлечения алмазов из раздробленной алмазоносной породы используется необычный способ. В то же время алмазы способны прилипать к некоторым видам жиров, на чём основаны некоторые способы

8.Технико-экономические предпосылки разработки технологии «сухого» обогащения алмазосодержащего сырья

Идея создания альтернативной технологии для рентабельной отработки сырья бедных (забалансовых), удаленных от транспортных и энергетических коммуникаций месторождений алмазов возникла на основании ряда предпосылок:

- принципиальная возможность осуществления процессов дезинтеграции, грохочения, люминесцентной сепарации алмазосодержащих продуктов в мерзлом виде при отрицательных температурах окружающего воздуха;

- исключение значительных затрат электроэнергии на растепление сырья в процессе мокрого самоизмельчения;

- исключение затрат электроэнергии на отопление большей части производственных цехов, возможна установка большого количества оборудования или под открытым небом или под легкими укрытиями от снега;

- исключение затрат на водоснабжение обогатительного предприятия, строительство и эксплуатацию гидротехнических сооружений (хвостохранилищ, водоемов чистой воды);

- исключение вредного воздействия на речную сеть региона.

9. Возможности применения дробилок ударного типа при дроблении алмазосодержащих кимберлитов

Обычные ударные дробилки с учетом природной хрупкости алмазов противопоказаны для дробления кимберлитовых руд. Вместе с тем, основанием их ограниченного (условного) применения в межстадиальном дроблении кимберлитов может быть повышенная эффективность по степени дробления и раскрытия минеральных форм. В схеме межстадиального дробления кимберлитовых руд ударные дробилки могут быть предложены при додрабливании и дораскрытии кристаллов алмазов в накапливающихся циркулирующих технологических потоках. При дроблении данных материалов с учетом избирательности раскрытия алмазов из рудной массы на предварительной стадии дробления вероятность нахождения кристаллов алмаза на поверхности кусков существенно низкая. В этом случае практически исключается механический контакт кристаллов с рабочими органами ударных дробилок, что является важным фактором кристаллосбережения. При точечном приложении динамических воздействий на кусковый материал неправильной формы при дроблении сохранность раскрываемых кристаллов при объемном разрушении породы практически зависит от внутренней текстуры и характера естественных механических связей между кристаллами алмазов с вмещающими породами. Эта область полностью не изучена и требует внимательного подхода с точки зрения механики. На практике же возникает вопрос определения безопасной глубины нахождения кристалла в руде от его поверхности в зависимости от величины используемой энергии механического воздействия, с учетом крепости и текстурных особенностей (неоднородности) рудного куска. Следует напомнить, что при рудоподготовке кимберлитов широко применяется процесс самоизмельчения в мельницах. Это тоже разновидность ударных методов дробления. Причем для повышения эффективности процесса или вернее для обеспечения соответствующей энергии воздействия на разрушение кусков руды диаметр барабана мельницы самоизмельчения имеет существенно большие размеры. Возможно, в условиях самоизмельчения кусков друг с другом имеет место, амортизирующее и избирательное воздействие среды (материала руды) на сохранность кристаллов алмазов. Для максимальной сохранности кристаллов немаловажным фактором также является своевременный вывод раскрытых кристаллов для исключения нежелательных ударных механических воздействий в зоне дробления. В схеме межстадиального дробления изучены процессы дробления в центробежных дробилках типа ВАRMAC. Принцип работы дробилок данного типа заключается в придании первоначального центробежного ускорения частицам вращающимися активаторами и введение ударного столкновение кусков друг другом в специальной радиальной нище дробилки установленной во внутренней стенке дробилки. Энергия ударного воздействия на куски руды определяется скоростью вращения активатора, которое при небольших размерах имеет возможность достигать высокие значения, в отличие от вращающихся барабанов мельниц самоизмельчения ограниченные критическим числом вращения. Однако, испытания данного типа дробилки выявили и другой недостаток, выражающихся в значительном накоплении циркулирующей нагрузки в схемах рудоподготовки.

Заключение

В данной работе были проанализированы физико-технические свойства трубки «Зарница», дана характеристика структурных и текстурных особенностей горных пород этого месторождения. Исходя из свойств алмазов, кимберлитов и вмещающих пород мы описали оптимальные способы добычи и обогащения руд.

Список литературы

1.Колганов В.Ф., Акишев А.Н. Коренные месторождения алмазов западной Якутии. Справочное пособие. - Новосибирск: Изд-во «ГЕО», 2011. 214 с.

2.Лисица А.В., Лисица В.И. (ЗАО «Новые технологии»), Л.Ф. Биленко (АО «Мехаконъ»). Обогащение руд №3, 2003. с 39-41

3.Дмитриев С.В., Тихонов О.Н. (Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет)) О взаимосвязи энергетических законов дробления Кика-Кирпичева и Риттингера с индексом работы Бонда, Обогащение руд №2, 2004. с 9-10

4.Матвеев А.И., Львов Е.С. Возможности применения дробилок ударного типа в межстадиальном дроблении алмазосодержащих кимберлитов.

5. Сборник докладов международной конференции…… - Новосибирск: Изд-во…, 2011. …с.Болтенгаген И.Л., Власов В.Н., Климин В.И. Расчет параметров валкового пресса для дробления кимберлитовой руды .№3 2003 с.61-72

Размещено на Allbest.ru