Геолого-генетические типы месторождений алмазов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Российский государственный геологоразведочный университет им. Серго Орджоникидзе

Кафедра прикладной минералогии, геохимии и петрографии

Курсовая работа

по дисциплине: «Технологической минералогии и геммологии»

на тему: «Алмаз»

Москва 2014



Содержание

Введение

1. Геолого-генетичнские типы месторождений

2. Технологические схемы извлечения алмазов

3. История огранки минералов

4. Применение в промышленности

Заключение

Список использованной литературы



Введение

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. алмаз руда геологический

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.



1. Геолого-генетические типы месторождений

Магматические месторождения.

Кимберлиты. Среди магматических месторождений ведущую роль играют кимберлиты, с которыми связаны практически все промышленные коренные скопления алмаза и его спутников: магнезиального граната -- пиропа и прозрачного оливина -- хризолита.

Крупнейшие кимберлитовые месторождения алмаза находятся в экваториальной и Южной Африке, России.

Схема геологического строения трубки "Мир", Якутия. По А.П. Бобриевичу и др, 1959 г.

Кимберлиты залегают в виде трубообразных тел с поперечником от нескольких метров до нескольких сотен метров, иногда достигая 1,5 км (трубка Мвадуи в Танзании). На глубине они обычно сменяются дайками. Это порфировые щелочно-ультраосновные породы самых глубинных магм, массивные или содержащие многочисленные обломки родственных глубинных пород (эклогиты, оливиниты и дуниты, шпинелевые и шпинель-гранатовые перидотиты, пикритовые порфириты и т. п).

Принято различать две основные разновидности кимберлитов: базальтоидную с преобладающими вкрапленниками оливина и лампорфировую (слюдяную) с высоким содержанием флогопита во вкрапленниках. Однако алмазоносность не ограничивается перечисленными выше типами пород, встречаются и более экзотические образования.

Экзогенные (россыпные) месторождения

Как правило, богатые алмазоми россыпи образуются только на значительном расстоянии от коренного источника, так как алмаз -- минерал относительно легкий и обладающий высокой степенью сопротивления износу, способен перемещаться на сотни километров. По мере удаления от коренного источника содержание алмазов быстро падает, и они рассеиваются в массе аллювиальных отложений.

Максимальный размер обнаруженного в регионе алмаза из аллювиальных отложений до 7 карат.

Алмазы метеоритного происхождения

Алмазы в виде мельчайших вкраплений часто находят в некоторых видах каменных и металлических метеоритов, а также импактитах - образованиях, возникших в месте удара о землю метеоритов

2. Технологические схемы извлечения алмазов

1. Технологические схемы обогащения алмазсодержащих руд и песков включают четыре этапа. Дезинтеграцию или дробление и измельчение исходного сырья, первичное обогащение с целью получения грубого концентрата с максимальным извлечением из него всех ценных компонентов, доводку первичных грубых концентратов и получение природных кристаллов алмаза очистку и классификацию кристаллов алмаза по крупности, цвету и т.д.

Различия в схемах извлечения алмазов из песков россыпных месторождений и кимберлитов имеются главным образом в начальных стадиях процесса: при обогащении песков для раскрытия минералов применяют дезинтеграцию и промывку, а при обработке плотных кимберлитов -- дробление и измельчение. Для песков россыпных месторождений, в которых алмазы находятся в свободном состоянии, первичное обогащение может быть достигнуто за счет удаления в отвал значительной части материала в виде крупной гальки и тонких шламов с помощью простейшего метода грохочения.

Для кимберлитов же требуются более сложные процессы. Пески с небольшим содержанием глины направляют непосредственно на грохочение. Глинистые пески подвергают промывке, при которой происходит отделение песчано-галечного материала от глины и одновременно выделяется крупная галька. Верхний предел крупности при переработке песков россыпных месторождений определяется необходимостью свободного прохождения через сито самых крупных алмазов. Максимальная крупность обогащаемых песков обычно не превышает 25 мм. Нижний предел крупности обусловлен экономическими факторами. Для извлечения мелких алмазов необходима сложная схема с использованием специальных процессов и дополнительной аппаратуры. Большинство зарубежных фабрик обычно ограничиваются минимальным размером извлекаемых алмазов в 1 мм, однако на некоторых предприятиях этот размер меньше, например на руднике «Премьер» он составляет 0,59 карата.

Продуктивный класс поступает на дальнейшее обогащение, непродуктивные классы -- крупную гальку и шламы -- направляют в отвал.

В схемах переработки кимберлитов, в отличие от песков россыпных месторождений, раскрытие достигается дроблением и измельчением или самоизмельчением в несколько стадий обычно с небольшими степенями измельчения.

Комбинация методов обогащения и их последовательность в технологической схеме зависят от характера перерабатываемого алмазсодержащего сырья.

Для получения высоких степеней обогащения, достигающих 20 000 000 и более при условии сохранения целостности кристаллов алмаза, его осуществляют стадиально. В каждой стадии материал, содержащий алмазы, отделяется от пустой породы, которая удаляется в отвал, а обогащенная фракция поступает на следующую стадию обработки.

По сравнению с отсадкой и обогащением на винтовых сепараторах, жировой процесс обеспечивает исключительно высокую степень обогащения. Так, на фабрике рудника «Ягерс-фонтейн» обогащение кимберлита по сравнительно простой схеме, включающей три стадии обогащения (концентрацию в чашах, жировой процесс и ручную сортировку для выборки алмазов) обеспечивало высокую степень обогащения.

Перед обогащением на жировых столах в схемы включают операции классификации по крупности. Каждый класс обрабатывается отдельно. При извлечении упорных алмазов в схемах предусматривают операцию кондиционирования перед жировым процессом.

Включение в схему процесса обогащения в тяжелых суспензиях позволяет более выгодно с экономической точки зрения перерабатывать пески бедных по содержанию алмазов месторождений, эксплуатация которых до этого считалась нерентабельной, а использование для обогащения в тяжелых суспензиях гидроциклонов -- дешево и эффективно извлекать мелкие алмазы. Комбинация процессов обогащения в тяжелых суспензиях и на усовершенствованных жировых столах позволяет, в свою очередь, снизить себестоимость переработки и обеспечить эффективный контроль процесса.

В зависимости от состава сырья процесс обогащения в тяжелых суспензиях может осуществляться в две стадии. Во второй стадии концентрат перечищают в сепараторах меньших размеров с применением суспензии большей плотности. При этом алмазы могут выделяться в тяжелую или легкую фракцию в зависимости от относительного содержания в первичном концентрате минералов плотностью больше или меньше 3,5 г/см3.

2. Конкурирующим процессом разделения в тяжелых суспензиях является радиометрическая (фотометрическая, рентгенолюминесцентная) сепарация. Она используется также в схемах доводки алмазсодержащих концентратов наряду с процессом обогащения на липких поверхностях и электрической сепарацией, применяемой для материала крупностью до 6 мм. Концентрат перед доводкой предварительно подвергают избирательному измельчению, промывке, сушке и обеспыливанию.

На рис. 1.приведена принципиальная схема доводки, включающая жировой процесс, электрическую сепарацию и ручную сортировку.

Схемы отделений промывки и отсадки (я), обогащения в тяжелых суспензиях (б) и доводки концентрата (в) на алмазоизвлекательной фабрике «Премьер» (ЮАР) приведены на рис. 2, а на обогатительных фабриках «Якуталмаза»--на рис.3.

Рис. 1 Схема доводки концентрата с применением жирового процесса, электросепарации и ручной сортировки 

2. Конкурирующим процессом разделения в тяжелых суспензиях является радиометрическая (фотометрическая, рентгенолюминесцентная) сепарация. Она используется также в схемах доводки алмазсодержащих концентратов наряду с процессом обогащения на липких поверхностях и электрической сепарацией, применяемой для материала крупностью до 6 мм. Концентрат перед доводкой предварительно подвергают избирательному измельчению, промывке, сушке и обеспыливанию.

Схемы отделений промывки и отсадки (я), обогащения в тяжелых суспензиях (б) и доводки концентрата (в) на алмазоизвлекательной фабрике «Премьер» (ЮАР) приведены на рис.2, а на обогатительных фабриках «Якуталмаза» на рис.3

Созданная российскими специалистами на обогатительных фабриках технология обогащения находится на уровне мировых стандартов, а по отдельным технологическим процессам и оборудованию превышает мировой уровень.

На наших фабриках широко применяется:

Схема обогащения на фабрике «АЛРОСА»

· бесшаровое измельчение с использование мельниц самоизмельчения отечественного и импортного («Роксайл» и «Сведала») изготовления,

· люминесцентная и тяжелосредная сепарация с использованием люминесцентных отечественных сепараторов, конвейеров различных модификаций, включая вертикальные, грохотов, насосов и другого оборудования отечественного и зарубежного производства с широкой автоматизацией технологических процессов.

Действующая на наших фабриках технология обеспечивает максимальную техногенную сохранность и неповрежденность извлекаемых алмазов.

Применяемая на фабриках «АЛРОСА» технология обогащения и используемые реагенты являются экологически чистыми и обеспечивают исключение вредного воздействия на окружающую природную среду. 

Рис.2



Рис.3. Принципиальная технологическая схема обогащения алмаз содержащего сырья на предприятиях «Якуталмаза»

Основные технологические этапы процесса обогащения

Рудоподготовка

· Корпус крупного дробления

Здесь происходит дробление крупного материала: куски руды размером до полутора метров дробятся до 0,5 метра и меньше.

· Головной ленточный конвейер

Транспортирует руду от конусной дробилки к бункерам мельниц мокрого самоизмельчения. В мельницах с использованием воды происходит щадящее самоизмельчение руды до 0,2 мм и меньше.

Используются следующие мельницы:

· «Роксайл» производства Японии,

· «Сведала» производства Швеции,

· отечественные -- производства Сызранского машиностроительного завода.

Подготовительная операция к переделам обогащения -- рассев материала на 5 классов крупности -- осуществляется на грохотах ГИСТ-72, «Сведала» и других.

Обогащение

Оснащен сепараторами РЛС, отсадочными машинами, винтовыми сепараторами, пневмофлотационными машинами, ленточными конвейерами, насосным и другим оборудованием.

Обогащение руды на этом участке производится следующими методами:

· рентгенолюминесцентным;

· гравитационным;

· флотационным.

Каждый метод обогащения является наиболее эффективным для определенного класса материалов.

Рентгенолюминесцентная сепарация

Использует свойство алмазов люминесцировать под воздействием рентгеновского излучения: рентгенолюминесцентный сепаратор (РЛС) автоматически отсекает тот необходимый объем концентрата руды, в котором находится алмаз. В дальнейшем этот концентрат отправляется на участок предварительной доводки.

Применяются сепараторы ЛС-20-05, ЛСД-20-04; ЛСД-4-03.

Надрешетная отсадка

Алмазы относятся к группе тяжелых минералов, в силу чего в отсадочной машине, в условиях пульсации воды, они концентрируются тяжелыми фракциями, и потом отправляются на участок предварительной доводки.

Применяются отсадочные машины МО-318, МО-212, МО-105.

Пенная сепарация (или пневмофлотация)

Использует такое свойство алмазов, как несмачиваемость водой. Измельченная руда вместе с технологической водой с добавлением реагентов поступает в пневмофлотационную машину ПФМ-10 М, где кристаллы мелких классов прилипают к пузырькам пены и с ней направляются на доводку.

Окончательная доводка

В цехе окончательной доводки осуществляется следующие операции:

· из концентратов обогащения извлекают алмазы;

· чистят кристаллы алмазов путем химической обработки поверхностей;

· рассеивают;

· производят ручную выборку;

· сортируют;

· упаковывают.

3. История огранки алмазов

Довольно часто со ссылкой на легенды и предания проводится идея о том, что алмазы гранили еще тысячи лет назад. Это неверно. Даже еще в XIV в. в Индии считалось, что для сохранения магических и мистических свойств алмаза не следует никакими способами изменять форму алмаза, данную ему природой. В настоящее время общепринятым считается, что первые попытки полировки кристаллов алмаза были осуществлены в начале XIV века, но не в Индии, а в Европе. Неровные поверхности кристалла как бы выравнивались, и таким образом достигалась более высокая прозрачность камня. При этом вершины кристалла становились более острыми, а потому первые обработанные алмазы получили название «острый камень» или «островершинный камень» (Point Stone).

В основном это были правильные октаэдры с острыми вершинами и это был первый вид базовой огранки, который относят к XIV в. Такие алмазы в качестве ювелирных украшений появились в средние века и оставались весьма популярными в период Ренессанса. Настоящая огранка с изменением формы исходного алмаза впервые появилась в Европе в начале XVI веке. Изменение формы было минимальным, а вид огранки получил название «огранка площадкой» (Table Stone или Table Cat). Полагается, что этот вид огранки появился одновременно с изобретением процесса обдирки (задания формы) и шлифовки (т.е снятие лишне массы алмаза). При этом площадка была не только с верху, но и нередко внизу. Эта дополнительная нижняя грань получила название «каллета».

Огранка площадкой касалась в основном кристаллов октаэдрической формы. Многие первые ограненные таким образам бриллианты имели каллету размером в половину верхней площадки. Такая огранка пришла в Европу с востока и была известна как индийская. Впоследствии большинство таких бриллиантов было переогранено. В производстве бриллиантов огранка площадкой доминировала в течении всего XVI и начало XVII веков, поскольку считалось, что ее геометрия усиливает магические свойства алмаза. Со временем огранка площадкой совершенствовалась. Первое усовершенствование -- это нанесение к четырем естественным граням верха и низа бриллианта еще четырех дополнительных узких граней. По мере изменения процесса обдирки усложнялась и форма огранки площадкой.

Постепенно бриллиант старой простой огранки принял круглую форму, которая стала называться «круглая простая огранка» или «круглая неполная огранка».

К середине XVII века огранки вида «островершинная» и «площадкой» практически перестали применяться при обработке алмазов в бриллианты. Круглая форма огранки стала преобладающей. Простая круглая огранка стала предшественником современной бриллиантовой (фасетной) огранки.

В истории развития огранки алмазов особое место занимает огранка розой. Ограненный розой бриллиант имеет плоский низ, а верх -- в виде купола. В XV веке ограненные розой бриллианты получили достаточно широкое распространение.

Огранка розой была очень популярна среди мастеров Амстердама и Антверпена особенно XVIII и XIX веках. Амстердамская или голландская огранка розой отличалась от антверпенской более высоким верхом и более острой вершиной купола. В этих бриллиантах выделяют три уровня (части): верхний (купол или корона), как правило, состоящий из шести граней; средний, также состоящий из шести опоясывающих граней и шести парных клиньев, и плоского основания (низа). Высота бриллианта составляла обычно половину диаметра основания, а диаметра короны -- три четверти диаметра основания.

В XIX веке весьма популярными были бриллианты, ограненные двойной розой, которые устанавливались в серьги и из которых изготавливались брелоки для часов, прежде чем последние стали носить на руке. Огранка двойной розой так же относится к древним, поскольку, по крайней мере, два исторических бриллианта «Флоренция» и «Санси» были огранены именно таким способом.

В дальнейшем огранка розой совершенствовалась в направлении придания бриллианту различной формы и увеличения количества наносимых граней.

Одна из ранних огранок с нанесением дополнительных граней на естественный алмаз октаэдрической формы в истории развития ограночного искусства получила название огранка «Мазарини» по имени французского кардинала Мазарини. Его коллекция насчитывала 16 крупных бриллиантов, среди которых были такие известные, как Санси (Sancy, 55 карат) и Зеркало Португалии (Mirror of Portugal, 30 карат). Известно, что он завещал свою коллекцию французской короне с условием, что в историю они войдут как бриллианты Мазарини. Известные нам бриллианты огранки «Мазарини» были выполнены в форме подушки с нанесением 17-и граней на павильоне, включая калетту.

В те времена такая огранка была редкостью и требовала большого труда. Поэтому приобрести бриллиант такой огранки могли позволить себе только очень состоятельные люди, среди которых был и французский кардинал.

Огранка Мазарини и иные, существовавшие в те времена виды огранок выполнялись сравнительно большой калеттой. Это было необходимо, чтобы свет, проходящий сверху через бриллиант, отражался от нее и увеличивал тем самым блеск и игру бриллианта. В последствии, когда уменьшили высоту павильона и тем самым добились эффекта полного внутреннего отражения, калетта превратилась в острый шип, т.е. практически исчезла. Мастера все ближе и ближе подвигались к тому, что ныне мы называем идеальной или классической бриллиантовой огранкой.

Поскольку в XVII веке и начале XVIII века обработка алмазов была достаточно развитым ремеслом, то врятли справедливо приписывать изобретение бриллиантовой огранки какому-то одному мастеру. Тем не мение в историю бриллиантового искусства вошел венецианский мастер Винченцо Перуцци, именем которого назвали один из видов огранки, по праву считающейся бриллиантовой. Форма нижней части бриллианта все больше напоминала конус, на который наносились грани. Именно такой формы ограненные алмазы и стали называться бриллиантами.

Значительный рост производства бриллиантов произошел в XVII веке, а XVIII веке началась переогранка бриллиантов старых форм и видов органки. Частично это было благодаря разработке и внедрению новых технологий обработки алмазов, а частично из-за того, что бриллианты ограненные площадкой, вышли из моды и к ним был потерян всякий интерес. Сделать круглый бриллиант из алмаза октаэдрической формы требовало огромного труда, а мода требовала бриллиантов круглой формы.

Открытия бразильских месторождений дало новый толчок к дальнейшему совершенствованию бриллиантовой огранки. Один из видов такой огранки получил название бразильской. Такая огранка известна как тройная и в настоящее время называется «старинная огранка». По форме бриллианта напоминает подушку, имеет 33 грани в верхней части, включая площадку, и 25 граней в нижней части, считая калетту. Всего было 58 граней, т.е столько, сколько имеет современный бриллиант.

Вне всяких сомнений, открытие бриллиантовой огранки способствовало более полному раскрытию эстетических свойств алмаза и его красоты в единстве блеска и игры света. И хотя огранка была тогда сравнительно далека от современной идеальной, она сразу завоевала общее признание и ведущее положение на бриллиантовом рынке. Тем не менее еще в середине XIX века многие считали, что бриллиантовая огранка является просто очередным веянием моды, которая скоро пройдет, а огранка розой намного переживет ее. Но красота победила, и в последующие годы XIX и XX веков многие бриллианты, ограненные розой, были переогранены бриллиантовой огранкой, несмотря на катастрофическую потерю массы камня.

Современные огранки

Самыми распространенными на сегодняшний момент являются круглые бриллианты с 17 и 57 гранями. Для маленьких алмазов массой не более 0,03 карат наряду с огранкой 57 фацетов применяют огранку на 17 фацетов. Применять огранку в 57 граней начали ещё в XVII веке, но лишь в начале XX века с помощью теоретических расчетов, учитывающих все физико-оптические особенности алмаза, были выведены идеальные пропорции огранки, позволяющие достичь максимального блеска и предельную игру света внутри камня. Такую огранку стали называть настоящей или идеальной, в ней на верхнюю часть бриллианта приходится 33, а на нижнюю 24 грани. Сейчас бриллиантовую огранку на 57 фацетов повсеместно применяют для бриллиантов массой более 0,05 карата. Во времена СССР ввели понятие «Русская огранка», которое должно было выделить произведенные в России бриллианты, но в принципе ничего кардинально нового в деле огранки не предложили. На данный момент термин сохранился, но принял брендовый оттенок и больше говорит о качестве обработки произведенных бриллиантов, чем об отличии в плане структуры камней.

Во второй половине XX века были разработаны новые более сложные формы огранки бриллиантов, в основном применяющиеся для крупных бриллиантов массой более 1 карата. Среди них «Хайлайт-Кат» на 73 фацета (41 грань вверху, 32 внизу). Для ещё более крупных камней используются: «королевская» огранка в 86 фацетов (49 граней вверху, 37 внизу) и «величественная» огранка с 102 фацетами (61 грань вверху, 41 внизу).

Также во второй половине XX века появилась совершенно новая непарная огранка бриллиантов -- «импариант». Её автором считают Массимо-Эльбе. Он вместо восьмигранника применил для площадки бриллианта 9, 11, 13 или 15 граней, что позволило усилить блеск и игру света в камне, образуя более широкий и приятный для зрения цветовой спектр. Трудностью в применении данного вида огранки является необходимость в специализированном оборудовании.

Формы огранки

На нынешний момент наиболее распространенной является круглая форма бриллианта. Также применяются различные «фантазийные формы»: маркиз (М-55), груша (Г-56), принцесса (Пр-65), сердце (Се-57), овал (Ов-57), квадрат (Кв-33), багет (Бт-25 и Бп-33), изумруд (И-65), треугольник (Т-52) и др. Они не относятся к так называемой настоящей бриллиантовой огранке и производятся в зависимости от потребностей алмазообрабатывающих предприятий или формы получаемых ими исходных алмазов.

Бриллианты с клиньевой огранкой треугольной формы также называются триллиантами. Отдельно нужно отметить форму бриллианта с названием «багет», в этой ступенчатой огранке рундист имеет форму прямоугольника (квадрата в случае соотношения сторон 1:1). Багет чаще всего применяется для огранки бриллиантов малого размера, ввиду меньшего количества граней по сравнению с другими. Красота бриллианта достигается за счет выполнения операции «огранка» по расчетным (идеальным) пропорциям, принятыми в международной практике для каждой конкретной формы бриллианта. Соответственно, проверка качества огранки каждой формы бриллианта производится в направлении определения пропорций, симметрии и качества обработки поверхности бриллианта.



Общие сведения о чистоте бриллианта

Давление и температура являлись преобладающими условиями формирования алмаза на различных стадиях, но постоянными они оставались не всегда, что стало причиной возникновения неоднородных участков в структуре камня, так называемых включений.

Включения в бриллианте могут быть в виде помутнений или облачков, попавших в камень в процессе роста минералов. Включения также образуют трещины напряжения или трещины спайности, или расколы. В настоящее время включения подтверждают природное происхождение алмаза и являются его диагностическими характеристиками.

Долгое время все светлые включения назывались снежными или ледяными, а темные - угольными. Но в ходе более тщательных исследований было обнаружено, что включения темного цвета - результат оптической иллюзии: вследствие более низкого коэффициента преломления включенного минерала на пределе между включением и бриллиантом происходит полное преломление света, и поэтому под определенными углами последнее кажется черным. Такое явление можно наблюдать при присутствии микротрещин.

Исследования показали, что включения в бриллиантах формировались в процессе трех этапов. Включения делятся на три типа: образованные до кристаллизации бриллианта, сформированные одновременно с бриллиантом и образованные на более поздней стадии. Известны около двадцати пяти минералов, который встречаются в бриллиантах как включения. Перечислим самые распространенные из них - коричневая шпинель, зеленые энстатит и диопсид, красноватый гранат, темно-коричневые и черные магнетит и ильменит, а также обнаруживается темный графит.

Оценка чистоты бриллианта

Понятие «чистота бриллианта» включает в себя прозрачность камня, степень проявления или отсутствие внутренних или внешних дефектов. Чистота бриллианта определяется тем, насколько беспрепятственно свет может проникнуть внутрь бриллианта, отразиться от граней и рассеиваться на разноцветные лучи. Чистота бриллианта является важнейшим критерием его редкости, прочности, привлекательности, а значит и ценности.

Оценка качества бриллианта зависит от включений, т.е. от внутренних и внешних изъянов и недостатков, их размера и цвета, месторасположения, степени проявления и видимости.

Геммологический Институт Америки (GIA) в конце 20-х прошлого года представил первую градуированную шкалу качественных определений для классификации бриллиантов по чистоте, отражающих возрастающее количество, размер и степень различимости включений. В качестве нормы было установлено 10-кратное увеличение, ставшее признанным международным стандартом для оценки чистоты ограненных бриллиантов. Представим следующие определения чистоты:

	Flawless, Internally Flawless (FL & IF) - беспорочные Не содержит внутренних включений в соответствии с 10-кратным увеличением. Безупречный изнутри бриллиант может иметь внешние дефекты, известные как пятна.

Размещено на http://www.allbest.ru/

	Very Very Slightly Included (VVS1 & VVS2) - очень-очень слабо дефектные Очень незначительное включение, которое чрезвычайно трудно обнаружить при 10-кратном увеличении.

Размещено на http://www.allbest.ru/

	Very Slightly Included (VS1 & VS2) - очень слабо дефектные Очень слабо выраженные включения, такие как облака, кристаллы или перья, которые трудно обнаружить при 10-кратном увеличении.

Размещено на http://www.allbest.ru/

	Slightly Included (SI1, SI2, & SI3) - слабо дефектные Слабо выраженные включения (облака, узлы, кристаллы, полости, перья), которые можно обнаружить при 10-кратном увеличении.

Размещено на http://www.allbest.ru/

	Included (I1, I2, I3) - дефектные 1-3ей степени Четко выраженные включения, которые можно увидеть как невооруженным глазом, так и при 10-кратном увеличении. Такие бриллианты характеризуются низкой прозрачностью и отсутствием блеска.

Американский алмазный стандарт подразумевает под определением «беспорочный» ограненные алмазы, не обладающие ни внутренними, ни внешними дефектами, за исключением изъянов, легко устраняемых дополнительной полировкой. Также учитываются размеры и степени различимости внешних дефектов. Российский алмазный стандарт (ГОСТ Р 52913-2008) учитывает только внутренние и внешние включения. Дефекты же полировки снижают качество огранки и не влияют на чистоту алмаза. По европейским стандартам на оценку чистоты бриллианта влияют исключительно внутренние дефекты, а внешние изъяны относятся к оценке огранки. Вследствие этого термин «чистый под лупой» относится к алмазам, прошедшим огранку и при осмотре которых под лупой 10-кратного увеличения не обнаружены внутренние дефекты, но в наличии могут быть внешние изъяны.

Включения могут быть кристаллическими (твердыми), точечными (облака), перовидными или веерообразными (трещины), бородой на рундисте, структурными дефектами.

Следует отметить, что структурные дефекты могут характеризоваться как включения, в случае, если их можно хорошо различить в бриллианте, например, отражающие плоскости роста, линии роста коричневого цвета или коричневые двойниковые пластины.

Ахроматическая апланатическая лупа 10-кратного увеличения используется опытным экспертом при оценке чистоты бриллианта. Каждая из групп дефектности VVS, VS и SI делится на две подгруппы лишь для алмазов весом 0,47 карат и более. На чистоту камня не влияют нечеткие ребра и углы, тонкая борода на рундисте, следы шлифовки, следы подгара на гранях, природные кристаллические грани, дополнительные грани и линии двойникования и роста (зернистость).

Крупные внешние дефекты, устранение которых приводит к потере массы, влияют на оценку чистоты бриллианта.

Подвергшие искусственным изменениям (например, лазерной обработке) включения в алмазе должны быть описаны как таковые. Только после соответствующей обработки проводится оценка чистоты алмаза.

В случае наличии каверн, заполненных для улучшения чистоты инородным составом, бриллиант описывается как «облагороженный».

Характеристика включений в бриллиантах

Включение - это внутренняя особенность, которая полностью или частично окружена бриллиантом.

Среди наиболее часто встречающихся включений можно встретить следующие:

Облака - это помутнения из микроскопически мелких кристаллов пылеобразного вида. Природа облаков также многообразна, как и облака в небе. Чистота камня при наличии маленьких диффузных облаков снижается незначительно, однако, влияющие на блеск и прозрачность бриллианта, большие компактные облака приводят к понижению его чистоты. Рассмотреть тонкие рассеянные облака можно непосредственно под поверхностью камня с его противоположной стороны или если наклонить его к источнику света.

Кристаллические включения представляют собой включенные минералы, которые в зависимости от своей природы могут быть зеленоватыми, красноватыми, бесцветными, желтоватыми, черными или коричневатыми. Включения варьируются по размеру и форме - от точечных до легко различимых кристаллических включений. Спектр кристаллических включений очень богат и разнообразен.

Перьями, или «гелтс», называют все типы трещин, перпендикулярных плоскости спайности, которые выглядят белыми и перистыми.

Параллельно четырем граням октаэдра в направлении плоскостей проходят трещины спайности. Они всегда прямолинейны, а плоскость спайности часто несет тонкую штриховку, сходную с таковой в расщепленном куске дерева.

Незакономерные трещины могут проходить в любых направлениях, но не по плоскости спайности, поэтому форма их обычно бывает неровная, зигзагообразная. Трещины образуются в основном вследствие механического воздействия. Трещины могут располагаться или в глубине самого камня, или проникать вглубь с поверхности.

Трещины напряжения, чаще всего окружающие включение в виде веера, связаны с неодинаковым термическим расширением включенного инородного кристалла алмаза.

Каверны - природные углубления на поверхности или повреждения, выколы или сколы, которые начинаются на поверхности алмаза и продолжаются вглубь. Устранить каверны обычно можно только путем огранки или подшлифовки с относительно большой потерей веса, поэтому чаще всего их оставляют и учитывают при определении группы чистоты.

Следы удара квалифицируются как внешние дефекты, которые проявляются в виде белых точек на поверхности граней. Они снижают чистоту от VVS1 до VVS2, даже будучи незначительными.

Двойниковые плоскости представляют собой поверхность срастания расположенных зеркально двух спаренных кристаллов, и поэтому добиться идеальной полировки практически невозможно.

Плоскости роста - это возникшие в результате прерывистого или неравномерного процесса роста алмаза неоднородные участки. Из-за изменений температуры и давления на поверхности камня проявляются в виде тонких зигзагообразных линий, которые могут также встречаться в виде участков с неправильными, замысловатыми очертаниями, которые нельзя ошлифовать из-за того, что их кристаллическая структура иная по отношению к вмещающему алмазу.

Природные грани встречаются на многих ограненных алмазов, которые для сохранения веса не были устранены. Небольшие природные грани, присутствующие в районе рундиста, могут иногда снизить качество огранки, но не влияют на группу чистоты. Более крупные учитываются при оценке чистоты.

Сколы - это повреждения поверхности камня в процессе полировки, огранки или последующих технологических операций. Так как сколы хорошо заметны, их наличие влияет на чистоту и понижает ее до SI или «пике».

Выколы представляют собой клиновидной формы выемки в зоне рундиста и являются результатом механического повреждения. Для российской системы оценки «Б» соответствуют камни с наличием очень маленьких и маленьких выколов, приводящих к оценке качества огранки в пределах «хороший». Однако глубокие выколы или сопровождаемые трещинами напряжения либо трещинами спайности влияют на чистоту камня и снижают ее до VS-SI.

Международная шкала оценки чистоты бриллиантов

Бриллиант описывается как «чистый под лупой», если он прошел тестирование под ахроматической апланатической лупой 10-кратного увеличения, прозрачен и свободен от включений.

FL Безупречный (Flawless) На бриллианте нет ни внутренних, ни внешних дефектов, кроме дополнительных граней, не видимых со стороны верхней грани; не расширяющие и не искажающие форму рундиста природные грани; не белые, не отражающие внутренние линии роста, не влияющие на прозрачность, неокрашенные.
IF Внутренне безупречный(Internally Flawless) Отсутствие включений, внешние дефекты незначительны, исключая большие внешние линии роста.
VVS1-VVS2 Несколько очень, очень малых включений (Very, very Slightly Included) Под этот термин попадают ограненные алмазы, в которых при просмотре через лупу 10-кратного увеличения могут быть обнаружены только очень, очень малые трудно различимые включения.
VS1-VS2 Несколько очень малых включений (Very Slightly Included) К этой группе чистоты относятся ограненные бриллианты с очень малыми трудноразличимыми включениями под лупой 10-кратного увеличения.
SI1-SI2 Несколько небольших включений (Slightly Included) Эта группа чистоты включает бриллианты, в которых при осмотре под лупой 10-кратного увеличения обнаруживаются маленькие включения.
I1 Дефектные: Включения (Imperfect 1) В алмазах, включенных в эту категорию, при осмотре с 10-кратным увеличением сразу видно несколько включений, не ухудшающих блеск.
I2 Дефектные: Относительно крупные включения (Imperfect 2) Термин включает ограненные алмазы с относительно крупными и/или многочисленными включениями, хорошо просматриваемые невооруженным глазом через корону и незначительно ухудшающие блеск камней.
I3 Дефектные: Большие включения (Imperfect 3) Самая низкая группа чистоты ограненных алмазов с крупными и/или многочисленными включениям, хорошо видимыми через корону невооруженным глазом. Значительно ухудшают блеск размер и количество включений.

Ко внешним дефектам, не понижающим группу чистоты, относятся «борода», мелкие углубления от удара, небольшие выколы, повреждения калетты, линии двойникования, линии роста.

Российская шкала оценки чистоты бриллианта

Термины и определения, необходимые для рассмотрения чистоты бриллианта в соответствии с российской шкалой оценки:

Внутренние дефекты, целиком расположенные внутри бриллианта или частично выходящие на его поверхность, которые обнаруживаются невооруженным глазом или при 10-кратном увеличении.

Внешние дефекты, находящиеся на поверхности бриллианта и незначительно проникающие вглубь него.

Полоска - дефект, представляющий собой тонкую линию.

Трещина - разрыв в бриллианте, либо выходящий на поверхность, либо полностью внутренний.

Облако - туманная область, сформированная сосредоточением мельчайших дефектов.

С большим трудом видимые (едва видимые дефекты) дефекты - дефекты, очень трудно различимые при внимательном изучении бриллианта со всех сторон при 10-кратном увеличении.

С трудом видимые дефекты - дефекты, которые трудно обнаруживаются при внимательном изучении алмаза при 10-кратном увеличении.

Видимые дефекты - дефекты, которые можно выявить при внимательном осмотре алмаза при 10-кратном увеличении.

Легко видимые дефекты - дефекты, которые достаточно легко выявляются при внимательном просмотре алмаза при 10-кратном увеличении.

Хорошо видимые дефекты - дефекты, которые легко выявить при 10-кратном увеличении и можно обнаружить невооруженным глазом.

Очень хорошо видимые дефекты - дефекты, которые очень легко выявить при 10-кратном увеличении и легко можно обнаружить невооруженным глазом.

Мельчайшие дефекты - не имеющие различимого объема дефекты в виде точек или тончайших полосок, по степени проявления - едва видимые.

Мелкие дефекты - дефекты, не обладающие различимым объемом или обладающие с большим трудом различимым объемом, по степени проявления - с трудом видимые.

Незначительные дефекты - обладающие трудно различимым объемом дефекты, по степени проявления - видимые.

Небольшие дефекты - обладающие различимым объемом дефекты, по степени проявления - легко видимые.

Большие дефекты - дефекты, обладающие видом объемных объектов, по степени проявления - хорошо видимые.

Очень большие дефекты - дефекты, обладающие видом объемных объектов, по степени проявления - очень хорошо видимые.

Модификация чистоты бриллианта - лазерное сверление

Лазерное сверление считается самым надежным способом улучшения визуальных качеств алмазов.

Лазеры стали использовать для обработки алмазов в начале 1970-х годов. Целью обработки является улучшение оптических характеристик бриллиантов, которые характеризуются наличием в них темных включений (пирротина, магнетита). Включения выжигаются, осветляются или растворяются химически агрессивными жидкостями (серной или азотной кислотой).

Модификация чистоты бриллианта - заполнение трещин

Для того чтобы включения в бриллиантах стали более прозрачными и, следовательно, менее заметными, их заполняют специальным веществом.

4. Применение в промышленности

В промышленности используются преимущественно алмазы, непригодные для огранки: непрозрачные, с многочисленными включениями, трещинами, мелкозернистые сростки, алмазная крошка и т.п. Единой классификации технических алмазов не существует, поскольку каждая отрасль промышленности предъявляет свои требования к их сортировке.

Какие же свойства алмаза определяют его широкое использование в различных областях народного хозяйства? В первую очередь, конечно, исключительная твердость, которая, если судить по скорости истирания, в 50 раз выше, чем у корунда, и в десятки раз выше, чем у лучших сплавов, применяемых для изготовления резцов. Алмаз применяется для бурения горных пород и механической обработке самых разнообразных материалов.

Бурение скважин в толщах горных пород, слагающих земную кору, в широких масштабах применяется при поиске и разведке месторождений полезных ископаемых, а также при эксплуатации нефтяных и газовых залежей. Не обойтись без бурения и при выполнении всевозможных взрывных и инженерно-геологических работ, предшествующих возведению крупных зданий, плотин и многих других объектов.

В техническом отношении наиболее совершенным является вращательное алмазное бурение, которое осуществляется высверливанием скважин в толще горных пород с помощью буровых коронок, армированных алмазами. Коронки, армированные алмазами, повышают скорость бурения в 8-15 раз по сравнению с бурением, основанным на применении твердосплавных или дробовых коронок.

Наилучшими алмазами для бурения считаются тонкозернистые плотные карбонадо, поскольку они обладают повышенной твердостью и наименее подвержены раскалыванию. На втором месте стоят шаровидные балласы и небольшие монокристаллы алмаза округлой формы. На изготовление буровых коронок ежегодно расходуется около 0.6 тонны камней, что составляет примерно 10 % общего количества добываемых в мире технических алмазов.

Применение алмазных резцов и сверл на обработке цветных и черных металлов, твердых и сверхтвердых сплавов, стекла, каучука, пластмасс и других синтетических веществ дает огромный экономический эффект по сравнению с использованием твердосплавного инструмента. Чрезвычайно важно, что при этом не только в десятки раз повышается производительность труда, но одновременно значительно улучшается качество продукции. Обработанные алмазным резцом поверхности не требуют шлифовки, на них практически отсутствуют микротрещины, в результате чего многократно увеличивается срок службы получаемых деталей.

Совершенно незаменимы алмазы при вытачивании опорных рубиновых камней, используемых в часовых и многих других точных механизмах, а также при правке шлифовальных кругов.

Практически все современные отрасли промышленности, в первую очередь электротехническая, радиоэлектронная и приборостроительная, в огромных количествах используют тонкую проволоку, изготавливаемую из различных металлов. При этом предъявляются строгие требования к круговой форме и неизменности диаметра поперечного сечения проволоки при высокой чистоте поверхности. Такая проволока из твердых металлов и сплавов может быть изготовлена лишь с помощью алмазных фильер. Фильеры представляют собой пластинчатые алмазы с просверленными в них тончайшими (от 0.5 до 0.001 мм) отверстиями.

Широкое применение в промышленности находят и алмазные порошки. Их получают путем дробления низкосортных природных алмазов, а также изготавливают на специальных предприятиях по производству синтетических алмазов. Алмазные порошки используются в дисковых алмазных пилах, мелкоалмазных буровых коронках, специальных напильниках и в качестве абразива. Только с применением алмазных порошков удалось создать уникальные сверла, которые обеспечивают получение глубоких тонких отверстий в твердых и хрупких материалах. Такие сверла («алмазные жала») позволяют высверливать, например, в стекле отверстия диаметром 2 мм и длиной до 850 мм!

Алмазные порошки находят применение на гранильных фабриках, где все самоцветы, и в том числе алмазы, подвергаются огранке и шлифовке, благодаря чему невзрачные до этого камни становятся таинственно светящимися или ослепительно сверкающими драгоценностями, к неповторимой красоте которых никто не остается равнодушным.

С 50-х годов внимание ученых и конструкторов начинают привлекать другие физические свойства алмаза. Известно, что, попадая в кристалл, быстрые заряженные частицы выбивают электроны из его атомов, т.е. ионизируют вещество. В алмазе под действием заряженной частицы происходит световая вспышка и возникает импульс тока. Эти свойства позволяют использовать алмазы в качестве детекторов ядерного излучения. Свечение алмазов и возникновение импульсов электрического тока при облучении позволяет применять их в счетчиках быстрых частиц. Алмаз в качестве такого счетчика обладает неоспоримыми преимуществами по сравнению с газовыми и другими кристаллическими приборами.

Кристаллы алмаза, применимые в качестве счетчиков, крайне редки, поэтому цена их значительно выше, чем у равных по величине ювелирных камней. Некоторые кристаллы алмаза являются полупроводниками p- типа в широком диапазоне температур и давлений.

Использование алмазов в полупроводниковых и некоторых оптических приборах, а также в счетчиках ядерного излучения весьма перспективно, поскольку такие приборы способны работать в самых различных условиях, включая области низких и высоких температур, сильные



Заключение

В данной курсовой работе были рассмотрены геолого-генетические типы месторождений алмазов, технологические схемы извлечения.

Знакомство с историей огранки алмазов, классификация по чистоте. Применение технологических алмазов промышленности.



Список литературы

1.Прокопчук Б.И., Ваганов В.И. От алмаза до бриллианта.- М.1986

2.http://diamondexpert.ru/diamonds/ogranka/

3.https://ru.wikipedia.org

4.http://lavrovit.ru

Размещено на Allbest.ru

...