Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Учебно-методический комплекс'
В математике некоторые понятия являются первичными, неопределяемыми. К ним относятся понятия натурального числа, точки, прямой и т.д. Одним из таких н...полностью>>
'Учебно-методический комплекс'
В работе содержатся тематика лекционного курса и планы семинарских занятий, тестовые задания, список литературы, вопросы к зачетам по культурологии и...полностью>>
'Книга'
Невезучесть Вальтера Беньямина давно уже стала общим местом литературы о нем. Многое из того, что написал, увидело свет лишь спустя годы после его см...полностью>>
'Документ'
14 48 9 3,45 11 1 ,95 84,74 3 1 / 03 Абрамов Петр Владимирович 53 837, 8 41 400,00 9 8 7,11 10,57 4 03/70 Абульханов Константин Хасанович 57 841,...полностью>>

Алмазно-бриллиантовый комплекс России а История открытий алмазоносных месторождений в Якутии б Акционерная компания «Алмазы России»

Главная > Реферат
Сохрани ссылку в одной из сетей:

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Гимназия № 3 г. Белгорода»

Алмаз – легенды и действительность

Проектная работа

Автор: ученица 10 класса

Яблоновская Марина

Руководитель: учитель географии

Николаева Алла Сергеевна

2006 г.

Содержание

Стр.

Введение……………………………………………………………………………….3

Глава I. Алмаз – царь минералов…………………………………………………….4

1.1. Физические и химические свойства алмаза…………………………………….4

1.2. Условия образования и нахождения алмазов в природе……………………....6

Глава II. Алмаз – природный ресурс…………………………………………………7

2.1. Добыча и обогащение…………………………………………………….............7

2.2. Применение алмазов……………………………………………………………..8

а) Ювелирная обработка……………………………………………………………..9

б) Производство синтетических алмазов…………………………………………..12

в) Промышленное применение……………………………………………………..13

Глава III. Алмазно-бриллиантовый комплекс мира и России……………………14

3.1. Алмазно-бриллиантовый комплекс мира……………………………...………14

3.2. Алмазно-бриллиантовый комплекс России…..……………………………17

а) История открытий алмазоносных месторождений в Якутии………………...17

б) Акционерная компания «Алмазы России»…………………………….………19

Глава IV. Алмаз – достояние человеческой культуры ……………………………20

4.1. Знаменитые алмазы и бриллианты……………………………………………..20

4.2. Сокровища Алмазного Фонда Российской Федерации….……………............22

Заключение…………………………………………………………………………...23

Библиография………………………………………………………………………...24

Словарь терминов……………………………………………………………………25

Приложения:

1. Карта мировой добычи алмазов……………………………………………..….27

2. Карта мировой обработки алмазов……………………………………………..27

3. Экспонаты Алмазного фонда России…………………………………………..28

4. Презентация

ВВЕДЕНИЕ

Алмаз! Это название известно каждому. С ним ассоциируются представления о несравненном блеске и непревзойденной твердости. Со вторым свойством связано название минерала, которое происходит от арабского «ал-мас» (твердейший), или греческого «адамас» (непреодолимый, несокрушимый).

Он считался царем самоцветов, «камнем царей» и ценился превыше всех сокровищ. Ничто не может сравниться с ним по твердости, и потому он поистине вечен. А высокое светопреломление и замечательная игра цветов у бриллиантов говорят о том, что возник самоцвет в необычных условиях, происходящих в глубинах Вселенной и Земли. Кажется, воскресла и утвердилась заново известная поговорка «небо в алмазах».

Американский астроном Марвин Росс из Калифорнийского университета утверждает, что блестящие поверхности планет Урана и Нептуна — это не замерзшая вода, состоящая из аммиака и метана, а сплошной слой алмазов, в гелиево-водородной атмосфере которого кружатся переливающиеся всеми цветами радуги алмазные снежинки.

Первые алмазы были найдены на территории Индии. По данным старинных книг, это произошло свыше трех тысяч лет до нашей эры, а наиболее древним археологическим памятником является бронзовая греческая статуэтка с глазами из индийских алмазов, хранящаяся ныне в Британском музее. Считают, что она относится к 480 году до нашей эры.

В 1983 году при сооружении оросительного канала на севере Индии близ города Анантнага рабочие нашли статуэтку бога Рамы, украшенную алмазами и самоцветами, стоимостью свыше миллиона рупий. Археологи датировали находку XIV веком.

Алмазу с незапамятных времен отводилось особое место среди представителей минерального царства. Исключительность свойств алмаза порождала множество легенд, в которых наряду с чистейшим вымыслом встречались и описания некоторых реальных свойств камня.

Главной целью данного исследования является составление всесторонней характеристики одного из чудес природы – минерала алмаза, а также рассказ о его нахождении в природе и использовании человеком. Из цели вытекают следующие задачи:

1. Ознакомиться с главными физическими и химическими свойствами алмаза.

2. Выяснить условия образования минерала и его распространение в литосфере.

3. Охарактеризовать историю алмазодобычи в мире и России.

4. Дать краткое описание мировых и российских центров добычи и обработки алмазов.

5. Рассказать об известных алмазах и бриллиантах, находящихся, в том числе в Алмазном Фонде Российской Федерации.

Давняя тема вызывает большой интерес потому, что всем нам хотелось бы хоть раз окунуться в «большие проблемы», касающиеся не лично нас, а России в целом. Алмазная отрасль является делом государственной важности, от которого при разумно построенной экономике мог бы быть гарантированный и стабильный доход в государственную казну.

Выполненная работа может быть востребована учащимися, интересующимися геологией и минералогией, историей и экономикой стран мира, а также учителям истории, географии, химии. Приведенная информация дополнит содержание уроков, поможет при подготовке сообщений по предметам, внеурочных мероприятий.

ГЛАВА I. АЛМАЗ – ЦАРЬ МИНЕРАЛОВ

АЛМАЗ - минерал, кристаллическая кубическая полиморфная модификация самородного углерода, по блеску, красоте и твердости превосходящий все минералы.

Природные алмазы в «сыром» виде довольно невзрачны. В большинстве случаев они представляют собой довольно мелкие (1-5 мм в диаметре) зерна с тусклой матовой или шероховатой поверхностью, нередко покрытые пленками, корочками и примазками посторонних веществ. И даже хорошо образованные прозрачные кристаллы алмаза с гладкими поверхностями граней не обладают блеском и «игрой», столь типичными для драгоценных камней, и поэтому обычно не привлекают внимания неспециалистов.

1.1. Физические и химические свойства алмаза

Химический состав

Алмаз состоит из чистого самородного углерода, но обычно содержит небольшие примеси различных химических элементов, входящих в кристаллическую структуру или в состав включений других минералов. Бесцветные разности представляют собой чистый углерод, для бесцветных прозрачных разновидностей характерна структурная примесь азота (0,3%), хотя встречаются и «безазотные» алмазы. Окрашенные и непрозрачные алмазы содержат примеси двуокиси кремния (SiO2), окиси магния (MgO), окиси кальция (СаО), закиси железа (FeO), окиси железа (Fe2O3), окиси алюминия (Аl2О3), окиси титана (ТiO2); в виде включений встречаются графит и другие минералы. Содержание примесей достигает 5%.

Цвет

В чистом виде бесцветный, водяно-прозрачный, с сильной игрой цветов. Цвет алмазов изменяется в широких пределах и имеет большое значение при оценке ювелирных, а иногда и технических камней. Наиболее обычны алмазы бесцветные, бурые, серые, желтые, синие и черные, а также окрашенные в различные оттенки желтого, коричневого цветов. Реже встречаются разновидности с зеленоватыми, голубоватыми и розоватыми оттенками. Камни чистых ярких тонов синего, зеленого и красного цвета весьма редки.

Алмаз лучшего качества бесцветен, с сильным блеском и прекрасной игрой цвета, про такой камень говорят, что он «чистейшей воды». Однако большей частью алмазы бывают с «надцветом», то есть со слабым оттенком других цветов: винно-желтого, соломенного, бурого, грязно-зеленого, синеватого, красноватого и черного. Среди них высоко ценятся прозрачные алмазы, окрашенные в красный, синий, желтый, розовый и черный цвета.

Окраска у многих кристаллов распределена не равномерно, а концентрируется на отдельных участках. При нагревании некоторые бурые алмазы приобретают золотистый оттенок, а бледно-розовые становятся густо-розовыми. Правда, через непродолжительное время первоначальная окраска восстанавливается.

Поверхность камней самых древних (более 1-1,5 млрд. лет) месторождений имеет зеленую окраску, которая исчезает при механической обработке кристалла. Возникновение зеленой «рубашечки» на алмазах связано с продолжительным воздействием на них радиоактивного облучения. Образование темно-зеленой оболочки на бесцветном ядре кристалла алмаза под воздействием радиации наблюдалось и в лабораторных условиях.

Морфология

Алмаз кристаллизуется в кубической системе (сингонии).

Кристаллическая структура

Гранецентрированная решетка куба; каждый атом окружен четырьмя другими, расположенными по тетраэдру. Атомы углерода находятся в нем по узлам двух кубических решеток с центрированными гранями, очень плотно вставленных одна в другую (а=3,5595А).

Кристаллы алмаза представляют собой гигантские полимерные молекулы и обычно имеют форму октаэдров, ромбододекаэдров, реже — кубов или тетраэдров. Часты двойники и сростки нескольких кристаллов, характерны выпуклые грани и криволинейные ребра. Грани кристаллов обычно покрыты фигурами роста или растворения в виде выступов или углублений различной формы, штриховкой, искривлением граней, наблюдаются неправильные, искаженные кристаллы. Наблюдаются также радиально-лучистые, волокнистые, скорлуповатые или тонкозернистые агрегаты (баллас, борт, карбонадо).

Перечисленные формы ограничены плоскими или плоскоступенчатыми гранями.

Наряду с плоскогранниками во всех месторождениях присутствуют, а иногда и преобладают кристаллы с выпуклыми искривленными гранями – кривогранные.

Поверхность как плоскогранных, так и кривогранных алмазов редко бывает гладкой и блестящей. Почти всегда она покрыта многочисленными бугорками, углублениями, штриховкой, кольцевыми и ступенчатыми выступами, которые рассеивают свет, обусловливая тусклый, жирный или стеклянный блеск большинства природных алмазов в их естественном виде.

Размеры кристаллов

Варьируют от микроскопических до очень крупных. Масса самого крупного алмаза «Куллинан», найденного в 1905 в Южной Африке составлял 3106 карат (0,621 кг). Вес алмазов оценивается в каратах - дольной единице массы, применяемой в ювелирном деле. Обозначается «карат». Метрический карат равен 200 мг - 2•10-4 кг. Крупные прозрачные кристаллы алмаза — драгоценные камни первого класса.

Твердость

Алмаз — самое твердое из всех природных веществ. По шкале Мооса относительная твердость алмаза равна 10, абсолютная в 1000 раз превышает твердость кварца и в 150 раз — корунда. Максимальная твердость на гранях октаэдра, минимальная на гранях куба; на этом основаны огранка, распиловка и шлифовка алмазов. Самый твердый из естественных драгоценных камней; шлифуется лишь алмазным порошком.

Блеск. Сильный, от алмазного до жирного.

Прозрачность. Прозрачный, мутный.

Черта. Не имеет: царапает пробную пластинку

Излом. Раковистый.

Спайность. Совершенная по октаэдру (111), что обусловливает хрупкость и несколько ограничивает использование алмаза.

Поведение в кислотах. Нерастворим.

Сходные минералы. Отсутствуют.

Сопутствующие минералы. Оливин, хромшпинелиды, пироп, магнетит, ильменит, гематит, графит, кальцит.

Плотность. Высокая (3,511 г/куб.см).

Показатель преломления. Высокий (от 2,417 до 2,421).

Дисперсность. Высокая (0,0574). Обуславливают яркий блеск и разноцветную «игру» ограненных ювелирных алмазов.

Хороший полупроводник.

Излучение в рентгеновских, катодных и ультрафиолетовых лучах. Большинство алмазов начинает светиться (люминесцировать) голубым, зеленым, розовым и другими цветами.

Взаимодействие с жировыми смесями. Прилипает к некоторым жировым смесям, на этом основан получивший наибольшее распространение жировой способ извлечения алмазов на обогатительных фабриках.

Примесь азота. Свойства алмаза резко меняются в зависимости от наличия (тип I) или отсутствия (тип II) примеси азота. Для типа I характерны аномальное двупреломление, низкая фотопроводимость, отсутствие электропроводности, поглощение в инфракрасном (между 8-10 мкм) и ультрафиолетовом (от 3300 А) диапазонах, высокая теплопроводность. Безазотные алмазы (тип II) практически изотропны, с высокой фотопроводностью, не поглощают инфракрасное излучение и прозрачны в ультрафиолетовом излучении (до 2200 А), обладают чрезвычайно высокой теплопроводностью.

Поведение при нагревании. На воздухе алмаз в порошке сгорает на платиновой проволочке при 850° С с образованием двуокиси углерода (СО2); в вакууме при температуре свыше 1500° С переходит в графит.

С точки зрения химика, чистый уголь, графит и алмаз — одно и то же. Вся разница только в том, что атомы углерода сложены в них по-разному. То, что алмаз — чистый углерод и ничего больше, известно уже полтораста лет. Но «складывать» атомы углерода в кристаллы алмаза люди научились лишь совсем недавно.



Кристаллическая решетка графита

Кристаллическая решетка алмаза

Свойства обеих модификаций углерода (алмаз и графит) представлены в таблице 1.

Таблица 1

Свойства

Алмаз

Графит

Цвет

Бесцветный

Серо-черный

Твердость

Самое твердое вещество (Н=10)

Очень мягкий (Н-1)

Кристаллы

Зернистый

Чешуйчатый

Сингония

Кубическая

Гексагональная

Кристаллическая решетка

Кубическая

Гексагональная слоистая

Плотность, г/см3

3,50—3,52

2,09—2,23

Электропроводность

Отсутствует

Проводник

Поведение при нагревании

При 1500° С переходит в графит

При температуре свыше 2800 ОС происходит сублимация

1.2. Условия образования и нахождения алмазов в природе

Предполагается, что алмаз кристаллизуется одним из первых минералов при остывании мантийного силикатного расплава на глубине 150-200 км при давлении 5000 МПа, а затем выносится к поверхности Земли в результате взрывных процессов, сопровождающих формирование кимберлитовых трубок, 15-20% которых содержит алмаз. Имеется и другая точка зрения, согласно которой алмаз кристаллизуется на относительно небольшой глубине за счет диссоциации или частичного окисления метана в газовой системе C-H-O-S при температуре свыше 1000° C и давлении 100-500 МПа.

Алмазы встречаются также в глубинных породах-эклогитах и некоторых глубокометаморфизованных гранатовых гнейсах. Мелкие алмазы в значительных количествах обнаружены в метеоритах (уреилиты), а также в гигантских метеоритных кратерах, где переплавленные породы содержат значительные количества мелкокристаллического алмаза или гексагональной высокобарической модификации (лонсдейлита).

Алмазы родились глубоко под землей, когда раскаленная магма прорывала земную кору, образуя в ней своеобразные трубы, похожие на жерла вулканов. Эти жерла бывают заполнены глиной голубоватого цвета. По имени Кимберли — места в Южной Африке, где ее впервые обнаружили, голубоватую глину назвали кимберлитом. Кимберлиты состоят в основном из оливина, пиропа, ильменита и других минералов. Именно здесь прячутся драгоценные кристаллы, образовавшиеся при застывании расплавленной магмы в толще богатых углеродом пород. Алмазы из кимберлитов и метеоритов отличаются от найденных в метеоритных кратерах и метаморфических породах алмазов повышенным содержанием тяжелого изотопа углерода.

В результате взрывных процессов кимберлит выносится к поверхности и образует т.н. «трубки взрыва». Такие трубки образуют первичные месторождения алмазов.

Кроме того, алмазы добываются из значительно более широко распространенных и обычно более богатых россыпных месторождений, представленных морскими и речными песками и галечниками, в которых алмазы накапливаются благодаря механическому разрушению первичных вмещающих их пород.

ГЛАВА II. АЛМАЗ – ПРИРОДНЫЙ РЕСУРС

2.1 Добыча и обогащение

Содержание алмазов даже в наиболее обогащенных ими горных породах не превышает стотысячных долей процента. Как же удается геологам находить месторождения этого минерала на бескрайних просторах Земли?

Алмазы распространены не повсеместно, и поэтому очень важно правильно выбрать районы, где планируется провести поиски новых месторождений. Давно известно, что месторождения алмазов размещаются на территориях, характеризующихся спокойным, почти горизонтальным залеганием пластов горных пород, и не встречаются на тех площадях, где земные слои перемяты и собраны в крутые складки. Регионы первого типа по геологической терминологии называются платформами, а регионы второго типа – складчатыми или геосинклинальными областями.

Для обнаружения месторождений алмаза в предварительно намеченном районе платформенной области используют различные способы, которые применяются обычно не поодиночке, а сразу по несколько. Комплекс дополняющих друг друга поисковых методов выбирается с учетом особенностей геологического строения района и результатов ранее проведенных на его территории геологоразведочных работ.

Арсенал разработанных к настоящему времени способов обнаружения алмазных месторождений достаточно разнообразен, но все они распадаются на три основные группы. К первой группе относятся методы поисков, которые могут быть охарактеризованы как собственно геологические, ко второй – геофизические, к третьей – геохимические. Наиболее эффективны и широко применяются геологические и геофизические методы.

Среди геологических методов поисков алмазных месторождений ведущая роль принадлежит шлиховому и мелкообъемному опробованию, которым подвергаются речные отложения, а также рыхлые массы выветрелых пород, слагающих склоны речных долин и гор.

Первая примитивная добыча алмазов проводилась в Индии задолго до начала нашей эры. Много веков эта страна оставалась единственным поставщиком сверкающего камня на мировой рынок. И лишь в начале XVIII века стало известно об открытии алмазных месторождений в Бразилии. Новые месторождения оказались значительно крупнее и богаче, в результате чего Бразилия опередила Индию по добыче алмазов. Это первенство Бразилия сохраняла примерно 150 лет, вплоть до второй половины XIX в., когда были открыты богатейшие месторождения Южной Африки.

Долгое время алмазы добывали бесправные рабы, уделом которых был непосильный ручной труд под палящими лучами солнца и в сыром мраке подземных выработок под неусыпным надзором и бичами свирепых надсмотрщиков. В результате обвалов стенок и кровли горных выработок, болезней, недоедания и по другим причинам гибли тысячи и тысячи добытчиков драгоценного камня.

В конце XIX в. были открыты коренные месторождения алмазов, эксплуатация которых была сопряжена с еще большими трудностями и опасностями, чем при разработке россыпей. Наиболее опасной являлась разработка алмазных труб по системе отводов. Сотни и тысячи алчных искателей наживы хищнически разрабатывали свои отводы, не считаясь с интересами и безопасностью соседей. В процессе выемки кимберлита на месте трубки взрыва возникал и с каждым годом углублялся обширный котлован. Извлекалась только алмазная порода, и стены вмещающих кимберлиты песчаников и сланцев поднимались все выше и выше над дном котлована.

В ходе продолжавшихся работ все чаще происходили обвалы, которые не всегда обходились без человеческих жертв. Вследствие этого открытые разработки прекращались, и дальнейшая эксплуатация проводилась подземным способом. Однако такой способ требовал проходки глубоких шахт и сложного оборудования, что было ни под силу одиночным старателям, ни старательским артелям, не обладавшим ни достаточными капиталами и знаниями. На смену им приходили крупные капиталистические компании.

Разработка коренных месторождений подземным способом ведется обычно следующим образом. На расстоянии 300-400 м от трубки проходят шахту. Ствол шахты соединяют с трубкой горизонтальным тоннелем – главной штольней. Выемку кимберлита производят камерами высотой 10-12 метров и больше. Одна главная и несколько связанных с ней коротких вспомогательных штолен позволяют выбирать блок до 200 м. После этого шахту углубляют и повторяют весь цикл работ.

Долгое время алмазоносные трубки были известны только в Южной Африке — здесь кимберлит выходил прямо на поверхность. А во всех других местах — в Бразилии, Индонезии, Австралии, у нас на Урале — алмазы находили только по берегам рек, в каменных россыпях. Вода унесла алмазы далеко от того места, где они когда-то находились, и разбросала вдоль русла рек. Лишь почти через сто лет после открытия алмазов в Южной Африке удалось найти новые алмазные трубки — в краю, который меньше всего похож на южноафриканские степи,— в Якутии. Алмазоносную глину добывают здесь открытым способом—экскаваторами и бульдозерами. Россыпные месторождения алмазов в руслах рек можно разрабатывать с помощью драг, как и золотые россыпи.

В Якутии верхние горизонты алмазоносных кимберлитовых трубок отрабатываются открытым способом. Здесь обеспечивается высокий уровень техники безопасности и охраны труда всех работников. Все работы полностью механизированы.

Разрыхленный с помощью взрывов кимберлит захватывается ковшами экскаваторов и загружается в грузовики, которые доставляют алмазную руду на обогатительные фабрики.

На обогатительных фабриках кимберлит сначала размалывают в специальных мельницах, причем особое внимание обращается на то, чтобы не пострадали наиболее крупные кристаллы алмаза. Раздробленный материал поступает в промывочные машины, каждая из которых является мешалкой и центрифугой и обеспечивает смыв легких частиц. Оставшийся материал разделяется на несколько классов по крупности зерен и затем направляется в отсадочные аппараты, где происходит его дальнейшее относительное обогащение. Объем полученного в итоге всех этих операций концентрата во много раз меньше объема исходного кимберлита.

Чтобы извлечь алмазы из глинистой породы, ее пропускают через дробилки с упругими подшипниками — их валки размалывают глину, но не могут повредить твердого алмаза. Измельченную глину промывают водой: куски, в которых прячутся алмазы, будучи более тяжелыми, опускаются на дно. Для того чтобы отделить алмазы от оставшейся молотой глины, ее подсушивают, а затем пропускают через вибрирующие столы, смазанные вазелином. Пустая порода скатывается, алмазы прилипают.

2.2. Применение алмазов

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

Наступило время научно-технической революции. Был изобретен алмазный бур — и оказалось, что он бурит твердый камень много быстрее любого другого бура. Появились шлифовальные круги с алмазной крошкой — и оказалось, что они шлифуют неподатливые металлы лучше любых других шлифовальных кругов. Были созданы алмазные резцы — непревзойдённый инструмент для обработки сверхтвердых сплавов. Из драгоценной безделушки алмаз превратился в важнейший и притом незаменимый материал для промышленности. Для технических надобностей стали широко использовать технические алмазы, которые непригодны для ювелирных изделий — мелкие, не очень чистые и т. д.



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Реферат «Путешествие в мир алмаза»

    Реферат
    Я живу в удивительном городе, у которого самое лучшее имя: Мирный (Республика Саха (Якутия . Мой город – столица алмазного края. Здесь я родилась и выросла, хочу в будущем себя посвятить родному краю.
  2. «алмазодобывающая промышленность россии»

    Реферат
    Мы живем среди кристаллов, ходим по ним и широко используем их в нашей повседневной жизни. Земная кора на 95 % состоит из кристаллов. Мы добываем кристаллы из земных недр, исследуем в лаборатории, обрабатываем на фабриках, создаем
  3. Учебно-методический комплекс для студентов эколого-географического факультета специальности 020401 «География» Издательство Тюменского государственного университета

    Учебно-методический комплекс
    В.Д.СТАРКОВ. Минеральные ресурсы России: Учебно-методический комплекс для студентов эколого-географического факультета специальности 020401-«География».
  4. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов, обучающихся по специальности 020306. 65 «Экологическая геология». Форма обучения очная «подготовлено к изданию»

    Учебно-методический комплекс
    Старков В.Д Минеральные ресурсы России и мира. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов, обучающихся по специальности 020306.65 «Экологическая геология».
  5. Акционерное Общество «алроса-нюрба» (2)

    Публичный отчет
    (указывается место нахождения (адрес постоянно действующего исполнительного органа эмитента (иного лица, имеющего право действовать от имени эмитента без доверенности) эмитента)

Другие похожие документы..