У природі немає таких родовищ, де алмази перебували б у вільному скупченні і в таких кількостях, що вони могли б вільно вилучатись в чистому вигляді без породи. Основна маса алмазів має крупність в межах від 0,5 до 4 мм; алмази великих розмірів зустрічаються рідше. Кристали крупніше 15-20 мм вважаються рідкісними знахідками. В корінних родовищах кристали алмазів вкраплені в тверду породу- кимберлит, в розсипах вони знаходяться серед піщано-галькових глинистих відкладень.
Для вилучення алмазів кимберлит , В якому він знаходиться, або відкладення розсипи (піски) піддають обробці різними методами, званими збагаченням. При збагаченні відбувається скорочення обсягу руди (піску) за рахунок видалення породи та інших мінералів. В результаті залишається невеликий обсяг мінералів з найбільшою питомою вагою - концентрат, з якого здобуваються алмази.
При розробці методів збагачення і витягання алмазів виходять з фізичних, хімічних і магнітних властивостей його і супутніх йому в природі мінералів і гірських порід. Враховується здатність алмаза не змочується водою і прилипати до жирів, а також люминесцировать (світитися в темряві) при опроміненні його рентгенівськими або гамма-променями.
З огляду на, наприклад, питома вага, розроблений гравітаційний метод збагачення алмазів, при якому більш важкі мінерали осідають, а більш легкі змиваються водою. Висока твердість алмазу дозволяє проводити виборче подрібнення алмазосодержащей породи в кульових млинах. Менш тверді породи подрібнюються і видаляються в відходи, а алмази залишаються непошкодженими. При електромагнітної сепарації все магнітні мінерали відділяються від немагнітних. алмаз ж не володіє магнітними властивостями, тому добре відділяється від інших мінералів (іноді алмази з включеннями інших мінералів і покриті оксидами заліза можуть володіти слабкими магнітними властивостями).
кімберлітові трубка видобуток алмазів
Алмаз неелектропроводен. На цьому заснований принцип електричної сепарації. При проходженні алмазовмісного концентрату через електричне поле алмази і електропровідні мінерали в різному ступені змінюють напрямок свого руху. Здатність алмазів прилипати до жирів послужила основою створення жирових апаратів для вилучення мінералу. Цей спосіб широко застосовується в даний час.
Здатність люминесцировать використана в апаратах і автоматах по вилученню алмазів.
Всі ці способи вилучення алмазів і відділення їх від інших мінералів застосовуються не ізольовано один від одного, а комплексно. Створюється складний багатоступінчастий технологічний процес збагачення алмазосодержащей породи і вилучення алмазів з вихідного матеріалу.
Технологічні схеми видобутку алмазів не є уніфікованими і строго постійними для всіх алмазних родовищ.
Кожне родовище має свої особливості, що виражаються в характері алмазів, фізико-хімічні властивості мінералів-супутників і т. Д. Тому для кожного родовища складається відповідна технологічна схема збагачення. Вибір схеми збагачення визначається: ступенем подрібнення вихідної сировини під впливом зовнішніх умов; гранулометричним складом вихідного матеріалу і містяться в ньому алмазів; вмістом в сировині великої гальки і глини; ступенем промивістості; характером і кількістю супутніх мінералів; специфічними властивостями містяться в сировині алмазів.
Крім того, технологічні схеми збагачення корінних порід і пісків розсипів різко відрізняються один від одного, особливо на перших стадіях до отримання концентратів. Корінна алмазосодержащих порода спочатку дробиться в дробарках стадіально, в кілька прийомів. Порода сортується на класи по крупності і збагачується гравітаційним способом окремо за цими класами. Після цього відходи великих класів додрабліваются до більш дрібного розміру і знову збагачуються. Це дозволяє звільнити і витягти в концентрат навіть найдрібніші кристали алмазів, не руйнуючи при дробленні більші.
Піски розсипів спочатку піддаються промивці водою, в процесі якої видаляється вся глина і дрібні частинки піску крупністю в долі міліметра. Потім від промитого піску відділяється велика галька розміром більше зустрічаються в даному родовищі алмазів. Іноді промивка і просівання проводяться в одних і тих же апаратах. Що залишився зернистий матеріал зазвичай піддається також сортування на класи по крупності і гравітаційному збагаченню до отримання концентрату. Методи вилучення алмазів з концентратів, отриманих в результаті збагачення корінних порід і розсипів, можуть бути однаковими, іноді змінюються в залежності від властивостей алмазів.
Класифікація роздробленої руди або промитих пісків зазвичай проводиться на грохотах барабанного типу або плоских (гойдаються або вібраційних ситах). Гравітаційне збагачення проводиться в отсадочних машинах в пульсуючих в вертикальному напрямку потоках води, або в так званій важкої суспензії - середовищі з підвищеним питомою вагою, де легкі мінерали спливають, а важкі осідають вниз.
Для прикладу наведемо короткий опис технологічної схеми.
Піски подаються на збагачувальну фабрику в барабанні грохоти стрічковими конвеєрами. Після промивання і просівання пісків галька розміром більше 18 мм направляється у відвал, а матеріал дрібніше 18 мм надходить в дві послідовно працюють концентраційні чаші. У них в глинисто-піщаної суспензії проводиться гравітаційне збагачення матеріалу, що містить алмази. Отриманий в цих чашах концентрат поділяють по крупності і перечищати в отсадочних машинах. Порожня порода надходить у відвал, а остаточний концентрат - на жирові столи. Після пропуску концентрату через стіл жирову масу знімають і переробляють в гарячій воді, де жир плавиться і спливає, алмази осідають на дно ванни.
Більш прогресивною є схема збагачення, в яку вводиться процес поділу пісків або подрібненої руди в важких суспензіях. Суть цього процесу полягає в наступному. Після просіювання і промивання піски або подрібнена руда подаються в конусний сепаратор для первинного збагачення. У цьому сепараторі знаходиться суспензія - суміш води і порошку речовини з великою питомою вагою (наприклад, феро-силіцію). Легкі частинки піску або руди спливають в суспензії, а важкі, в тому числі і алмази, осідають в нижню частину конуса. З нижньої частини конуса важка фракція за допомогою аероліфтом надходить на дренажний гуркіт для відділення суспензії.
Окрема суспензія надходить назад в сепаратор, а решту матеріалу ретельно промивається і надходить на вторинне збагачення в другій конусний сепаратор меншого діаметра, де первинний концентрат перечищати також у важкій суспензії. Після цього концентрат надходить на остаточне доведення і витяг алмазів.
Процес збагачення алмазоносних руд складніше, ніж збагачення пісків розсипів. Руда з шахти при видобутку алмазів, піднімається на поверхню скипами і у шахти піддається первинному дробленню. Крупність шматків, по- а ступають на дроблення, до 300 мм. На першій стадії дроблення руда дробиться до 64 мм, при цьому, природно, виходять і більш дрібні частинки руди. Після розсівання на грохотах дробленого матеріалу все шматки руди крупніше 64 мм піддаються сортування, потім руда проходить другу стадію дроблення, де вона дробиться на шматки розміром 32 мм і менше, після чого направляється на збагачувальну фабрику.
На фабриці руда надходить у відділення збагачення, розподіляючись за допомогою стрічкових живильників на 12 секцій. Секційні фабрики забезпечує більшу продуктивність її і маневреність при зупинках окремих машин. Збагачення проводиться в концентраційних чашах в глинистої суспензії в 3 стадії. Відходи перших концентраційних чаш, або як їх називають на фабриках «хвости», дробляться до розміру 10 мм і знову збагачуються в чашах другій стадії; хвости цих чаш дробляться до 3 мм і знову збагачуються в чашах третьої стадії. Концентрат всіх чаш всіх стадій збагачення надходить у відділення вилучення алмазів. У чашах першої стадії в концентрат витягуються найбільші алмази, в наступних стадіях - дрібніші.
У відділенні вилучення алмазів концентрати перечищати в невеликому конусному сепараторі з важкої суспензією, в результаті чого обсяг їх скорочується за рахунок подальшого видалення мінералів, більш легких за питомою вагою, ніж алмази.
Цей перечіщенний концентрат розсіюється на класи крупності: крупніше 6,4 мм, від 6,4 до 1,6 мм і дрібніше 1,6 мм і пропускається на різних жирових столах.
До жиру прилипають все алмази і частина важких мінералів, які перебували в концентратах. Після вилучення з жиру алмазів з частиною концентрату алмази з великих класів отсортировиваются вручну, а клас дрібніше 1,6 мм зазвичай піддається подрібненню в кульової млині, обробці в соляній кислоті і плівковою флотації, при якій дрібні алмази спливають. Іноді дрібні алмази відокремлюються на електричних сепараторах.
На розвідувальних та експлуатаційних алмазоізвлекательних фабриках нашої країни, крім жирового процесу, застосовується ще люмінесцентний метод вилучення, заснований на тому, що алмаз світиться блакитним світлом в променях рентгену або знаходиться під гамма-опроміненням від деяких радіоактивних ізотопів.
Явище люмінесценції використовується і в автоматах, вперше створених в Радянському Союзі, які відсортовують алмази з концентратів.
Крім стаціонарних збагачувальних фабрик, на алмазних розсипах, розташованих по річкових долинах, будуються плавучі фабрики алмазів - драги. Драгі мають змонтоване на понтоні багаточерпаковий пристрій для дроблення пісків і обладнання для їх збагачення. Драга черпає алмазосодержащих породу і повністю її обробляє, забезпечуючи в кінці свого процесу вихід чистих алмазів.
Завданням збагачення алмазів є максимальне вилучення корисного продукту з породи. Тому такі складні і різноманітні технологічні схеми. Вчені, інженери, техніки, робітники алмазодобувної промисловості постійно шукають шляхи і методи збільшення відсотка вилучення алмазів з породи. Для цієї цілі уточнюють схеми, створюються нові машини і механізми. Спеціальні науково-дослідні інститути і лабораторії працюють над питаннями збагачення алмазів.
Всі ці зусилля не пропадають марно. З року в рік, поліпшується техніка збагачення алмазоносних порід і вилучення алмазів. Все ширше і ширше надра землі відкривають свої комори і віддають людині дорогоцінні дари.