Без обработки минерал особой ценностью не обладает, и просят за него не более сотни долларов. Зато бриллиант, изготовленный из алмаза, стоит в 4-10 раз выше.

На стоимость также влияет вид огранки, которая бывает:

• круглой;
• фантазийной.

Продолговатый до обработки алмаз приобретает формы, которые называются:

• маркиз;
• капля/груша;
• овал;
• сердце.

Камни, чей натуральный вид имел почти идеальные очертания, получает одну из следующих форм:

• изумруд;
• ашер;
• радиант;
• принцесса.

Обработка алмазов в круглые бриллианты является трудоемким процессом, требующим строжайшего соблюдения пропорций. Это обуславливает высокую стоимость круглого изделия.

Как алмазы становятся бриллиантами

Обрабатываемые самоцветы изначально должны иметь хорошие размеры. Будущий бриллиант, то есть алмаз без огранки, весит на 40-60% больше, чем после окончания работ по его созданию.

Люди давно научились работать с драгоценными камнями, но упрямый кристалл поддался им лишь в XV веке. Обработка алмазов во все времена была кропотливым делом, требующим прохождения нескольких этапов, во время которых были испробованы многочисленные способы работ.

Алмаз неограненный:

• шлифовался трением одного камня о другой;
• молотом превращался в крошку, используемую для покрытия металлических дисков;
• распиливался;
• приобретал грани и плоскости в определенном количестве.

Методы обработки алмазов

Вопрос о том, как делают бриллианты, имеет два ответа: вручную и при помощи лазера.

Как из алмаза делают бриллиант вручную:

1. Раскалывание. По линиям, которые были сделаны специалистом при осмотре, на помещенном в держатель камне таким же минералом делаются небольшие надрезы. После происходит раскол ударом.
2. Распиливание. На этом этапе камень крепят при помощи известняка или гипса к медной головке, которую зажимают в специальном режущем инструменте. Для распила используется тоненький диск, смазанный маслом, смешанным с алмазным порошком. Скорость процесса составляет примерно 1 мм/час.
3. Придание округлости. Минерал становится круглым, что делает его похожим на бриллиант. Обработка проводится при помощи другого камня.
4. Кристалл фиксируется в захвате машины для шлифования, квадранте, так, чтобы получился точный угол по отношению к шлифовальному диску для нанесения фацет. Диски, обычно стальные, смазываются специальной пастой или маслом, смешанным с алмазным порошком.

Технологии постоянно совершенствуются, на смену старым приходят новые. Поэтому некоторые алмазы становятся ограненными благодаря лазеру.

При выборе этого способа каждый этап формирования будущего бриллианта происходит с использованием лазерных установок. Кристалл, причисленный к разряду ювелирных, оценивается специалистом, определяющим метод обработки. Нанесение линий распила происходит при помощи лазера. Затем наступаете черед разрезания и огранки, естественно, лазером.

Лазерная обработка позволяет придавать камням нужные формы без учета их направления при закреплении. Отрицательным моментом становится значительные потери алмазной массы, чего не происходит при обработке вручную.

Несмотря на попытку облегчить работу с драгоценными камнями, создать из них шедевр сможет лишь талантливый мастер и только собственноручно. Обычно с одним камнем работает сразу несколько человек. Каждый из них занимается определенным этапом, а над приданием формы алмазу трудятся вдвоем.

О подделках

Попытки создать искусственный алмаз начались в 1797 году, но увенчались они успехом лишь в 1956. За десятилетия технологии настолько усовершенствовались, что отличить искусственный камень от оригинального бывает непросто. Некоторые имитации бриллиантов выполнены настолько великолепно, что отыскать отличия между ними и подлинником могут лишь те, кто знает, как выглядит настоящий бриллиант.

Наиболее распространенная «подделка» называется . Вторым камнем, имитирующим кристалл природного происхождения, является муассанит, отличить который может лишь тот, кто знает, как проверить его подлинность. Третий вариант - asha. Сияние ему придает слой углеродных атомов, то есть то, из чего состоит настоящий камень, что делает определение «на глаз» трудновыполнимой задачей.

Выращивание искусственных алмазов с использованием высоких температур и давления, изобретенное в 1950 годах, позволяет получить практически натуральные кристаллы. Это объясняется тем, что природные камни появляются в схожих условиях, но в течение более длительного периода.

Камешки, не успевшие пройти полный цикл роста при попадании на земную поверхность, требуют дополнительного воздействия температур и давления в лабораторных условиях. Это позволяет им стать полноценными алмазами, чуточку «доработанными» человеком. После дополнительных процедур они становятся полностью готовыми к превращению в бриллиант.

Проверка подлинности

Порой возникает вопрос о том, как проверить алмаз на подлинность. Ведь его высокая стоимость является отличным поводом создания подделок и разнообразных имитаций, выдаваемых за настоящий кристалл. Сделать это можно с помощью специалиста или самостоятельно, в домашних условиях.

Как определить подлинность алмаза:

• По рудинисту - узкой границе, делящей ограненный кристалл на верхнюю и нижнюю части. Она должна быть матовой. Прозрачность говорит об искусственном происхождении.
• Твердость. Настоящий алмаз оставляет на стеклянных поверхностях следы. Другие минералы, такие как сапфиры и рубины, он также царапает. Исключением в данном методе является лишь муассанит, имеющий аналогичную бриллианту твердость.
• Блеск и преломление света. Настоящий бриллиант блестит, но не настолько сильно, как муассанит. От фианта и циркона натуральный кристалл отличается показателем преломления света: положив камни на печатный текст, например, страницу книги, увидеть буквы сквозь подлинник не получится.
• Дефекты и включения. Они есть в настоящих камнях и отсутствуют в подделках, но это ни в коем случае не трещины на поверхности, царапины или сколы.
• Рассеивание света и ультрафиолет. Луч света, направленный сквозь подделку, останется таким же интенсивным. Настоящий бриллиант светится в ультрафиолете.
• Рисунок маркером. Линия, нарисованная фломастером или маркером по поверхности драгоценного камня, будет четкой и ровной, тогда как на подделке − расплывчатой.
• Воздействие кислот. Опущенный в кислотный раствор настоящий бриллиант перенесет испытание с достоинством, выйдя из него невредимым.
• Нестираемость. Настоящий камень сложно стереть, потому придется осмотреть грани камешка, вызвавшего сомнения. Если они сглажены и кажутся стертыми - это подделка.

Алмаз справедливо заслуживает звания уникального и незаменимого в промышленности камня. В разные времена он использовался с разнообразными целями, но, лишь получив ювелирный интерес, стал по-настоящему дорогим. Его стоимость зависит от способа обработки, формы и переменчивости моды, но спрос всегда остается высоким и вряд ли когда-то изменится.

Алмазы с редкой и красивой окраской ценятся особенно высоко. Так, Павел I купил бриллиант красно-розового цвета массой 10 карат за 100000 рублей. Густо-синий индийский алмаз «Гоппе» массой 44.5 карата является одним из самых ценных бриллиантов в мире.

Благодаря научно-техническому прогрессу во второй половине XX века стало возможным изменять окраску природных алмазов. Бомбардировкой кристаллов алмаза электронами, протонами, нейтронами и последующей термической обработкой удается окрашивать их в желтый, голубой, зеленый, коричневый и дымчатый цвета. Облученные в атомном реакторе алмазы приобретают зеленый и коричневый цвета, а помещенные в ускоритель элементарных частиц становятся синими или голубыми. В зависимости от характера и интенсивности облучения изменение окраски может происходить только в поверхностном слое или во всем объеме кристалла, она может исчезнуть через короткое, она может исчезнуть через короткое время или сохраняться без изменений годами.

Встречающиеся в природе кристаллы редко имеют форму правильных многогранников. Обычно их грани развиты неравномерно, имеют трещины, штрихи, наросты, нередки посторонние включения. Поэтому в природных кристаллах обычно нет игры света и до изобретения способа огранки и шлифовки алмазов они не имели той цены, которую приобрели впоследствии. В старину наиболее ценились прозрачные октаэдрические кристаллы алмаза с зеркально-гладкими гранями. Такими алмазами по преданию была украшена мантия Людовика Святого.

Еще в древней Индии было замечено, что при трении одного алмаза о другой грани их шлифуются и блеск возрастает. Спустя некоторое время в Индии, а позднее в Италии, Франции и Бельгии стала применяться огранка алмазов «площадкой» или «октаэдром». Для такой простейшей огранки брались природные восьмигранные кристаллы или выкалывались блоки соответствующей формы из алмазных кристаллов другой формы. Огранка заключалась в стачивании противоположных вершинок октаэдра до образования вместо одной из них новой широкой плоской грани, называемой «площадкой», а на месте второй - небольшой притупляющей грани, известной под названием «калетты».

В дальнейшем люди старались обрабатывать алмаз так, чтобы возможно большее количество лучей света, падающих на его грани, претерпевало поверхностное и внутреннее отражение. Для этого камня требовалось придавать форму многогранника с определенной взаимной ориентировкой граней.

Считается, что первым среди европейцев научился шлифовать алмазы Людвиг Беркем. Он заметил, что при трении одного алмаза о другой они полируются. В 1454 году он огранил свой первый алмаз, который впоследствии получил название «Санси». После смерти Беркема секрет шлифовки алмазов был утрачен, но вскоре был найден снова.

Настоящая красота, блеск и феерическая «игра» лучей света у алмазов раскрывается и достигается в результате специальной механической обработки природных прозрачных кристаллов, которые после этого называются бриллиантами. Крупные бриллианты называются солитерами. Обработка заключается в раскалывании или распиливании, последующей обточке и огранке кристаллов со всех сторон для придания им особой формы.

Раскалывание алмазов позволяет при незначительных потерях сырья и небольших затратах труда разделять кристаллы на части для более эффективного их использования, в частности освобождаться от участков кристалла с дефектами и посторонними включениями. Эта операция требует большого мастерства, так как даже при одном неосторожном ударе алмаз может быть превращен в осколки, непригодные для изготовления бриллиантов.

Распиливание необходимо для разделения природных кристаллов на части при переработке их в бриллианты. Оно применялось уже в XVII веке. В те времена для распиливания алмазов использовалась железная проволока, шаржированная алмазным порошком. Процесс распиливания крупных кристаллов длился по многу месяцев и при этом расходовалось большое количество алмазной крошки. Распиливание алмаза «Регент», весившего 410 карат, длилось около двух лет. Позднее, по-видимому в середине XIX века, появились алмазные пилы, существенно не отличающиеся от современных. Как говорит Шафрановский И. И. В своей книге «Алмазы», они представляют собой тонкий (0.1-0.5 мм) быстро вращающийся металлический диск, на который подается суспензия из мелкого алмазного порошка. В XX веке появились установки для резки алмазов ультразвуком, для электроэрозионной, лазерной и электронной резки кристаллов.

Обточка алмазов - одна из самых естественных операций в технологическом цикле изготовления бриллиантов. От нее в значительной мере зависит степень использования сырья и качество готовых камней. Цель обточки состоит в том, чтобы придать заготовке форму будущего бриллианта, подготовить его к огранке и вывести все или хотя бы часть дефектов.

До начала XX века алмазы обтачивались вручную. Вот как описывает этот процесс Епифанов В. И. в своей книге «Технология обработки алмазов в бриллианты»: «...Два алмаза закреплялись в специальных оправках, и обточка проводилась трением их друг о друга. На протяжении многих недель и месяцев человек с большим усилием обтачивал заготовку для будущего бриллианта. Однако таким способом даже при высоком мастерстве и трудолюбии работника обеспечить правильную геометрическую форму заготовки было чрезвычайно сложно».

В начале XX века был изобретен станок для обточки алмазов, в результате чего резко улучшилось качество обработки и возросла производительность труда. Рабочие органы первых станков приводились во вращение с помощью ножных педалей, а в дальнейшем от электродвигателя. Во второй половине XX века существенные изменения претерпевает и внешний вид станков.

Огранка является заключительным процессом обработки алмазов с целью придания им эстетической формы, достижения характерного для этого минерала блеска и «игры света», а также для устранения трещин, выколов и других поверхностных или близповерхностных дефектов. Шлифование заключается в придании поверхности заготовки закономерно расположенных граней определенной формы, полирование обеспечивает получение зеркально-гладкой поверхности на полученных при шлифовке гранях. Огранка по праву считается самым сложным и ответственным процессом при изготовлении бриллиантов. Для успешного осуществления его помимо знаний и опыта требуется еще художественный вкус. Огранка производится с помощью быстро вращающегося чугунного диска, в поверхность которого втирается алмазный порошок, разведенный в репейном или оливковом масле. При этом форма получаемого многогранника в целом и взаимное расположение граней делается с таким расчетом, чтобы большая часть подаваемого света проникала внутрь, но не проходила насквозь, а возвращалась бы обратно.

Алмаз не только очень сильно преломляет и отражает световые лучи, но и обладает еще одним весьма важным оптическим свойством, обусловливающим исключительную красоту этого камня. Так, если для красного света показатель преломления составляет 2.402, то для фиолетовых лучей он достигает 2.465. Разность показателей светопреломления фиолетовых и красных лучей (дисперсия) у алмаза в 5 раз больше, чем у горного хрусталя, и в 2 раза превышает соответствующую характеристику лучших сотов стекол. Благодаря высокой дисперсии у алмазов сильно выражено свойство разложения белого цвета на составляющие его цвета радуги. По этой причине один и тот же камень кажется окрашенным в различные цвета в зависимости от положения источника света и наблюдателя.

Высокие светопреломление и дисперсия создают неповторимую «игру» бриллиантов, выражающуюся в феерическом сочетании блеска верхних граней с яркими световыми вспышками и непрерывными переливами всех цветов радуги внутри камня при медленном его вращении.

Огранка бриллиантов - сложный и весьма трудоемкий процесс. Обработка крупных камней длится месяцами, а уникальных - занимает несколько лет. Получаемые в итоге бриллианты составляют около 1/2, а иногда лишь 1/3 первоначальной массы сырого алмаза. Конечная стоимость камня при этом удваивается или утраивается. Перед огранкой крупных алмазов выполняются специальные расчеты, имеющие целью установит такую форму будущего бриллианта, которая обеспечит наилучшую «игру» и позволит максимально сохранить массу исходного кристалла. Вследствие этого бриллианты не всегда изометричны и могут обладать вытянутой и даже каплевидной формой.

Бриллианты различаются общей формой камня и характером огранки, выражающимися в изменчивости числа, очертаний и расположения граней.

По форме в плане среди бриллиантов принято выделять следующие главные типы: круглые, фантазийные («маркиз», «груша» и «овал»), прямоугольные («багет») и прямоугольные со срезанными углами («изумруд»). Форма круглых и фантазийных бриллиантов задается при обдирке (обточке), а остальные формы достигаются в процессе огранки.

По характеру огранки бриллиантов различаются три основных вида: собственно бриллиантовая, ступенчатая и огранка розой. У камней с бриллиантовой огранкой грани различных ярусов располагаются в шахматном порядке друг относительно друга. Очертания граней соответствуют ромбу или треугольнику. Площадка ан верхнем конце камня имеет форму правильного многоугольника. Такой вид огранки применяется в основном на бриллиантах круглой и фантазийной форм. Ступенчатая огранка отличается от бриллиантовой тем, что грани соседних ярусов располагаются одна над другой, а очертания их соответствуют трапециям или равнобедренным треугольникам. Площадка на верхней поверхности камня имеет форму многоугольника с острыми или срезанными углами. Этот вид огранки типичен для бриллиантов прямоугольной формы.

Мелкие, а иногда и крупные алмазы нередко гранятся в форме «розы» или «розетки». При этом типе огранки камень имеет плоское основание, а верхняя часть его выпуклая и состоит из 6, 8, 12, 24 или 32 сходящихся в одной вершине граней (рис. 1).

Рисунок 1.

По форме такие бриллианты несколько напоминают бутон розы, чем и объясняется название этого типа огранки. Камни с числом граней 12 и менее называются «розами д"Анвер», а с большим числом граней - «коронованными розами». Иногда применяют огранку двойной розой, при которой верхняя и нижняя части камня огранены розой. У «розеток» игра света значительно слабее, чем у камней, получивших бриллиантовую огранку, и поэтому при одинаковом размере, цвете и чистоте бриллианты, шлифованные «розой» составляют обычно около 20% стоимости алмазов, получивших бриллиантовую огранку.

Огранка «розой» появилась в середине XVII века, а в конце того же века начала применяться бриллиантовая огранка. Последняя непрерывно совершенствовалась вплоть до разработки в первой половине XX века «идеальной» огранки, а во второй половине новых огранок «Хайлайт-Кат» и «импариант».

Бриллиантовая огранка предельно использует оптические свойства алмаза, обеспечивает предельную игру света и блеска, благодаря чему наилучшим образом раскрывается природная красота минерала.

Для дефектных и цветных алмазов в целях более полного использования сырья допускаются отступления от геометрических параметров идеальной огранки и применение так называемой практической бриллиантовой огранки нескольких видов. Игра таких бриллиантов снижается либо за счет потерь света, либо за счет падения дисперсионного эффекта.

Игра бриллиантов во многом зависит не только от геометрии, но и от числа и размеров граней (фацетов). На крупные бриллианты наносится больше граней, чем на мелкие. Обычные размеры граней - от 0.5 до 3 мм в зависимости от размеров камня. Бриллианты массой до 0.03 карата обычно имеют простую огранку - 17 фацетов. Для хороших алмазов массой 0.03-0.05 карата применяется швейцарская огранка на 33 фацета. Полная огранка на 57 фацетов применяется для бриллиантов массой более 0.05 карата.

В 60-х годах нашего века бельгийский гранильщик М. Вестрайх создал новую форму огранки бриллиантов на 73 фацета, получившую название «Хайлайт-Кат». Эта огранка значительно улучшает «игру» камня при небольшом увеличении расхода сырья и рекомендуется для бриллиантов массой более 1 карата.

Для крупных бриллиантов применяется королевская огранка на 86 фацетов и величественная огранка на 102 фацета.

Любовь к своему делу и глубокая вера гранильщиков алмазов в наличие еще не раскрытой красоты камня побуждают их к новым поискам. Как мы можем узнать из книги Ефремова И. А. «Рассказы о необыкновенном», инженер Максимо-Эльбе заново рассчитал оптику бриллиантов и разработал новый способ огранки «непарного» бриллианта «импарианта». Название происходит от особенностей огранки нового типа. Если обычная огранка строится на симметриях восьмигранника, то при новом способе огранки площадка бриллианта имеет вид 9-, 11-, 13- или 15-гранника. Наиболее эффектны 11-гранники.

Непарная огранка имеет два преимущества перед обычной бриллиантовой. Во-первых, каждый световой луч, падающий внутрь камня отражается и выходит обратно через две наклонные грани, а во-вторых, выходящие из кристалла световые лучи образуют более широкий и приемлемый для глаза спектр, благодаря чему такой бриллиант кажется значительно красивее, чем с обычной огранкой.

По блеску «импариант» на 25-30% превосходит бриллианты с четным числом граней. Повышенный блеск и «игра» визуально улучшают цвет камня, и поэтому желтый «импариант» производит впечатление более белого, чем такой же камень, обработанный обычным способом. Однако если симметричный бриллиант можно гранить ручным способом, то «импариант» нельзя получить без специального оборудования.

К особому типу относятся ступенчатые огранки бриллиантов. Параметры идеальной геометрии для них не рассчитаны, но установлены специальные условия по обеспечению максимальной «игры» света и цветового эффекта камней. Среди бриллиантов ступенчатой огранки различаются несколько разновидностей: багет, трапецеидальный багет, «изумруд» и др. Для всех бриллиантов этого типа характерна форма по рундисту - прямоугольник с острыми или срезанными углами. Высота ярусов уменьшается по направлению от рундиста к калетте и от рундиста к площадке. Ширина площадки составляет 60-70% ширины бриллианта.

В начале 60-х годов появились сообщения о создании принципиально новой формы огранки алмазов, получившей название «принцесса». Разработка ее заняла 13 лет, был изготовлен специальный инструмент и изменены способы обработки алмазов на всех основных операциях - распиливании, обточке и огранке.

Бриллианты «принцесса» имеют форму пластинки с правильно чередующимися канавками на нижней поверхности. Каждая пластинка имеет форму квадрата, прямоугольника, многоугольника и т. д. Верх пластинки шлифуется в виде таблитчатой площадки с небольшим количеством граней, а них ее изрезан серией У-образных канавок, «стенки» которых наклонены под углом 41°к рассекаемой плоскости. Благодаря этому достигается полное внутренне отражение света.

Наивысшую оценку получил бриллиант «Принцесса», имеющий форму сердца. Сверху у него вид в совершенстве отполированных двух полукругов, соприкасающихся в одной точке, и касательных к ним, сходящихся под углом 90° (рис. 2).

Рисунок 2.

На нижней поверхности нанесены канавки на расстоянии 0.9 мм друг от друга. При закреплении в ювелирных изделиях бриллианты с огранкой «принцесса» складываются в виде разнообразных орнаментов (рис.3).

Из одного октаэдрического кристалла алмаза путем распиливания можно получить два бриллианта круглой формы или четыре бриллианта формы «принцесса», причем с гораздо меньшими потерями сырья. Новый способ огранки позволяет стандартизировать производство камней любой формы и размеров, рационально использовать алмазы-сырцы различной формы, а также с успехом изготавливать бриллианты из значительной части «отходов», имеющих форму треугольных пластинок, которые получаются при обкалывании крупных кристаллов в процессе первичной обработки.

Специальность огранщик алмазов очень ответственная и кропотливая. Работа с этим материалом требует высокого мастерства, ведь камень является одним из самых твердых в природе. В производстве бриллиантов используются новейшие технологии, инструменты и даже компьютерные программы, которые значительно уменьшают отходы исходного сырья. Бизнес, связанный с изготовлением драгоценных камней, можно назвать одним из наиболее прибыльных.

Чем обрабатывают и шлифуют алмазы

Поговорим о том, чем обрабатывают алмазы при изготовлении бриллиантов. Для этого подходит он сам, а точнее кусочки, которые откололись. При создании бриллиантов необходимы идеально ровные поверхности.

Предприятия оборудованы всем, что необходимо для обработки и шлифовки камня. Для распила алмаза нужны металлические диски, на которые нанесена алмазная пыль со смазкой. Но, есть и более усовершенствованный способ – лазер. А с помощью специального резца можно отколоть кусочек кристалла.

Компьютерная программа определяет, сколько может получиться ограненных драгоценных камней из исходного сырья.

Автоматическое оборудование, позволяет с высочайшей точностью делать пропорциональные грани алмаза. Есть и ручные варианты станков (к примеру, «Гран-1», ОАБ-4). Обычно в них входят рабочая поверхность и держатель для камня, который его фиксирует в нужном положении, с требуемым углом. Алмазные круги для огранки — это также одна из частей с которым соприкасается камень. Диск ограночный АИЦ 3П-202 подойдёт для вышеперечисленных станков. Он полирует и шлифует поверхности камня.

Есть такой вариант станка, как консольный малогабаритный (СМОК-3) для огранки камней. Его чаще всего используют для обучения мастера-специалиста. К нему подходят консольные ограночные диски.

Сложность этой профессии в том, что требуется очень высокое мастерство сотрудников. Специальность можно получить, лишь пройдя долгий путь стажера. После обучения нельзя сразу рассчитывать на самостоятельную деятельность.

Изучение внутренней структуры

Обработка алмазов начинается с изучения мастером внутренней структуры. Не всегда попадаются идеальные камни. В них могут быть посторонние включения и трещины. Если начать работать с ним, то это приведет к расколу. Нельзя допустить выбраковывание таких ценных материалов.

Все дефекты можно увидеть опытным взглядом при помощи увеличительного стекла. Производство по огранке алмазов не требует большой скорости работ. Обнаружение недостатков — процесс кропотливый и длится не один день. Все зависит от размеров камня и его ценности.

Чтобы разглядеть все максимально точно, нужно чтобы стороны были прозрачными. Если случается так, что у части камня матовая поверхность, то ее шлифуют для оценки внутренней структуры. Иногда может потребоваться расколоть камень, ведь не каждое ювелирное украшение требует крупных бриллиантов.

Раскол или распил

Первые шаги в обработке алмазов — раскол сырья, который заключается в том, чтобы убрать имеющиеся дефекты и постараться минимизировать отходы. Иногда из одного большого экземпляра можно получить несколько поменьше, что зачастую гораздо удобнее и качественнее.

Для раскола (распила) используют алмазную пилу (диск с алмазным напылением). Данное устройство имеет скорость вращения в 10 тысяч оборотов в минуту. Медленно, но верно, алмаз делят на части. Процесс длится от одного до нескольких часов (к примеру, на камень в один карат уходит до 8 часов).

Более современным и надежным способом распила камня стал лазер. У него масса преимуществ:

• точность работ очень высокая;
• все проходит под контролем мастера;
• процесс занимает гораздо меньше времени – от 5 до 30 минут (смотря какой размер у камня);
• экономия сырья за счет уменьшения отходов.

Последний пункт появился благодаря тому, что лазер очень тонкий – его толщина 2 микрона. Именно поэтому отходы минимальны.

Грани шлифуются

После прохождения распила, алмазы готовят к этапу огранки, где его фиксируют клеем. Однако этому предшествует обдирка (обточка) камня. При этом ему уже придается нужная форма, напоминающая бриллиант.

Шлифуют алмазы аналогичным камнем. Для этого используют специальный металлический круг, который вращается в горизонтальной плоскости (2-3 тысячи оборотов в минуту). Его поверхность состоит из алмазного порошка и масла. Каждый камень закрепляют в цангу, где его положение меняют, чтобы сделать нужное количество граней при соприкосновении с кругом.

В профессии огранщика сложность в том, то нужно вручную контролировать расположение граней. Это делается с помощью лупы. В данном процессе может теряться 50-60% материала, но при этом придается симметричная форма камня.

Шлифованную поверхность делают при помощи того же круга, на котором есть дополнительная полоса с алмазной пылью. Такая полировка улучшает качество огранки, убирая следы шлифовки фасетов. Каждый этап работы ведет к изысканной игре света, присущей настоящему бриллианту.

Алмаз – это природный минерал, представляющий собой углерод с аллотропной кристаллической решёткой. Благодаря особенностям молекулярного строения, он является чрезвычайно твердым материалом, который способен храниться неограниченно долго.

Химический состав алмаза может быть изменен под воздействием разных факторов: высокая температура, давление и/или вакуум. В результате их действия алмаз превращается в другой химический элемент – графит, имеющий иной состав качественных характеристик.

Алмазы получают путем естественной добычи и способом искусственной выработки. В рамках второго способа химический элемент графит подвергают воздействию высокой температуры и давления. Графитный материал меняет свою молекулярную структуру и превращается в алмазное сырье, приобретая характерные свойства прочности.

Перед дальнейшим использованием полученный сырьевой материал нуждается в дополнительной обработке. Фактор повышенной твердости алмаза требует особого подхода к методам ее осуществления.

История

История добычи алмазов чрезвычайно молода. Это объясняется сложностью поиска и добычи минерала, а также трудностями, сопряженными с его обработкой. Технология обработки описываемого материала при помощи другого алмаза стала набирать популярность лишь к XIV-XV веку нашей эры. До этого времени данный метод применялся лишь древними индийскими мастерами, которые тщательно хранили секреты технологии.

На территории России разработка залежей минерала и освоение технологий его обработки приняли промышленный масштаб лишь во второй половине XIX века. На сегодняшний день в Сибири ведется работа по добыче данного полезного ископаемого на рудниках, находящихся в списке крупнейших в мире. При этом освоены все виды обработки алмазов.

Особенности обработки

Технология обработки и набор технических приспособлений, подходящих для этого, определяется наименованием конечной цели, для которой будет использоваться обработанный алмаз.

Характеристики алмаза обуславливают необходимость его использования в различных технологических системах, инструментах и приборах. Например, мелкая алмазная фракция – крошка, используется в качестве напыления, покрывающего рабочие поверхности каких-либо режущих приспособлений. Алмазное напыление применяется для нанесения на отрезные диски, пилы, ленты, предназначенные для распиливания металла, камня, бетона, керамики и других материалов.

Несмотря на устойчивость алмаза к воздействию деструктивных нагрузок широкого спектра, он является хрупким материалом . Применение ударно-прессовочной технологии позволяет измельчать алмазы в крошку. Дробление минерала производится с применением гидравлического пресса (данный вариант обработки редко применим).

Более широко используется технология прокатного измельчения. В рамках данного процесса, сырье подается по конвейеру в специальную камеру, в которой вращаются соприкасающиеся друг с другом цилиндрические валики. Проходя между ними, алмазное сырье крошится. Учитывая коэффициент прочности алмаза, на конвейере применяется несколько блоков с вращающимися валиками, имеющими разную величину зазора между ними. Это позволяет снизить нагрузку на механизм, так как производится поэтапное дробление по принципу от большего к меньшему.

Рабочая поверхность валиков покрывается алмазным напылением, так как никакой другой материал не способен выдержать данную нагрузку в столь эффективном эквиваленте.

Размерные параметры фракции крошки определяются наименованием конечной цели, для которой она будет использоваться. Алмазная крошка более крупной зернистости применяется для грубой обработки материалов с повышенным коэффициентом прочности: керамики, гранита, керамогранита. Например, крупная крошка используется в качестве режущего элемента, наносимого на рабочую кромку круговых коронок, предназначенных для выпиливания круглых отверстий в твердых материалах: керамической кафельной плитке, бетоне, гранитных плитах и других.

Алмазная крошка более мелкой зернистости применяется для осуществления тонкой обработки тех или иных материалов. В рамках данной обработки материалы зачищаются, шлифуются, полируются. Полировка производится специальной пастой, в основе которой лежит алмазная пыль. Получение алмазной крошки разной зернистости достигается путем дробления и последующего просеивания.

Пропускание дробленого алмаза через сеточные панели с разными размерами ячейки позволяет получить фракции фиксированного диаметра.

Процесс получения алмазных материалов, пригодных для применения в производственных целях, является более трудоемкой процедурой, чем ударно-прессовочная технология. В качестве данных материалов используются, например, круги для резки стекла, наконечники токарных резцов и другие. Они представляют собой элементы, полностью состоящие из алмазной массы. Изготовление подобных дополнений предполагает проведение производственных процедур, связанных с ресурсными затратами и применением нескольких технологий обработки одновременно.

Свойства прочности алмаза значительно затрудняют изготовление деталей, предъявляющих высокие требования к размерным параметрам и точности формы.

Единственным материалом, с помощью которого можно производить эффективную обработку алмазного сырья, является сам алмаз.

Правильное комбинирование факторов, воздействующих на инструмент обработки и на обрабатываемый материал, позволяет выполнять обработку максимально эффективно. Например, в некоторых случаях обрабатываемую заготовку нагревают в пределах среднего температурного диапазона, а температуру приспособления для обработки держат в области низких термических показателей. В таком случае разогретая заготовка поддается обработке, а процент износа инструмента снижается.

Использование данного способа обусловлено свойствами алмаза, которые он приобретает под воздействием высоких температур. Чем выше температура, тем ниже коэффициент прочности минерала.

Чем сделать раскол?

Другим способом обработки алмаза является обработка с применением горячего железа. Данный минерал способен вступать в химическую реакцию с металлом, нагретым до высоких температур. Горячее железо начинает поглощать углеродную составляющую алмаза. В точке соприкосновения раскалённого металла с минералом, на молекулярном уровне происходит расплавление последнего.

Данный метод имеет низкую производственную эффективность, однако, лишь с его помощью можно добиться определенных результатов в обработке алмазного материала.

Применение метода горячей стали производится при необходимости распилки большого объема сырья с минимальным отходным коэффициентом. В рамках этого метода используется раскаленная стальная проволока, приводимая в движение вращающимися валами. В данном случае линия распила получается максимально тонкой, а потеря основного сырьевого материала свидится к минимуму.

При помощи метода горячего пиления можно производить лишь манипуляции, направленные на обработку общего характера. Детальная огранка выполняется с применением более сложных технологий шлифовки. В рамках данного метода используется и технология горячего сверления. В этом случае сверлящий стальной элемент также разогревается до высоких температур. Эффективность метода повышается и за счет нагревания обеих деталей в результате трения друг об друга.

Сверление алмаза применяется для выполнения черновой обработки. Вдоль линии раскола заготовки просверливаются отверстия нужного диаметра. В них погружаются специальные анкерные расширители. Технология позволяет осуществлять управление расширением анкеров поочередно или одновременно. Благодаря этому, появляется возможность выполнить контролируемый раскол заготовки по заданной линии.

Ключевую роль для эффективности метода играет угол, под которым просверливаются отверстия. Любое отклонение от заданных значений может привести к нарушению точности раскалывания.

Чем шлифуют алмаз?

Главным направлением в технологиях обработки этого минерала является его шлифовка. Благодаря данной процедуре, алмазы приобретают свою конечную форму, и в некоторых случаях превращаются в драгоценные камни.

Изготавливая бриллианты, мастера прибегают к методам поэтапной обработки. Черновая заготовка очищается от примесей других минералов, если таковые имеются. Затем производится грубая распиловка, благодаря которой формируется основная форма будущего изделия. После этого начинается огранка.

Для шлифовки алмазного минерала используются приспособления, оснащенные специальными насадками – дисками или пластинами, имеющими толщину, форму и материал изготовления, соответствующие наименованию проводимой процедуры. На рабочие поверхности этих насадок нанесены фракции алмазной крошки различного диаметра.

Если огранка производится с целью получения драгоценного камня – бриллианта, то применяется множество насадок с широким спектром размерных параметров. Первыми используются пластины или диски с алмазной крошкой наибольшего диаметра. По мере протекания процесса зернистость насадок уменьшается. Конечная полировка осуществляется с применением алмазных наночастиц.

Алмазы образовались более 300 млн. лет назад. Кимберлитовая магма сформировалась на глубине 20-25 км. Магма постепенно поднималась по разломам в земной коре, и когда верхние слои уже не могли сдерживать давление горных пород, происходил взрыв. Первую такую трубку обнаружили в ЮАР в г. Кимберли - оттуда и пошло название.

1. В середине 50-х годов были открыты богатейшие коренные месторождения алмазов в Якутии, где было на сегодняшний день обнаружено около 1500 кимберлитовых трубок. Разработкой месторождений Якутии занимается российская компания «АЛРОСА», которая добывает 99% алмазов в Российской Федерации и более четверти в мире.

2. Город Мирный - алмазная «столица» России, расположенная в Якутии (Саха) в 1200 км. от Якутска.
Открытая геологами летом 1955 года алмазоносная трубка «Мир» дала название рабочему поселку, выросшему среди тайги и ставшему через 3,5 года городом.

3. Население города составляет около 35 тысяч человек. Около 80% этого населения работает на предприятиях, связанных с группой компаний «АЛРОСА».

4. Площадь Ленина – центр города.

5. Аэропорт Мирного

Обеспечение Мирного продуктами и потребительскими товарами происходит следующими способами: авиацией, судоходными поставками (на тот период, пока на Лене открыта навигация) и по “зимнику”.

6. Грузовой самолет Ил-76ТД авиакомпании «АЛРОСА»

7. В Мирном расположена штаб-квартира крупнейшей в России алмазодобывающей компании «АЛРОСА».
История компании началась с треста «Якуталмаз», образованного для освоения коренных алмазных месторождений Якутии в начале 1950-х годов.

8. Основным месторождением “Якуталмаза” стала кимберлитовая трубка “Мир”, открытая 13 июня 1955 года.
Тогда геологи отправили в Москву зашифрованную телеграмму «Закурили трубку мира. Табак отличный».

9. Карьер расположен в непосредственной близости от Мирного.

10. С 1957 по 2001 год из месторождения было добыто алмазов на 17 млрд долл. США, вывезено около 350 млн м3 породы.
За эти годы карьер так расширился, что самосвалам приходилось проезжать по спиралевидной дороге 8 км. от дна до поверхности.

11. Карьер имеет глубину 525 м и диаметр 1,2 км, является одним из крупнейших в мире: по высоте в него могла бы войти Останкинская телебашня.

12. Карьер был законсервирован в июне 2001 года и с 2009 года добыча алмазной руды ведётся подземным способом на руднике «Мир».

13. В зоне расположения трубки Мир проходит водоносный горизонт. Сейчас вода поступает в карьер и, таким образом, представляет угрозу для находящегося под карьером рудника. Вода должна непрерывно выкачиваться и направляться в разломы, найденные геологами в земной коре.

14. Объем добычи алмазов на руднике в 2013 г. составил более 2 млн. карат.
Ресурсы (включая запасы) – более 40 млн. тонн руды.

15. На руднике трудятся около 760 человек.
Предприятие работает семь дней в неделю. Режим работы рудника – трехсменный, смены продолжается по 7 часов.

16. Маркшейдеры, определяющие направление проходки по рудному телу.

17. Для проходки в руднике задействовано 9 проходческих комбайнов (Sandvik MR 620 и MR360)
Комбайн представляет из себя машину с исполнительным органом в виде стрелы с фрезерной коронкой, которая снабжена режущими инструментами – зубцами.

18. У такого комбайна Sandvik MR360 72 зуба из закаленного металла.
Так как зубья подвержены износу, они осматриваются каждую смену и при необходимости заменяются на новые.

19. Для доставки руды от комбайна к рудоспуску работают 8 погрузочно-доставочных машин (ПДМ).

20. Магистральная конверторная лента длиною 1200 метров от кимберлитовой трубки к скипу рудоспуска.
Среднее содержание алмазов превышает 3 карата на тонну.

21. От этого места до дна карьера около 20 метров.

Для предотвращения затопления подземного рудника между дном карьера и выработками рудника оставлен целик толщиной 20 метров.
На дне карьера также проложен водоупорный слой, который препятствует проникновению воды в рудник.

22. На руднике также организована система сбора воды: сначала грунтовые воды собираются в специальные отстойники, затем подаются на отметку -310 метров, откуда насосами откачиваются на поверхность.

23. Всего на руднике работают 10 насосов мощностью от 180 до 400 кубометров в час.

24. Монтаж магистральной ленты

25. А это подземные работы на другой трубке – «Интернациональная» («Интер»).

Она расположена в 16 км от Мирного. Добыча алмазов открытым способом здесь началась в 1971 году, и когда к 1980 году карьер достиг отметки 284 м, он был законсервирован. Именно с «Интера» началась добыча алмазов в Якутии подземным способом.

26. «Интернациональная» – самая богатая кимберлитовая трубка компании по содержанию алмазов в руде – более 8 карат на тонну.
Кроме того, алмазы «Интера» отличаются высоким качеством и ценятся на мировом рынке.

27. Глубина шахты - 1065 метров. Трубка разведана до 1220 метров.
Протяженность всех выработок здесь более 40 км.

28. Комбайн отбивает руду рабочим органом (шарошкой), с установленной на него резцами.

29. Далее идет погрузка в погрузочно-доставочные машины, которые отвозят руду до рудоспусков (горных выработок, предназначенных для транспортировки руды из рабочей зоны на расположенный ниже транспортный горизонт), затем вагонетки транспортируют ее до капитального рудоспуска, через который она подается в скиповой ствол и выдается на поверхность.

30. За сутки на «Интере» добывается 1500 тонн руды. Объем добычи алмазов в 2013 году составил более 4,3 млн. карат.

31. В среднем в одной тонне породы содержится 8,53 карат алмазов.
Так по содержанию алмазов на тонну добытой руды “Интера” приходятся 2 тонны руды с “Мира”, 4 тонны с “Айхала” или 8 тонн с “Удачнинского”.

32. Работа на руднике ведется днями и ночами без выходных. Праздников всего два - Новый год и день Шахтера.

33. Кимберлитовая трубка «Нюрбинская»

Нюрбинский горно-обогатительный был создан в марте 2000 года для освоения месторождений Накынского рудного поля в Нюрбинском улусе Республики Саха (Якутия) - кимберлитовых трубок «Нюрбинская» и «Ботуобинская», а также прилегающих россыпей. Добыча ведется открытым и россыпным способом.

34. В Нюрбинском ГОКе впервые за всю историю объединения «Якуталмаз» и компании «Алроса» применяется вахтовый метод - с привлечением работников, проживающих в Мирном (320 км.), в Нюрбе (206 км.) и в поселке Верхневилюйск (235 км.)

35. По данным на 1 июля 2013 года, глубина карьера “Нюрбинский” составляет 255 метров.
Открытым способом карьер будет отрабатываться до 450 метров (до отметки -200 метров от уровня моря). Существует потенциал работы до отметки -320 метров.

36. Для транспортирования руды и вскрышных пород используются автосамосвалы большой и особо большой грузоподъемности - от 40 до 136 т.

37. В карьере эксплуатируются автосамосвалы CAT-777D фирмы «Катерпиллар» грузоподъемностью 88 т.

38. Нюрбинский ГОК имеет самые высокие темпы прироста добычи природных алмазов в АК «АЛРОСА».

39. Объем добычи алмазов в 2013 году составил 6,5 млн. карат.

40.

41.

42. Среднее содержание алмазов в руде – 4,25 карата на тонну.

43. В кузове такого самосвала порядка 300-400 карат.

44. С карьера или из шахты руду самосвалами отправляют на фабрику, где из нее извлекают сами полезные ископаемые.

45. Обогащение алмазов Мирнинского ГОКа ведется на фабрике №3, которая в 70-е годы прошлого века была флагманом алмазодобывающей промышленности страны.
Мощность обогатительного комплекса - 1415 тысяч руды в год.

46. Корпус крупного дробления и щековая дробилка.

В ней происходит измельчение путем трения подвижной “щеки” о неподвижную. За сутки через дробилку проходят 6 тысяч тонн сырья.

47. Корпус среднего дробления

48. Спиральные классификаторы

Предназначены для мокрого разделения твердого материала на пески (осадок, размером частиц до 50 мм), и слив, содержащий тонкие взвешенные частицы.

49. Мельница мокрого самоизмельчения

50. Диаметр мельницы - 7 метров

51. Грохота

52. Камни просеивают через сито, где они делятся на группы по размеру.

53.

54. Мелкопереработанную породу отправляют на спиральные классификаторы (винтовые сепараторы), где все сырьё разделяется в зависимости от его плотности.

55. С внешнего борта поступает тяжелая фракция, а с внутреннего – легкая.

56. Пневмофлотационная машина

Мелкий материал вместе с добавлением водных реагентов поступает в пневмофлотационную машину, где кристаллы мелких классов прилипают к пузырькам пены и направляются на доводку. На пневмофлотационной машине извлекают самые мелкие алмазы – от 2-х и менее мм.

57. Это пленочная машина, где с помощью реагентов создается слой, к которому прилипают кристаллы мелких алмазов.

58. Рентгенолюминесцентный сепаратор

В этом сепараторе используется свойство алмазов светиться в рентгеновских лучах. Материал, двигаясь по лотку, облучается рентгеновскими лучами. Попав в зону облучения, алмаз начинает светиться. После вспышки специальное устройство фиксирует свечение и подает сигнал на отсекающее устройство.

59. Центральный пульт управления обогатительной фабрикой.
На фабрике есть еще цех окончательной доводки, где алмазы чистят, рассеивают, производят ручную выборку, сортируют и упаковывают.

60. Центр сортировки алмазов

Все добытые на месторождениях компании в Якутии алмазы направляются в Центр сортировки в г. Мирный. Здесь происходит разделение алмазов по классам крупности, ведутся первичная оценка сырья с разных месторождений и его мониторинг для планирования работы горно-обогатительных комбинатов.

61. В природе не бывает идеальных кристаллов или двух одинаковых алмазов, поэтому их классификация предполагает сортировку.
16 размеров х 10 форм х 5 качеств х 10 цветов = 8000 позиций.

62. Вибрационный ситовой грохот. Его задача - разделить мелкие алмазы на размерные классы. Для этого используются 4-8 сит.
За раз в устройство закладывается около 1500 камней.

63. Теми, что побольше, занимаются развесочные аппараты. Самые крупные алмазы сортируют люди.

64. Форму, качество и цвет кристаллов определяют оценщики при помощи луп и микроскопов.

65. Через специалиста в час проходят десятки алмазов, а если мелкие - то счет идет на сотни.

66. Каждый камень смотрят по три раза.

67. Ручное взвешивание алмаза

68. Вес алмаза определяется в каратах. Название «карат» идет от имени семени рожкового дерева карат.
В древности семя карата служило единицей измерения массы и объема драгоценных камней.

69. 1 карат - 0,2 г (200 мг)
Камни весом больше 50 карат находят несколько раз в месяц.

Крупнейший на планете алмаз «Куллинан» весит 621 грамм и стоит около 200 млрд рублей.
Самый большой алмаз среди якутских - «XXII съезд КПСС», он весит 342 карата (более 68 граммов).

70. В 2013 году предприятия группы «АЛРОСА» добыли более 37 млн. карат алмазов.
Из них 40% идут на промышленные цели и 60% - на ювелирные.

71. После отбора камни попадают на гранильный завод. Там алмазы становятся бриллиантами.
Потери при огранке составляют от 30 до 70% от веса алмаза.

72. По состоянию на 2013 год запасы группы «АЛРОСА» составили 608 млн. карат, а прогнозные запасы составляют около одной трети общемировых.
Таким образом, компания обеспечена минерально-сырьевой базой на 30 лет вперед.