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.
Как поётся в одной современной песне: «Лучшие друзья девушек - это бриллианты». Наверное, не найдётся человека, который сможет поспорить с таким утверждением. Ювелирный завод, создающий произведения искусства из драгоценных металлов с инкрустированными в них бриллиантами, сталкивается со сложной задачей обработки алмазов, ведь бриллиант - не что иное, как алмаз, которому при помощи специальных технологий придали необходимую огранку. И задача это совсем не простая, ведь алмазы считают самыми крепкими камнями в мире.
Как удаётся обработать алмаз?
В основу обработки алмаза положено два фактора. Первый заключается в его структуре, второй - в способе обработки. Говоря о структуре алмаза, надо заметить, что алмаз - это углерод, который имеет высокую степень кристаллизации. Атомы углерода, из которых состоит алмаз, всегда создают геометрическую организацию, что позволяет откалывать кусочки параллельно тем плоскостям, которые создают атомы. После такого рода процедур поверхность становится более ровной.Как ни удивительно, но инструментом для обработки алмаза является алмаз, точнее сказать, его отколотые кусочки. На одной из сторон кристалла делается углубление. Туда помещается тонкий резец. После удара по резцу от кристалла откалывается очередной кусочек.Во время обработки алмаза направление этой обработки не должно меняться. Распиливается кристалл с помощью специальных металлических дисков, на которые нанесена алмазная пыль со смазкой. Получается, что при помощи алмазов мы обрабатываем алмаз.Обработка самого твёрдого вещества на Земле - процесс долгий и трудоёмкий. К таким работам допускаются только высококвалифицированные специалисты, обучающиеся данному ремеслу не один год. Да и обучение закончится тем, что человек станет на долгие годы только стажёром. Приступить же к самостоятельной обработке алмазов ему предстоит не так уж и скоро.
Бриллиа́нт (от фр. brillant - блестящий, сверкающий) - алмаз, которому посредством обработки придана специальная форма, максимально выявляющая его естественный блеск. Бриллианты оценивают по системе «4 C»: cut (огранка), clarity (чистота), color (цвет) и carat (масса в каратах), что позволяет определить, насколько камень близок к совершенству.
Главное в оценке огранки камня - её качество: насколько грани геометрически точны и пропорциональны. Идеальная огранка кодируется литерой «А», далее по убыванию качества. Чистота - самый существенный показатель качества бриллиантов: выражается она в наличии или отсутствии дефектов камня или посторонних включений. Идеальный бриллиант, без изъянов, называется бриллиантом чистой воды. По цвету бриллианты подразделяются на традиционные (бесцветные и все оттенки жёлтого) и фантазийные (розовые, голубые, синие, зеленые). Масса бриллиантов измеряется в каратах (1 карат равен 0,2 грамма).
Первые формы обработки были достаточно примитивными: стачивали одну из граней и шлифовали. В 1465 году придворный ювелир бургундского герцога Людвиг ван Беркем впервые произвёл огранку в форме «розы». В течение многих веков ювелиры разрабатывали идеальную бриллиантовую огранку, такую, чтобы свет в алмазе полностью внутренне отражался. В 1961 году Арпад Неджи, 13 лет работавший в этом направлении, разработал новую огранку алмаза - профильную («принцесса»). В последние годы именно такая форма бриллиантов стала весьма популярной.
Долгое время в ювелирном деле применялся только необработанный алмаз, так как данный минерал очень твердый и совсем не поддавался обработке и огранке. На данный момент популярность таких алмазов упала. Объяснить это можно тем, что необработанный минерал имеет довольно невзрачный внешний вид и похож на тусклую стекляшку.
Очень редко в природе встречаются алмазы октаэдрической формы, которые имеют сверкающие грани. Но большинство данных минералов представляют собой кристаллические обломки, имеющие неправильную форму.
А вот после того, как камень прошел все стадии огранки, он приобретает непревзойденную красоту и блеск. Обработанный алмаз называют бриллиантом.
Характеристика необработанного алмаза, свойства, добыча и применение
Данный драгоценный минерал является одновременно и твердым, и хрупким. Также он характеризуется высокой теплопроводностью, отличными показателями дисперсии и преломления света, а также совершенной спайностью.
Цветовая гамма природного кристалла славится своим разнообразием. Самыми распространенными считаются бесцветные и желтоватые камни, а вот минералы голубого, черного, красного и розового оттенков встречаются намного реже. Также алмазы различаются и по степени прозрачности.
Свой цвет камень приобретает из-за примесей и включений, которые содержатся в нем, а также из-за особенностей структуры и природного радиационного облучения. Окраска минерала часто бывает неравномерной. Есть кристаллы в которых окрашен лишь один слой, а также камни имеющие несколько оттенков.
На данный момент известно множество разновидностей данной драгоценности, каждая из которых обладает характерными для нее особенностями. Виды минерала могут различаться по происхождению, плотности, оттенкам и другим химическим и физическим свойствам. По своей массе алмазы разделяют на мелкие, средние и крупные. Также данные камни делятся на технические и ювелирные.
По имеющимся данным каждый год добывается около 100 миллионов карат, что равно приблизительно 20 тоннам. Около 40 млн из них добывают в африканских странах, а 30 млн добычи приходится на Россию и Австралию.
Алмазы природные необработанные имеют приблизительную стоимость равную 100 долларам за один карат, а цена бриллианта варьируется от 400 до 1000 у.е за карат и зависит от чистоты, оттенка, наличия включений, размера кристалла и качества его огранки.
Необработанные кристаллы очень редко применяют для изготовления украшений, хотя некоторые ювелиры делают с ними свои коллекции, прославляя естественную красоту. А вот украшения из бриллиантов очень ценятся во всем мире и имеют очень высокую стоимость, намного превышающую цену изделия из необработанного камня.
Это можно объяснить сложностью процесса обработки, затратами на него и потерей в массе камня, которая зависит от того, как обрабатывают алмаз. Технические разновидности камня в большинстве случаев используют в буровых коронах и резцах, а также для изготовления полировальных паст.
История обработки алмазов
Человечество стало обрабатывать драгоценные камни несколько тысяч лет назад, но алмаз ему поддался только в начале XV столетия. До этого мастера ювелирного дела только шлифовали этот минерал, путем трения одного камня об другой.
В Индии был придуман еще один метод шлифовки алмаза. Молотом и наковальней кристалл разбивали на крошку, которой затем покрывали металлический диск. Полученным диском производили шлифовку крупных алмазов, которые после данной процедуры назывались «остроконечные». Сейчас такой вид драгоценного камня ювелирами не используется. Украшения с ним можно встретить лишь в музеях.
После середины XIV века в Европе научились создавать «алмаз с площадкой», спиливая вершину минерала. В XV столетии начали подпиливать и нижнюю часть кристалла, получая при этом плоскость, названную каллетой. Она очень хорошо отражает солнечные лучи и подчеркивает красоту драгоценности.
Новые грани на алмазе впервые удалось создать Лодевику ван Беркему. Он смог сделать камень формы фасетчатой капли.
Сейчас такая обработка алмаза называется панделок и используется она для огранки очень мелких кристаллов.
В XVI веке ювелирные мастера приобрели навыки огранки «розой». Алмаз при этом имел симметричные грани и подпиленную нижнюю площадку. Такая огранка имела несколько видов, которые отличались количеством и формой граней.
Во второй части XVII столетия, Виченцо Перуцци изобрел еще более сложный метод огранки. С помощью него можно было получить алмаз с 57 гранями. Камень, обработанный таким образом, обладал уникальной способностью отражения.
Свет, попадая на него, создавал эффект вспышки, которой славятся современные обработанные алмазы. Такая особенность называется бриллианцией. Затем ювелиры научились создавать драгоценности с большим количеством граней.
Процесс обработки алмаза в бриллиант
Обработка алмазов очень кропотливое и сложное дело, состоящее из нескольких этапов, так как этот камень очень тверд. Так чем обрабатывают алмазы, чтобы получить красивейшие бриллианты?
Первым делом специалист изучает алмаз и решает, каким методом он будет обрабатываться. Потом на минерал лазером наносят линию распила. Далее камень разрезают и подвергают огранке. Нет ни одного одинакового природного алмаза, поэтому для каждого камня нужна своя методика.
Стадии обработки:
Технологии не стоят на месте и в настоящее время существуют и более современные способы обработки алмазов, например лазерная методика.
При ее использовании разметка, резка и формирования минерала происходит при помощи лазерной установки. Такая обработка алмазов в бриллианты позволяет не учитывать направление кристалла, но ее недостатком является то, что камень теряет большую часть массы, чем при ручной обработке.
И хотя современные методы сильно облегчают работу ювелира, но все же без опытного и талантливого мастера настоящий шедевр создать не получится. Чаще всего над процессом создания обработанного алмаза трудится несколько человек, каждый из которых занимается своим этапом. А огранкой обычно занимаются как минимум два ювелира.
Необработанный минерал можно сравнить с нераспустившимся цветком, который еще не показал миру свою красоту. Обработка алмаза дает возможность создавать из него настоящие шедевры, блеск которых манит и завораживает.
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.