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1、第六章钻石矿床的开采与回收 本章要目 一 原生矿的开采 二 次生矿床的开采 三 钻石的选矿 第一节原生矿床的开采 在地表按预计开采深度开挖大的口子 沿岩管逐渐下挖 留出回旋的阶梯 供卡车从矿坑底部装运矿石 一 露天开采 含钻石岩筒的梯段式开采 梯段做成台阶状以减少因矿坑加深而出现滑坡和不稳定的危险 每个台阶呈螺旋状向下 以便地面运输工具能抵达每期开挖的最低台阶 1 黄地 金伯利岩岩筒呈喇叭状 在岩筒上部风化而形成黄色 松散土状 称黄地 钻石较富的矿段在黄地 这部分易开采 黄地的深度在各个矿区不同 10m 20m不等 如南非的Premier矿黄地深度为10m深 2 蓝地 金伯利岩岩筒的下部 未风
2、化的部分呈蓝灰色 有一定深度 岩石坚硬 回收这些物质较难 采出后 需粗碎或堆放风化后选矿 危险性大 开采费用昂贵 先在矿管边上开出一条地下竖井 再横向挖出水平巷道到通向矿管 矿井剖面结构图 二 地下开采 在横向巷道中开掘矿石通过竖井送至地面 在岩筒中心开采出水平巷道 受上部蓝地的重力而陷落 陷落的蓝地通过漏斗形的通道进入水平巷道 用机械耙进放矿的溜井或矿车 用吊车从竖井运到地面处理 矿块崩落开采法示意图 1 矿块崩落法 由上往下从岩筒的一侧到另一侧挖出若干个宽的横切采区 矿房与后矿柱的结构 2 穴洞 矿房 开采法 崩落下来矿石从竖井中转运到地表 在第二个水平采区中 使矿柱直接分布在下一个开采的
3、矿房之上 重力作用下矿柱崩落自行破碎 随着开采深度增加 岩筒根部变小 从截槽面中开采 分段崩落法原理示意剖面图 3 分段崩落法 第二节钻石砂矿的开采 一 古河床砂矿的开采 为揭露下部的含钻石砾石层 须搬走上覆许多无钻石的泥沙 1 移去上覆物 清除上覆砂土 将砾石铲成堆 装车送往选矿厂 有时沙子 钻石和细砾被钙质胶结 需爆破采集 钻石密度较大 可能被存在于基岩上小洞穴和裂隙 对基岩做彻底清扫 2 砾石的采掘 3 清扫基岩 寻找留在基岩裂隙中的钻石 采用机械刷 吸尘器和其他自动清扫工具 但用劳工来寻找钻石还是最有效的方法 干 湿 矿床 古代河流砂矿以及现代河流砂矿的某些部位已不再受河水影响 属于
4、干 矿床 另一些现代河流砂矿位于河水下 属于 湿 矿床 湿矿床的开采可采用挖掘或让河流改道这两种方法中的一种 二 河流砂矿的开采 用挖泥船从水下挖出钻石砾石矿层进行回收钻石 挖泥船吸物器示意图 1 直接挖掘船上回收 靠截弯取直的办法 把河水弄干后开采 河流改道示意图 2 河流改道后采矿 钻石河流开采场景 3 在河道中淘采 在河道中淘采 河流冲积矿床开采 低潮之间的海滩 先修建砂质临时岸线 在坝后完成上述常规的采矿 三 海滩或滨海带开采 先移去不含钻石的砂子 然后进行开采回收 1 古海滩砂矿的开采 2 滨海开采 修筑临时砂坎开采示意图 通过挖泥船从海底吸起砾石 再送到船上车间进行分选 海底钻石砂
5、矿采矿 4 海上采矿 有时将矿石堆放在露天矿场 受自然风化破碎 一 解离 1初碎 用颚式破碎机和圆锥破碎机破碎 颚式破碎机 第三节钻石的回收 就是将矿石破碎到符合选矿的要求 破碎后滚筒冲洗 除去粘土质 破碎到30 60mm过筛 采用弹跳法将粗砾分开 冲洗后的砂砾采用弹跳法将粗砾分开 球状破碎机 对分离出来的粗砾进行二次破碎 再次淘洗分离 2 二次破碎 对于原生矿床来说 这一过程从开采时就已开始 对于次生矿床而言 钻石已从母岩中解离 只须通过带有金属棒或球的清洗机 破碎砂 砾和钻石的坚硬集合体 钻石的相对密度3 52 与其它大部分矿石的密度 2 6 明显不同 利用密度差异 除去大多数废石 把矿石
6、放在装有硅铁悬浮液的大漏斗状容器内 废石上浮并从顶部排出 含有钻石的矿石下沉并从底部倒出 二 精选 1 重液分选 1 静态圆锥体 将重液和破碎矿石混合在一起 快速压入封闭的锥体内 进料的压力和速度产生涡流 这种一离心作用使较重的颗粒向外运动并穿过底部出料口 较矿物向中心运动上升至顶部出口处 重介质旋流器中材料运动示意图 2 重介质旋流器 矿物摇床 矿料装在摇床上 利用水快速脉冲 浮出尾矿 将精矿选出 2 重力分选 1 摇床 破碎后摇床分选 摇床水选 南非自早期开始就使用的设备 当金伯利岩与水相混时 它将破碎并形成泥浆状混合物 比重大致为1 25 淘洗盘中转动的钉齿耙使泥浆状混合物保持悬浮状态
7、包括钻石在内的较重矿物沉到底部 钉齿耙的齿把它们推到盘的外缘 而较轻的材料浮到表面 进入溢流圈并被带走 旋转淘洗盘 2 旋转淘洗盘 精矿中含有大量磁性矿物 这些重矿物与钻石聚在一起 利用磁性选出 使钻石进一步富集 磁选仪 3 磁选 将含钻石矿石均匀地撒落在转动带有油脂的胶带上 使油脂表面粘住钻石 其他大量重矿物则被冲走 上述处理后的精矿还未富集到适合于用手选的程度 需要做进一步的精选 三 回收 1 油脂回收 利用的是钻石亲油斥水的特性 将油脂刮起放到一个用细金属筛布制成的容器内 放到热水池中油脂将溶化而漂走 留下最后的精矿供手选 油脂选矿 X 射线照射下 钻石均具发光特点 用这一性质回收钻石
8、X 射线分选机由一条传输带和X 射线光源及数个光电倍增管 空气喷射器组成 X 射线分选机示意图 2 X 射线分选 X 射线选矿仪 黑暗中精矿穿过X 射线束 发生荧光 通过光电倍增管和压缩空气喷射器将它喷射到单独的槽中 出于安全考虑 将手套上连接箱体的手套 在箱内进行操作 用刮刀将堆起的精矿平铺在手套箱台面上 四 最后手选回收 最后回收还得靠手工完成 由专门具识别钻石技能的人员来完成 用镊子夹起钻石防入箱内一个容器或槽中 这个过程人不能与钻石直接接触 钻石回收过程所利用以下性质 解离 选矿 回收 解离 2 选矿 3 回收 始于采矿 终结于最终粉碎 去除废石 提供更浓集的混合料 包括最终选矿和随后的手选 分为三个阶段 钻石的提取和回收小结 请你回答 钻石原生矿的露天开采受开采深度限制 之后就要转入地下开采 地下开采总是用竖井运输人员 设备与将矿石运输到地面 而矿石总是水平巷道进行开 请你描述几种开采矿石的方法 什么是黄地 蓝地 钻石的次生矿床分布在古河道或现代河流 海岸线附近及近海区域 请你描述这些环境下的矿床开采方法 什么是上覆物 钻石的次生矿床是如何形成的 干矿床和湿矿床有什么区别 描述它们如何开采 简述钻石原石从金伯利矿石回收过程 钻石从矿石回收 包括1 破碎分离2 精选3 回收和最后回收四个阶段 请叙述钻石回收中利用了钻石的那些性质 什么是油脂摇床
