Доклад_Самсонов

Новые типы минеральных
ресурсов России:
Попигайское месторождение
алмазно-лонсдейлитового абразивного сырья
Импактные алмазы
Толстов А.В. (ИГМ СО РАН)
Афанасьев В.П. (ИГМ СО РАН)
Самсонов Н.Ю. (ИЭОПП СО РАН)
1
Попигайский метеоритный кратер:
вид из космоса
Попигайская астроблема расположена на
севере Сибирской платформы на границе
Красноярского края и Республики Саха
(Якутия).
2
Виктор Людвигович Масайтис
ВСЕГЕИ (Санкт-Петербург),
Впервые импактные алмазы были
обнаружены в пределах Попигайского
метеоритного кратера в начале 1970-х годов
сотрудниками ВСЕГЕИ под руководством
В.Л. Масайтиса.
Масштабные поисково-разведочные работы
– с конца 1970-х до 1985 гг. Полярной ГРЭ.
3
Карта алмазоносностиПопигайской
структуры (1:200 000)
Месторождение Ударное в
северной части кратера:
содержание — 7 карат на тонну,
запасы — 7 млрд карат
Ударное
Скальное
россыпь р. Догой
Месторождение Скальное
в юго-западной части кратера:
содержание: 20–100 карат на тонну,
запасы 140 млрд карат
Прогнозные ресурсы кратера в
целом составляют многие
триллионы карат
4
Выполненные работы 2014 г.:
1. маршрутные исследования и описания в
объеме 150 км со сбором каменных
образцов тагамитов и зювитов до 0,5 тонны;
2. наработка крупнообъемной пробы
Массивы импактных пород
месторождения Скальное
(16 тонн) на месторождении Скальное;
5
Массивы импактных пород в
бассейне р. Попигай
3. мелкообъемное опробирование в
объеме 50 куб. м руслового аллювия р.
Догой;
4. намывка шлихов (не менее 100 проб);
5. геолого-экономическая характеристика
потенциального района промышленных
работ.
6
Импактные алмазы —
техническое сверхтвердое
абразивное сырье
Импактные алмазы способны
замещать технические и
синтетические алмазы в
технологиях и изделиях, в
которых использование
импактных алмазов
экономически и технологически
более эффективно
Абразивная способность импактных
алмазов (алмазных порошков из них)
превышает абразивную способность
аналогичных порошков природных
технических алмазов в 1,8-2,4 раза!
(Заключение Института сверхтвердых
материалов им. В.Н. Бакуля от 08.08.2011 )
7
Импактные алмазы —
техническое сверхтвердое
абразивное сырье
8
Использование технических природных
алмазов, а также синтетических алмазов и
искусственных сверхтвердых материалов в
современных технологических процессах :
•обеспечивает высочайшую
производительность работы в
механообработке различных материалов;
• повышает долговечность бурового
инструмента при бурении горных пород
различной степени твердости;
•обеспечивает высокое качество
обрабатываемых алмазным инструментом
поверхностей практически любых
площадей;
•улучшает структуру приповерхностных
слоев материала деталей и элементов из
различных материалов;
Экономические эффекты от
применения импактных
алмазов в алмазном
буровом инструменте
• повышение производительности
бурения ;
• увеличение срока эффективной
работы алмазного
породоразрушающего инструмента;
• сокращение числа поломок и
времени простоя бурового
оборудования;
• снижение удельных значений
затрачиваемой энергии бурового
оборудования;
• рост числа законченных
строительством и сданных в
эксплуатацию скважин.
• снижение себестоимости бурения
(погонного метра).
•сокращение спуско-подъемных
операций.
9
Потенциальные сферы применения
импактных алмазов
Камнеобработка и строительная индустрия
Горнодобывающая отрасль,
нефтегазодобывающая промышленность,
геологоразведочная сфера














Машиностроение, приборостроение,
радиоэлектроника, аэрокосмическая и
оптико–механическая промышленность






Режущие алмазные диски (разноразмерные, разнотиповые);
Сверлильное оборудование с алмазными коронками;
Абразивные инструменты для обработки гранита, мрамора и т.д.;
Алмазные абразивные и полировальные бруски;
Алмазные канатные пилы (алмазные канаты) для разрезания железобетона, а
также добычи и обработки натурального камня;
Матрицы алмазные полировальные.
Алмазные буры, коронки, долота, расширители, алмазные башмаки обсадных
труб;
Специальный инструмент для проходки сверхглубоких скважин;
Абразивы, инструменты и пасты для заточки и доводки.
Режущие и абразивные инструменты для обработки точных изделий,
жаропрочных металлов и сплавов, неметаллических твердых материалов;
Алмазные порошки и пасты для доводки и полировки деталей (хонингование
и суперфиниширование);
Опоры подшипников особо точных приборов;
Игольчатые сверла, резцы, порошки для обработки часовых камней и
приборов;
Алмазные волоки для производства микропроводов постоянного свечения
(<);
Инструменты и пасты для резки, шлифовки, доводки, полировки линз, зеркал
для телескопов, микроскопов, перископов, биноклей, фото– и
видеоаппаратуры;
Круги отрезные для разрезания на пластины полупроводниковых материалов,
кварца и сапфира;
Притиры алмазные для зачистки контактов их труднообрабатываемых
сплавов (палладий, серебро, вольфрам);
Алмазные оправки для нанесения покрытий (эмаль–лаки, олово, свинец) на
проводники;
10
Алмазные фильеры (дюзы) для спирализации ламп и волочения проволоки;
Алмазные щетки;
Потенциальные сферы применения
импактных алмазов
Ювелирная и часовая промышленность,
сувенирная отрасль





Дорожно–строительная отрасль

Стекольная и керамическая
промышленность







Медицинское оборудование



Алмазные порошки, пасты;
Алмазные круги, алмазные фрезы;
Алмазные карандаши правящие;
Сувенирная продукция с использованием алмазов (гербовая продукция,
украшение оружия и пр.).
Алмазные отрезные сегментные круги и фрезы для асфальта, алмазный
инструмент для резки бетона и железобетона;
Алмазный инструмент для резки предварительно напряженного
железобетона и других строительных конструкционных материалов;
Алмазный инструмент для полировки бетона и покрытий.
Стеклорезы и алмазные диски малых размеров, алмазные элисографы;
Сверла алмазные, алмазное ленточное полотно;
Алмазные губки и притиры для обработки кромок стекла;
Диски шлифовальные для обработки оптического и технического стекла,
керамики, гранита, мрамора и других материалов;
Сопла алмазные струеформирующие для гидроструйной резки.
Хирургический инструмент особо точного профиля, в частности для
микрохирургии глаза;
Нейрохирургический, сосудосшивающий инструмент;
Круги шлифовальные специальные для обработки линз;
Алмазные стоматологические диски и боры.
11
Потенциальные сферы применения
импактных алмазов

Изделия для бытового и
полупрофессионального использования
Изделия для обработки и измельчения в
обувной промышленности,
лесоперерабатывающей отрасли





Смазочные материалы

Высокотехнологичные области
применения
Полупрофессиональный и бытовой инструмент ножовочный для ручного
разрезания материалов высокой твердости (закаленная сталь, керамика,
стекло, фарфор);
Шлифовальные ленты и листы для ручной и механической обработки
изделий из материалов высокой твердости;
Ручные алмазные терки и шлифовальные бруски.
Барабаны и шлифовальные круги для обработки деталей обуви из кожи,
резины и их заменителей;
Ножи с алмазным покрытием для измельчения органических
материалов, растительного и древесного сырья, древесноволокнистых и
стружечных плит.
Индустриальные моторные масла и смазки с повышенными
эксплуатационными характеристиками на основе дисперсных и
ультрадисперсных алмазов.
Высокотехнологичные приборы на основе алмаза: сенсоры и датчики
частиц высокой энергии, рентгеновских лучей и нейтронов; эмиттеры с
холодным катодом; электрохимические и биохимические сенсоры;
микро–электромеханические системы (MEMS); светоизлучающие диоды
из алмазов; гетероконтактные приборы на основе алмазов; квантовый
компьютер; силовые приборы на основе алмазов
12
В общем мировом производстве и потреблении алмазного сырья,
включая природные и синтетические алмазы (8,5 млрд карат),
доля технических составляет ≈ 98–99% (по весу)
Но в стоимостной оценке технические синтетические алмазы ≈ 10-13% от
объема мирового рынка алмазов
Природные алмазы
Синтетические
алмазы
Группа «АЛРОСА»
Объем
производства
(2012 г.)
127,96 млн карат
≈8,37 млрд карат
34,4 млн карат
Объемы
реализации
(2012 г.)
12,64 млрд долл.
≈2 млрд долл.
4,61 млрд долл.
Вид алмазов
Вид алмазного
сырья
Сферы
применения
Ювелирные
алмазы ≈20%
Технические
алмазы
≈80%
Синтетические алмазы
Ювелирные
алмазы
Технические алмазы
Алмазное сырье
Бриллианты
Ювелирные
изделия с
бриллиантами
Изготовление
режущих,
правящих,
буровых
инструментов;
Инструменты для
камнеобработки и
для обработки
металлов;
Микроэлектроника;
Строительство;
Квантовые компьютеры;
Ядерная
промышленность;
Часовая
промышленность;
Производство алмазно–
абразивного инструмента;
22,28 млн карат
70,6% от объема
производства)
4,5 млрд долл.
(98% в стоимости
реализованного
сырья)
10,12 млн карат
(29,4% от объема
производства)
108,9 млн долл.
(2% в стоимости
реализованного
сырья)
13
Попигайский метеоритный кратер и
Томторское месторождение РЗМ:
вид из космоса
Попигайское месторождение импактных
алмазов и Томторское месторождение
РЗЭ
—
крупные
промышленноэкономические проекты в Арктике
14
Новые типы минеральных
ресурсов России:
Попигайское месторождение
алмазно-лонсдейлитового абразивного сырья
Толстов А.В. (ИГМ СО РАН)
Афанасьев В.П. (ИГМ СО РАН)
Самсонов Н.Ю. (ИЭОПП СО РАН)
Импактные алмазы
15