Технология алмазосодержащих руд. Рудоподготовка алмазосодержащих кимберлитов к обогащению

Москва 2025
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ
Университет науки и технологий МИСИС
ГОРНЫЙ ИНСТИТУТ
Кафедра обогащения и переработки полезных ископаемых 
и техногенного сырья
Б.Е. Горячев
ТЕХНОЛОГИЯ 
АЛМАЗОСОДЕРЖАЩИХ РУД
РУДОПОДГОТОВКА АЛМАЗОСОДЕРЖАЩИХ 
КИМБЕРЛИТОВ К ОБОГАЩЕНИЮ
Учебник
Рекомендовано редакционно-издательским 
советом университета
№ 4567

УДК 765.00
 
Г71
Р е ц е н з е н т ы :
канд. техн. наук, советник Генерального директора АК «АЛРОСА» 
(ПАО «АЛРОСА» в 2019–2021 гг.) А.Ф. Махрачев; 
д-р техн. наук, профессор кафедры обогащения 
полезных ископаемых ФГБОУ ВО «Уральский государственный 
горный университет» Ю.П. Морозов
Горячев, Борис Евгеньевич.
Г71  
Технология алмазосодержащих руд. Рудоподготовка алмазосодержащих кимберлитов к обогащению : 
учебник / Б.Е. Горячев. – Москва : Издательский Дом 
НИТУ МИСИС, 2025. – 452 с.
ISBN 978-5-907833-39-5
В настоящем учебнике, являющемся второй частью учебника 
«Технология алмазосодержащих руд» (первая часть была посвящена рассмотрению минералогии и геологии алмазосодержащих 
кимберлитов), рассмотрена рудоподготовка алмазосодержащих 
руд к обогащению. Освещены общетеоретические вопросы прочности горных пород и отдельных минералов, входящих в состав 
кимберлитов, представления о законах дробления, аппаратурном оформлении операций дробления, измельчения, грохочения 
и классификации алмазосодержащих кимберлитов, рассмотрены 
технологические аспекты ведения рудоподготовительных операций на некоторых обогатительных фабриках РФ, Республики Ангола и ЮАР.
Предназначен для студентов бакалавриата, специалитета 
и магистратуры по специальностям и направлениям подготовки 
21.00.00 «Прикладная геология, горное дело, нефтегазовое дело 
и геодезия».
УДК 765.00
Горячев Б.Е., 2025
ISBN 978-5-907833-39-5
НИТУ МИСИС, 2025

Оглавление
Предисловие ................................................................6
ГЛАВА 1. Дезинтеграция 
алмазосодержащих кимберлитов ....................................9
1.1. Дезинтеграция коренных алмазосодержащих 
кимберлитов ........................................................... 11
1.2. Додрабливание продуктов в валковых прессах 
высокого давления или роллер-прессах ....................... 13
Библиографический список ....................................... 17
ГЛАВА 2. Разрушение горных пород ............................. 18
2.1. Механические свойства горных пород ................... 19
2.2. Теоретическая прочность твердого тела ................. 40
2.3. Прочностные характеристики горных пород .......... 61
2.4. Механические свойства горных пород 
при простых видах деформирования ........................... 67
2.5. Физико-механические свойства 
алмазосодержащих руд ............................................. 71
2.6. Физико-механические свойства 
кимберлитов трубки «Катока» ................................... 75
2.7. Вскрытие алмазов при дезинтеграции 
кимберлитов ........................................................... 90
Библиографический список ....................................... 92
ГЛАВА 3. Энергетические законы разрушения 
горных пород .............................................................. 95
3.1. Связь энергии, необходимой для разрушения 
горных пород, с их прочностными свойствами 
и крупностью продуктов дробления и измельчения ....... 95
3.2. Тесты для определения энергетических 
характеристик измельчаемости руд .......................... 105
3.2.1. Тест ударного дробления Бонда (CWI) ........... 107

3.2.2. Лабораторная методика 
фирмы «Аллис-Чалмерс» (США) ........................... 110
3.2.3. JK Drop-weight test .................................... 111
3.2.4. Тест Макферсона ........................................ 117
3.2.5. SPI test ..................................................... 118
3.2.6. Тест SAG Design ......................................... 119
3.2.7. Тест по определению дробимости руд 
в условиях их массового дробления ....................... 121
Библиографический список ..................................... 123
ГЛАВА 4. Процессы дробления 
алмазосодержащих руд .............................................. 126
4.1. Машины для дробления 
алмазосодержащих руд ........................................... 127
4.2. Щековые дробилки .......................................... 128
4.3. Конусные дробилки .......................................... 154
4.3.1. Конусные дробилки крупного дробления ....... 154
4.3.2. Конусные дробилки среднего 
и мелкого дробления ........................................... 164
4.4. Валково-зубчатые (роторно-зубчатые) 
дробилки .............................................................. 180
4.5. Валковые прессы высокого давления .................. 200
Библиографический список ..................................... 258
ГЛАВА 5. Процессы измельчения 
алмазосодержащих руд .............................................. 261
5.1. Барабанные мельницы ...................................... 264
5.2. Мельницы мокрого самоизмельчения ММС ......... 271
5.3. Механика процесса самоизмельчения руд ........... 275
5.4. Современные представления о механике 
дробления в мельницах самоизмельчения ................. 293
5.5. Технологические параметры работы мельниц 
самоизмельчения ................................................... 314
5.6. Производительность мельниц 
самоизмельчения ................................................... 337
Библиографический список ..................................... 340

Оглавление
ГЛАВА 6. Процессы грохочения 
алмазосодержащих кимберлитов ................................ 342
6.1. Крупность и гранулометрический состав 
сыпучего материала ............................................... 342
6.2. Грохочение руд ................................................ 351
6.3. Просеивающая поверхность .............................. 357
6.4. Грохоты. Классификация грохотов. 
Области применения грохотов. 
Производительность грохотов. ................................. 378
6.4.1. Классификация грохотов ............................ 379
6.4.2. Эксплуатация грохотов ............................... 386
6.4.3. Правила безопасности 
при обслуживании грохотов ................................. 387
Библиографический список ..................................... 390
ГЛАВА 7. Гидравлическая классификация 
алмазосодержащих кимберлитов ................................ 391
7.1. Теоретические основы классификации................ 396
7.2. Принцип действия механических 
классификаторов ................................................... 406
7.3. Конструкция спирального классификатора ......... 408
7.3.1. Гидравлический расчет механического 
классификатора по В.А. Олевскому ....................... 409
7.3.2. Теоретический расчет крупности слива 
по В.А. Олевскому .............................................. 416
7.3.3. Представления А.М. Базилевского 
о принципе работы механических 
классификаторов ................................................ 421
7.4. Параметры работы спиральных 
классификаторов ................................................... 432
Библиографический список ..................................... 450

ПРЕДИСЛОВИЕ
Настоящая книга является второй частью учебника «Технология алмазосодержащих руд», часть вторая «Рудоподготовка алмазосодержащих руд к обогащению». Первая часть 
учебника «Алмазы, кимберлиты, минералы кимберлитов, 
минерально-сырьевая база алмазодобывающей промышленности мира» вышла в Издательском Доме НИТУ «МИСиС» 
в 2010 г.
Данный учебник предназначен для студентов бакалавриата, специалитета и магистратуры по специальностям 
и направлениям подготовки 21.00.00 «Прикладная геология, горное дело, нефтегазовое дело и геодезия».
Природные алмазы являются довольно редкими полезными ископаемыми, их уникальные свойства приводят 
к тому, что их промышленная добыча все увеличивается 
и охватывает все континенты Земли – Европу (РФ), Азию 
(Индия), Африку (ЮАР, Ботсвана, Танзания, Ангола, Гана, 
Гвинея), Северную Америку (Канада, США), Южную Америку (Бразилия), Австралию.
Промышленное содержание алмазов в кимберлитах редко 
превышает 1 карат/т (0,2 г/т, или 2.10–5 %), а стоимость одного карата природного кристалла алмаза существенно зависит 
от его массы, в связи с этим в технологиях обогащения алмазосодержащих руд часто неэффективно применение традиционных методов и схем рудоподготовки и обогащения руд.
Современная технология обогащения алмазосодержащих 
руд является классическим примером комбинированных 
схем обогащения, в которых с наибольшей эффективностью 
реализована контрастность свойств кристаллов природных 
алмазов и минералов, образующих минеральный комплекс 
кимберлитов. При этом рудоподготовка кимберлитов к извлечению из них алмазов является важнейшим циклом всей 
технологии обогащения данного типа минерального сырья. 
Она должна быть щадящей и организованной таким обра

ПРЕДИСЛОВИЕ
зом, чтобы при дезинтеграции рудной массы до заданной 
крупности разрушение крупных кристаллов алмаза было 
сведено к минимуму. Именно этому посвящена вторая часть 
настоящего учебника, который включает все аспекты разрушения кимберлитов в процессе их дробления и измельчения, 
а также классификацию по крупности дробленого и измельченного алмазосодержащего материала.
Учебник освещает как общетеоретические вопросы прочности горных пород и отдельных минералов, входящих в состав кимберлитов, представления о законах дробления, аппаратурном оформлении операций дробления, измельчения, 
грохочения и классификации алмазосодержащих кимберлитов, так и технологические аспекты ведения указанных операций на некоторых обогатительных фабриках РФ и Республики Ангола. Он состоит из семи глав.
Глава 1 дает общие представления о принципах построения схем рудоподготовки на обогатительных фабриках, перерабатывающих коренные алмазосодержащие руды, и путях их развития.
Глава 2 посвящена теоретическим вопросам механического разрушения горных пород, в частности кимберлитов, 
которое происходит под механическим воздействием рабочих органов дробилок и в мельницах мокрого самоизмельчения. В ней также показано влияние состава и строения кимберлитов на их физико-механические свойства.
В главе 3 рассмотрены энергетические законы разрушения горных пород, в частности третья теория Ф. Бонда, и основные тесты для определения удельной работы разрушения 
кимберлитов в процессах дробления и самоизмельчения.
Глава 4 дает представление о процессах дробления алмазосодержащих руд. Приведены конструкции и технологические 
параметры дробильных машин крупного, среднего и мелкого 
дробления. Рассмотрено применение валково- зубчатых дробилок для крупного дробления кимберлитов и валковых прессов высокого дробления для додрабливания циркуляционных 
продуктов.

Глава 5 посвящена использованию процессов рудного самоизмельчения при обогащении алмазосодержащих кимберлитов на обогатительных фабриках РФ и Африки. В отличие 
от применения схем рудоподготовки, включающих последовательное стадиальное дробление кимберлитов, рудное самоизмельчение нашло применение на обогатительных фабриках, перерабатывающих кимберлиты, добытые в зоне вечной 
мерзлоты (Якутия, Архангельская алмазоносная провинция). Такая руда требует предварительного растепления, которое и происходит в процессе ее рудного самоизмельчения.
Главы 6 и 7 посвящены вопросам грохочения и классификации дезинтегрированной массы кимберлитов (Республика 
Ангола).
Написание данного учебника стало возможным благодаря реализации совместного образовательного проекта в рамках сотрудничества в 2003–2021 гг. между НИТУ МИСИС 
и ГРО «Катока», на протяжении которого автор неоднократно выезжал на крупнейшее в Анголе алмазодобывающее 
предприятие.
Автор выражает благодарность генеральным директорам ГРО «Катока» доктору Ганга Жуниор и доктору Бенедиту Паулу и директору доктору Феликсу Тунгу за оказанное 
содействие при сборе материалов и консультации, а также 
доценту кафедры ОПИ НИТУ МИСИС Д.В. Шехиреву за рекомендации и критические замечания при обсуждении содержания отдельных глав учебника. Также автор выражает 
благодарность академику РАН В.А. Чантурия за постоянное 
внимание и советы при обсуждении содержания учебника 
и заместителю Генерального директора компании «Алмазинтех» К.В. Годуну за помощь в подборе материалов для 
учебника и обсуждение его содержания.

ГЛАВА 1. ДЕЗИНТЕГРАЦИЯ 
АЛМАЗОСОДЕРЖАЩИХ КИМБЕРЛИТОВ
Большой диапазон крупности промышленно извлекаемых алмазов (от 0,5–1,0 мм до нескольких десятков миллиметров) и явно выраженное изменение стоимости одного 
карата алмаза разных размерно-весовых групп требуют максимальной сохранности алмазов (прежде всего в рудоподготовительных операциях) и применения стадиальных схем 
обогащения [1.1, 1.2, 1.3].
В практике обогащения коренных алмазосодержащих руд 
это проявляется в применении стадиальных схем первичного обогащения расклассифицированной на два достаточно 
широких класса крупности (–45(32)+15(6) и –15(6)+2(1) мм) 
руды в тяжелосредных циклонах, например фирмы Multotec, 
и двухстадиальных схем додрабливания легких фракций. Современная схема алмазоизвлекательной фабрики за последние десятилетия стала практически стандартной – общепринятая технологическая схема включает следующие элементы:
 
– первичное дробление;
 
– вторичное дробление (самоизмельчение);
 
– первичное обогащение подготовленного по крупности 
материала – рентгенолюминесцентная или тяжелосредняя 
сепарация или их комбинация;
 
– додрабливание в валковых дробилках высокого давления (роллер-прессах);
 
– доводка черновых алмазных концентратов с использованием рентгенолюминесцентной сепарации и магнитной сепарации;
 
– ручная и оптическая сортировка алмазных концентратов.
В случае большого выхода алмазов в классе –1 мм применяют флотацию в машинах пенной сепарации. Кроме этого, 
на обогатительных фабриках АК «АЛРОСА» применяют липкостную сепарацию для доизвлечения алмазов из хвостов РЛС 
классов –6+3 и –3+1 мм и хвостов пенной сепарации (рис. 1.1).

Исходная
руда
а
1
2
3
4
3
5
–6+2 мм
–32+6 мм
В отвал
6
6
7
9
8
Хвосты
Хвосты
В ЦОД
В ЦОД
Хвосты
8
11
10
 
Исходная
руда
б
1
3
5
5
5
–50+12 мм
–12+2 мм
Хвосты
Хвосты
В ЦОД
Хвосты
8
8
12
12
6
6
Рис. 1.1. Принципиальные схемы переработки алмазосодержащих кимберлитов в АК «АЛРОСА» (а) 
и на предприятиях ЮАР (б) [1.1]: 1 – щековая дробилка; 2 – мельница мокрого самоизмельчения; 
3 – роллер-пресс; 4 – спиральный классификатор; 5 – грохот; 6 – тяжелосредный циклон; 7 – винтовой 
сепаратор; 8 – рентгенолюминесцентный сепаратор; 9 – магнитный сепаратор; 10 – пенный сепаратор; 
11 – липкостной сепаратор; 12 – конусная дробилка