НОВАЯ ТЕХНИКА

Со временем уже не поиски россыпей, а их разработка стала «узким» местом. Избавились от многих трудностей, неизбежных при разработке коренных руд, но столкнулись с новыми, непривычными. В северных районах осложнила работы вечная мерзлота. Там под тонким деятельным слоем, который летом оттаивает, залегают толщи, сохраняющие с эпохи великого оледенения отрицательную температуру. Даже самые рыхлые породы, скованные льдом, крепки, как скала, но лишь коснется их теплый воздух, превращаются в плывун, а его разрабатывать еще труднее, чем скальный грунт.

В долинах рек мерзлые породы обычно встречаются лишь местами, образуя острова. В начальный период разработки россыпей их стремились обойти. Но коротко северное лето, мороз быстро сковывает талые грунты. Много ли успеешь добыть и промыть в таких условиях?

Однако золото так влекло, что и морозы перестали пугать. Зимой начали проводить подготовительные работы, особенно в сильно обводненных долинах, где добраться до руды удавалось, лишь проморозив породы слой за слоем. В таких местах золотоносный песок спешили выбрать зимой, перевезти в сухое место, поближе к промывке, чтобы с первых теплых дней начать извлечение золота. При богатом золоте приспособились вести «амбарную» промывку, оттаивая песок в горячей воде. А там, где золото лежало в русле и приток воды был слишком велик, чтобы его отвести, приспособились «пахать» дно реки с плота черпаком, укрепленным на длинном шесте. Этот далекий предок современной драги так и называли — пахарем.

Местами, где слой наносов был очень толстым — иногда десятки метров, обнажать золотоносный пласт оказывалось невыгодным. В этом случае переходили на подземную разработку россыпи, применяя те же приемы, что и на коренных месторождениях. В целом же разработка россыпей была значительно легче, чем коренных руд. Больше трудностей возникло при промывке песков. Приспособления и приемы работы, ставшие привычными для извлечения золота из коренных руд, здесь не могли обеспечить высокого «урожая». Вместо равномерно измельченного материала рудных жил теперь на промывку поступала причудливая смесь: валуны, глина, песок, галька; и состав ее то и дело менялся.

Обработку коренных руд задерживало дробление, и промывальные устройства работали в полнагрузки. На россыпях успех дела полностью зависел от производительности и надежности этих устройств.

Вначале пытались усовершенствовать приспособления, применявшиеся для улавливания рудного золота, а затем создали новые конструкции. Заметив, что главными похитителями золота, даже более опасными, чем люди, являются комочки глины, потому что облепленные ими золотины утрачивают свою важнейшую особенность — тяжесть и вода их уносит. Брусницын и независимо от него Мамышев разработали удачные конструкции защитных решеток. Их устанавливали над головой вашгерда. Эти решетки служили не только для истирания глины, на них измельчали кварц и другие камни, чтобы меньше золота вместе с ними уходило в отвал. Кроме того, увеличили длину промывальных шлюзов и число поперечных, задерживающих тяжелые минералы перегородок (их называют также трафаретами, порогами). К хвосту вашгерда начали пристраивать отстойники, чтобы тонкое золото не уходило с мутью.

Работу вели так. На решетку засыпали руду порциями по 15-20 кг. Гребками разравнивали и, промывая сильной струей, очищали каждый камень от глины под надзором не менее двух начальников. Убедившись, что самородков нет, пустую породу отбрасывали, а кварц и «сумнительные» камни измельчали.

Материал, провалившийся сквозь решетку, на вашгерд, промывали слабой струей. После промывки трех порций воду перекрывали, снимали трафареты и проволочными щетками отбивали черный шлих в чашу. Затем снова на­чинали промывку, а черный шлих под надежным надзором просушивали, выбирали железину магнитом и по накоплении еще раз перепускали начисто в ручных вашгердах. Полученный золотой шлих опечатывали сургучом и под охраной доставляли на сплавку, в заводскую лабораторию.

Следующим уральским достижением были чугунные вашгерды. От прежних они отличались не только прочностью и легкостью сборки, но и более высокой производительностью. Ее обусловили особенности конструкции: промывальные желоба и решетки над ними были расположены в пять уступов, с постепенным уменьшением наклона (от 6 до 3°). Оказалось, что сильнее уменьшать наклон не следует — при малой скорости потока глинистые частицы обволакивают золотники, уже осевшие на дно шлюза, и уносят их.

Чугунные вашгерды не требовали частой остановки для очистки и обеспечивали производительность вдвое большую, чем прежние конструкции. Они были созданы С. Татариновым в 1823г., но получили распространение несколько позднее, когда он стал начальником Златоустовских заводов и наладил производство чугунных вашгердов. В дальнейшем началась специализация промывальных устройств в зависимости от масштабов и условий работ.

Самую простую конструкцию, которую было легко переносить и не жалко бросить, создали тайные старатели. Они сколачивали шлюз из нескольких досок, дно его устилали дерном и ветками, а воду подавали старательской машинкой — маленьким деревянным поршневым насосом. На такой фабрике два человека за день промывали до 1,5 м3 песка, не заботясь о величине потерь.

При разработках более крупного масштаба, старательских и хозяйских, чтобы избавиться от трудоемких операций, стремились саму россыпь как бы превратить в громадный вашгерд. По длине россыпи прокладывали канаву, пускали по ней воду и, перегораживая путь заслонами, направляли ее энергию на размыв бортов. Таким образом расширяли канаву до 10-15 м. При этом тяжелые частицы оседали на дно, а легкие вода уносила за пределы россыпи. Затем углубляли канаву, смывали в нее донный слои, повторно его обогащали и, наконец, производили домывку на переносных вашгердах.

Такой способ разработки большого распространения не получил. Он приводил к большим потерям золота, да и применять его удавалось лишь там, где было много воды и подходящий рельеф местности. Метод промывки на шлюзах был (да и остается) господствующим.

Самой трудоемкой, задерживающей операцией была сортировка и измельчение материала перед промывкой на решетках. Ее совершенствование шло двумя путями. Там, где пески были промывистые и содержали мало глины, стремились обойтись без механизации. Лучшее решение предложил инженер К. Кулибин. Руда подавалась прямо (без сортировки) на длинный, круто установленный желоб. При движении по нему, в бурлящем потоке, отделялись друг от друга гальки и песчинки. Желоб заканчивался решеткой. Крупные камни сползали в отвал, мелочь проваливалась на нижний шлюз, где течение воды было более спокойным и ловушки задерживали золото.

Для глинистых песков, широко распространенных на Урале, такой метод не обеспечивал хорошего извлечения. Процесс пришлось разделить на две стадии: осуществлять протирку в специальных механизированных устройствах, а шлюзы использовать лишь для улавливания золота.

Первая такая конструкция была создана в 1823г. Егором Китаевым на Верхне-Исетском заводе. С тех пор до наших дней продолжается совершенствование и соревнование двух типов промывальных устройств — движущихся и неподвижных.

Размолочно-промывальная машина Китаева для переработки золотоносных песков состояла из двух железных цилиндров, насаженных на вертикальный вал, приводимый в движение водяным колесом. В верхний — размолочный цилиндр загружали руду. Чугунные пальцы, насаженные на вал, ее перемешивали, измельчали, отмывали гальку, растирали глину. Сквозь отверстия в днище мелкая фракция проваливалась в нижний — мутильный цилиндр, где продолжалось перемешивание, а тяжелые частицы постепенно оседали на дно, а легкие уносила вода.

Раз в час машину останавливали. Гальку из верхнего цилиндра после осмотра спускали по желобу в отвал. Песок из нижнего цилиндра (в нем содержание золота возрастало примерно в четыре раза) через боковое отверстие смывали на вашгерд, для домывки.

Машина Китаева перерабатывала до 400 пудов песка в час. Стоила она недорого и заметно повысила производительность труда. Она позволила также перерабатывать бедные пески, которые считались непригодными для прямой промивки на вашгердах. Егор Китаев, механик заводов Яковлева, бьл награжден золотой медалью, но от патентних прав отказался, заявив, что «жертвует их на пользу общую».

Вскоре появились более совершенные машины. Общим для них было механическое перемешивание рудной массы при ее промывке.

Замечательный механик, строитель первых русских паровозов, демидовский крепостной Ефим Алексеевич Черепанов в 1828г. построил машину, которая обеспечивала производительность до 300 пудов на одного рабочего в смену, при высоком извлечении золота (рис. 7). Применение ее удвоило количество песков, перерабатываемых на Нижне-Тагильских приисках.

Машина Черепанова имела трехъярусное строение. В верхнем желобе при вращении пальцев, насаженных на вал, отмывалась галька, измельчались комки, а более мелкий материал уносился водой сквозь отверстия на средний желоб, где повторно производилась отмывка и сортировка. Песок при этом перемещался на нижний, плоский шлюз, где и накапливался черный шлих.

На Миасских приисках вскоре была создана машина, которая как бы объединила схемы, предложенные Китаевым и Черепановым. Руда поступала в перфорированный цилиндр, вращавшийся на горизонтальной оси зубчатым колесом. Мелкий материал, прошедший сквозь отверстия в цилиндре, вода перемещала на расширяющийся книзу наклонный желоб, по всей длине которого проходил вал с лопастями, приводившимися в колебательное движение кривошипом и зубчатой передачей.

Довольно высокие перегородки, между которыми вращались лопасти, обеспечивали накопление обогащенного песка, что сокращало время остановок для очистки машины. Окончательная домывка производилась на плоском вашгерде. Эту машину именовали «ахтеевской бутарой» — несколько исказив фамилию ее создателя (А. А. Агте). Б­тарами (от латинского «бутариум» — бочка) в дальнейшем стали называть все промывальные устройства, в которых сортировочный барабан сочетался с вашгердом (шлюзом или промывной колодой).

Машина Агте и Черепанова приводилась в движение водяным колесом или упряжкой из 4-6 лошадей. Не везде для этого имелись возможности, да и людской труд был дешев, поэтому значительно большее распространение получила промывальная машина с ручной протиркой на плоском грохоте. Она представляла как бы уменьшенную, нижнюю часть машины Агте, где продольный вал приводился в движение мускульной силой. Взамен неподвижной решетки для отделения галек и протирки глинистого материала обычно применяли качающийся грохот.

Существенно улучшить эту машину сумел в 1836 г. Л. И. Брусницын (рис. 8). Он заглубил плоский грохот в бревенчатый ящик, имеющий изнутри чашеобразную форму. В центре грохота на подшипнике укреплялся вертлюг — вертикальный коленчатый вал, приводившийся во вращение двумя рабочими с помощью тяг. Навешенные на вертлюг лапы и скобы перемещали в потоке воды руду, отмывали гальку. Время от времени ее сбрасывали, открыв боковой шлюз, предусмотренный для этой цели. Мелкий материал, прошедший сквозь грохот, вместе с водой поступал на промывальный шлюз с лопастями на горизонтальном валу, его привод тоже осуществлялся вручную.

Это простое устройство быстрее и чище, чем другие, более сложные, отделяло золотинки от глины, что очень важно, так как слипание с нею вызывало наибольшие потери металла.

Машина Брусницына экономно расходовала воду — 10 м3 на 1 т руды (на других машинах расход составлял (12—15м3). И высота подъема воды требовалась меньшая — 2м (вместо обычных 3-4 м). Кроме того, за чистотой отмывки галек в чаше было удобно на зависимости от  «мывкости» поступающей руды можно было регулировать время обработки. Все это обусловило широкое распространение машины Брусницына. Ее конструкция получила дальнейшее развитие в более мощных машинах — «Екатеринбургской», Порозова, Комарницкого и др., приводимых в движение водяным колесом или конной тягой.

Паровой привод был впервые применен в 1838 г. на Миасских приисках П.П. Аносовым и годом позднее —на Нижне-Тагильских Е. А. Черепановым и его сыном Мироном.

Роль великого металлурга П.П. Аносова в развитии техники золотодобычи надо отметить особо. Он разработал рациональные принципы промывки песков и сов наиболее производительную для того времени машину с корытообразным грохотом и паровым приводом. Не менее 10 таких машин работало на Миасских приисках, которыми Аносов руководил с 1831 по 1847 г. (рис. 9).

Стремясь «с выгодой промывать бедные пески, оставляемые в настоящее время без разработки, и самые откидные пески», Аносов создал машину совершенно нового типа – золотопромывальную мельницу. Она состояла из двух батарей, в каждой — по четыре чаши, расположенные ступенями. Разжиженная рудная масса последовательна.

В этом направлении значительные успехи принесло дополнение промывки амальгамацией. Способность ртути захватывать даже мельчайшие частицы золота была известна еще римлянам. Амальгамацию издавна применяли для извлечения металла из коренных руд, но для россыпей требовались иные приемы. Горный инженер Чадов в 1836 г. создал вашгерд с волнистым днищем, во впадины которого заливали ртуть. Более простой и удобный промывочно-амальгамационный станок предложил в 1844г. Л.И. Брусницын. Особенность этого станка заключалась в том, что при беспрерывном вращении вала весь проходящий песок касался ртути. По способу Брусницына ее расход был невелик, а это имело существенное значение — ртуть тогда была дорога, ее привозили из Испании.

Надо отметить, что в это же время русский ученый П.Р. Багратион, племянник героя Отечественной войны, открыл способ цианирования, основанный на способности цианистого калия образовывать с золотом соль, легко растворимую в воде. Цианирование в дальнейшем стало основным методом гидрометаллургии золота.

Приведенные в этой главе сведения показывают, как быстро были заложены в России основы техники и технологии разработки россыпей, созданы прообразы современных драг и обогатительных фабрик, бремсбергов и транспортеров. Правда, эти начинания в условиях крепостнического строя не получили надлежащего развития, и многие страны, где разработка россыпей началась позднее, опередили Россию.

 Полный текст книги “Загадка русского золота”

НОВАЯ ТЕХНИКА
Пролистать наверх