Текст книги "В долинах золотого песка"

Автор книги: Леонид Гейман

Соавторы: Марк Сальцовский
сообщить о нарушении

Текущая страница: 9 (всего у книги 10 страниц)

Глава восьмая
В ГЛУБИНЕ ЗЕМЛИ

Конной тягой

Добывать открытым способом золотоносные пески, покоящиеся под многометровым слоем грунта, стало возможным только несколько десятилетий назад. Прежде такие пласты гнали старателя под землю.

Еще на заре золотого промысла человек пытался вести подземные работы – рыл ямы и «дудки». Однако в условиях примитивной техники освоение глубоких водоносных россыпей было очень трудной задачей. Подземный способ разработки долгое время не получал распространения. В 1841 г. в России подземным способом было добыто золота в 2,7 раза меньше, чем открытым.

Основными районами добычи золота подземным способом были Ленский и Витимский округа, где с 1846 по 1884 г. работали прииски Дальней тайги в системе рек Б. Патом и Валюхта, с 1861 г. прииски так называемой Средней тайги по рекам Ныгри и Хомолхо, с 1863 г. – Ближней тайги по р. Бодайбо и ее притокам.

Подземные работы на водообильных россыпях приисков Витимского горного округа вели с искусственным водоотливом, применяя паровые насосы.

На Урале, в Баргузинской тайге и в ряде других районов, золото добывали из-под земли «хозяйским» способом – без всякого надзора за безопасностью работ, особенно на глубоких, водоносных и мерзлых россыпях.

В старой шахте.

Старательские артели разрабатывали подземным способом неводоносные россыпи с высоким содержанием золота 2–4 г в 1 м³ песка. Однако производительность труда была низкой – старатель добывал и промывал в день не более 1,5 м³ песка.

В северных районах, например в Олекминском округе, вечномерзлые россыпи разрабатывались отдельными старателями подземным способом на глубине 8—10 м. Мерзлые пески оттаивали пожогами из дров и угля или камнями, нагретыми на кострах. Содержание золота 5–6 г в 1 м³ песка считалось минимальным, а дневная выработка на старателя не превышала 0,5–0,8 м³ золотоносного песка.

О техническом уровне дореволюционных «золотых» шахт можно судить хотя бы по такому факту. На приисках Олекминского округа, наиболее крупных золотодобывающих предприятиях того времени, пески поднимали на поверхность конной тягой, в деревянных и железных бадьях.

Рождение крупных шахт

После Великой Октябрьской социалистической революции подземная разработка россыпей государством развивалась параллельно со старательскими работами.

В 1934–1936 гг. в Баргузинской тайге, впервые за все время существования в этом районе золотодобывающих приисков, стали разрабатывать подземным способом мерзлую долинную россыпь глубиной до 16 м по ключу Мухтунному.

Ранее, в 1927–1928 гг., в больших масштабах была организована разработка россыпей подземным способом на Алдане, а также по р. Малая Тырканда в Тыркандинском районе (водоносная россыпь глубиной около 20 м). В Ленском районе этот способ был распространен для отработки россыпных месторождений золота на прииске Светлом по рекам Большая и Малая Тунгуска.

Начиная с 40-х годов на Лене подземный способ стали применять в Ближней тайге, где глубокие и водоносные талые россыпи разрабатывают по р. Бодайбо и ее притокам (Большому Догалдыну, Малому Чанчику, Накатали и др.), по ключам Громовскому, Крутому и др. В послевоенный период началась подземная отработка россыпей по р. Аллах-Юнь (Джугджурский район). На Ленских приисках подземная разработка россыпей преобладает и в настоящее время.

Совершенствование подземной добычи золота на золотоносных россыпях Сибири и Дальнего Востока происходило в несколько этапов.

В 30-х годах по инициативе инженера Д. А. Рыбачека на мерзлых Шахтомынских приисках «Забайкалзолота» стали работать по высокопроизводительной системе разработки лавами, что сократило расход крепи в 4 раза и понизило себестоимость добычи песков на 30–40 %.

На предприятиях Дальстроя система разработки лавами впервые была применена в 1936–1937 гг. на прииске «Разведчик».

В эти же годы при подземной разработке вечномерзлых россыпей получает повсеместное распространение в Сибири, а затем и на Колыме оттаивание паровыми иглами (пойнтами). Этот способ оттаивания, наряду с неоспоримыми преимуществами, имел и существенные недостатки – засорение золотоносных песков оттаявшими породами из кровли выработок и большой расход дров.

Пытаясь совершенствовать отбойку мерзлых песков при подземной разработке россыпей, на приисках Шахтомы, а позднее и на приисках «Якутзолота» применили гидравлический способ. Однако наиболее эффективным оказался способ отбойки мерзлых золотоносных песков путем бурения в них шпуров, заряжаемых взрывчаткой и взрываемых. Этот способ впервые был применен в 1936 г. на уже упомянутом прииске «Разведчик».

В том же 1936 г. на шахтах Дальстроя золотоносный песок из глубин земли стали поднимать по наклонным стволам на поверхность ленточными конвейерами. В настоящее время это основной вид транспорта песков под землей и на поверхности.

Внедрение новой техники и технологии в подземную разработку россыпей намного повысило производительность труда. На современных шахтах ряда золотодобывающих районов производительность труда выросла по сравнению с 1940 г. в 4–5 раз.

На первый взгляд может показаться, что при мощной современной технике выгодно добывать золотоносный песок лишь открытым способом. Практикой же установлено, что при небольших размерах россыпей, залегающих в узких долинах, где трудно размещать отвалы, целесообразна подземная разработка. Дражные работы в таких условиях невыгодны из-за больших капиталовложений на строительно-монтажные работы.

Подземная разработка может оказаться целесообразной также при залегании россыпей на глубине, превышающей 10 м. В таких случаях необходимо предварительное технико-экономическое сравнение подземного и открытого способов разработки. При этом учитываются такие факторы, как наличие плывунов, мощность пласта песков и др.

Серьезные затруднения при подземных работах на россыпных месторождениях вызываются межмерзлотными водами. Откачка воды из горных выработок, имеющих отрицательную температуру, не всегда дает нужные результаты. Поэтому во избежание поступления воды в очистные забои устраивают специальные перемычки. Устройство изоляционных перемычек весьма сложно, связано с большими затратами, что, естественно, значительно повышает стоимость добычи песков подземным способом. В этих случаях особенно необходимо технико-экономическое сопоставление подземного и открытого способов с учетом затрат на водоотлив или устройство перемычек. На некоторых приисках используют комбинированные способы разработки – основную часть россыпи в долине отрабатывают открытым способом, а ее бортовые участки – подземным.

Подземный способ неприменим на тех месторождениях, где золотоносный песок сконцентрирован в нескольких пластах. Такие россыпи разрабатывают дражным или гидравлическим способами.

Вечная мерзлота в некоторых случаях благоприятствует подземной отработке россыпей, например залегающих на глубине 40–50 м, а иногда и на значительно больших глубинах.

Туннели уходят в глубь земли

Выбору способа вскрытия россыпного месторождения золота предшествует его детальное изучение.

На основании данных разведки определяют промышленный контур и мощность россыпи, запасы золота и его распределение в пределах контура, свойства и состав песков и налегающих наносов, водоносность, рельеф плотика и пр. Затем отбирают возможные для данного случая способы вскрытия и наиболее целесообразный из них находят методом технико-экономических сравнений. Для этого подсчитывают расходы, приходящиеся на 1 м³ будущей добычи золотоносных песков при разных способах вскрытия.

Траншеями вскрывают россыпи, залегающие на глубине не более 8—10 м при достаточном уклоне долины и плотика россыпного месторождения. Ширина траншей различна, но не менее 2,5 м; длина зависит от глубины залегания россыпи.

Достоинства вскрытия траншеями заключаются в большом фронте работ, возможности применять высокопроизводительные землеройные машины, отсутствии необходимости в искусственном водоотливе, что уменьшает стоимость работ и повышает производительность труда рабочих.

Штольнями вскрывают русловые, долинные, террасовые и увальные россыпи при наличии благоприятных горногеологических условий. До глубины 3–3,5 м штольни проходят обычно открытой траншеей.

Для ускорения вскрытия россыпного месторождения штольни часто проходят встречными забоями одновременно из нескольких шурфов.

Для вскрытия штольнями наиболее благоприятны ложковые и ручьевые россыпи, которые при малой глубине имеют большие уклоны плотика и залегают в долинах со значительным уклоном. Одно из важных преимуществ вскрытия штольнями, как и траншейного, – проходка выработок без искусственного водоотлива.

При вскрытии россыпи вертикальными шахтными стволами их, как и наклонные стволы, располагают в контуре или вне контура шахтного поля – в зависимости от его размеров и от горнотехнических и прочих условий. При расположении ствола в контуре шахтного поля вокруг него оставляют нетронутым охранный околоствольный целик размером от 8х8 до 16х20 м, в зависимости от ширины россыпи и сроков отработки запасов шахтного поля. Иногда при отработке целиков выработанное пространство закладывают породой.

Основное достоинство вскрытия вертикальными стволами в контуре шахтного поля – возможность проходить штрек по пласту сразу после проходки ствола. При вскрытии же стволами, пройденными вне контура шахтного поля, для подсечения пласта проходят еще квершлаги или другие горные выработки.

Системы подземной добыч

Большинство разрабатываемых россыпных месторождений золота на Севере и в других областях распространения вечной мерзлоты характеризуется пластами металлоносных песков довольно постоянного простирания и мощности, со сравнительно небольшим углом падения по течению реки.

Существует ряд россыпных месторождений, мощность пласта которых выдерживается на десятки километров. Однако частые изменения формы залегания россыпи (неровности кровли и почвы, раздувы пластов и т. д.) весьма осложняют эксплуатацию месторождения. Большие трудности вызываются также наличием в пластах россыпей крупных валунов и песка. То же следует сказать и о межмерзлотных водоносных таликах. Породы, покрывающие пласт золотоносных песков, впитывая воду, ослабляются и становятся склонными к обрушению. При водоносных рыхлых породах требуется отвод воды от действующих забоев, устройство дренажных канав. Все это учитывается при выборе системы разработки россыпи.

Правильно выбранная система разработки – это безопасность труда и нормальные санитарные условия для работающих, широкий фронт очистных работ, возможность механизации процессов разработки на всех ее стадиях, наименьшие потери полезного ископаемого в недрах, высокая производительность труда, минимальные расходы крепежного материала, электроэнергии, сжатого воздуха и наименьшая стоимость работ.

Машины работают без людей

Автоматизация и дистанционное управление механизмами при подземном способе разработки россыпей – это основные резервы уменьшения трудоемкости работ.

При разработке россыпей подземным способом главное внимание сосредоточено в настоящее время на практическом решении задачи перехода от механизации и автоматизации отдельных производственных операций к комплексной механизации и автоматизации, которая должна включать водоотлив, компрессорные и вентиляционные установки, скиповые и клетевые подъемы, доставку песков скреперными лебедками и ленточными конвейерами.

Автоматизация скиповых подъемов означает автоматическое управление всеми процессами, связанными с доставкой, откаткой, подъемом и промывкой песков.

Необходимость такой взаимосвязи вызывается требованиями регулярной и равномерной подачи песков на промывочные приборы – только в этом случае технологический процесс обогащения идет без помех, с высоким извлечением золота.

Сократить численность обслуживающего персонала на подземных работах можно путем диспетчерского управления процессами откатки, доставки, подъема песков, транспортирования материалов к промывочным приборам. Так как подземные работы при разработке россыпей ведутся только на одном горизонте шахты, а для механизации используются несложные средства, то организация диспетчерского управления в подземных условиях – относительно несложная техническая задача.

На магаданском прииске им. Горького еще в 1952 г. было разработано и внедрено дистанционное управление подъемной лебедкой, что позволило уменьшить количество обслуживающего персонала каждой шахты на три человека. В настоящее время на шахтах Магаданского совнархоза работает более 100 подъемных лебедок с дистанционным управлением.

Магаданскими учеными и инженерами создана скреперная лебедка с дистанционным управлением от гидроэлектропривода. Концевыми выключателями служат бесконтактные индуктивные датчики, безотказно работающие при обледенении или низких температурах.

Развернувшееся на приисках движение за коммунистический труд, внедрение комплексной механизации и автоматизации, применение высокопроизводительных систем разработки и графиков цикличности на очистных работах – все это дало возможность за последние десять лет поднять производительность труда на подземной добыче золотоносных песков почти в 2,5 раза.

Глава девятая
«ЕДИНОГО ГРАММА РАДИ…»

Восьмая книга Георгия Агриколы

21 ноября 1555 г. умер Георгий Агрикола – выдающийся ученый своего времени, автор обстоятельного труда «О горном деле и металлургии»[28]28
  Георгий Агрикола. О горном деле и металлургии (в 12 книгах). М., Изд-во АН СССР, 1962.


[Закрыть].

Восьмая книга этого замечательного памятника, вобравшего в себя опыт предшествующих столетий, позволяет нам с большой исторической достоверностью заглянуть в колыбель одной из основных отраслей горного дела – обогащения.

В эпоху древних цивилизаций люди путем нехитрых приспособлений намывали тяжелый желтый металл, выделяя его из массы песка, гальки, гравия и глины, слагающих россыпь. Уже во времена Агриколы строили золотоизвлекательные установки, на которых материал проходил последовательно дробление, измельчение, грохочение, промывку и затем амальгамацию – извлечение золота путем перемешивания со ртутью. Одним из основных способов извлечения золота из россыпей становится промывка на герде, промывка на ящике, корыте.

Для иллюстрации расскажем об одном из способов промывки золота. В промывной ящик, дно которого состоит из железной пластины со множеством отверстий, накладывают материал, предназначенный для промывки, и пропускают воду. Мелкий материал (его измельчают железной лопаткой) через отверстия в дне ящика попадает в желоб, расположенный под ящиком, а более крупные частицы остаются.

Желоб перегорожен 10–15 перегородками, образующими, таким образом, отдельные ящички. Естественно, что в результате промывки крупицы золота, или более крупные его частицы, оседают в верхних ящичках, а более мелкие – в нижних. Дальнейшая промывка ведется в корыте, которое окрашивают в черный цвет, чтобы золото больше выделялось на этом фоне.

Одной из разновидностей промывки в корыте было следующее устройство. Корыто, наполненное песком и водой, подвешивали двумя канатами к балке. Затем встряхивали его, периодически выливая воду и шлам. Частицы золота, будучи наиболее тяжелыми, оседали в хвостовой части корыта, а более легкий песок – в передней части.

Так принцип различия в свойствах золота и вмещающих его пород уже в далекие годы лег в основу обогащения золотоносных россыпей.

В период 1830–1860 гг., в поисках способов более полного извлечения золота из россыпей, русские инженеры сконструировали несколько типов промывочных машин. Для всех этих машин было характерно наличие особых приспособлений для размыва глинистых песков, свойственных россыпям Урала. Вследствие низкого уровня техники первые промывочные устройства были несовершенны, хотя и в основу их конструкций были положены правильные принципы. Промывочные машины середины прошлого века были рассчитаны на размыв песков, отсев крупной гальки на грохоте, осаждение золота из потока пульпы, текущей по наклонной плоскости.

Во второй половине XIX столетия появились новые приборы для обогащения золотоносных песков, в том числе вашгерд (бутара) и чаша Комарницкого, предназначенные для промывки глинистых песков.

В 1870 г. В. А. Кулибин, внесший большой вклад в развитие русского золотого промысла, – изобрел прибор для обогащения песков, который назвали Кулибиной. В этом приборе впервые были применены подшлюзники, которые до сих пор широко используются для улавливания золота при шлюзовом процессе.

Однако систематические исследования по изысканию наиболее совершенных способов извлечения золота из россыпей, а также разработка теории улавливания россыпного золота начались лишь в советское время.

В 1923–1925 гг. М. К. Широкинский, Н. Н. Котляр и другие ученые и инженеры исследовали обогатительные процессы на многих драгах Урала, работавших на россыпях с различными горногеологическими условиями и разным содержанием золота. В результате был установлен процент извлечения драгоценного металла на обогатительных приборах всех типов и выявлены условия, определяющие благоприятный ход процесса обогащения золотоносных песков. Большую роль в разработке теории улавливания на шлюзах сыграли труды проф. П. В. Лященко.

В послевоенные годы, наряду с дальнейшим совершенствованием шлюзового процесса, большая работа проводится по внедрению отсадочных машин.

Главный принцип – сила тяжести

Зерна золота в песках россыпей находятся в виде механических примесей, т. е. в свободном состоянии. Поэтому при обогащении их не подвергают дроблению, как это делается, к примеру, при обогащении руды.

Для обогащения золотоносных песков россыпей применяют такие способы, при которых минеральные зерна разделяются благодаря разности их удельных весов. По сравнению с другими способами такое обогащение – гравитационное – просто, экономично и характеризуется сравнительно высоким извлечением золота.

Если смесь минеральных зерен одинакового удельного веса, но различного диаметра бросить в сосуд с водой, то скорость падения их будет неодинакова: более крупные зерна упадут на дно сосуда скорее, чем мелкие. Если же взять смесь зерен одинакового диаметра, но различного удельного веса, то скорость падения зерен с большим удельным весом будет выше и они начнут осаждаться на дно раньше зерен с меньшим удельным весом.

Если опустить в сосуд с водой смесь золота и пустой породы, то на его дне последовательно будут откладываться: вначале крупные частицы золота, не имеющие в данной смеси «равнопадающих» с ними зерен пустой породы, после этого – равнопадающие зерна пустой породы и золота, затем – только зерна пустой породы. В случае, если осаждение происходит не в спокойной воде, а в восходящем потоке, скорость падения зерен будет меньше, и зерна, имеющие скорость падения в воде меньшую, чем скорость восходящего потока, будут вынесены потоком вверх.

На описанных принципах и основаны процессы гидравлической классификации и отсадки.

Наиболее распространенный способ обогащения, основанный на принципе гравитации, – обогащение на шлюзах. Шлюзы просты по конструкции, высоко производительны и как правило обеспечивают сравнительно высокое извлечение золота. Шлюз представляет собой наклонный желоб, изготовленный из дерева или листовой стали. Размеры шлюза самые различные: иногда длина достигает 50 м и ширина варьирует от 0,5 до 1,6 м, но чаще длина шлюза 15–20 м, ширина 0,6–0,8 м. Дно шлюза застилается дырчатым покрытием, состоящим из ячеек, так называемым трафаретом. Но это первое, «ложное» дно шлюза: под трафаретом находится «коренное» дно, устланное ворсистой тканью, или резиной, или плетенкой из прутьев.

Обогащение на шлюзах основано на принципах теории движения минеральных зерен в струе воды, текущей по наклонной плоскости. Скорость движения жидкости в этом случае зависит от угла наклона плоскости и от характера поверхности дна.

Поток воды с золотосодержащим песком при движении по шлюзу расслаивается. Мелкие частицы легких минералов уносятся водой, а на дне шлюза задерживаются зерна, для смыва которых скорость потока недостаточна. Это – крупные зерна легких минералов и имеющие с ними равную скорость движения зерна тяжелых минералов. Понятно, что скорость потока должна выдерживаться очень точно – на дне не должно остаться пустой породы, вода не должна «унести» тяжелые зерна золота. Постепенно на дне шлюза накапливается золотой концентрат.

До последнего времени считалось, что трафареты служат не только для накопления концентратов, но и для вторичного обогащения осевшего материала. При этом имелось в виду, что материал, поступая на шлюз, расслаивается. Зерна, имеющие большую скорость падения, осаждаются быстрее, заполняя ячейки трафаретов, а зерна с меньшей скоростью уносятся водным потоком. Зерна, заполнившие ячейки трафаретов, не остаются неподвижными, а восходящими струями турбулентного потока периодически перераспределяются и «занимают места» в соответствии со своим удельным весом: зерна золота опускаются на дно ячеек, а крупные зерна пустой породы выходят на поверхность и затем смываются потоком.

В последнее время выдвинута другая теория образования концентратов. Согласно этой теории, материал, отложившийся в ячейках трафарета, остается неподвижным. Трафареты предохраняют частицы золота от выноса их из ячеек водным потоком, и поэтому, чем больше скорость потока, тем больше должна быть глубина ячеек, образованных трафаретами, и наоборот. Например, для обогащения материала крупностью меньше 1 мм в качестве застила применяют сукно без трафаретов.

Шлюзы до сих пор служат основными приборами для обогащения золотосодержащих песков. Особенно широко применяют их при добыче песков гидравлическим способом. В этом случае шлюз обычно устанавливают на эстакаде.

Концентрат снимают раз в сутки с головной части шлюза и три раза в месяц со всей площади шлюза.

Отсадка отличается от гидравлической классификации тем, что осаждение происходит в потоке воды, периодически изменяющем направление своего движения – от восходящего к нисходящему, в так называемом пульсирующем потоке.

При отсадке вначале смесь расслаивается и на дне образуется слой зерен с большим удельным весом и наиболее крупных зерен с меньшим удельным весом. Этот слой называют постелью. Теперь необходимо обогатить материал. Это выполняют восходящие потоки воды, которые разрыхляют постель. В образовавшиеся промежутки между зернами «проваливаются» зерна тяжелых минералов, а падающие одновременно с ними зерна легких минералов задерживаются, так как их поперечные размеры больше. Так происходит дальнейшее расслоение зерен по удельным весам, причем в нижнем слое осаждаются зерна, обладающие большим удельным весом, а в верхнем – зерна легких минералов.

Зерна большего удельного веса – это крупинки золота, их направляют для дальнейшей обработки, а верхний «пустой» слой удаляют.

Отсадочные машины получили применение главным образом при обогащении песков, содержащих «тонкое» золото, которое плохо извлекается на шлюзах. Отсадочные машины подразделяют на два основных типа: с неподвижным и подвижным решетами. В машинах первого типа решето, на котором располагается материал, неподвижно, и пульсирующие потоки воды создаются особым механизмом. В машинах второго типа решету вместе с расположенным на нем материалом, находящимся в наполненной водой ванне, придается возвратно-поступательное движение. Этим и создается пульсирующий поток воды.

Схема поршневой отсадочной машины.

Расслаивание песков по удельному весу, форме и крупности зерен при смыве их водой по наклонной поверхности легло в основу процесса обогащения на так называемых концентрационных столах. Расскажем вкратце, что представляет собой этот метод обогащения.

Концентрационному столу придается возвратно-поступательное движение, скорость которого от начала хода вперед постепенно нарастает, а затем, достигнув наибольшей величины, резко убывает до нуля, после чего стол движется в обратном направлении. Скорость движения при этом резко нарастает, а затем медленно падает до нуля.

Зернам, находящимся на поверхности стола (на его деке), сообщается прерывистое движение вперед. Зерна одинаковой крупности, но различного удельного веса в конце хода вперед и в начале обратного хода будут иметь различную скорость: тяжелые зерна будут двигаться с большей скоростью, чем легкие, и поэтому за одно и то же время пройдут большее расстояние.

Большое влияние на расслаивание золотоносного песка оказывает нарифление деки стола. Рифли располагаются на поверхности стола параллельно направлению его продольного качания. Высота рифлей увеличивается от верхнего загрузочного края к нижнему. Расстояние между рифлями зависит от крупности обрабатываемого материала и средней скорости потока. Наилучшее расстояние между рифлями такое, которое примерно равно расстоянию естественного волнообразования в водном потоке, движущемся по наклонной плоскости.

Из чего складывается обогащение

Процесс извлечения золота из песков, независимо от способа их добычи, слагается из следующих основных операций: разрыхления, грохочения, получения концентратов, доводки концентратов и удаления хвостов обогащения.

Пески, представляющие собой массу с большим количеством комьев, сцементированных пластичной глиной, до поступления на шлюз должны быть предварительно разрыхлены до такой степени, чтобы все, даже самые мелкие зерна золота полностью освободились от обволакивающих их глинистых частиц пустой породы. Это достигается превращением сухих песков в пульпу, т. е. в смесь минеральных зерен и воды.

Одна из важных предварительных операций обогатительного комплекса – грохочение песков. Оно нужно для того, чтобы выделить из общей массы песков крупную фракцию, не содержащую золота, и удалить ее в хвосты.

Разрыхление и грохочение – это лишь подготовительные процессы, предшествующие основной операции обогащения – получению концентратов.

Концентрат содержит зерна не только золота, но и сопутствующих ему тяжелых минералов – магнетита, ильменита и др. Эти так называемые черные шлихи удаляют вторичной обработкой концентрата и окончательной доводкой, в результате которой получают шлиховое чистое золото.

Барабанный грохот: I, II, III – классы крупности.

Жидкий металл улавливает тяжелый

В течение долгого времени для окончательного извлечения золота широко применялась амальгамация – улавливание золота ртутью. Особо важное значение имел этот способ для извлечения золота из руд. Это самый старый способ и в то же время наиболее простой.

Прежде считалось, что амальгамация заключается в способности золота растворяться в ртути с образованием амальгамы. Однако это ошибочное представление не помешало широкому применению амальгамации в древности. Установлено, что при обыкновенной температуре в ртути растворяется всего 0,2 % золота. Из чего же состоят золотые амальгамы?

Они состоят из избыточного количества жидкой ртути (растворено золота не больше 0,2 %) и из твердых химических соединений золота с ртутью.

Процесс «вылавливания» золота ртутью вкратце состоит в следующем. Горная масса, богатая золотом, измельчается до зерна крупностью 0,2–0,3 мм. Собственно, такие частицы трудно назвать зернами: ведь их трудно рассмотреть без большого увеличения. Затем смешивают измельченный продукт с ртутью. И тут ртуть выполняет самую главную свою работу: капли жидкого металла улавливают мелкие частички золота и тянут их на дно чаши. Так, масса вмещающих золото пород «обеззолачивается», становится бесполезной и ее удаляют.

Смесь двух металлов – жидкого и тяжелого снимают со дна чаши, золото отделяют и ртуть вновь пускают в работу.

Растворители золота

Золото можно растворять в цианистом натрии или калии. На основании этого вывода в 1889 г. был разработан цианистый процесс, позволяющий почти полностью, без потерь, извлекать золото. (Цианистый натрий или калий растворяют золото не всегда, а только в присутствии кислорода). Первый цианистый завод в России был построен на Березовском руднике на Урале.

Извлечение золота происходит следующим образом. В чаны загружают песок и заливают его цианистым раствором, который свободно проходит через всю толщу песка и растворяет золото. Растворы, содержащие золото, подвергаются дальнейшей переработке (золото осаждают металлическим цинком), а «отработанные» пески выпускают через люк. Затем операции повторяются. Скорость просачивания раствора через песок различна и зависит от обрабатываемого материала. Удовлетворительной считают скорость просачивания 3–5 см в час.

Золотоносные растворы проходят затем через экстракторы – длинные узкие ящики, заполненные тончайшей цинковой стружкой толщиной 0,02—0,06 мм. На осаждение 1 г золота расходуется до 20 г цинка. Снимают осажденное золото 1–2 раза в месяц.

Золото и воздушные пузырьки

Золото – один из наиболее тяжелых минералов – не может подняться со дна сосуда с жидкостью на поверхность без «посторонней» помощи.

Иногда ему помогает химия. Как это происходит?

В воду вместе с рудой золота добавляют специальные реагенты, которые покрывают золотые крупинки тончайшей пленкой. Это предохраняет крупинки золота от смачивания водой. Наоборот, частицы вредных примесей – глины, гравия, кварца и др. пленкой не покрываются и «насыщаются» до отказа водой. Теперь золото подготовлено к «выдаче на гора». Транспортом служит… воздух. Именно воздух подается в раствор и при перемешивании образует тысячи маленьких воздушных пузырьков, которые, подобно микроскопическим воздушным шарам, устремляются вверх, на поверхность.

Не смоченные водой крупинки золота, сталкиваясь с пузырьками, прилипают к ним, а смоченные частицы породы остаются в растворе. На поверхности всплывшее золото собирается в пене, поддерживающей его на плаву.

Образование обильной, прочной и достаточно подвижной пены – «дело рук» других химических реагентов – вспенивателей. Такой метод извлечения золота называется флотацией.

Схема флотации.

В промышленности его начали применять только в 30-х годах нашего века, а зародился он еще в XV в., когда для обогащения ультрамарина и азурита использовалось различие в смачиваемости их маслами и водой.

Сегодня флотация – широко применяемый в горнорудной промышленности метод обогащения. Но всегда ли годится он для золота?

Оказывается нет. «Грузоподъемность» маленьких воздушных шаров-пузырьков очень мала, поэтому лучше всего поддается флотации золото, крупность частиц которого менее 0,15 мм. Крошечные, подчас не видимые глазом золотые чешуйки собираются в пене в граммы чистого металла. Этим способом можно извлечь из руды до 96 % золота.