«Принцы» и «нищие» в царстве минералов

Изобретательный человеческий ум придумал сотни хитроумных устройств для извлечения нескольких граммов золота, затерянных в каждой тонне породы. Все эти устройства до последнего времени были основаны на использовании высокой плотности золотин по сравнению с плотностью минералов породы. Способы обогащения, разработанные для извлечения золота, впоследствии применялись и для многих других полезных ископаемых. На этом основаны самые простые и вместе с тем самые старые методы обогащения. Большинство ценных минералов, в состав которых входят металлы, в несколько раз тяжелее пустой породы. Так, самородное золото имеет плотность 15–18 г/см³, т. е. в 6 раз тяжелее сопутствующего ему кварца. Существенно, что в воде соотношение плотностей увеличивается. Поскольку по закону Архимеда вес тела в воде уменьшается на величину веса вытесненной жидкости, т. е. на 1, то для золота и кварца это соотношение становится таким: (17–1)/(2,65–1)≈10.

Как правило, обогащение золотых руд производят в воде. Промывку золотых руд водой вели еще древние египтяне в XI в. до нашей эры.

Золотое руно

Промывка золота на бараньей шкуре (по Г. Агриколе)

В мифах Древней Греции часто упоминается о чудесном золотом барашке, приносящем славу и богатство. За ним отправились в путь к далекому берегу Геллеспонта (Черного моря) воинственные аргонавты под предводительством Язона. В далекой богатой Колхиде им удалось его добыть, по коварный золотой телец принес неисчислимые беды. Да, погоня за золотом — опасная игра. Но почему же легенда связала его с бараньей шерстью?

Оказывается, в древности был такой способ обогащения золотоносного песка: его промывали на бараньей шкуре. Тяжелые золотины застревали в пушистой шерсти, а песок смывался водой. Очевидно, шкуру с намытым золотом так и продавали заморским гостям наши предки из Колхиды, торговавшие на берегах Черного моря. Сейчас для промывки на шлюзах применяют рифленую резину или хлопчатобумажную ткань с набитыми на нее поперечными рейками.

Шлюз представляет собой длинный наклонный лоток, по которому сверху вниз течет пульпа — смесь руды с водой. Пропустив определенную порцию руды, шлюз промывают сильной струей, получая «сполоск», куда и попадают тяжелые минералы, застрявшие между нарифлениями.

Существуют различные конструкции шлюзов: вибрирующие, как концентрационные столы, движущиеся в виде бесконечной транспортерной ленты снизу вверх навстречу потоку пульпы. При этом легкая пустая порода стекает вниз, а тяжелые минералы сгружаются с верхнего барабана при перегибе ленты.

Шлюзы чаще всего применяют для улавливания золота из. россыпей. Они устанавливаются на плавучих баржах — драгах, которые снабжены ковшовым экскаватором, черпающим золотоносный песок прямо со дна реки или озера. Отработанная пульпа — хвосты обогащения — стекает со шлюза в тот же водоем. На драге остается только золотой концентрат. Такие плавучие обогатительные фабрики работают в Сибири и на Дальнем Востоке на многих реках с весны до осени, пока вода не покроется льдом.

Шлюзы применяются также для улавливания других тяжелых минералов. Часто они используются в качестве контролеров. На них направляется пульпа, отработанная другими обогатительными аппаратами, и шлюзы улавливают тяжелые частицы, случайно проскочившие в хвосты.

Промывка золота на лотках-шлюзах (по Г. Агриколе)

Более производительные гравитационные аппараты, пригодные для извлечения тяжелых минералов при более высоком их содержании, — концентрационные столы. Они представляют собой наклонные вибрирующие деки с нарифлениями. По деке стекает слой воды с минералами. Частицы, перепрыгивающие рифы под действием вибрации, разгружаются почти напротив места загрузки, а более тяжелые перемещаются вдоль нарифлений и сгружаются с другого конца стола. Эти аппараты применяются для обогащения оловянных, титано-циркониевых, вольфрамовых, а также золотых руд.

Сравнительно недавно появился еще один гравитационный аппарат — винтовой шлюз. Пульпа — смесь воды и руды — стекает по спиральным лоткам. Здесь к силе тяжести добавляется центробежная сила, которая прижимает более тяжелые частицы к внешнему борту, где они попадают в ловушки, отводящие шлих в отдельный приемник. А легкий песок смывается к концу лотка. Через такой аппарат можно пропустить несколько тонн в час золотоносного песка и любой другой россыпи.

Концентрационный стол

Винтовой шлюз

Золото Сибири и Колымы

В первой половине XIX в. ехал из Иркутска в Якутск купец Шелковников. На стоянке Крестовая он узнал, что охотники-тунгусы покупают порох в фактории, а свинец добывают сами. Оказалось, что в русле р. Тонгуда лежит множество мягких желтых камней, таких же тяжелых, как свинец. Их легко округлить и использовать в качестве пуль. Купец смекнул, что в верховьях реки находится золотая россыпь, и организовал там золотой прииск.