В смеси с невзрачной породой золота и не разглядеть. Подержишь в руке золотоносный шлих, пересыплешь в пальцах песок — ну что в нем замечательного? А когда возьмешь с лотка, и вовсе золота не видно. Какая-то тяжелая желтая грязь, редко сверкнет в ней золотинка. Отмывать надо, говорят золотари.
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.
Вскоре выяснилось, что на сибирских реках имеются золотые россыпи. По старинной эскимосской легенде, на Чукотке стоял Золотой Великан, такой высокий, что закрывал головой Луну. Лупа пожаловалась Хозяину пурги. Тот устроил невиданную пургу, которая свалила Великана. Ноги его оказались на Аляске, туловище упало на Чукотку и Колыму, а голова в Забайкалье. По другой версии, Великан разлетелся в обратном направлении: головой на Аляску, а ногами в Забайкалье; при этом у пего еще оказался хвост, попавший на Лену.
Купцы и старатели начали осваивать сибирское золото еще в конце прошлого века. Их суровый быт блестяще описан Вячеславом Шишковым в его книге «Угрюм-река».
В 1908 г. геолог Юрий Розенфельд, посланец купца Шустова, увидел на берегу одной из рек Колымского края мощные кварцевые жилы. Опробовал наносы и обнаружил признаки золота. Сами жилы Розенфельд не разрабатывал: не было оборудования. Он рассчитывал сделать это в следующем году. Но попасть на Колыму смог только через шесть лет. С ним шел старатель Сафи Шафигулин, по прозвищу Бориска. Он и нашел первое золото на Колыме. В его честь один из приисков был позже назван «Борискин».
Освоение Колымы началось после Октябрьской революции. В начале 20-х годов на Колыму и Чукотку было послано несколько крупных геологических партий. Руководил ими Ю. А. Билибин. В 1928–1929 гг. экспедиция Билибина обнаружила золотоносные россыпи. В 30-х годах были открыты месторождения олова, вольфрама, построены горнодобывающие комбинаты в Певеке и Иультине. Энергетическими центрами края стали Аркагалинская ГРЭС, работающая на местных углях, Магаданская ТЭЦ, Билибинская и Певекская теплоцентрали. Выросли поселки, города.