Добыча золота. История разработки месторождений
Задолго до начала нашей эры в Древнем Египте рудознатцы в совершенстве владели искусством добычи и обработки золота. Египет был первым золотодобывающим государством, где разрабатывались как россыпные, так и коренные (рудные) месторождения. Техника извлечения золота у египтян была настолько совершенной, что когда в Египте с 1902 по 1919 год было проведено опробование древних отвалов, то золото нигде не было найдено. Не было обнаружено также ни одной россыпи, ни одного рудного месторождения, которые не были бы полностью разработаны.
Технология добычи россыпного золота была простой: золотины извлекали из песка, а совсем мелкие крупинки отмывали. Причем промывали весь золотосодержащий слой. Применялся также способ добычи россыпного золота просеиванием. Золото, которое получали в Нубии, так и называли "просеянным". В древнеегипетских текстах оно изображалось иероглифом, составной частью которого было сито. При разработке россыпей, вероятно, применялось просеивание на ветру, что вполне оправдывало себя в условиях нехватки воды.
В Египте золото начали промывать примерно в 4000 г. до н.э., а спустя два тысячелетия научились добывать золотоносный кварц в горных выработках. Первое сведение об этом донес до нас Диодор Сицилийский, создавший в последнем столетии до нашей эры свою "Историческую библиотеку". Однако его сообщение грешит не точностью. По Диодору, золотые жилы разрабатывались "сильным пламенем", а отколовшиеся камни разбивались "железными молотками". Это свидетельство расходится с уровнем технического развития той эпохи. В безлесном Египте не было древесины для добычи породы путем разведения огня в золотых рудниках. Не существовало также орудий труда из железа. Египтяне использовали бронзовые зубила и обтесанные в форме молотка камни. С помощью такого примитивного инструмента люди кусок за куском выбивали твердую золотоносную кварцевую породу.
В Нубии кварцевые жилы длиной до 10 км и шириной где всего в несколько сантиметров, а где и в добрых четыре метра разрабатывались на глубине, достигавшей 120 м. Адольф Эрман так описывает эти горные выработки: "Тот, кто двигаясь на конце от южной границы Египта на восток, через семнадцать дней вступит в безводную гористую пустыню, встретит в местечке, именуемом ныне Этуранит, полностью сохранившиеся горные выработки. Глубокие шахты уходят внутрь горы, две цистерны собирают воду зимних дождей. Поблизости расположены наклонные каменные столы, служившие для промывания золотого песка. В долине виднеется около трех сотен каменных лачуг, в каждой осталось нечто вроде гранитной ручной мельницы, на которой некогда размельчали кварцевую щебенку".
Примерно тогда же люди научились очищать самородное золото от почти всегда содержащихся в руде серебра и неблагородных металлов. Достигалось это путем добавления в золотой, расплав свинца и других очистителей, таких, как, например, отруби и соло ма. Под их воздействием примеси отделялись от золота, соединялись с легко окисляющимся свинцом и вместе с ним удалялись из расплава.
Истоки легенды о Золотом руне следует искать в Малой Азии. "Руном" называли овечью шкуру, с помощью которой добывали золото. Этот процесс описал римский летописец Гней Агрикола. Шкуру раскладывали на дне золотоносного ручья так, чтобы над ней проносился взвешенный в водяном потоке песок. Легкие песчинки уносило течением дальше, а более тяжелые частицы золота застревали в шерсти, которую потом высушивали и выбивали.
Именно по этой причине аргонавты отправились в свое время не столько за овечьими шкурами, пусть и покрытыми слегка золотой пылью, сколько за золотом, добытым с их помощью. Миф превратил разбойничий поход Ясона и его спутников в героическое и отважное плавание. Герои возвратили из Колхиды в Грецию Золото руно, охранявшееся драконом. В Колхиде же, расположенной на восточном побережье Черного моря южнее Кавказского хребта, шкура "волшебного златорунного овена" оказалась после того, как Фрикс и Гелла, спасаясь от преследований мачехи, полетели на нем через море.
Таким же способом добывали золото на реке Джейхун (Пяндж). Золотоискатели прибивали к берегу козьи шкуры и лили на них воду с песком из реки. Потом шкуры сушили и вытряхивали золото.
Несмотря на ограниченность сведений о методах поисков полезных ископаемых, стоит упомянуть некоторые интересные моменты. Говоря о поисках золота и серебра, Плиний Старший упоминает некий пробирный камень. По свидетельству Теофраста, этот камень первоначально находили только в реке Тмоле, однако спустя он был обнаружен и в других местах. Камень носил даже специальное название: гераклия. Плиний Старший приводит размеры камня: дли на не более 10 см, ширина более 5 см. Сторона, обращенная к солнцу, у этих камней лучше, чем та, которая обращена к земле. С помощью этих пробирных камней эксперты, отколов от куска руды пробу, немедленно могут сделать заключение, сколько в ней содержится золота, серебра или меди с точностью до "скрупула". Плиний характеризует этот способ как универсальный и безошибочный. Об этом же камне еще в VI в. до н.э. писал спартанец Хилон; о нем же упоминает Архимед: "На пробирном камне испытывают золото - нет надежней пробы". Что это был за камень и как с его помощью опробовали руды, остается для нас пока загадкой.
На исходе первого столетия нашей эры один человек пришел к выводу, что процедуру извлечения золота можно упростить. Его заключение гласило: золото очищается ртутью. Надо смочить ртутью тонко измельченную руду /шлих/, слить образующуюся при этом жидкую амальгаму, а затем раскалить ее и вновь отделить ртуть от золота, дав ртути испариться. "Аргентум вивум" - живое серебро, как именовали римляне ртуть, - добывалось ими в испанском местечке Альмаден из самого богатого на земле ртутного месторождения, которое разрабатывается по сей день. Второе по величине месторождение, открытое в 1490 году, находится в Идрии, на территории сегодняшней Югославии.
Амальгамацию, по Г. Квирингу, впервые использовали, по-видимому, в Боснии, где в период правления императора Нерона /37-68 гг. н.э./ началась добыча золотоносной руды по заимствованному в Испании методу обрушения рудников. С этими двумя методами связано крупневшее горное производство древнего мира и наиболее передовая по тем временам металлургическая техника получения золота. Кроме того, эти методы опровергают мнение, будто римляне только нещадно эксплуатировали людей и хищническими методами добывали земные богатства и не привнесли в разработку руд и получение металлов ничего нового.
Амальгамация золотоносного шлиха с помощью ртути для извлечения золота известна почти два тысячелетия. Она используется и сегодня наряду с новейшими методами выщелачивания цианом и электролизом, являясь одновременно примером того, сколько изобретательности проявил человек, движимый стремлением овладеть сокровищами земных недр.
Добыча золота промывкой и в горных выработках достигла огромных масштабов в северо-западной части Пиренейского полуострова, Римский историк и естествоиспытатель Гай Секунд Плиний Старший, погибший в 79 году до н.э. под пепельным дождем Везувия, был высокопоставленным римским чиновником в Испании и имел возможность в подробностях ознакомиться с горным делом. Он оставил описание горной выработки, называвшейся "арругией". Сверху вниз этажами, отстоящими один от другого примерно на десяток метров, прорывали целые горы, в золотоносной породе прокладывали до десяти штолен, расположенных одна подле другой и образовывавших фронт шириной около 150 м. Они уходили вглубь горы примерно на 300 м и соединялись с множеством поперечных штреков так, что число целиков, остававшихся между ними, было сравнительно невелико. /Целиками называют часть рудной залепи, которая при разработке месторождения остается для удержания кровли./ Твердую породу горняки раскаляли, а потом быстро охлаждали водой. При таких "взрывных" работах возникали удушливые дымовые газы и пары. Потом приходилось еще отбивать породу с помощью тяжелых кувалд. Делались также и зарубки, в которые загоняли железные клинья, пока порода не откалывалась. Ее выносили наверх впотьмах. Целики же, поддерживающие кровлю, в конечном счете один за другим разбивали изнутри, продвигаясь спиной к выходу из штольни. Освобождавшиеся от опор толщи горных пород начинали трескаться и обрушиваться, и тогда горнякам следовало как можно быстрее уносить ноги.
"Гора начинает проваливаться,- пишет Плиний,- и только сторож видит это. Сторож криком и знаками вызывает рабочих и в то же время сам сбегает с горы. Осевшая гора падает с таким треском, который человеку трудно даже себе представить. Победители среди невообразимого шума и ветра смотрят на руины природы. Но золота еще нет! Ибо когда рыли, то еще не знали, найдут ли его… После этого наступает новая работа, связанная, однако, с еще большими издержками. Для промывки развалин проводятся реки с горных вершин часто на расстоянии сотни миль. Такие воды называют карруги. И здесь тысяча работ! Скат должен быть крутым, так, чтобы рода скорее падала, чем текла, поэтому она проводится по наиболее высоким местам; долины и другие препятствия соединяются трубами, поддерживаемыми подпорками. В иных местах прорубаются непроходимые скалы, чтобы служить опорой для выдолбленных деревянных проходов. Прорубающие их рабочие висят на канатах b *, что издали они кажутся даже не животными, но птицами ; вися, они вымеривают скат и проводят линии, определяющие направление, а там, где человек не находит места, чтобы поставить ногу, он проводит реки! Илистая вода невыгодна для промывки золота; ил этот называют уриум. Чтобы избежать уриума, водопроводы прокладываются через скалы и камни. В начале ската, на краю горы вырываются бассейны шириной в 200 футов и глубиной в 10 футов; они имеют пять шлюзов приблизительно в три квадратных фута, так что, когда бассейн наполняется, заслоны выбиваются и струя воды устремляется с такой силой, что рушит целые каменные глыбы. Теперь в равнине начинается новая работа. Для стока воды выкапываются рвы, называемые агонами, которые уступами выкладываются досками, по которым вода повесу протекает через обрывы; земля, стекающая по желобу попадает в море, а разрушенная гора размывается. Таким образом, как говорят, Астурия, Галлеция и Лузитания ежегодно дают 20000 фунтов золота, большую часть которого, однако, производит Астурия, и ни одна страна света не изобиловала золотом в течение столь многих столетий, как она".
В одной тонне породы находили всего три-пять граммов золота, причем это были даже не крошечные самородки, а бесчисленные золотые блестки, едва различимые невооруженным глазом. В наши дни в подземных рудниках Южной Африки с помощью самой современной техники разрабатываются месторождения с содержанием золота в среднем девять граммов на тонну породы. В Северной Америке в карьере добывается золото с содержанием до шести граммов драгоценного металла на тонну породы. Эти месторождения считаются весьма скромными по концентрации золота.
Добыча рудного золота была чрезвычайно тяжелым делом. Греческий писатель Агатархид /II век до н.э./ оставил очень яркое описание работы добытчиков: "… Среди несчастных, осужденных на эту печальную жизнь, наиболее сильные заняты дроблением железными кирками твердой, как мрамор, скалы и употребляют для этой заботы только силу тела, без всякого искусства. Галереи, которые они проделывают, идут не по прямой линии, а по тому же направлению, по которому идут жилы этого сверкающего камня; так как рабочие посреди извилин, которые образовали, эти галереи, находятся в темноте, они носили привязанными спереди зажженные светильники. Таков этот тягчайший труд, который они выполняют беспрерывно, понуждаемые надсмотрщиками, осыпающими их ударами. Дети, которые еще не достигли зрелости, проникали через галереи и выимки на скале, собирали отбитые с трудом осколки камня и выносили их из галереи. Другие, возрастом старше 30 лет, брали известное количество этих осколков и дробили их в каменных ступах железными пестами до тех пор, пока они не достигали размеров горошины. Около них находятся дети и старики, которые, получая эти камни, бросают их под жернова, последовательно расположенные, и трое или двое из них, помещаясь у рукоятки каждого жернова, поворачивают его до тех пор, пока они таким помолом не превратят количество камней, которое им было дано, в пыль, тонкую наподобие пшеничной муки. Так все они вовсе не могут следить за освоим телом, а также не имеют одежды, чтобы спрятать свои естественные части, нет никого, кто бы, видя этих несчастных, не был тронут обилием несчастья, которое они испытывают, ибо им не дают пощады и не делают снисхождения ни дряхлым, ни калекам, ни женщинам по причине слабости их пола. Все безразлично принуждается ударами кнута до тех пор, пока, полностью истощенные усталостью, они не умирают от нужды. Несчастные уже в данный момент видят будущее еще более ужасным, чем стоящее, и с нетерпением ожидают смерти, которая кажется предпочтительнее, чем жизнь, - столь ужасна участь, на которую они обречены.
Наконец, люди, искушенные в добывании металла, брали истолченный камень и заканчивали работу: сперва на широкий и слегка наклонной доске они раскладывали этот растертый в порошок камень, а затем размешивали, поливая водой. Затем его часть, содержащая землю, размытая посредством влаги, течет по наклонной доске, а золото вследствие тяжести остается на доске. Они повторяли эту операцию несколько раз, причем слегка растирали вещество руками, слегка выжимая пористыми губками, они сносили понемногу часть, содержащую разрыхленную землю, пока на доске не оставались только крупинки золота. Другие получали известное количество этих крупинок, которые им выдавались по весу, бросали их в сосуды пористой глины и смешивали их с кусками свинца, весом пропорциональным количеству крупинок золота, добавляли еще крупицу соли, еще некого олова и ячменных отрубей. После этого сосуды закрываются глиной и становятся в печь на несколько дней и ночей без перерыва. Затем сосуды вытаскивают с огня, оставляют охладиться, и после того, как их открывают, в них находят совершенно чистое золото, которое очень мало потеряло в весе, все остальные вещества исчезли.
Заканчивая рассказ о способах добычи золота, стоит упомянуть о некоторых необычных методах. Один из них описал Геродот: "Другие индийские племена… уже умеют добывать золото. В их земле есть песчаная пустыня, и в песках ее водятся муравьеды величиной почти с собаку, но меньше лисицы. Несколько таких муравьев, пойманных на охоте, есть у персидского паря. Муравьи эти роют себе норы под землей и выбрасывают оттуда наружу песок… Вырытый же ими песок - золотоносный…" Геродот передает здесь древнейшую легенду, сохранившуюся в тибетской, монгольской и китайской версиях. Ее широко использовали местные золотоискатели, чтобы отпугнуть конкурентов.
Необходимо уделить внимание и организации труда на примере античных рудника. Во все периоды деятельность рудников регламентировалась специальным законодательством или особыми циркулярами, указами, постановлениями центральной власти. Сохранившиеся отрывки горного законодательства свидетельствуют о том, что оно охватывало все стороны деятельности рудников - правила аренды и разработки, технику безопасности, взаимоотношения арендаторов с руководством рудников и рабочими, правила внутренней жизни рудника и т.д.
В Римской империи рудники принадлежали государству, но некоторыми владели частные лица. Государство оставляло себе лишь наиболее доходные рудники - испанские, галльские, македонские.
Основной способ эксплуатации рудников - сдача отдельных его участков в аренду. Так было в классический и в римский периоды. Разница заключалась лишь в том, что в римский период рудником руководил прокуратор - лицо, назначенное императором. Правда, на первых порах администрация императорских рудников состояла из небольшой группы императорских рабов, во главе которых находился вольноотпущенник или раб. Управление осуществлялось провинциальной администрацией. В дальнейшем большие рудники были превращены в экономическом и административном отношении в самостоятельные единицы, подчиняющиеся им непосредственно.
Для проверки рудничного хозяйства государство или император направляли специальных уполномоченных.
По афинским законам, участки, на которые были разделены рудники, передавались для разработки частным лицам за определенную плату. Арендатор обязан был разрабатывать рудник и выплачивать ежегодно плату натурой, равную 1/24 добытого металла.
Технический уровень горных работ был чрезвычайно низок. Рабочая сила почти ничего не стоила или стоила очень дешево. Аристотель четко формулирует взгляд античных греков на рабов, как орудие производства, говоря, что "за отсутствием инструментов, которые бы работали сами по себе, их заменяли рабы".
Почти все операции по добыче руды выполнялись вручную. Иногда, главным образом в римский период, использовали простейшие водоотливные приспособления, подъемные устройства типа колодезного журавля или ворота, катков и др. От рудников к местам переработки руда транспортировалась, по-видимому, в колесных тележках.
Несмотря на тяжелые условия труда, на горных работах, особенно в римский период, были заняты не только рабы и преступники, но и вольноотпущенники и даже свободные граждане. Что заставляло их заниматься столь тяжелым делом? Очевидно, высокие заработки. Запрещение работать в рудниках являлось даже мерой наказания.
На подземных работах широко использовался детский труд; на поверхности кроме мужчин и юношей работали дети, женщины и старики.
Наиболее дешевым был труд осужденных преступников. Их заставляли выполнять самую тяжелую работу. Труд раба был тоже сравнительно недорогим. Сам раб стоил три динария, примерно столько же стоили мул, осел, лошадь. Дороже всего ценились вольнонаемные горнорабочие из местного населения, такие, к примеру, работали в Македонии. Обычно они обладали необходимым опытом, и их работа была более производительной и квалифицированной, чем рабов.
На горных работах в античную эпоху была занята огромная армия работников. Здесь всегда требовалась рабочая сила. Исследователи предполагают, что число рабов, работавших только в Лаврийских рудниках, в среднем достигало 20 тыс., а в IV веке до н.э. здесь трудилось 35 тыс. рабов. Ксенофонт пишет, что когда на рудниках было больше всего народу, то никто не оставался бег дела. Работы всегда больше, чем работающих. За времена Полибия на рудниках Нового Карфагена работало 40 тысяч рабов.
Руководили горными работами во все периоды античной эпохи опытные специалисты, ценившиеся очень высоко. Среди них были как свободные люди, так и рабы. Сохранились, сведения лишь о иерархии, существовавшей на рудниках Древнего Египта. Горными работами в определенном округе руководил начальник. Его заместители, которые являлись специалистами по горному делу, осуществляли руководство отдельными рудниками; далее шли надсмотрщики, стражи и, наконец, рудокопы. Возможно, были и старшие над рудокопами, которые выбирались или назначались из среды рабочих.
С развалом Римской империи в горном деле, в том числе в добыче золота, начался застой, продолжавшийся вплоть до IX века. В этот период каких-либо, новшеств в технике и технологии добычи драгоценного металла не было привнесено. С развитием и становлением феодальных государств, развитием торговли и ремесел, нехватка драгоценного металла начала давать знать о себе все острее. С этого периода начались подвижки в горном деле, связанные в первую очередь с тем, что существенно изменился контингент - рабочей силы. Средневековый рабочий не был рабом, хотя и находился в зависимости у феодала. Надо было обеспечить подъем производительности его труда так, чтобы заинтересовать в конечных результатах.
Полное описание средневековых горно-обогатительных работ составил немецкий ученый XVI века Агрикола. В 1556 году он издал подлинную энциклопедию горного дела своего времени. Работа Георга Агриколы включала двенадцать разделов, в которых обращался опыт, начиная от поиска месторождений и разведки залежей и кончая обработке руд и концентратов. Естествоиспытатель подробно освещает процесс совершенствования золотодобычи. В его время подъем руды осуществлялся уже с помощью ручного или конного ворота и не в мешках, а специальных бадьях; руда в штреках перемещалась в тачках; закладывались водоотливные сооружения и устраивалась вентиляция.
Разумеется, эти новшества не ликвидировали ручной труд, но повышали производительность и, самое главное, дали толчок к дальнейшему совершенствованию разработки месторождений. Вскоре от ручного и конного ворота перешли к гидравлическому колесу, в штреках появились вагонетки. Нашел замещение и вредный для здоровья огневой способ разрыхления твердых пород - для этой работы стали использовать порох. Усовершенствовался и процесс дробления руды - сначала появились дробильные установки, приводимые в действие гидравлическим колесом, а затем и паровые машины. Значительно шире стала применяться ртуть для извлечения золота.
