Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Развитие обогащения полезных ископаемых в системе горных наук в России

ВАК РФ 25.00.13, Обогащение полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Развитие обогащения полезных ископаемых в системе горных наук в России"

На правах рукописи

ГУРИКОВ Владимир Владимирович

РАЗВИТИЕ ОБОГАЩЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ В СИСТЕМЕ ГОРНЫХ НАУК В РОССИИ (ИСТОРИЧЕСКИЙ АСПЕКТ)

Специальности: 25.00.13 - «Обогащение полезных ископаемых», 07.00.10 - «История науки и техники»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2005

Работа выполнена в Институте проблем комплексного освоения недр Российской академии наук (ИПКОН РАН)

Научный руководитель: академик РАН Трубецкой Климент Николаевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Краснов Гелий Дмитриевич кандидат технический наук Заведецкий Юрий Иванович

Ведущая организация: Московский государственный горный университет

Защита состоится « /У » _ 2005 г. в /У часов на

заседании диссертационного совета Д 002.074.01 в Институте проблем комплексного освоения недр РАН (ИПКОН РАН) по адресу: 111020, г. Москва, Крюковский тупик,4

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИПКОН РАН Автореферат разослан «_»_2005г.

Ученый секретарь диссертационного совета канд.техн.наук

Шрадер Э.А.

шо

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы Россия обладает огромными запасами природных ресурсов, поэтому горному делу на всем протяжении его развития отводилась огромная роль. В соответствии с современной классификацией в горные науки входит четыре группы наук, одна из которых - обогащение полезных ископаемых Поэтому исследование истории развития обогащения полезных ископаемых в системе горных наук в России решает не просто одну из четырех задач по проблеме создания «Всеобщей истории горных наук в России», но и являясь первой работой данного направления, дает общий социально-экономический фон проведения реформ в горном деле, показывает их роль и значение обогащения полезных ископаемых для научно-технического прогресса в данной области.

Цели работы Основные цели работы сводятся к тому, чтобы на основе изучения обширного круга источников провести реконструкцию зарождения и становления обогащения полезных ископаемых в системе горных наук, показать пути научно-технического прогресса в горном деле и обогащении полезных ископаемых на фоне происходящих в России реформ горного дела, выявить вклад отечественных учёных и деятелей в этом процессе.

Основная идея исследования заключается в том, чтобы дать комплексный исторический анализ развития обогащения полезных ископаемых в системе горных наук в России, показать своеобразный характер пройденного пути.

Объектом исследования является обогащение полезных ископаемых в системе горных наук.

Методы исследований. При выполнении работы использованы историко-научные и науковедческие методы исследования.

Научная новизна. Анализ развития обогащения полезных ископаемых в России в системе горных наук (исторический аспект) проведен впервые.

Практическая значимость работы заключается в том, что в ней представлена ретроспективная картина становления и развития обогащения полезных ископаемых в системе горных наук в России за длительный период времени - с древнейших времен до современности, выявлены новые факты и приоритеты в этой области, показан вклад отечественных ученных и государственных деятелей, проанализированы реформы горного дела, их влияние и последствия для развития горных наук в России.

,-иС. НАЦИОНАЛЬНАЯ I БИБЛИОТЕКА }

Реализация работы осуществлена через изданное Учебное пособие «История обогащения полезных ископаемых» Внедрение в учебный процесс подтверждено рядом ВУЗов: Московским государственным горным университетом, Московским государственным институтом стали и сплавов и др. Ма1ериал диссертации предполагается использовать при подготовке в ИПКОН РАИ фундаментального труда «Развитие горных наук в России».

Положения, выносимые на защиту:

1 Особенности зарождения обогащения полезных ископаемых в горном деле.

2 Влияние реформ горного дела в XVIII в. на развитие горного дела и обогащения полезных ископаемых в России.

3 Состояние отечественного горного образования как фактор дальнейшего успешного развития горной промышленности в XVIII в.

4 Влияние новых реформ в горном деле в XIX в. на развитие горной и обогатительной науки и техники.

5 Развитие научно-технического прогресса в области обогащения полезных ископаемых в России в XX в Новые условия и задачи

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на Научной конференции студентов (Москва, 2001 г Московский государственный институт стали и сплавов), третьей научно-практической конференции « История техники и музейное дело», - Политехнический музей и Институт истории естествознания и техники им С И Вавилова РАН, 27-28 ноября 2001г.; Международном совещании (Илаксинские чтения) «Научные основы и прогрессивные технологии переработки труднообогатимых руд и техногенного сырья благородных металлов» (Екатеринбург, 8-12 октября 2001г.), Международной конференции молодых ученых и специалистов «Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых» (Москва, ИПКОН РАН, 21-23 октября 2002г), на кафедре обогащения полезных ископаемых Московского государственного горного университета.

Публикация результатов. По теме диссертации опубликовано 7 статей и Учебное пособие «История обогащения полезных ископаемых»

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, пяти глав и основных выводов Объем работы составляет 196 страниц, 30 иллюстраций, 6 таблиц Список используемой литературы состоит из 88 источников

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава I Зарождение обогащения полезных ископаемых в горном деле (I этап. С древнейших времен до XVIII в.)

Для раскрытия содержания первой главы были проанализированы следующие вопросы' истоки горного дела и обогащения полезных ископаемых, формирование приказной системы на Руси; состояние горнорудного промысла в Российском государстве и открытие рудных месторождений; техника переработки руд.

В результате показано, что первые элементы существования горного дела периода каменного века были найдены в Африке, Европе, Азии; медного и бронзового - в странах Средиземноморья в Малой Азии, на Балканах, в Альпах, в Казахстане и на Урале; периода железных орудий - в странах античного мира, Малой и средней Азии, Закавказья, Западной Европы, Японии и Китае. Поскольку прежде чем минеральное сырье подвергнуть обогащению, его необходимо добыть, обогащение полезных ископаемых не могло возникнуть раньше горного дела.

Развитие горного дела способствовало увеличению числа используемых полезных ископаемых. В УП-У тыс. до н.э. добавились металлосодержащие руды меди, олова, в 1Х-УШ тыс. до н э. - железные руды и т.д. Произошли эволюционные изменения с каменными орудиями древнейшего периода; в ХН-У1 тыс до н.э. стали использовать роговые кайла. В У-1У тыс.до н.э. появились медные, затем бронзовые, а с начала I тыс. до н.э. стали использовать железные кирки и кайла. С У-1У тыс. до н.э. выделяются группы горняков -профессионалов, передающих свой опыт от поколения к поколению.

С развитием горного дела складываются и приемы подготовки руд к плавке. Первый этап состоял в разделении минералов в водной среде с использованием разности в их плотности. Так возникла новая область горного дела — обогащение полезных ископаемых (в данном случае — гравитационное обогащение). Появились прогрессивные тенденции и в операциях дробления и измельчения.

Состояние горнорудного промысла в Российском государстве показано на основе анализа становления Приказной системы на Руси, которая явилась значительным шагом вперед на пути укрепления централизованного государства. В XVII в. были начаты систематические поиски, добыча и переработка руд цветных металлов, а разведывательные и добычные работы распространились на территорию Урала и Сибири. Подготовка экспедиций поручалась центральным правительственным учреждениям - различным Приказам. В рамках сложившейся Приказной системы в 1700 г. в связи с

назревшими изменениями в горном деле, появился Приказ рудокопных дел.

Учитывая специфику данной работы был выбран нетрадиционный подход, заключающийся в отражении истории поисков рудных месторождений как элемента развития производительных сил и техники общественного производства.

В диссертации рассмотрена история открытия в России золотых, оловянных и серебросвинцовых руд, разведывание железорудных и медных месторождений Развитие техники обогащения руд в XVII в. в России дано на основании анализа эпохального труда Г.Агриколы "De re Metallica". Характерными чертами ее явились применение водяного колеса в качестве основного двигателя; широкое распространение толчей с осуществлением как сухого, так и мокрого измельчения (впервые мокрое толчение было применено в 1519 г Паулем Громменстеттором); использование мельниц, работающих от гидравлического колеса; осуществление промывки. Новым в развитии гравитационного обогащения явилось появление метода, основанного на использовании действия восходящей струи воды для разделения минералов по удельным весам, осуществляемое попеременным встряхиванием погруженного в воду решета, наполненного размолотой рудой.

Глава II Реформы XVIII в и их влияние на развитие горного дела и обогащения полезных ископаемых в России (II этап. Первая половина XVIII в.)

Содержание данной главы раскрыто на основании анализа следующих вопросов: реформы Петра I в области горного дела. Приказ рудокопных дел (1700 г.); централизация управления горнозаводским производством; Берг-коллегия, Берг-привелегия и их значение; В И Татищев и его роль в создании законодательных основ горного права, Горный устав 1734-1735 гг.

Создание в России горнометаллургической промышленности потребовало коренной реформы горного дела Реформа эта заключалась, во-первых, в изменении производственно-технического базиса, во-вторых, в реорганизации управления горнорудным делом и металлургией, в-третьих, в мероприятиях социально-экономического, правового и технического характера, которые оказались необходимыми для строительства и нормальной эксплуатации заводов.

Начало реформ горнорудного дела было положено изданием в 1700г. Петром I «Приказа рудокопных дел». Рудокопный приказ -учреждение, занимавшееся вопросами розыска руд и созданием новых

горнометаллургических предприятий в Русском государстве в начале XVIII в. С него же начинается и история горной администрации. Дальнейшие реформы в горном деле, проведенные Петром I, (1672-1725г.г.) сводились к созданию Берг - коллегии и Берг - привилегии. Первым президентом Берг - коллегии был Я.В.Брюс. Он улучшил дело добычи и переработки полезных ископаемых, организовал лабораторию , для пробирного анализа и исследования руд и металлов.

Соратником Петра I был выдающийся государственный деятель В.Н.Татищев (1686-1750гг.), разработавший Горный устав, ( согласно которому иностранные горные чины заменялись

отечественными и вообще устанавливалась русская терминология. Горный устав не был утвержден, хотя неофициально в течение долгого времени он служил основным руководящим документом в части организации горнозаводской промышленности.

Глава III Создание отечественного горного образования как фактор дальнейшего успешного развития горной промышленности в XVIII в. (II этап. Вторая половина XVIII в.)

Содержание третьей главы раскрыто на основе детального рассмотрения следующих направлений исследования: развитие обогащения полезных ископаемых в первых отечественных трудах по горному делу (В.И.Генина, М.В. Ломоносова, И.А.Шлаттера, Ф.Л.Канкрина, И.Ф.Германа). Начало дифференциации горной науки; учреждение Горного института (1773 г.) и его роль в развитии горного дела в России; состояние техники полезных ископаемых в XVIII в. Для разработки данных направлений были изучены не только указанные выше труды, но сама эпоха их создания, биографии ученых, приведены отзывы современников.

Первым печатным отечественным трудом по горному делу является книга И.А.Шлаттера (1708-1768 гг.) «Обстоятельное ; наставление рудному делу» (1760г.). Отсутствие в ней разделов по

геологии и металлургии свидетельствует о начавшемся в то время процессе дифференциации горной науки. Ценность данного труда особенно велика для России, поскольку он позволил познакомить широкие круги технической общественности с мировыми достижениями в области горного дела и обогащения полезных ископаемых.

Важным для истории горных наук в России является творческая деятельность М.В.Ломоносова (1711-1765г.г.). В результате ее анализа было опровергнуто утверждение о том, что М В.Ломоносов

учился во Фрейбергской Горной академии. Последняя была основана через 25 лет после отъезда ученого из Германии в 1765г.

В 1742г. М.В.Ломоносов приступил к составлению труда «Первые основания горной науки». Труд этот не был издан, рукопись же хранится в Архиве Академии наук. На страницах этой рукописи М.В.Ломоносов дал замечательное для своего времени определение горной науке- «Наука, которая учит минералы знать, приискивать и приводить в такое состояние, чтобы они в обществе человеческом были угодны, называется горная наука». Основной труд М.В.Ломоносова «Первые основания металлургии, или рудных дел» (1763 г.) состоит из введения и пяти разделов Последний посвящен обогащению полезных ископаемых и подробно рассмотрен в диссертации Оценивая общее значение этого труда, а также приложений к нему, следует подчеркнуть, что М.В.Ломоносовым впервые в русской литературе было дано систематизированное изложение горного дела и разработана русская горная терминология Он определил области знаний, входящих в горную науку, описательная минералогия, геология рудных залежей, разведка и разработка рудных месторождений, опробование руд, их обогащение и металлургическая переработка. В методологическом отношении ученым была сделана попытка выделить горную науку из общего естествознания.

Спустя четверть века после выхода книги М.В.Ломоносова появился многотомный труд Ф.Л.Канкрина «Первые основания искусства горных и соляных производств» (1785-1791 г.г.). Подробный анализ его дан в диссертационной работе, где приведены и высказывания Ф.Л Канкрина о предмете горной науки, сущности металлургии и обогащения полезных ископаемых.

В начальной стадии развития русской горной науки определенная роль принадлежала научным собраниям и обществам. Анализ их деятельности показал, что основной целью этих общественных организаций являлось оказание помощи отечественной промышленности, науке и изданию технической литературы В диссертации рассмотрена работа Вольного экономического общества, учрежденного в 1765г, а также Ученого собрания при Петербургском горном училище

В 1773 г по инициативе и ходатайству рудопромышленников в Санкт-Петербурге было учреждено горное училище - первое высшее техническое заведение в России и одно из старейших в мире высших учебных заведений по горному делу. В диссертации специальный акцент сделан на изучении связей Академии наук с С.-Петербургским Горным институтом, а также выявлении влияния его на формирование

самостоятельной дисциплины в системе горных наук - обогащения полезных ископаемых. Среди горных инженеров, окончивших этот институт были Г.Я.Дорошенко и Г.О.Чечотт. Изучение их деятельности позволило установить, что первая в России диссертация по обогащению полезных ископаемых была защищена Г Я. Дорошенко в 1871г. на тему «Механическое обогащение каменного угля». С именем Г.О.Чечотта связано создание: кафедры обогащения полезных ископаемых в С.-Петербургском Горном институте; Института «МЕХАНОБР»; первой научной школы по обогащению полезных ископаемых.

Развитие техники обогащения полезных ископаемых в XVIII в. в России рассмотрено на ' примере результатов деятельности изобретателя К.Д.Фролова, который в 1764г. закончил сооружение первой вододействующей фабрики при Змеиногорском руднике, впервые осуществив на ней комплексную механизацию технологических и транспортных операций.

Глава IV Влияние новых реформ в горном деле в XIX в. на развитие горной и обогатительной науки и техники (III этап. XIX в.)

Горное дело в XIX в. превратилось в крупнейшую отрасль капиталистического хозяйства. К 70-м годам XIX в. среднегодовая добыча всей продукции горного дела во всем мире достигла 225,3 млн.т, тогда как в первые 20 лет XIX в. она не превышала 17,3 млн.т. Большое влияние на горное дело оказала паровая машина, которая не только использовалась как двигатель, но повлияла и на конструкции многих машин. Характерной особенностью этого периода был непрерывный рост добычи ископаемого угля. В 1801-1820гг. доля каменного угля в совокупной продукции горной промышленности составила 80%.

Для успешного развития отечественной горной промышленности правительство приступило к осуществлению новых реформ. В 1802г. последовало окончание действий коллегий. Взамен их были учреждены министерства, в 1806г. Берг-коллегия преобразована в Горный департамент, в 1811г. переименованный в Департамент горных и соляных дел. Одновременно с реорганизацией центрального и местного административного аппарата подверглось пересмотру и ранее действовавшее горное законодательство. В 1806г. было утверждено новое горное положение, принятое на основе предложений А.Ф.Дерябина (1770-1820гг.), которое способствовало укреплению заводских кадров и формированию класса промышленных рабочих.

В XIX в наблюдается быстрый рост добычи цветных и благородных металлов В первой половине XIX в. Россия заняла первое место по добыче золота и платины. Если в 1814-1820г.г. было добыто 184 пуда золош, го в 1831-1840г.г. добыча золота превысила 4328 пудов Решающее значение в этом процессе имело изобретение Л И.Брусницыным (1786-1857г.г.) способа промывки золотоносных песков, заключающегося в том, чтобы минуя толчение, производить отделение гальки и непосредственную промывку песков, что дало сразу огромный эффект. Именно по указанному пути и стала развиваться техника добычи россыпного золота. Анализ творчества Л И Брусницына, основанный на его подлинных записях, позволил проследить пути, коюрыми шел Л.И.Брусницын к своему открытию.

Проработанные обширные материалы, относящиеся к созданию в России многочисленных золотопромывальных машин, дают представления об их работе. Первый печатный труд, посвященный этому вопросу, был опубликован в 1840г. М.М.Карпинским. За свой труд «О золотоносных россыпях» он получил высшую оценку и премию на конкурсе лучшего сочинения по теории и практике добычи золота.

Характерным направлением развития техники обогащения золотосодержащих песков, начиная с 30-х годов XIX в. явилось введение амальгамации как непосредственно в процесс промывки, так и сразу же после нее и создание для этого соответствующих машин «амальгамирных станков». В операцию крупного дробления были введены валковые рудодробильные станы с литыми рефлеными валками, а для выполнения основных операций промывки и отсадки стали применять подвижные грохоты и механические решета.

В современной технической литературе поршневые отсадочные машины называют «гарцевскими» Анализ многочисленных материалов показал, что хотя наибольшее распространение они получили в Германии, но рождением своим поршневые отсадочные машины с неподвижным решетом обязаны независимо друг от друга англичанину В.Петерику и венгру Г.Тучнаку. Изобретение это относится к 30-м годам XIX в Гидравлические отсадочные машины получили распространение в России с конца 50-х годов XIX в.

Ценнейший источник по истории горной науки и техники -один из первых технических журналов в мире - «Горный журнал» (издается с 1825 г ) Анализ материалов, содержащихся в нем, более чем за 100 летний период (с 1825г по 1925г.) позволил выделить основные направления, связанные с развитием обогащения полезных ископаемых в системе горных наук. Наряду с «Горным журналом» в XIX в. были

созданы фундаментальные труды по горному делу, повлиявшие на ход развития всей этой области. Анализ их, как и творческие биографии создателей этих работ в совокупности с оценкой современников, даны в диссертации. К таким трудам относится опубликованный в 1841-1843 гг. первый в России «Горный словарь» Г.И.Спасского (1783-1864 гг.). Значение его состояло в том, что он способствовал установлению более четкой терминологии во всем горном деле и давал определения важнейшим понятиям, которые соответствовали новому уровню техники и науки.

В 1842г. М.Д.Моисеев опубликовал «Горное искусство», содержащее изложение основных принципов горного дела. Данную работу следует считать как одну из первых попыток систематизации знаний по горному делу в рамках современного ему понятия о горной науке. В 1843г. был издан «Курс горного искусства» А.И.Узатиса (1814-1875г.г.), составившей эпоху в горной литературе. Обогащение полезных ископаемых рассмотрено в одиннадцатой главе «Рудное обогащение». Этот труд служил не только в качестве учебника для многих поколений студентов Петербургского горного института, но и отличным пособием для работников горной промышленности. Курс был высоко оценен - по представлению Академии наук А.И.Узатис был награжден Демидовской премией.

Нарастание темпов развития горной промышленности вызвало необходимость научного обобщения технического опыта, появления трудов обобщающего характера. В 1879-1880г.г. И.А.Тиме и Г.Я. Дорошенко опубликовали «Справочную книгу для горных инженеров и техников» в двух частях, представляющую собой энциклопедию горнотехнических знаний конца XIX в.

Рост горнодобывающей промышленности после реформы 1861г. потребовал квалифицированных технических кадров, распространения горнотехнических знаний и дальнейшего развития горной науки. В этой связи были открыты горные училища в Екатеринбурге (1853г.), в Донецком бассейне - в Лисичанске (1873г.), в Горловке (1877г.); горнотехнические школы в Барнауле (1892г.), Иркутске (1893 г.), в Домброве (1899). В 1899г. было открыто в Екатеринославле высшее горное училище, в 1912г. преобразованное в Екатеринославский горный институт.

Заметные изменения произошли на кафедрах специальных дисциплин. Горное искусство стало самостоятельной дисциплиной и заняло ведущее положение. На рубеже XIX - XX в.в. выдающуюся роль в постановке высшего горного образования, а также в развитии русской

горной науки стала играть замечательная плеяда ученых -А.М.Терпигорев, М.М.Протодьяконов, А.А.Скочинский и др.

Глава V Научно-технический прогресс в области обогащения полезных ископаемых в России в XX в. Новые условия и задачи (IV этап. XX в. - начало XXI в.)

Содержание пятой главы раскрыто на основе рассмотрения следующих основных вопросов' особенности развития горных наук в России в указанный период; становление самостоятельного направления «Обогащение полезных ископаемых» в системе горных наук, создание первой научной школы в области обогащения полезных ископаемых; роль Г О Чечотта; современное состояние и тенденции развития обогащения полезных ископаемых в системе горных наук.

В первом десятилетии XX в. круг знаний, входящих в горное искусство, значительно расширился. С 1915г. часть курса, куда входило обогащение, вел Г.О.Чечотт. Роль Г.О.Чечотта в становление обогащения полезных ископаемых как самостоятельного направления чрезвычайно велика. Г.О.Чечотт получил блестящую подготовку по обогащению - он не только окончил Петербургский горный институт, но посещал Германию, где во Фрейбергской Горной академии занимался изучением обогащения полезных ископаемых, побывал на ряде предприятий, изготовляющих горно-обогатительное оборудование. В 1914г. Г О Чечотт был командирован в США, где слушал лекции Р.Х.Ричардса. По возвращении Г О Чечотта в Петербург, по его инициативе в Горном институте в 1920г была учреждена первая в стране кафедра обогащения полезных ископаемых Под руководством Г О Чечотта был образован Институт механической обработки полезных ископаемых (МЕХАНОБР), директором которого он являлся с 1920г. по 1922г.

Дифференциация горной науки привела к выделению обогащения полезных ископаемых в начале XX в в самостоятельный раздел Развитие каждого из методов обогащения полезных ископаемых - флотационного, гравитационных, магнитного и электрического проанализировано до середины XX в. С середины XX в. дан общий анализ научно-технического прогресса обогащения полезных ископаемых как самостоятельной области в системе горных наук

По гравитационному обогащению подробно проанализированы труды П.В.Лященко, В А.Гуськова, Г.О.Чечотта Развитие флотации в первой половине XX в. изучено на основе анализа работ многих наших соотечественников Отмечен выдающийся вклад чл.корр. АН СССР И.Н.Плаксина в развитие научно-технических основ обогащения

полезных ископаемых, создание им научной школы. Анализ основных направлений развития исследований по теории флотации показал, что к началу 50-х годов XX в. теоретически были выяснены все наиболее важные вопросы, объяснена сущность основных элементов флотационного процесса.

Изучение в первой половине XX в. в России становления и развития магнитного и электрического методов обогащения полезных ископаемых проведено на основе работ И.Н.Плаксина, А.П.Кваскова, В.И.Кармазина, В.Г.Деркача, Н.Ф.Олофинского и многих других ученых.

Анализ развития наиболее широко применяемых методов обогащения полезных ископаемых к которым относятся: флотационные, гравитационные, магнитные и электрические методы показал, что в России к середине XX столетия были сформированы современные научно-технические основы обогащения полезных ископаемых.

50-е годы XX в. ознаменовали начало нового периода, характеризующегося рядом особенностей в развитии горных наук. Перед человечеством встали такие проблемы как значительное истощение минерально-сырьевых ресурсов, резкое ухудшение экологической обстановки. Важным направлением развития горных наук во второй половине XX в. становится первичная переработка минерального сырья. Анализ достигнутых результатов позволяет утверждать, что все они связаны с установившимися тесными связями с естественнонаучными дисциплинами.

В последние десятилетия наиболее крупные успехи достигнуты при комбинировании процессов обогащения полезных ископаемых с пиро- и гидрометаллургическими, обеспечивающими вовлечение в переработку бедных, труднообогатимых руд сложного вещественного состава.

Ведущую роль в создании научных основ обогащения полезных ископаемых сыграли труды наших соотечественников: И.Н.Плаксина, В.А.Чантурия, В.И.Ревнивцева, С.Б.Леонова, В.А.Глембоцкого, В.И.Классена В настоящее время трудно представить современный уровень этой области знаний без трудов

A.А.Абрамова, В.М.Авдохина, В.И.Мелик-Гайказяна, Н.Н.Виноградова, Г.Д.Краснова, В.П.Неберы, В.А.Бочарова и др. Большой вклад в развитие обогащения полезных ископаемых внесли также П.А.Ребиндер, М.А.Эйгелес, А.М.Фрумкин, О.С.Богданов,

B.В.Кармазин, С.И.Митрофанов, Л.А.Вайсберг.

Современный период - это период дифференциации горных наук на базе их интеграции со смежными областями науки и техники и в то же время - это синтез горных наук в единую систему знаний для поиска методов рационального и комплексного использования недр, обеспечивающих оптимальное состояние природной среды. Развитие обогащения полезных ископаемых на современном этапе позволяет сформулировать по-новому само его определение В настоящее время обогащение полезных ископаемых включает комплекс наук об извлечении ценных компонентов из минерального сырья, предметом которых является изучение основных закономерностей физических, физико-химических и химических процессов разделения и концентрации минералов природного и техногенного происхождения, взаимосвязи структурного, вещественного и фазового составов минерального сырья с его технологическими свойствами.

Новая стратегия первичной переработки возможна только на основе новой технолого-минералогической оценки месторождений. В этой связи важнейшим направлением исследований является создание программно-аппаратного комплекса, проведение экспрессной технолого-минералогической оценки природных и техногенных месторождений на основе имидж - анализа и создание научно-обоснованной технологии комплексной переработки руд и углей.

Анализ основных потерь в процессах первичной переработки показывает, что до 40% потерь обусловлено наличием сростков и до 35% - наличием тонких частиц менее 40ммк. Следова1ельно второе направление исследований, сводится к разработке общей теории интергранулярного разрушения горных пород, механических и энергетических методов интенсификации разупрочнения минеральных комплексов и созданию новых технологий радиометрического обогащения труднообогатимых руд

Третье направление исследований может быть сформулировано как создание новых высокоэффективных экологически безопасных процессов комплексной переработки и вскрытия труднообогатимых руд и техногенных месторождений на основе комбинирования современных методов обогащения, пиро- и гидрометаллургии с использованием дополнительных энергетических воздействий

На современном этапе основное направление развития фундаментальных знаний в области первичной переработки минерального и техногенного сырья состоит в изучении взаимосвязи структурного, вещественного и фазового составов природного и техногенного сырья с физическими, физико-химическими и технологическими свойствами минералов, сочетании методов физико-

химического моделирования процессов разделения минералов с экспериментальными исследованиями основных процессов обогащения, создании теории интергранулярного разрушения минеральных комплексов и установлении механизма интенсивного раскрытия упорных руд и техногенных образований.

Таковы основные представления о современном состоянии и тенденциях развития обогащения полезных ископаемых в России в начале XXI века.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. На основе анализа большого количества архивных и историко-научных материалов воссоздана целостная картина развития обогащения полезных ископаемых в системе горных наук в России с древнейших времен до современности.

2. Обосновано место обогащения полезных ископаемых в исторически складывающейся системе знаний в области горных наук. Показано, что процесс дифференциации горных наук привел на рубеже XIX - XX в.в. к выделению обогащения полезных ископаемых в самостоятельную дисциплину. Показана роль Г.О.Чечотга в этом процессе, создавшего первую кафедру обогащения полезных ископаемых и научную школу в этой области, а также возглавившего первый научный институт по обогащению полезных ископаемых «МЕХАНОБР».

3. Разработана научно обоснованная периодизация исследования, позволившая на основе анализа социально-экономических, историко-научных и историко-технических факторов выделить основные этапы научно-технического прогресса в горном деле. Периодизация включает следующие направления- зарождение обогащения полезных ископаемых в недрах горного дела (I этап. С древнейших времен до XVIII в.); реформы горного дела в XVIII в. и их влияние на развитие горного дела и обогащения полезных ископаемых в России (И этап. Первая половина XVIII в.); создание отечественного горного образования как фактора дальнейшего успешного развития горной промышленности в XVIII в. (II этап. Вторая половина XVIII в ); влияние новых реформ в горном деле в XIX в. на развитие горной и обогатительной науки и техники (III этап XIX в); научно-технический прогресс в области обогащения полезных ископаемых в России в XX в. Новые условия и задачи (IV этап. XX в. - начало XXI в.)

4. Детальный анализ реформ, проведеных в России в горном деле XVIII и XIX вв. показал их влияние на весь ход развития горной

науки и техники Так, реформы Петра I, включающие "Приказ рудокопных дел", создание Берт-коллегии и Берт-привилегии, привели к централизации горнозаводских производств, Горный устав (1734-1735 гг) В Н.Татищева послужил законодательной базой для создания горного права; Горное положение 1806г А.Ф.Дерябина, способствовало формированию класса промышленных рабочих

5. На основе оценки первых работ по горному делу на русском языке' В.И.Геннина «Абрисы» (1734 г.); М.В Ломоносова «Первые основания металлургии, или рудных дел» (1763 г.); И.А.Шлаттера «Обстоятельное наставление рудному делу» (1760 г.); Ф Л.Канкрина «Первые основания искусства горных и соляных производств» (17851791 гг); трехтомное издание И Ф.Германа «Сочинение о сибирских рудниках и заводах» (1797-1807 гг) выявлено, что первая отечественная горная терминология начала разрабатываться М В.Ломоносовым; его знаменитое определение "Наука, которая учит минералы знать, приискивать и приводить в такое состояние, чтобы они в обществе человеческом были угодны, называется горная наука" было дано ученым еще в 1742 г .терминологические особенности по указанным трудам, дан сопоставительный анализ определений «Горная наука», «обогатительная наука» по работам М.В.Ломоносова, Ф.Л.Канкрина, Н А.Шлаттера Установлено, что процесс дифференциации горной науки начался с 60-х годов XVIII в. Воссозданы творческие биографии ученых создавших названые труды

6. На основе рассмотрения деятельности С.-Петербургского Горного института, учрежденного в 1773г. и его роли в развитии горного дела в России обоснована необходимость создания отечественного горного образования как фактора дальнейшего успешного развития горной промышленности в XVIII в.

7. Определено значение основных работ в горном деле, относящих к XIX в К ним относятся труды. А.И.Узатиса «Курс горного искусства» (1843г.), сделавшего эпоху в горном деле; Г.И.Спасского «Горный словарь» в трех частях (1841г.), способствовавшего созданию русской терминологии во всем горном деле, Г Я.Дорошенко «Горное искусство» в 2-х томах (1880г.) служившего энциклопедией того времени, когда был издан Воссозданы не только биографии ученых, но показаны пути, которыми они шли к созданию своих произведений, приведены оценки современников этих работ.

8. Показана выдающаяся роль «Горного журнала» как ценнейшего источника сведений по истории горной науки и техники -одного из первых технических журналов в мире. Определен вклад этого журнала в развитие научно-технических основ обогащения полезных

ископаемых. Всего за 100-летний период этого издания (с 1825г. по 1925г.) охвачено 9 направлений, содержащихся в этих статьях, относящихся к обогащению полезных ископаемых.

9. Развитие научно-технических основ обогащения полезных ископаемых, рассмотренное на протяжении многих столетии - с древнейших времен до современности, позволило определить определены изменяющиеся функции науки по отношению к технике, начиная от объяснительной и систематизаторской (до середины XX в.), кончая объяснительной и прогностической (вторая половина XX в. -XXI в.).

10. Выявлен и показан вклад многих отечественных ученых в становление и развитие науки и техники в области обогащения полезных ископаемых, начиная от М.В.Ломоносова, И.А.Шлаттера, Ф.Л Канкрина (XVIII в.); Г.О.Чечотта, А.И.Узагиса, Г.Я.Дорошенко (XIX в.); И.Н.Плаксина и многочисленных представителей его научной школы (XX в.-XXI в.).

11. В ходе проведенного исследования были обоснованы следующие приоритеты: а) опровергнуто часто встречающееся утверждение о том, что М.В.Ломоносов учился во Фрейбергской Горной академии; последняя была основана лишь через 25 лет после отъезда ученого из Германии в 1765г. М.В.Ломоносов действительно учился во Фрайберге, но в лаборатории И.Ф.Генкеля, которая в качестве составной части в дальнейшем вошла во Фрейбергскую Горную академию; б) впервые мокрое толчение было применено в г.Яхимове Паулем Громменететтором в 1519г., а в 1521г. здесь была построена первая толченная фабрика; в 1519г. им же изобретена отсадка на решетках; Первая в России диссертация по обогащению полезных ископаемых была защищена выпускником Горного института Г.Я.Дорошенко в 1871. на тему "Механическое обогащение каменного угля.".

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. История обогащения полезных ископаемых, Учебное пособие. - М.: МГГУ, 2003, 71с. (соавт Глембоцкая Т.В., Гуриков А В.)

2. Сравнительный анализ процессов гравитационного разделения золотосодержащих продуктов в концентраторах KNELSON и FALCON. // Труды Международного совещания 8-12 октября 2001г. Научные основы и прогрессивные технологии переработки труднообогатимых руд и техногенного сырья благородных металлов. -

Плаксинские чтения, Екатеринбург, изд-во АМБ, 2001, с.93-95, (соавт.Бочаров A.A., Гуриков A.B.)

3. Горный журнал - литературный памятник истории техники. // Материалы второй и третьей научных конференций (30-31 марта 2000г и 27-28 ноября 2001г.). История техники и музейное дело, вып.2, - М «Новая школа», 2002, с.225-230, (соавт. Гуриков A.B.)

4. Исследование режимов работы и сравнительный анализ центробежных концентраторов KNELSON и FALCON. // 56-я научная конференция студенюв. - М.: Московский государственный институт стали и сплавов. Тезисы докладов, 2001, с.11-12. (соавт. Бочаров В.А., Гуриков A.B.)

5 Извлечение золота и серебра из золото-серебро-кварцевой руды гравитационными методами обогащения. Там же, с 12-13. (соавт. Николаев А А , Бочаров В.А., Горячев Б Е., Никулин А.И.)

6 Развигие научных основ первичной переработки минерального сырья //1 Международная конференция молодых ученых и специалистов 21-23 октября 2002г Проблемы освоения недр в XIX веке глазами молодых. М : ИПКОН РАН, с. 151-153 (соавт. Глембоцкая Т.В., Гуриков А.В )

7. Оценка новых канадских концентраторов и перспектив их внедрения в промышленности России. // Там же, с. 135-137, (соавт. Гуриков А.В )

8 Анализ процессов разделения золотосодержащих продуктов в концентраторах KNELSON и FALCON SB. // Обогащение руд, 2002, №2, с. 17-21, (соавт. Бочаров В.А., Гуриков А.В )

Лицензия ЛР №21037 от 08 февраля 1996 г Подписано в печать с оригинал-макета 21 04 2005 г Формат 60x84 1/16 Бумага «Mega Сору Office» Печать офсетная. Набор компьютерный. Объем 1 п. л Тираж 100 экз Заказ №114. Издание ИПКОН РАН 111020 г Москва, Крюковский тупик, д 4

J

«

1-7380

РНБ Русский фонд

2006-4 4780

t

»

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Гуриков, Владимир Владимирович

Введение.

Актуальность темы.

Основная идея и цели работы.

Задачи исследования и методы их решения. Периодизация

Глава I Зарождение обогащения полезных ископаемых в недрах горного дела

I этап. С древнейших времен до XVIII в.).

1.1. У истоков горного дела и обогащения полезных ископаемых.

1.2. Сложение приказной системы на Руси.

1.3. Состояние горнорудного промысла в Российском государстве. Открытие рудных месторождений.

1.4. Техника переработки руд.

Глава II Горнорудные реформы XVIII в. и их влияние на развитие горного дела и обогащения полезных ископаемых в России

II этап. Первая половина XVIII в.)

2.1. Деятельность Петра I. Появление «Приказа рудокопных дел» (1700 г.). Причины и следствия.

2.2. Централизация управления горнозаводским (в т.ч. и обогатительным) производством. Берг-коллегия; Берг-привилегия и их значение.

2.3. В.Н.Татищев и его роль в создании законодательных основ горного права. Горный устав 1734-173 5 гг.

Глава III Создание отечественного горного образования как фактор дальнейшего успешного развития горной промышленности в XVIII в. (II этап. Вторая половина XVIII в.).

3.1. Обогащение полезных ископаемых в первых отечественных трудах по горному делу (В.И.Геннина, М.В.Ломоносова, И.А.Шлаттера, Ф.Л.Канкрина, И.Ф.Германа). Начало дифференциации горной науки.

3.2. Учреждение Горного института (1773 г.) и его роль в развитии горного дела в России

3.3. Техника обогащения полезных ископаемых в XVIII в.

Глава IV Влияние новых реформ в горном деле в XIX в. на развитие горной и обогатительной науки и техники (III этап. XIX в.)

4.1. Социально-экономические предпосылки проведения новых реформ в горном 93 деле. Горное положение 1806 г. Деятельность А.Ф.Дерябина.

4.2. Развитие техники обогащения полезных ископаемых в XIX в.

4.3 Горные науки в трудах А.И.Узатиса, И.А.Тиме, Г.Я.Дорошенко и др. и их значение. Вклад «Горного журнала» в развитие научно-технических основ обогащения полезных ископаемых.

Глава V Научно-технический прогресс в области обогащения полезных ископаемых в России в XX в. Новые условия и задачи

IV этап. XX в. - начало XXI в.).

5.1. Особенности развития горных наук в России. Становлении самостоятельной дисциплины «Обогащение полезных ископаемых». Создание первой научной школы в области обогащения полезных ископаемых. Роль Г.О.Чечотта.

5.2. Современное состояние и тенденции развития обогащения полезных ископаемых в системе горных наук.

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Развитие обогащения полезных ископаемых в системе горных наук в России"

Горное дело - область деятельности человека по освоению недр Земли. Она включает все виды техногенного воздействия на земную кору, а также горные науки, изучающие закономерности преобразования и сохранения недр. Раньше здесь рассматривались и разведка полезных ископаемых, и металлургических передел.

Значение горного дела чрезвычайно велико. Нельзя не согласиться с высказыванием крупнейшего деятеля в этой области академика Н.В.Мельникова: «Масштабы и развитие горной промышленности определяют богатство страны, ее могущество и процветание» [1, с.736].

Истоки горного дела уходят в глубокую древность. Ниже приведена табл. 1 «Периоды эволюции в освоении недр Земли», из которой следует, что первые каменные горные орудия труда относятся к периоду, датируемому 2 млн. лет до н.э. - 35-40 тыс. лет до н.э. Появление примитивных горных механизмов для обогащения относится к VI - VIII вв.-XVIII в.

Известный историк горного дела А.М.Лоранский в 1900 г. писал: «Горнозаводская промышленность имеет весьма важное значение для благосостояния и могущества государства, и горное дело оказывает громадное влияние на развитие цивилизации в человеческих расах. Всемирная история показывает нам, что периоды особенного развития интеллектуальной и коммерческой деятельности совпадали с прогрессом горного дела и металлургии. Как в новых, так и в древних веках существовали постоянные отношения между элементами общего прогресса в цивилизации и количеством и разнообразием минерального богатства, получаемого из земли» [2, с. 1].

Россия обладает огромными запасами природных ресурсов, поэтому горному делу на всем протяжении его развития отводилась ведущая роль.

По истории горного дела и обогащения полезных ископаемых, а точнее, отдельных разделов и направлений указанных областей имеется немало исследований. Однако, проводились они в различные исторические периоды, поэтому задачи, методы и подходы к решению поставленных проблем также менялись. В целом эти работы носили фактологический характер и в настоящее время не соответствуют современному уровню развития горных наук, в том числе обогащения полезных ископаемых, истории науки и техники [3-7]. 5

Таблица 1

Периоды эволюции в освоении недр Земли [1]

Этапы освоения Фаза технологической цивилизации Период Определяющий признак горноэксплуатационной технологии Основные горные орудия труда (нововведения)

1 2 3 4 5

Каменные горные орудия труда Неолитическая 2 млн. лет до н.э. -35-40 тыс. лет до н.э. 35-40 тыс. лет назад - 6 тыс. лет до н.э. Собирательство каменного материала с поверхности Неглубокие выемки для добычи высококачественного камня. Древние карьеры Каменные молоты, кайла, кирки, роговые кайла

Металлический горный инструмент Горнометаллургическая (этап бронзы) 6 тыс. лет до н.э. -IX в. до н.э. Подземные выработки в теле полезного ископаемого для добычи руд. Огневые работы. Механический вруб Бронзовые кайла, кирки, клинья, молоты. Колесные механизмы

Горный механизм Горнометаллургическая (этап железа) VIII в. до н.э. -V в. н.э. Разветвленные сети подземных выработок для добычи руд. Искусственное проветривание. Колодезная добыча нефти Железные кайла, клинья, молоты, механические приспособления для шахтного подъема и водоотлива

Горные машины с простейшим приводом Энергетическая (этап гидросиловых установок VI - VIII вв. -XVIII в. Упорядоченные в пространстве и во времени отработки, шахтные выработки для добычи руд и соли. Прообраз шахтных систем разработки руд. Порохостроительные работы Примитивные горные механизмы для обогащения, шахтного подъема, водоотлива. Горные машины с приводом от водяного колеса, конной тяги. Рельсовые вагонетки. Взрывобезопасный светильник, система вентиляции

Горные машины с паровым двигателем Энергетическая (этап паровых двигателей) XVIII в. -конец XIX в. Системы шахтной разработки угля, механизированное бурение скважин, аналитически рассчитанные системы шахтной разработки, многоуступная открытая разработка. Взрывные работы. Гидромеханизация Выемочные горные машины, одноковшовые и многоковшовые экскаваторы, буровые станки, врубовые машины, транспортные машины с паровым и электрическим приводами. Конвейеры

1 2 3 4 5

Комбинированные горные машины с одиночным приводом Энергетическая (этап электродвигателей и двигателей внутреннего сгорания) Начало -середина XX в. Системы комлексно-механизированных открытой и шахтной разработок полезных ископаемых, системы скважинной добычи. Управление горным давлением. Шахтная гидродобыча угля Высокопроизводительные экскаваторы, горные комбайны, буровые установки глубокого бурения. Турбобур, электробур. Подземные самоходные машины

Системы горных машин с автоматизированным приводом Информационно-технологическая С 50-х годов XX в. Морская горная технология, микробиологическая горная технология, переход от комплексной механизации к автоматизации технологических процессов добычи и комплексному освоению недр Автоматизированные комплексы горных машин, буровые установки сверхглубокого бурения, морское горнодобычное оборудование. Циклично-поточное и поточное производство

Исключение составляет фундаментальный коллективный труд «Горные науки. Освоение и сохранение недр земли» (1997 г.), вышедший под редакцией академика К.Н.Трубецкого. Эта книга посвящена анализу современного состояния горных наук, пониманию выхода горных наук на совершенно иной, качественно высокий уровень. Ее авторы - ведущие ученые нашей страны, выражая принципиальные научные взгляды, нашли согласованные позиции по переосмыслению предмета, содержания и целей горных наук на современном этапе.

И хотя данный труд не является в целом историческим, но интересно его построение. Не отдавая просто дань истории, а понимая ее важность и актуальность, каждый раздел книги содержит историческую главу. Так, например, раздел «Горное недроведение» имеет главы «Становлениие и развитие геомеханики», «Эволюция практики и научных знаний в области разрушения горных пород». Горная теплотехника содержит главу «Основные положения и история развития». Раздел «Горная системология» имеет главу «История становления и развития отечественной горноэкономической науки» и т.д.

Исторический, эволюционный подход к рассмотрению горных наук подчеркнут и в той оценке, которую дал вице-президент РАН академик Н.П.Лаверов упомянутому труду: «Данная книга представляет собой необычный научный труд. Его необычность в том, что он полностью посвящен описанию и анализу значительных для весьма широкого круга ученых и специалистов, прежде всего горняков, явлений, как эволюция горных наук и решительный выход наук на принципиально новые позиции в понимании предмета, содержания и в целом их идеологии и методологии». И далее: «Создание этой значительной глубокой по содержанию книги является свидетельством принятия новой идеологии и методологии горных наук» [8, с. 5].

Таким образом, в настоящее время исторический, эволюционный подход к анализу горных наук, в состав которых входит обогащение полезных ископаемых, признан всеми ведущими отечественными учеными, работающими в данной области. Современная классификация горных наук приведена ниже в табл. 2 [8, с.48].

Всего в горные науки входят четыре группы, одна из которых - обогащение полезных ископаемых. Поэтому исследование истории развития обогащения полезных ископаемых в системе горных наук в России даст общий социальный фон проведения реформ в горном деле, покажет их роль и значение. Актуальность проведения подобного исследования на современном историко-научном уровне вполне созрела, она продиктована самим развитием горных наук. 8

Таблица 2

Классификация горных наук

Группа горных наук Горная наука

Горное недроведение Горно-промышленная геология Геометрия и квалиметрия недр Геомеханика Разрушение горных пород Рудничная аэрогазодинамика Горная теплофизика

Горная системология Теория проектирования освоения недр Экономика освоения георесурсов Горная экология Горная информатика

Геотехнология Физико-техническая геотехнология Физико-химическая геотехнология Строительная геотехнология Геотехника

Обогащение полезных ископаемых Технологическая минералогия Дезинтеграция и подготовка минерального сырья к обогащению Физические и химические процессы разделения, концентрации и переработки минералов Физические и химические процессы извлечения полезных компонентов из природных и техногенных вод

Основная идея и цели работы

Основная идея данного исследования заключается в том, чтобы дать комплексный исторический анализ развития обогащения полезных ископаемых в системе горных наук в России, показать своеобразный характер пройденного пути.

Основные цели работы сводятся к тому, чтобы на основе изучения обширного круга архивных источников и научной литературы провести реконструкцию зарождения и становления обогащения полезных ископаемых в системе горных наук; показать пути научно-технического прогресса в горном деле и обогащении полезных ископаемых на фоне происходящих в России реформ горного дела; выявить вклад отечественных ученых и деятелей в этом процессе.

Задачи исследования и методы их решения. Периодизация

Для решения поставленных целей в исследовании решены следующие задачи:

1. Изучены обширные исторические материалы по теме и на их основе разработана периодизация исследования, включающая следующие основные этапы:

- I этап (С древнейших времен до XVIII в.) Зарождение обогащения полезных ископаемых в недрах горного дела;

- II этап (XVIII в.) Реформы горного дела в XVIII в. и их влияние на развитие горного дела и обогащения полезных ископаемых в России. Создание отечественного образования как фактор дальнейшего успешного развития горной промышленности в XVIII в.;

- III этап (XIX в.) Влияние новых реформ в горном деле в XIX в. на развитие горной и обогатительной науки и техники;

- IV этап (XX в. - начало XXI в.) Научно-технический прогресс в области обогащения полезных ископаемых в России в XX в. Новые условия и задачи.

Основные этапы развития обогащения полезных ископаемых и общая оценка каждого из них даны в таблице 3.

2. На основе источниковедческого анализа, включающего большое количество архивных материалов, литературных памятников по горному делу, периодических изданий горного профиля, научно-технической и исторической литературы и разработанной периодизации выявлены основные черты развития научно-технических основ обогащения полезных ископаемых в разные исторические периоды.

3. Выделены основные реформы в горном деле, проводившиеся в России, начиная с XVIII в. и проанализированы их последствия на развитие всего горного дела, включая и обогащение полезных ископаемых.

4. Прослежены взаимосвязи науки и техники в обогащении полезных ископаемых, изменение их характера в разные периоды истории, а также расширение и влияние естественно-научной базы на данную область.

5. Выявлен вклад отечественных ученых и государственных деятелей в становление и развитие обогащения полезных ископаемых.

При решении поставленных задач были применены историко-научные методы исследования.

В табл. 3 приведены основные этапы развития обогащения полезных ископаемых в системе горных наук в России.

Таблица 3

Основные этапы развития обогащения полезных ископаемых в системе горных наук в России.

Номер этапа, хронологические рамки и его название

Основное содержание этапа

Взаимодействие горной науки и техники на разных этапах.

Появление новых методов обогащения полезных ископаемых

Общее значение этапа 1

I этап с древнейших времен до

XVIII в.

Зарождение обогащения полезных ископаемых в недрах горного дела.

Истоки обогащения полезных ископаемых в недрах горного дела.

Сложение приказной системы на

Руси.

Состояние горнорудного промысла в Российском государстве. Открытия горнорудных месторождений. Техника переработки РУД

Техника развивается в отсутствии науки.

Появление простейших методов гравитационного обогащения (промывка, ручная отсадка).

Появление примитивных механизмов с простейшим приводом для обогащения полезных ископаемых относится к VI-XVIII вв. Разделение производилось в водной среде (гравитационное обогащение). В XVIII в. для техники обогащения руд характерным было применение водяного колеса с целью интенсификации процессов промывки и отсадки. В горном деле оно обеспечило широкое применение водоподъёмных, грузоподъёмных и вентиляционных машин. Широкое распространение в обогащении получили толчеи. Наряду с ручными мельницами появились мельницы, приводимые в движение гидравлическими колесами. Новым в технике гравитационного обогащения явилось появление метода, основанного на использовании действия восходящей струи воды для разделения минералов по удельным весам. Получает распространение амальгамация. Созданы комбинированные машины, выполняющие дробление, измельчение, промывку, амальгамирование руды. Приказная система подвела итог на пути создания централизованного управления страной. В 1700 г. появился "Приказ рудокопных дел". В XVII в. велась целенаправленная разведка серебряных и оловянных руд, железорудных месторождений, серебросвинцовых и золотых руд; была заложена основа поиска рудных месторождений как элемент развития производительных сил и техники общественного производства. На территории России горный

1 2 3 4 промысел, включающий добычу и переработку руд цветных металлов и железа существовал в XV-XVII вв.

II этап Влияние Техника Реформы Петра I в горном деле оказали первая "Приказа развивается в решающее влияние на формирование половина рудокопных отсутствии централизованного руководства в этой

XVIII в. дел" (1700 г.) науки. области, создали горную

Реформы на развитие Совершенство- администрацию. горного дела всего вание и широкое Горный устав В.И.Татищева (1734-1735 в XVIII в. и горного дела. распространение гг.) заложил основу законодательных их влияние Причины и методов основ горного права. на развитие следствия. промывки и В начале XVIII в. появились первые горного дела Реформы ручной отсадки горные чертежи, что было связано с и Петра I. организацией Приказа рудокопных дел обогащения Берг- и началом правительственного контроля полезных коллегия над горными работами. ископаемых (1719 г.), в России. Берг- привилегия

1719 г.),

Берг- регламент

1739 г.),

Горный устав (1734-

1735 гг.)

В.Н.

Татищева.

II этап Обогащение Зарождение Анализ трудов В.И.Геннина, М.В.Ломовторая полезных горной науки, носова, И.А.Шлаттера, Ф.К.Канкрина, половина ископаемых характерными И.Ф.Германа показал их неравнознач

XVIII в. в первых функциями ность, раскрыл процесс зарождения

Отечественн отечественн которой горной науки, начавшуюся дифференое горное ых трудах по являются циацию последней. В 1773 г. открыто образование горному описательная и первое высшее учебное заведение как фактор делу. систематиза- Горный институт, повлиявшее на развидальнейшего Учереждение торская. тие горной науки и техники в целом. успешного Горного Становление Появилось толчейно-промывальные развития института машинной фабрики. Руда промывалась в наклонгорной (1773 г.). техники отсадки ных желобах. С 1760 г. стали применять промышлен Техника и промывки. золотопромывальные машины на ности в переработки Уктусском и Березовском заводах,

XVIII в. РУД- изобретённые К,Д.Фроловым. Им же были созданы первые комплексы рудничного обогащения не имевшие равных как в России, так и за её пределами. Усилилось разведывание и использование каменного угля. Была опубликована книга Н.А.Львова "О пользе и употреблении русского земляного угля" (1799 г.).

III этап XIX в. Новые реформы в горном деле и их влияние на развитие горной и обогатительной науки и техники.

Горное положение А.Ф.Дерябин а 1806 г. Горные науки в трудах А.И.Узатиса, И.А.Тиме, Г.Я.Дорошенко. "Горный журнал" и его значение для истории горной науки и техники.

Наука догоняет технику в своем развитии и выполняет объяснительную функцию.

Распространение машинной техники отсадки и промывки.

Возникновение масляной и пленочной флотации.

Появившиеся новые обобщающие труды по горной науке демонстрируют существенный прогресс, достигнутый в горном деле, свидетельствует о переходе её на более высокий уровень, становлению русской терминологии в горном деле. В 1871 г. Г.Я.Дорошенко защитил первую в России диссертацию по обогащению полезных ископаемых на тему "Механическое обогащение каменного угля".

Горный журнал" (издается с 1825 г.) -один из первых технических журналов в мире играет выдающуюся роль для истории горной науки и техники. Выделено 9 направлений, охватывающих вопросы, относящиеся к истории обогащения полезных ископаемых.

Для техники обогащения полезных ископаемых этого периода характерным является внедрение в производство способа Л.И. Брусницына извлечение золота из россыпей, а также многочисленных золотопромывальных машин, в том числе работающих от парового двигателя (машина А.П.Аносова). С 30-х годов XIX в. в технику обогащения золотосодержащих песков внедрена амальгамация как непосредственно в процесс промывки, так и после неё; разработаны "амальгамирные станки". К 1847 г. Россия заняла первое место по добыче и переработке золота, обеспечивая до 40,3% мирового производства. Значительное распространение в технике обогащения с середины XIX в. стали иметь отсадочные машины.

IV этап XX B.-XXI в. Научно-технический прогресс в области обогащения полезных ископаемых. Новые условия и задачи.

Особенности развития горных наук в России -процесс дифференциации горных наук на базе их интеграции происходит одновременно с

Наука опережает технику в своем развитии, ставя и решая такие задачи, которые после их теоретической разработки находят выход в производство. Наука выполняет

Становление самостоятельной дисциплины "Обогащения полезных ископаемых" произошло в первой четверти XX в. С 1915 г. Г.О.Чечотт читал этот курс как часть курса "Горное искусство". Под его руководством в 1916 г. была организована первая обогатительная лаборатория; в 19181919 гг. - создана испытательная станция с полупромышленными аппаратами и производственное бюро по проектам обогатительных фабрик;

1 2 3 4 синтезом прогности- зарождалась первая научная школа. На горных наук ческую основе этой базы в 1920 г. создан в единую функцию. МЕХАНОБР, директором которого в систему Возникновение 1920-22 гг. был Г.О.Чечотт. знаний. и широкое Огромный вклад в развитие научно

Вопросы распространение технических основ обогащения экологии и пенной полезных ископаемых внес чл.-корр. АН комплекс- флотации. СССР И.Н.Плаксин и его школа. ности Зарождение и Основными современными переработки развитие направлениями исследований являются: минераль- магнитных и 1 - создание программно-аппаратного ного сырья электрических комплекса для минералогической становятся методов оценки месторождений и технологий важнейшими. обогащения комплексной переработки сырья; 2

Становление полезных разработка общей теории интергранусамостоя- ископаемых. лярного разрушения горных пород, тельной Появление механических и энергетических методов дисциплины комбинирован- интенсификации разупрочнения

Обогащения ных методов. минеральных комплексов и создание полезных новых технологий радиометрического ископае- обогащения труднообогатимых руд; 3 мых". Роль создание новых высокоэффективных,

Г.О.Чечотта. экологически безопасных процессов комплексной переработки и вскрытия труднообогатимых руд и техногенных месторождений на основе комбинирования современных методов обогащения, пиро- и гидрометаллургии с использованием дополнительных энергетических воздействий.

Заключение Диссертация по теме "Обогащение полезных ископаемых", Гуриков, Владимир Владимирович

выводы

1. Впервые в отечественной истории науки и техники проведено всестороннее исследование развития обогащения полезных ископаемых в системе горных наук в России с древнейших времен до современности. В научный оборот введено большое количество новых фактов, позволивших впервые связать воедино имевшиеся сведения по предмету исследования.

2. В проведенном исследовании обосновано место обогащения полезных ископаемых в исторически складывающейся системе знаний в области горных наук. Проанализирован процесс дифференциации горных наук, приведший на рубеже XIX - XX в.в. к выделению обогащения полезных ископаемых в самостоятельную дисциплину. Показана роль Г.О.Чечотта в этом процессе, создавшего первую кафедру обогащения полезных ископаемых и научную школу в этой области, а также возглавивший первый научный институт по обогащению полезных ископаемых «МЕХАНОБР».

3. Разработана научно-обоснованная периодизация исследования, позволившая на основе анализа социально-экономических, историко-научных и историко-технических факторов выделить основные направления развития и показать своеобразие пути, пройденного Россией при достижении определенных этапов научно-технического прогресса в горном деле. Периодизация включает следующие направления: зарождение обогащения полезных ископаемых в недрах горного дела (I этап. С древнейших времен до XVIII в.); реформы горного дела в XVIII в. и их влияние на развитие горного дела и обогащения полезных ископаемых в России (И этап. Первая половина XVIII в.); создание отечественного горного образования как фактор дальнейшего успешного развития горной промышленности в XVIII в. (II этап. Вторая половина XVIII в.); влияние новых реформ в горном деле в XIX в. на развитие горной и обогатительной науки и техники (III этап. XIX в.); научно-технический прогресс в области обогащения полезных ископаемых в России в XX в. Новые условия и задачи (IV этап. XX в. - начало XXI в.)

4. Детально проанализированы реформы, проведенные в горном деле в XVIII и XIX в.в. и повлиявшие на весь ход его развития. К ним относятся: Реформы Петра I, включающие «Приказ рудокопных дел» 1700г., создание Берт-коллегии и Берт-привилегии, приведшие к централизации горнозаводским производством; Горный устав (1734-1735г.г.) В.Н.Татищева как законодательная база создания горного права; Горное положение 1806г. А.Ф.Дерябина, способствовавшее формированию класса промышленных рабочих.

5. Дана оценка первых работ на русском языке по горному делу. К ним относятся: рукопись В.И.Геннина «Абрисы» (1734г.); труд М.В.Ломоносова «Первые основания металлургии, или рудных дел» (1763г.); первая печатная работа И.А.Шлаттера «Обстоятельное наставление рудному делу» (1760г.); многотомный труд Ф.Л.Канкрина «Первые основания искусства горных и соляных производств» (1785-1791г.г.); трехтомное издание И.Ф.Германа «Сочинение о сибирских рудниках и заводах» (1797-1807г.г.). Выявлены терминологические особенности по указанным трудам, дан сопоставительный анализ определений «Горная наука», «обогатительная наука» по работам М.В.Ломоносова, Ф.Л.Канкрина, Н.А.Шлаттера. Установлено, что процесс дифференциации горной науки начался с 60-х годов XVIII в. Воссозданы творческие биографии ученых создавших названые труды.

6. На основе рассмотрения деятельности Горного института, учрежденного в 1773г. и его роли в развитии горного дела в России обоснована необходимость создания отечественного горного образования как фактора дальнейшего успешного развития Горной промышленности в XVIII в.

7. Определено значение основных работ в горном деле, относящих к XIX в. К ним относятся труды: А.И.Узатиса «Курс горного искусства» (1843г.), сделавшего эпоху в горном деле; Г.И.Спасского «Горный словарь» в трех частях (1841г.), способствовавшего созданию русской терминологии во всем горном деле; Г.Я.Дорошенко «Горное искусство» в 2-х томах (1880г.) служившего энциклопедией того времени, когда был издан. Воссозданы не только биографии ученых, но показаны пути, которыми они шли к созданию своих произведений, приведены оценки современников этих работ.

8. Показана выдающаяся роль «Горного журнала» как ценнейшего источника сведений по истории горной науки и техники - одного из первых технических журналов в мире. Определен вклад этого журнала в развитие научно-технических основ обогащения полезных ископаемых. Всего за 100-летний период этого издания (с 1825г. по 1925г.) охвачено 9 направлений, содержащихся в этих статьях, относящихся к обогащению полезных ископаемых.

9. Развитие научно-технических основ обогащения полезных ископаемых рассмотрено на протяжении многих столетии — с древнейших времен до современности, определены изменяющиеся функции науки по отношению к технике, начиная от объяснительной и систематизаторской (до середины XX в.), кончая объяснительной и простностической (вторая половина XX в. - XXI в.).

10. Выявлен и показан вклад многих отечественных ученых в становление и развитие науки и техники в области обогащения полезных ископаемых, начиная от

М.В.Ломоносова, И.А.Шлаттера, Ф.Л.Канкрина (XVIII в.); Г.О.Чечотта, А.И.Узатиса, Г.Я.Дорошенко (XIX в.); И.Н.Плаксина и многочисленных представителей его научной школы (XX в.-XXI в.).

11. В ходе проведенного исследования были установлены и обоснованы следующие приоритеты: 1. Опровергнуто часто встречающееся утверждение о том, что М.В.Ломоносов учился во Фрейбергской Горной академии. Последняя была основана лишь через 25 лет после отъезда ученого из Германии в 1765г. М.ВЛомоносов действительно учился во Фрайберге, но в лаборатории И.Ф.Генкеля, которая в качестве составной части в дальнейшем вошла во Фрейбергскую Горную академию; 2. Впервые мокрое толчение было применено в г.Яхимове Паулем Громменететтором в 1519г., а в 1521г. здесь была построена первая толченная фабрика; В 1519г. им же изобретена отсадка на решетках. Сведения почерпнуты из манускрипта 1556г., хранящегося в библиотеке Министерства Финансов в Вене; 3. Первая в России диссертация по обогащению полезных ископаемых была защищена выпускником Горного института Г.Я.Дорошенко в 1871. на тему "Механическое обогащение каменного угля.".