Історія гірничої техніки

Зміст

  Введення

Науково-технічний прогрес у збагаченні корисних копалин

І.М. Плаксін - видатний вчений в області збагачення корисних копалин

Висновок

Список літератури

 

Введення

 

У даній роботі розглядається науково-технічний прогресу в збагаченні корисних копалин з точки зору літературних праць XV-початку XX ст., А також вивчається внесок І.М. Плаксіна у розвиток даної науки.

Збагачення руд як самостійна галузь гірничо-металургійного виробництва здійснюється методами механічної обробки, не пов'язаної з хімічними перетвореннями мінералів. Хімічний склад мінералів при цьому залишається незмінним; змінюються лише кількісні співвідношення між вмістом цінних мінералів і порожньої породи у вихідній сировині і продуктах збагачення.

Принципово до збагачувальних процесів можна віднести також процеси первинної металургійної переробки рудної сировини, спрямованої на виділення з неї цінного компонента в самостійний продукт методами хімічних впливів.

Численні способи механічного збагачення засновані на використанні відмінності у фізичних властивостях мінералів: щільності, крупності, форми, кольору і блиску, змочуваності, магнітної сприйнятливості та ін

 

 

Науково-технічний прогрес у збагаченні корисних копалин

 

Перші друковані джерела з гірничої справи, в які за традицією протягом ХVI-ХIХ ст. включалося і збагачення корисних копалин, з'явилися в епоху Відродження і пов'язані з іменами Ванноччо Бірннгуччо, Себастіана Мюнстера і Георгія Агріколи.

Створення праць цих вчених саме в середині ХVI ст. не було випадковим. Щоб пояснити закономірний характер їх появи, необхідно хоча б у загальних рисах окреслити стан науки, техніки, виробництва і розглянути завдання, які стояли перед вченими в цей період часу.

Розвиток техніки першої половини ХVI ст. характеризується початком поширення мануфактур в Західній Європі. Цей процес торкнувся і гірничої справи. Цехова організація ремесла, що зіграла позитивну роль в період розвиненого феодалізму, стала гальмувати подальший розвиток гірничої справи. Тому стали з'являтися мануфактурні підприємства, які з'явилися одній з початкових форм капіталістичного виробництва.

Характерною рисою розвитку техніки у розглянутий період стало широке застосування таких великих винаходів як порох, папір, книгодрукування, компас і т.д. Відкриття пороху поклало початок вогнепальної артилерії, яка викликала справжню революцію у військовій справі і пред'явила особливі вимоги до гірничо-металургійної промисловості, в тому числі і до збагачення корисних копалин. Величезну роль у розвитку науки, техніки і культури в цілому відіграло книгодрукування.

На розвиток гірської промисловості Західної Європи зробили вплив і географічні відкриття. Наприклад, введення в експлуатацію багатих родовищ золота і срібла в Америці призвело до деякого занепаду гірничої справи в Західній Європі, де розробка родовищ здійснювалася на більш глибоких горизонтах, що значно ускладнювало і здорожувало ведення робіт.

У зв'язку із загальним зростанням споживання металів виключне розвиток отримало збагачення руд. У мануфактурний період стали широко застосовуватися основні, відомі ще з давніх часів, операції збагачення: випалення, дроблення, ручне сортування, просівання, подрібнення, промивка і амальгамування. Отримало розвиток в якості основного методу гравітаційне збагачення.

До одного з діячів епохи Відродження, чиї праці були присвячені гірничої справи та металургії, відноситься Ванноччо Бірінгуччо (1480-1539) - італійський вчений і інженер. Протягом довгого часу він вивчав гірничозаводське справу в Італії, Чехії, Німеччини та Австрії. У 1540 р. вшили його книга "Піротехнія", яка була свого роду технічним енциклопедією того часу. Повідомляються автором відомості грунтувалися на його власних спостереженнях.

"Піротехнія" складається з десяти книг (глав). Найбільший інтерес для збагачення корисних копалин представляють перші три книги. У них автор розглядає питання, пов'язані з властивостями золота, срібла, свинцю, дає опис різних корисних копалин, стосується випробування руд та їх обробки.

Слідом за книгою Ванноччо Бірінгуччо в 1544 р. з'явився грунтовну працю "Космографія" німецького вченого Себастіана Мюнстера (1489-1552).

"Космографія" містить опис відомих у ХVI ст. країн. Ця праця протягом ста років витримав більше 45 видань німецькою, латинською, французькою, італійською, англійською та чеських мовами. Серед інших відомостей автор наводить багато даних з гірничої справи, в тому числі і зі збагачення корисних копалин.

Інтерес Мюнстера до питань гірничої справи і збагачення корисних копалин, правда, що займає в "космографії" порівняно незначне місце, не випадковий. Кінець ХV і перша половина XVI ст. - Це період зростання гірничої промисловості, що є однією з передових галузей промисловості Німеччини.

Не будучи сам фахівцем у галузі гірничої справи, Мюнстер спирався в основному на праці античних авторів і своїх сучасників, в тому числі на ранні твори Агріколи, пов'язані з 1530-1546 рр..

Однак крім праць Агріколи, Мюнстер використовував матеріали, навіть невідомі Агрікола, яка представляє інтерес як найбільш ранні відомості з гірничої справи і збагаченню.

Матеріали монографії Мюнстера знайомлять читача з наступними збагачувальними процесами: дробленням - ручним і за допомогою Пестов, що приводяться в рух від наливного колеса; ручної рудоразборкой; мокрим збагаченням (гравітаційним), здійснюваним промиванням руди в кориті і в поточній по похилій площині воді.

Значення роботи Мюнстера "Космографія" для розробки питань, пов'язаних із збагаченням корисних копалин, полягає в тому, що вона була однією з перших публікацій, в якій були висвітлені накопичилися до середини XVI ст. фактичні дані щодо розвитку цієї галузі.

Особливе місце серед літературних пам'яток з гірничої справи і збагачення корисних копалин займає фундаментальну працю "De re metaiiica, libre XII" ("Про гірництво і металургію в 12 книгах"), виданий у 1556. Автор його - німецький вчений Георг (Георгій) Агрікола (1494-1555).

Г. Агрікола народився в Саксонії в м. Глаухау, отримав освіту в університетах Лейпцига і Болоньї. Працював лікарем в м. Хемніце (Саксонія), але зацікавившись мінералогією переїхав до м. Яхимов (Чехія) - найбільший центр гірничорудної промисловості. Заняття гірським справою в країні, що була протягом багатьох століть центром гірничорудної промисловості Європи, дали багатий матеріал для його праць.

Перша робота Агріколи в області гірничої справи була надрукована в 1530 р. в Базелі і називалася "Берманіус чи діалог про металургії". У 1546 р. вийшла ціла серія його робіт; "Про походження і причини того, що знаходиться під землею", "Про природу того, що випливає з землі", "Про природу копалин" та "Про давніх і нових металах". Основний свою працю "Про гірництво і металургію в 12 книгах" Агрікола закінчив у 1550 р. (опублікований посмертно в 1556 г). Робота над цією книгою тривала близько 20 років.

Твір це носить енциклопедичний характер. Відмінною рисою епохи як раз і було створення подібних праць стосовно до різних галузей науки і техніки. Гірнича справа, збагачення корисних копалин, металургія того часу, коли працював Г. Агрікола, переживали період швидкого розвитку і настійно вимагали узагальнення накопиченого протягом багатьох століть досвіду, систематизації знань. Саме ці завдання вперше поставив і успішно дозволив Г. Агрікола, створивши таку енциклопедію гірничорудної справи, збагачення корисних копалин і металургії, якою користувалися протягом тривалого часу.

Праця Агріколи зіграв важливу, прогресивну роль не тільки як енциклопедія гірничо-металургійних знань, але і при боротьбі з супротивниками гірничої справи, яких було не мало в епоху Відродження. Незважаючи на те, що на початку ХVI ст. гірнича справа, збагачення корисних копалин і металургія знаходилися в Європі вже на досить високому рівні, погляди на необхідність їх розвитку, в значній мірі успадковані ще від феодалізму, містили зневажливе ставлення до металів, і, особливо, золоту. Представники таких поглядів доводили недоцільність і навіть шкідливість занять в цих областях. Агрікола само ревно відстоював думку, що гірське справу корисно і необхідно людству, тому що без застосування металів не обходиться жодна галузь людської діяльності.

Прогрес у гірничій справі, збагаченні корисних копалин і металургії викликав появу нових праць. До них відносяться твори: В.І. Геннін (1734 р), директори заводів Нижнього Гарца Шлютера (1738 р) і пізніше М.В. Лоюносова (1763 г) і І.А. Шлаттера (1760 р).

За період, що відокремлює енциклопедію Агріколи від книг І.А. Шлаттера і М.В. Ломоносова, у розвитку гірничої справи Росії відбулися серйозні зміни. Протягом ХVI-ХVII ст. було відкрито велику кількість мідних, срібних і залізних родовищ, розпочато їх систематична розробка. У другій половині ХVII ст. був створений металургійний центр в районі Тули, що забезпечував всю країну залізом. Накопичений вікової народний досвід узагальнювався і передавався в рукописних керівництві.

Для розширення видобутку і переробки корисних копалин для використання світового досвіду гірничої справи до Росії запрошувалися з інших країн відповідні фахівці. Особливо багато їх було запрошено за часів Петра Першого. У 1700 р. він заснував у Москві Наказ рудокопних справ, а в 1719 р. для керівництва всієї гірської промисловістю була організована Берг-колегія і проголошена Берг-привілей.

Очолював Берг-колегію великий вчений і державний діяч Я.В. Брюс (1670-1735). Його діяльність стимулювала прогрес у видобутку і переробці руд у країні. Під його керівництвом була створена прекрасна лабораторія для дослідження і випробування руд і металів.

Таким чином, в Росії створилися сприятливі умови для / розвитку гірничої справи та збагачення. У першій половині ХУШ ст. на території Росії широко велася розвідка корисних копалин. Були відкриті основні вугільні родовища в Донецькому, підмосковному і Кузнецькому басейнах, розпочато розробку залізних, мідних і інших руд на Уралі.

Все це сприяло швидкому вдосконалення прийомів і методів гірничої справи і збагачення корисних копалин в Росії. З працями Агріколи російські добре були знайомі. Однак їх не тільки вивчали, але й далі розвивали, вирішували ті питання, які Агріколой "були тільки поставлені, або зовсім не зачеплені.

Першим друкованою працею стала книга І.О. Шлаттера "Грунтовне повчання рудному справі", опублікована в 1760 р., представляє перший друкований підручник, безпосередньо присвячений гірничої справи і збагачення корисних копалин. Сама його поява, враховуючи що автор розглядав гірнича справа без металургії та геології, свідчило про початок диференціації гірничої науки.

У книзі зосереджений великий комплекс відомостей по гірничо-збагачувальної техніки, досягнутої до середини ХVIII ст. у всіх країнах світу. Шлаттер зібрав і систематизував велику кількість практичних даних, завдяки його твору російські гірські фахівці змогли познайомитися з зарубіжними новинками в обладнанні. Саме тут вперше російською мовою було наведено опис парової машини, що зіграла визначну роль у розвитку багатьох галузей техніки, в тому числі і гірничо-збагачувальної.

Незважаючи на певні переваги, книга Шлаттера не містила суттєвих узагальнень та аналізу нових теоретичних поглядів, а також досить глибоких оцінок описуваних виробничих процесів.

Зовсім особливе місце в історії всієї гірничої науки, в тому числі і збагачення корисних копалин займає праця великого російського вченого М.В. Ломоносова "Перші підстави металургії, або рудних справ" (1763 р).

М.В. Ломоносов дивився на збагачення руд не тільки з точки зору підвищення в них вмісту металів, але і з точки зору поліпшення якісних показників подальшої металургійної переробки, наприклад, зниження втрат при плавці в результаті видалення летких компонентів.

П'ята частина праці присвячена відділенню металів і мінералів з руд. У ній послідовно викладені способи дроблення, рудоразборкі, подрібнення, мокрого збагачення, переважно шлюзового, а також відмулювання в чанах. Виходячи з їх опису, можна скласти схему збагачення.

Багато цінних положення були викладені М.В. Ломоносовим і в інших його роботах, що відносяться до гірничої справи, геології і написаних ним у період I741-I763 рр.. Виключне значення для історії збагачення корисних копалин має друге додаток до "Першим підставах металургії" - трактат "Про шари земних". У висловлених тут судженнях Ломоносов не відриває одні явища природи від інших, а розглядає їх як єдине ціле, пов'язуючи освіта мінералів та гірських порід з геологічними процесами. Такий підхід вченого повністю відповідає сучасним поглядам на ці питання.

На рубежі ХVIII-XIX ст. був опублікований тритомна праця І.Ф. Германа "Твори про сибірських рудниках і заводах" (1797-1807 рр.).. Він містив опис і гірничотехнічні характеристики найбільш важливих районів видобутку і переробки золота, срібла, міді та інших металів, особливо в Сибіру.

Збагачення зводилося до наступних операцій: дроблення, подрібнення, промивка на ручних і машинних вашгердах. У роботі докладно розказано про будівництво і дії вашгердов, веденні промивки.

Протягом кількох десятиліть вітчизняна гірничо-технічна література не поповнилася скільки-небудь значними творами. Для пояснення причин такого явища, необхідно хоча б коротко охарактеризувати соціально-економічне становище, яке склалося в першій половині XIX ст. і оцінити його вплив на гірничо-металургійне виробництво.

Починаючи з другої чверті XIX ст., У промисловості Росії став все більше застосовуватися вільно-найману працю. Економічні потреби країни, будівництво залізниць, нарешті, потреби у військових матеріалах викликали нагальну необхідність в якісному удосконаленні добувної та переробної промисловості.

Сталися зміни і в технічній реконструкції гірничо-збагачувальних підприємств. Одним з основних досягнень стало впровадження в 30-і рр.. XIX ст. Юхимом Черепановим парових машин, побудованих вперше на Уралі на Нижньо-Тагільський, а потім на Киштимському заводах. Росія була багата талановитими винахідниками, які часто були простими самоучками. Однак застосування нових винаходів, і взагалі технічний прогрес не знаходили належного розвитку в умовах кріпосного господарства.