Захватывающие дух истории о необычайном фарте старателей и «золотых лихорадках» создали устойчивое заблуждение, что в добыче золота главное — вовремя оказаться в правильном месте. На самом деле битва за золото, которого вечно мало и вечно нужно больше — это всегда тест на наблюдательность, упорство и изобретательность. рассказывает, откуда и как получают желтый металл.
Наряду с железом и медью, золото претендует на звание первого металла, который человек научился добывать и обрабатывать. При этом среднее содержание (кларк) железа в земной коре около 50 килограммов на тонну, меди — около 80 граммов на тонну, а золота — всего 0,005 грамма на тонну. Если бы золото было распределено в земной коре равномерно, то для того, чтобы набрать на небольшое колечко, необходимо было бы раздробить и перебрать по зернышку примерно три железнодорожных вагона горной породы. К счастью, золото распределено неравномерно. И в определенных аномальных зонах — месторождениях — его содержание может достигать сотен граммов в тонне. Так, знаменитая россыпь Эльдорадо в Клондайке позволяла опытным старателям получить с одного лотка (5–6 литров или 14–17 килограммов песков) около килограмма золота. Но таких объектов в мире единицы, и именно они-то и породили золотые лихорадки. В большинстве же россыпей с лотка можно получить граммы, в лучшем случае — десятки граммов золота. При таких низких содержаниях золото должно было обладать какими-то поистине удивительными свойствами, чтобы уже на заре цивилизации человек мог его находить, добывать и обрабатывать. Сегодняшние же технологии вообще позволяют получать золото из бедных (геологи говорят — убогих) руд, где его содержание не превышает 1–2 грамма в тонне горной породы, а сам металл рассеян на атомарном уровне и не всегда виден даже в электронный микроскоп.
Вода, ветер и золотое руно
Благодаря высокой плотности золото плохо переносится водой и ветром. Поэтому при разрушении горных пород, содержащих даже мельчайшие вкрапления золота, оно остается на месте, а более легкие минералы вымываются водой или выдуваются ветрами. Постепенно содержание золота в продуктах разрушения все увеличивается и может достигать десятков и сотен грамм на тонну. Так формируются россыпи — богатые золотом пески. Они-то и стали первой освоенной человеком формой месторождений золота.
Уже в бронзовом веке люди научились добывать золото и из руды. Тогда это было видимое самородное золото, и брали его чаще всего из кварцевых жил, блоки которых выламывали примитивными инструментами — или, там где это было возможно, разогревали, разложив на скалах костер, а затем резко охлаждали, поливая холодной водой. Другими доступными для древних людей месторождениями были так называемые «железные шляпы» — характерные ржавого цвета навершия над сероватыми скалами, верхние части сульфидных месторождений (меди, свинца, цинка и других металлов). В уральских сказах Павла Бажова есть такой эпизод: «Хозяйка, мол, Медной горы заказывала тебе, душному козлу, чтобы ты с Красногорского рудника убирался. Ежели еще будешь эту мою железную шапку ломать, так я тебе всю медь в Гумешках туда спущу, что никак ее не добыть».Механизм накопления золота в железных шляпах принципиально тот же, что и в россыпях: скалы разрушаются под воздействием воды, ветра и перепадов температур и превращаются в песок и глину. Часть их разносится ветром, в оставшейся же части остается и золото, причем не «отягощенное» другими минералами.И хотя в россыпи или железной шляпе золота уже в сотни тысяч раз больше, чем в среднем по земной коре, все равно его очень мало. А это значит, что для получения вожделенного металла золотоносные пески, накопившиеся по дну и берегам рек, или глины из железных шляп, или раздробленные кварцевые жилы надо освободить от всего лишнего. Такой процесс называется обогащением.
Хочется побогаче
Самым простым вариантом, пригодным в любой, даже засушливой местности, было провеивание. Естественный (из россыпей или зон окисления) или искусственный (дробленая руда) золотой песок подкидывали вверх и вперед, при этом стараясь бросать песок по направлению ветра. Более легкий материал отлетал в сторону, а тяжелое золото падало к ногам обогатителя. Всем хорош этот способ, кроме того, что он работает только в том случае, если частицы золота крупные, полмиллиметра и более в диаметре. Чуть более сложным, но более эффективным методом была промывка. На пути золотоносного потока придумывали разного рода ловушки, помогающие задержаться тяжелым частицам золота. Все ведь помнят историю о золотом руне? Овечью шкуру натягивали на доски и выкладывали на пути золотоносных рек или искусственно организованного потока, по которому направляли материал россыпи или дробленую руду. Этот метод добычи описан греческим географом Страбоном и римским историком Апиканом. Индивидуальными (часто нелегальными) старателями метод применяется до сих пор. Иногда промывку использовали почти в промышленных масштабах. Рудный прииск Лас-Медулас, расположенный на территории современной Испании, в 1997 году был внесен в список Всемирного наследия ЮНЕСКО как объект древней индустриальной культуры. Для античных времен Лас-Медулас представлял собой целый горно-обогатительный комбинат: в скалах вырублены каналы длиной по несколько километров для перенаправления воды из окрестных рек на золотоносные пески. Далее вода попадала в специальные дренажные канавы. Иногда канавы перекрывали особыми ловушками из хвороста. Мощью воды песок и глина уносились прочь, а золотины застревали между густо сплетенными ветками. После сжигания веток из золы выгребали золотые слитки.
Древние люди знали и более изощренные способы добычи и обогащения золота, многие из которых были впоследствии утеряны и переоткрыты заново уже в Новое время. Так, есть основания считать, что метод очистки золотых концентратов путем смешения их со ртутью (амальгамация) был известен уже более 2000 лет назад. Амальгамация применялась вплоть до середины ХХ века, что привело к загрязнению ртутью долин золотоносных рек. Ныне этот метод используется при лабораторных исследованиях руд.Древние египтяне, кроме того, умели заставлять самый тяжелый из известных им металлов всплывать на поверхность сосуда с водой, вместе с жирной пленкой от добавленного в воду масла (примитивная масляная флотация). Но все же в древнем мире наиболее распространенными методами извлечения золота были разновидности гравитационного обогащения, благо легко обогатимого золота тогда было еще достаточно. Согласно данным, приведенным в монографии Н. В. Петровской «Самородное золото», за первые 5–6 тысяч лет истории человечества было добыто около 31 тысячи тонн золота.
Золото из подручных материалов
К началу раннего Средневековья доступные источники золота на территории Европы были практически исчерпаны. В эту пору золота вечно не хватало, и монархи щедро финансировали тех, кто обещал им превратить в него другие, более доступные и более дешевые вещества, — алхимиков. Первым кандидатом на роль сырья для производства золота был второй по тяжести из известных людям металлов, свинец. Полезными для алхимических превращений качествами свинца были его ковкость и легкоплавкость. Обладающую похожими характеристиками медь использовали реже. Человечеству уже был хорошо известен золотистый сплав меди с цинком — латунь, и это превращение отнюдь не считалось чудом. Поэтому алхимики настойчиво стремились превратить в золото именно серый металл.Другим кандидатом была жидкая ртуть. Знаменитый арабский алхимик VIII–IX веков Джабир полагал, что все известные на тот момент семь металлов — золото, серебро, медь, свинец, ртуть, железо, олово — образуются из смеси ртути и серы, которая должна вызреть в недрах земли. Но наиболее совершенный металл, золото, зреет дольше всего, и чтобы получать золото в лаборатории, необходимо ускорить созревание вышеназванной смеси, найдя для этого дополнительное особое вещество. Сейчас мы бы назвали это вещество катализатором, алхимики же называли его эликсиром или философским камнем. Как мы знаем, секрет превращения в золото свинца, равно как и ртути, найден не был. Зато алхимики нашли кое-что не менее важное: они открыли минеральные кислоты — вещества, способные растворять другие вещества. В своей «Краткой истории химии» Айзек Азимов говорит, что «минеральные кислоты дали человечеству больше, чем могло бы дать золото, если бы его научились добывать трансмутацией». К достижениям алхимии принадлежит и приготовление Aqua Regis, состава, который, как установил католический святой Джованни Фиданца (более известный под именем Бонавентура), растворял золото. Состав этот — не что иное, как царская водка, смесь соляной и азотной кислот. Царсководочное разложение — важный этап в подготовке золотоносных руд к химическому анализу. А во Вторую мировую войну эта едкая смесь надежно спрятала, и тем сохранила, нобелевские медали немецких физиков Макса фон Лауэ и Джеймса Франка: венгерский химик Дьёрдь де Хевеши растворил в ней «незаконные» при фашистах медали, а после окончания войны выделил из раствора золото, и шведская Королевская академия наук снова сделала из него награды.
Дендритовидная частица золота среди других минералов, месторождение Майское, Чукотка
Надежда Гусева