Полезные минералы редко слагают всю толщу рудного тела. Обычно они составляют в нем лишь незначительную часть и разбросаны настолько беспорядочно, что для их получения нужно переработать всю включающую породу — руду.
Сотни лет задача горняков заключалась только в том, чтобы любыми способами отделить возможно большую часть полезного минерала, получить концентрат — более богатую руду (отсюда и название «обогатительная фабрика» и специалисты, работающие на ней, — обогатители), а все остальное — хвосты, как и пустые породы, окружающие рудное тело, без каких бы то ни было угрызений совести выбросить, направить в отвал.
Сейчас любую добытую на поверхности или поднятую с больших глубин горную породу стараются использовать целиком. Очень часто хвосты могут оказаться хорошим сырьем для химической переработки либо строительным материалом.
Так, например, в любом районе добычи угля многие десятки лет росли терриконики — пирамиды из обломков глинистых сланцев, песчаников, угля и других горных пород. Среди этих обломков почти всегда много кристалликов золотисто-желтого минерала пирита — серного колчедана. Осенью после дождей пирит, представляющий собой соединение железа с большим количеством серы, загорался. От него начинали тлеть и обломки угля. Едкий дым непрерывно тянулся от отвалов; его считали неизбежным злом. Поругивались, что «шахты курятся», и только.
Не так давно были проведены опыты, и оказалось, что эти самые пирамиды могут служить отличным сырьем для изготовления лучших сортов огнеупорного кирпича, а сера и кусочки угля, содержащиеся в породе, загораются при обжиге, создают добавочное тепло и сокращают расход топлива.
А вот другой пример. В Африке находится одно из богатейших золотых месторождений земного шара — Ранд. Были годы, когда из древних окаменевших рифов Ранда добывалась почти половина всей мировой добычи этого драгоценного металла. Отвалы шахт тянутся на многие десятки километров, превращая окружающую местность в холмистую полупустыню. Правда, они не «курились», но это не делало их привлекательнее. Несколько лет назад появились предприимчивые иностранцы и тайком за бесценок скупили безжизненные участки искусственной пустыни. Оказалось, что эти отвалы чуть ли не самая богатая в мире урановая руда. Вот вам и «пустая порода»!
Для того чтобы выгодно плавить железную руду, в ней должно быть не менее тридцати пяти процентов железа; медную руду добывают при двух-трех процентах меди, а, если залежь большая, то и при меньшем содержании; для оловянной руды считается достаточным 0,3 процента; золото же представляется выгодным добывать уже при содержании нескольких граммов благородного металла на целую тонну руды. Ясно, что при этаких содержаниях нельзя обойтись без обогащения.
Обогащение начинается с того, что в забое и на поверхности стараются отбросить безрудную породу. Это можно сделать относительно легко только в том случае, когда руды немного и она хорошо отличается, например, по цвету или удельному весу. Рудоразработка неизбежна при добыче драгоценных или поделочных камней, но она невыгодна, если перерабатываются большие количества руды.
Отобранная руда разбивается на куски. Раньше это делали вручную, большими молотками или кувалдами. Теперь эту работу выполняет мощная дробилка. Стальная щека или конус прижимают камни к неподвижно укрепленной стенке и раздавливают их.
Раздробленные куски руды, чаще всего вместе с водой, направляют в мельницы — металлические барабаны, наполовину заполненные стальными или чугунными шарами, а иногда стержнями. Барабан вращается, перекатываются шары или стержни, измельчают кусочки руды. Шум и скрежет около мельниц несколько меньший, чем у дробилок, но и он для непривычного человека покажется страшным.
Руда превращается в тонкую крупку. Очень важно, чтобы размеры крупинок были примерно одинаковы и не больше самых маленьких зерен Полезного минерала. Только в этом случае можно рассчитывать на достаточно полное извлечение полезного ископаемого.
Горняки-обогатители стараются использовать особые свойства каждого минерала. Одни минералы можно отделять благодаря разнице в удельном весе, другие — по магнитным или электромагнитным свойствам, третьи — по тому, как их поверхность реагирует на соприкосновение со смолами: поплывут, охваченные пеной из капелек смолы, или упадут на дно. Есть минералы, которые выдают себя после освещения ультрафиолетовыми лучами.
