Русский Магнезит. Горным работам – 125 лет. Об обогащении магнезита и «сухом льде»

"Обогащение — это алхимия ХХ века«

Михаил Фёдорович Ортин родился 19 ноября 1880 года в Елабуге Вятской губернии. В 1907 году с отличием окончил Санкт-Петербургский технологический институт. После этого работал на Урале — на Юрюзань-Ивановском и Катав-Ивановском заводах, затем заведовал медеплавильным заводом и обогатительной фабрикой в товариществе «Благодатных рудников наследников А. Ф. Поклевского-Козелл». С 1911 года Ортин изучал работу лабораторий вузов в Германии, работал старшим лаборантом кафедры металлургии цветных металлов Варшавского политехнического института, где позже стал и преподавать. В 1913-1915 годы он слушал курсы в ряде институтов США, проводил исследования на горных и горно-обогатительных предприятиях этой страны. Когда началась первая мировая война, Ортинавновь командировали в США, где он инспектировал качество артиллерийской латуни для русской армии.

После 1917 года Михаил Фёдорович остался в советской России. В 1920-е он окунулся в работу с головой: провёл исследования по флотации бедных руд Пышминского месторождения меди. Изучал новейшие методы магнитного обогащения в Швеции, а затем стал одним из главных консультантов при создании Гороблагодатского горно-обогатительного комплекса. Он руководил исследованиями по обогащению кизеловских углей в Пермском крае, на основе полученного опыта в Германии и США разработал способы обогащения титано-магнетитовых, железных, хромовых и других руд месторождений Урала и Сибири. А в начале 1930-х годов деятельность М. Ф. Ортина была связана с «Магнезитом».

Михаил Фёдорович стал одним из основателей и первым директором «Уралмеханобра», заведовал кафедрой обогащения полезных ископаемых Уральского госуниверситета, а затем Уральского политехнического и горных институтов. В 1937 году вышел его учебник «Механическое обогащение руды». Ортин говорил, что обогащение — это алхимия ХХ века, и «превращал бедные руды в богатства».

Об обогащении саткинского магнезита

Исследования по обогащению магнезитов Саткинских месторождений имели огромнейшее значение для отечественного огнеупорного производства и металлургии. В 1930-е годы ими занимались сотрудники «Уралмеханобра» во главе с М. Ф. Ортиным, который лично приезжал в Сатку, посещал завод «Магнезит», общался с заводскими специалистам, прежде всего с директором З. Я. Табаковым.

В 1932 году вышла публикация Ортина «О комплексном использовании Саткинского магнезитового месторождения», в которой он рассматривает перспективы развития завода «Магнезит». Также в фонде М. И. Гараня (хранится в архиве музея «Магнезит») имеются копии документов за подписью М. Ф. Ортина: «О возможностях обогащения магнезитовой породы» и «Инструкция для бригады Уральского филиала института Механобр, командируемой на Саткинское магнезитовое месторождение для работ по сортировке магнезита». Идея комплексного использования месторождения диктовалась в связи с реконструкцией завода, которая началась в конце 1920-х годов. «Как известно, по проекту реконструкции, месторождение будет разрабатываться экскаваторами. Поэтому операция рудоразборки, которая до сих пор производилась в забоях при погрузке породы в вагонетки, в дальнейшем будет производиться в центральной дробильно-сортировочной фабрике», — писал М. Ф. Ортин.

Первое, на что он обращал внимание, — это необходимость обогащения «магнезитовой породы от примеси доломита, особенно при механизированных разработках», а также использование качественных доломитов как дешевого огнеупорного материала. То есть цель обогащения магнезита, по мнению Ортина, была двоякой. Во-первых, это очистка магнезитовой породы от примесей, а во-вторых, «определение возможности использования доломитизированных магнезитов (с содержанием окиси магния 34-38%), в настоящее время идущих в отвал».

Исследовательской работой по сортировке породы на Карагайском карьере в 1932 году занималась бригада под руководством инженера В. Д. Чижикова из «Уралмеханобра». Было взято 4 пробы, в общей сложности 290 тонн. «Сырая магнезитовая порода подвергалась грохочению на контрольном колосниковом грохоте с отверстиями 250 мм. Куски крупнее 250 мм измельчались, посредством дробления вручную до этого размера. Материал фракции 250–0 последовательным грохочением разделялся на классы: 250-150 мм, 150-40 мм, 40-25 мм, 25-12 мм и 6-0 мм. Классы 150-40 мм подвергались ручной разработке на транспортёре. При этом выделялись следующие продукты: магнезит, сростки и доломит. Остальные классы — 250-150 мм, 40-25 мм, 25-12 мм — разбирались на стационарных рудоразборных столах». И далее от исходных материалов, полученных при грохочении, а также от продуктов ручной сортировки, отбирались средние пробы для химических анализов на MgO, CaO, SiO2 и потери при прокаливании.

ДОФ в проекте

На основании проведённых исследований, М. Ф. Ортин сделал вывод, что «по степени и характеру загрязнения и по эффективности ручной сортировки магнезиты названного месторождения (Карагайского — ред.) можно подразделить на легко обогащаемые ручной сортировкой и трудно обогащаемые». И далее он даёт несколько практических указаний для проектирования дробильно-сортировочной фабрики на заводе «Магнезит»: «Отделение доломита от магнезита производится легко, так как доломит резко отличается от последнего по цвету. Значительно труднее отсортировываются доломитизированные магнезиты от чистого магнезита. В этом случае от сортировщиков требуется весьма внимательная работа. В отдельных случаях может потребоваться очистка загрязнённых кусков металлическими щётками. По этим соображениям, рудоразборные ленты должны иметь минимальную скорость не более 8-10 м/мин.». И ручная сортировка породы на тот момент на заводе «Магнезит» являлась единственной возможной (до 1975 года, когда на ДОФ-2 было введено в эксплуатацию отделение обогащения в тяжёлых суспензиях).

В декабре 1933 года началось строительство дробильно-сортировочной фабрики (ДСФ, ДОФ-1, находилась на площадке старого завода). Корпус крупного дробления был сдан в эксплуатацию в 1936 году, среднего — в 1937-м.

Лёд и тепло

Известно, что при обжиге магнезита выделяется большое количество углекислого газа. М. Ф. Ортин акцентирует на этом внимание. В своей работе он писал: «При производительности реконструируемого завода 4000 т магнезита, суточный выход углекислоты должен достигнуть колоссальной цифры — порядка 1500-2000 т. На базе этих отходов может быть с полным успехом создано в Сатке новое производство — получение твёрдой углекислоты или так называемого „сухого льда“. Промышленное освоение этого производства за границей относится к 1925 году... С каждым годом область применения твёрдой углекислоты расширяется. Помимо основного применения в холодильном деле с целью замены обыкновенного льда, сухой лёд начинает с успехом применяться в авиации и автомобильном деле... Расположение Сатки близ целого ряда таких промышленных пунктов, как Самара, Уфа, Челябинск, Свердловск и Магнитогорск, является весьма благоприятным для организации в ней производства по получению нового охладителя».

Справедливости ради нужно отметить, что на применение «сухого льда» обращал внимание ещё в 1925 году Александр Филиппович Шуппе, один из основателей завода «Магнезит». В 1927 году Шуппе в своей работе «Магнезит и его применение» писал: «...Очень выгодное применение сырого магнезита, если готовить из него одновременно жидкую углекислоту и каустический магнезит. Этого производства у нас также не существует, тогда как за границею оно установлено во многих странах».

Говоря о комплексном развитии Саткинского месторождения магнезита и о заводе, М. Ф. Ортин обращал внимание ещё на две проблемы, которыми, по его мнению, должно было заняться руководство «Магнезита». Это — использование тепла отходящих газов обжигательных печей и улавливание пыли. Но об этом он не составил конкретных предложений, лишь обозначил проблему.

«Механобр» — научно-исследовательский и проектный институт механической обработки полезных ископаемых «Механобр», созданный в 1920 году в Петрограде (Санкт-Петербурге). Основная его специализация — научные исследования, опытно-конструкторские, проектные и конструкторские работы в области обогащения полезных ископаемых.

Впервые с сухим льдом столкнулся в 1835 году французский химик Адриен Жан Пьер Тилорье, экспериментируя со сжиженным углекислым газом, сжатым под высоким давлением. Он попытался вылить жидкость в обычную пробирку, и она превратилась в толстый слой инея перед потрясёнными глазами Тилорье. Ещё несколько десятилетий инженеры не знали, куда его применить. Лишь в конце XIX века британец Герберт Элворти догадался сделать из неё содовую и смешать с виски. Ледовую революцию совершил американский изобретатель Томас Слейт в 1925 году, решивший попробовать торговать твёрдой углекислотой. Слейт был неплохим маркетологом и понимал, что нужно броское название для продукта — он-то и придумал название «сухой лёд» и зарегистрировал торговую марку Dry Ice.