Петровский никелевый рудник

Первое открытие никелевых руд в России (и в мире) было сделано в 1820-х годах на Урале. В 7 верстах от Ревдинского завода горным инженером Зеленцовым под горой Масловой были обнаружены руды, признанные за медные. Действительно, никелевая руда в виде яблочно-зеленой глины имела очень большое сходство с медной зеленью.

 

На Ревдинском участке Высокогорского железного рудника часто находили медную руду и иногда в значительном количестве, поэтому в Ревде был построен медеплавильный завод, но по малому содержанию меди и плохой технологии производства медеплавильная печь вскоре была остановлена. Когда Демидов переехал из Петербурга в Ревду, то он начал поиски медных руд для возобновления производства.

 

Помимо основных инструментов для поиска «зеленых» и «синих» камней, рабочим дополнительно были выданы железные ковши для проведения полевых опытов. Найденная руда клалась в ковш и прокаливалась с углем, если в руде содержалась медь, то она окрашивала ковш характерным «медным» цветом. Одним из рабочих — Тихоном Башмаковым были найдены «зеленые» камни, которые были показаны «знатоку минералов» Бякишеву.
На то время приказчиком Ревдинского завода был Ухов, который факт открытия неизвестной руды присвоил себе. Хотя и Зеленцов тоже считал себя первооткрывателем месторождения.

При пробной плавке руды не только не получили меди, но и вообще какого-либо годного металла. Неудачная попытка плавки этой руды побудила горного инженера Зеленцова прекратить разведку месторождения и опыты с рудой.
В Европе прежде признавали руду ту за медную и так как меди не получалось это сердило горных работников и они прозвали эту руду Nickel, т.е. «ничего» или купферниккель (Kupfernickel) — «ничего несодержащий меди».

 

В начале 1850-х годов владелец Ревдинских заводов П.А. Демидов вновь обратил внимание на странную и заманчивую ярко-зеленую руду.
В 1854 году для исследований неизвестной руды был приглашен заведующий Уральской Химической лабораторией, горный инженер М.А. Данилов (впоследствии Горный Начальник Екатеринбургских заводов).
Зимой 1854 года И.И. Геннихом образец этой руды был передан М.А. Данилову.

 

В 1855 году М.А. Данилов (совместно с Бякишевым) первым изучил химические свойства руды и обнаружил в ней присутствие окисленного никеля в различном количестве. Новую руду он назвал «никелевой зеленью» или просто «зеленью».
М.А. Даниловым был поставлен ряд опытов по получению никеля путем восстановительной плавки непосредственно из руды. В основе опыта была положена мысль, что никель из его руд можно выплавлять плавкой подобной доменному процессу.

Согласно указу из Уральского Горного Правления от 19 декабря 1856 года выданному исправнику Ревдинских заводов относительно никелевого рудника: «по просьбе управляющего Ревдинскими заводами Котовщикова, о дозволении Ревдинским заводам разрабатывать найденный в своих дачах прииск никелевой руды, горное правление определило: по 417 ст. VII тома Устава Горного Права искать руду в отводах посессионных заводов принадлежит содержателям оных; дозволяется также всякому в землях, отведенных от казны к посессионному заводу, искать руды другого металла, кроме того, который выплавляется на заводе, и руды сие принадлежат казне». По этому документу месторождение должно было принадлежать казне, но поскольку завод не выплавлял до этого никель, то он должен был сделать отвод и за разработку месторождения платить подать.

На месте находки Башмакова была заложена первая никелевая шахта – «Демидовская», а рудник был назван Петровским – в честь Петра Демидова. Шахта была закреплена венцовой крепью и имела размеры 3,5×2,5 аршина (2,5×1,8 м). В верхних горизонтах добыча руды производилась с помощью кайла и не представляла никакого труда. Но по углублению шахты до двух сажень разрушенная глинистая порода сменилась на твердую кварцеватую породу, которую сначала обошли выработкой, но для прямизны шахты кусок этой породы должны были оторвать порохом. Проходка шахты и попутная добыча продолжалась до 1857 года, когда дошли до глубины 11 саж. Руда выбиралась дешевой силой – мальчиками, женщинами и стариками. Много руды шло в отвал, т.к. рабочие по незнанию складывали зеленую мякоть в отвал.

 

В это же время заводоуправление производило разведку многочисленными дудками. Работы велись исключительно зимой, поскольку мерзлая земля позволяла углубляться до глубины 10-11 сажень. На месте дудок №3-6 заводоуправление заложило разрез размерами 10×6 сажень. Глубина разреза составляла 2 сажени, причем на дне разреза была заложена еще одна шахта.

Разведки Демидова проводились лишь в пределах разрушенных пород, поэтому они не дошли до рудной жилы.
Для пробы руда плавилась без сортировки в маленькой вагранке и выплавлялся чугун с небольшим содержанием никеля. До 1 января 1857 года было проплавлено руды 11 пудов 25 фунтов и выплавлено 1 пуд 30 фунтов никелистого чугуна с 10% никеля.

 

Работы продолжались до 1859 года, после чего Петровский никелевый рудник был затоплен. Закрытие рудника частично объяснялось тем, что Горное Управление установило пошлину на выплавляемый никель такую же как на золото, в то время как на ввозимый из-за границы в России металлический никель пошлины не налагалось, а на никель в сплавах пошлина была ничтожная.

Горное Управление писало «…как металл этот, по весьма ограниченному техническому его применению, не может составлять для казны предмет какой-либо важности, то предоставить Ревдинскому заводу разработку прииска никелевой руды, открытой и находящейся в дачах того завода, выплавку из него металла, за установленную 15-процентуню подать».

Тем самым, у владельцев Ревдинских заводов никакой заинтересованности в развитии добычи и выплавки никеля не создавалось.

 

С 1859 по 1874 год был полный застой на Петровском руднике.
8 июня 1862 года в Ревдинском заводе был произведен опыт в сварочной печи, где получен первый металлический никель. Ревдинский никелистый чугун усиленно вывозился в Германию фирмой Круппа и использовался для производства пушек.

За представленный образец металла с 70,5% никеля и 23% железа на Всероссийской промышленной выставке владелец заводов П.А. Демидов получил золотую медаль.
Несмотря на значительные затраты и на громадные труды инженера М.А. Данилова, они не дали чистого никеля. В большинстве случаев получался только никелистый чугун с более или менее богатым содержанием никеля.
В промышленных количествах получение никеля представляло большие затруднения, т.к. на тот момент не был известен эффективный способ обработки никелевых руд.

В 1866 году инженер Мюллер в «собрании горных людей» в Лейпциге сделал сообщение о Петровском никелевом месторождении и продемонстрировал ревдинскую никелевую руду.
В 1868 году академик Р.Ф. Герман изучил образцы Петровской руды и установил, что это весьма богатая и очень чистая никелевая руда, в отличие от сернистых, мышьяковистых и серно-мышьяковистых, встречаемых до этого времени в Европе. Вследствие этих особых своих качеств, Г.Ф. Герман руду Петровского рудника (змеевик, в котором часть магния заменена на никель) назвал «Revdinskitt» («ревдинскит»), по месту находки в Ревдинске (Ревде). Содержание никеля в лучших образцах ревдинскита доходило до 44%.

В 1874 году новый владелец Ревдинских заводов золотопромышленник Григорий Маркианович Пермикин вновь поставил разведу никелевых руд на Петровском руднике. Пермикин углубил «Демидовскую» шахту до глубины 16 сажень и осенью 1876 года остановился зумпфом на плотном зеленом кварце.
Из шахты и шурфов проходились штреки, из которых было добыто и переработано более 330 тысяч пудов руды (как мягкой, так и валунов зеленого кварца).
Руда была подвергнута параллельно двум способам обработки:
1) мокрым путем на специально для этой цели построенном химическом заводе в Рождественском имении (Ножовка) на реке Каме. Работы производились под руководством инженеров-химиков Пургольда и В.И. Шуйского.
2) сухим путем на Ревдинском заводе в регенеративных газовых печах Сименса с конденсаторами и пульверизаторами.

В июне 1874 года на р. Каме был пущен Рождественский завод для гидрометаллургической переработки никелевых руд растворением в кислоте. Серная и соляная кислоты доставлялись с завода Ушковых в Елабуге по цене 1 руб. 65 коп. и 1 руб. 95 коп. за пуд, к тому же доставка руды в Ножовку — 800 верст по р. Чусовой и по р. Каме сильно увеличивали стоимость производства. Полупродукт с рождественского завода отправлялся с Петербург в мастерские Гофмарка, где впервые в значительных количествах был получен электролизный никель. Электролиз шел плохо и не удавалось получить чистого никеля. Особо затруднение представляло удаление такой примеси как железо. Мокрый способ Пермикиным был оставлен в начале 1876 года как очень долгий даже для богатых руд. Мокрым путем было получено около 200 пудов металла, содержащего 97% никеля и 0,5% железа.

 

Никель, полученный в тоже время металлургическим процессом на Ревдинском заводе оказался очень хорошего качества и обошелся значительно дешевле.
Пермикиным впервые был применен способ плавки на штейн с прибавкой в шихту колчедана. Удаление железа происходило путем его ошлакования за счет кремнекислоты, заключающейся в руде и в набойке печи.
Кроме плавки руды, в пламенных печах делались опыты плавки ее в шахтной печи и в вагранке, но результаты получались хуже.

Руда чрезвычайно туго плавилась, и только при добавлении серного песка (разрушенный колчедан) достигалась жидкая плавка. Расплавленную руду непрерывно мешали железной клюкой, железо выделялось из сплава в вид тонкой плены, которая вздувалась, снималась очень удобно клюкой и затем выбрасывалась; это выделение железа продолжалось пока плены не достигали самых малых размеров, затем уже делали выпуск расплавленного металла в изложницы или просто в песок.

Штейн, полученный из печей Сименса, содержал до 70% никеля (штейн же из вагранки — только до 30% никеля), остальное приходилось на серу — до 25%, железо 1-3%, марганец и другие примеси.

Штейны поступали в толчею, где раздроблялись в порошок (зерна величиной с оружейный порох), затем порошок рассыпался тонким слоем на железные листы и поступал в печь для обжига. Обжиг длился сутки при температуре 170-180°. При таких условиях вся сера выделялась и улетучивалась через высокую трубу.
Восстановление порошка окиси никеля в металл происходило в моргановских графитовых тиглях при избытке углерода с добавлением битого стекла. Восстановленный никель выливался через веник в воду, и получался гранулированный металл (корольки). Лучшие образцы никеля, полученного сухим путем, содержали 95,54% Ni, 4,76% Fe и 0,05% S.
В печах Сименса было всего выплавлено около 1000 пудов металлического никеля.
В течение двух летних опытов обоими способами обработки было получено до 1200 пудов никеля в виде закиси, окиси и металла, которые поступили в продажу на рынки Европы.

Металл, полученный и сухим и мокрым способами не был ковким, но давал отличные результаты в сплавах с другими металлами: мельхиор, аргентан, нейзильбер и т. п.

Нужно отдать должное Пермикину, что металл, полученный им после громадных самостоятельных усилий и затрат, был значительно лучшего качества, чем полученный в то время за границей из мышьяковистых руд.

В конце 1876 года приступили к закладке новой капитальной шахты «Григорьевская» (названа в честь имени владельца), заданной на участке пустой породы. Шахтой планировалось углубиться ниже работ «Демидовской» шахты и подойти штреком к оставленной в конце 1876 года под зумпфом (на глубине 16 саж. и 1 арш.) жиле кварцевой никелевой руды.

 

С 1877 года углублялась только «Григорьевская» шахта, а в разведке и опытах над обработкой металла произошел полный застой.
До 1860-х годов цена на никель была очень высока. За никель, вывозимый в Индию платилось 240 р. и выше за пуд; к началу 1870-х годов цена уже значительно понизилась до 200 р., к 1874 г. до 180 р. и к 1876 г. до 80 р. Понижение стоимости продолжалось до 52 руб. в 1881 г. в Париже.

Открытие в 1874 году богатых силикатных никелевых руд Ново-Каледонских месторождений и стремительное падение цен на никель произвело панику в никелевой промышленности.

Стремительное падение цен на никель при огромных расходах на добычу и получение никеля заставили Пермикина в 1877 году временно приостановить работы по выплавке никеля, хотя разведочные работы продолжались еще некоторое время.

На момент остановки работ «Демидовская» шахта нуждалась в капитальном ремонте, а усиливавшийся приток воды требовал мощных водоотливных устройств, которыми рудник не располагал.
С 1874 по 1881 год было добыто 330000 пудов глин, которые дали 36000 пудов руды с содержанием 5-18% никеля (среднее – 10%).

В 1880 году на Мотовилихинском заводе в Перми была изготовлена никелистая сталь, из которой были отлиты первые пушки. Никелистая сталь получалась очень дорогой, а присадка более дешевого никелистого чугуна в стали негативно сказывалось на ее качестве – из-за наличия серы и фосфора сталь была хрупкой и давала продольные трещины.

Лишь в конце 1884 года вновь приступили разведочным работам, которые заключались в определении контактов (пород) непосредственно прилегающих к никелевой жиле. Таковыми несомненно определились змеевики и мраморовидные известняки. Дальнейшее же определение контакта невозможно было по причине внезапного притока воды в выработки.

В июне 1886 года на Петровском руднике произошел пожар, который причинил значительный ущерб: сгорел весь запасенный превосходный лес для крепи, уничтожено надшахтное здание, паровая машина, повреждено несколько сажень верхних венцов «Григорьевской» шахты.

После этого было выстроено новое большое надшахтное здание «Григорьевской» шахты, поставлены две паровые машины в 45 и 12 лошадиных сил, готовились новые 8-вершковые насосы, углубляли и укрепляли водоотводные канавы, построили динамитный погреб, заготовлялся лес для горных работ. Одновременно с восстановлением «Григорьевской» шахты была восстановлена старая «Демидовская» шахта до глубины 16 сажень. Отвесив глубину восстановленной «Демидовской» шахты, она оказалась всего 14 сажень. За 12 лет бездействия шахты произошла просадка почвы на 2 сажени.

В марте 1888 года закончилось восстановление рудника и приступили к разведке кварцевой жилы. Работы велись по твердым кварцевым породам с применением динамита. Разведками были определены размеры кварцевой жилы: мощность до 6 аршин, простирание на 240 сажень и на глубину до 22 сажень.

Добыча руды производились из шахт «Григорьевская», «Демидовская» и Северо-Западного шурфа. По причине слабых пород все выработки крепились сплошной крепью. При добыче руду сортировали на «кварцевую» и «глинистую». Кварц без признаков никелевой зелени, как и глинистые руды без заметной примеси поступали в отвалы.

Разведочные работы около Петровского рудника производились тремя шурфами: 1 Северным, 2 Северным и 1 Южным.

 

Е. Бутан писал о Петровском руднике: «…один из самых интересных источников минерального богатства и представляет пока единственный рудник в Европе, в котором никелевая руда не содержит ни серы, ни мышьяку; чтобы встретить что-нибудь аналогичное этому руднику необходимо прокатиться до Новой Каледонии… глина в жиле прослоена очень большим количеством прожилков светло-зеленого цвета с серым фоном. Иногда эти прожилки растериваются и никелевые (землистые) окисла уступают место очень твердым кварцевым рудам, иногда принимающим прелестный зеленый цвет, почти прозрачный, и переходят в настоящий хризопраз».

Весной 1888 года в Лондон было отправлено 17 пудов никелевой руды с целью ознакомить Европейский рынок с качествами «Revdiniskitt» в практическом применении. Из этой руды на заводе Heeley Міlls (Шеффилд) получили превосходный металл и сделали насколько вещей в сплаве со сталью и алюминием.

 

В Каменском заводе были произведены плавки никеля и полученный чугун был разослан в лаборатории для опытов в качестве стали для брони судов.
В 1890 году Петровский рудник обследует А.П. Карпинский, который наиболее подробно описал Петровское месторождение. Для исследования пород месторождения по решению заводоуправления вырубалась часть крепи в горных выработках и производился осмотр пород.

На момент посещения А.П. Карпинским выработки горизонта 25 сажень по причине отсутствия мощного водолива были затоплены.

В 1891 году Е.Н. Коротков исследовал и впервые описал желтую никелевую руду, которую он назвал ревдинитом (коротковитом).

На протяжении всего времени развития работ на руднике иностранные специалисты с интересом следили за работами русских инженеров. В Ревду приезжали иностранные специалисты для изучения месторождения – Мюллер, Герман, Pelletan и Фуллон. По поручению Круппа (брата известного заводчика) с целью выкупа месторождения, Круппом был послан старший геолог австрийской службы – Фуллон, подробно описавший Петровское месторождение.

В геологическом отношении Петровское месторождение представляет собой обширную неправильной формы залежь, заполняющую клинообразную элювиальную впадину на контакте змеевиков и мраморов.

Никелевые силикаты представлены зеленой разностью – ревдинискитом и желтой – ревдинитом. Содержание никеля в руде колебалось от 1% до 8%. Наибольшая глубина работ, достигнутая разведочными шахтами, составляла 50 м. Кроме руд силикатного типа, Петровское месторождение давало еще железные никельсодержащие руды.

 

Вновь интерес к никелю поднимается в начале ХХ века. В 1902-1905 годах детальные разведки на Петровском руднике производит В.В. Никитин, подробно описывая месторождения в свой работе.
Осенью 1903 года возобновились работы по добыче никелевой руды с переплавкой в вагранках на чугун (с 30% никеля). С осени 1903 года по 1910 год было добыто около 40 тыс. пудов руды с содержанием никеля от 3 до 10%.
Удачные опыты изготовления пушек и брони выдвинули никель в качестве стратегического металла.
Толчком к постановке новых опытов по извлечению никеля явилась сильно увеличившаяся потребность страны в металле для целей войны уже на Верхне-Уфалейском заводе.
На Петровском руднике было добыто 16700 тонн руды, часть которой была пущена в плавку на Ревдинском заводе, а часть осталась лежать в отвалах.

 

В 1907 году никелевые руды были обнаружены в Верхне-Уфалейской даче Товарищества Сергинско-Уфалейских заводов.
В начале 1916 года новому владельцу Ревдинских заводов П.Г. Солодовникову правительство выделило 6 млн. рублей на оборудование никелевого завода. С этого времени на Урале начала зарождаться новая отрасль металлургии, но революция не дала развиться этому делу.
После революции интерес к Петровскому месторождению пропал, т.к. он был практически выработан, а в Верхне-Уфалейской даче были обнаружены богатые и крупные месторождения никелевых руд. Поэтому вся добыча была сосредоточена на Черемшанских месторождениях.

В 1929 году промышленность вновь обратила внимание на Петровский рудник, но на основании данных старых добычных и разведочных работ пришли к выводу, что месторождение промышленного значения не имеет.

В 1962-19163 годах геологи Е.А. Соболев и Г.Ф. Скворцов Петровского отряда Дегтярской геологоразведочной партии производили поисково-разведочные работы на силикатно-никелевые руды в районе Петровского месторождения. Скважинами колонкового бурения была подсечена рудная зона до глубины 180 м, но из-за плохого выхода керна дать достоверную оценку перспектив месторождения не удалось.

Уже в наши дни разрез №1 (Большой северный) был завален мусором.

 

Использованная литература и источники:

 

Петровский никелевый рудник на карте: