Hogyan működik egy aranykotró

Hogy megértsük, hogyan működik egy aranykotró, érdemes Kaliforniával vagy Alaszkával kezdeni. Az arany kotrása Kaliforniában a folyókon ma már gyakorolják, felváltotta a folyami bányászatot. A folyami bányászatban gyakran egy egész folyót tereltek ki a folyásából, hogy a meder egy szakaszát feltárják. Ezt általában úgy végezték, hogy parttól partig két gátat építettek, amelyek alapjai a mederfenéken voltak, a vizet pedig egy fából készült csatornán vezették el, amely a főgát felett kezdődött és a lábgát alatt végződött.

Néha alagutakat készítettek, hogy tartósan nagy szakaszokat lecsapoljanak, és a vizet egy alacsonyabb ponton adják le. Néha szárnygátakat építettek a partról a folyó azon része fölé és alá, amelyet meg akartak dolgozni, és a folyó áramlási irányával párhuzamosan egy harmadik gátat építettek, amely összekötötte a középső végüket. A leválasztott területet ezután kiszivattyúzták.

Az ilyen módszerekkel feltárt folyómedret átvizsgálták, és ha megtalálták, a hasznos földet kiszedték és kimosták, különös figyelmet fordítva az alapkőzet felszínére. A műveleteket általában az őszi árvízzel befejezték.

A folyami bányászat valószínűleg nagyobb bizonytalanságnak volt kitéve, mint az aranybányászat bármely más ága. A teljes befektetett tőkét gyakran elvesztették, és az összes munkálatot és gépet elsöpörte az árvíz, mielőtt a hasznos földet meglátták volna, miközben számos olyan esetről tudunk, amikor a folyómederben lévő allúvium, miután nagy költséggel feltárták, nem volt elég gazdag ahhoz, hogy a zsilipelés kifizetődő legyen.

A folyami bányászat a meglévő folyók csatornáiban és medrében lévő sósavas kavicsok kitermeléséből áll, és a vízszint alatti mély sávok kitermelését is magában foglalja. Három különböző módon végzik

1. A folyómeder egy részét gátak és fúvókák segítségével szárazra teszik.
2. A kavicsot kotrógépekkel vagy hasonló szerkezetekkel emelik ki, amelyeket hajóról működtetnek.
3. A parton gödröket ásnak, és a vízszint alatti kavicsokat kiássák és a felszínre emelik a szokásos bányászati módszerekkel vagy a hidraulikus emelővel. Az e három módszer bármelyikével nyert kavicsot a szokásos módon, zsilipeléssel mossák.
   

   https://www.911metallurgist.com/equipment/alluvial/gold-dredges/

Az arany kinyerésének ez a módszere a folyómedrek kavicsából az utóbbi években figyelemre méltó fejlődést ért el, és kiterjesztése az összes sík meddőhányó megmunkálására teljesen megváltoztatta a sekély alluviális bányászat szempontjait. A. Grothe szerint az első kotrógépet 1864-ben üzemeltették az új-zélandi Clutha folyón, de a módszer még 1891-ben is csak csekély előrelépést ért el, és Új-Zélandon kívül mindenütt rossz szemmel nézték. A kotrás során a folyó fenekéről kavicsot emelnek ki, amelyet egy uszályra szállítanak, majd az anyagot kimossák, az aranyat kitermelik, és a hordalékot visszacsurgatják a folyóba. A kotrógépek három osztályba sorolhatók, aszerint, hogy:

1. szívószivattyúkat,
2. folytonos létrás-vödrös emelőket, vagy
3. darut és vödröt vagy lapátot használnak a kavics kiemelésére.

Az arany kotró-szívószivattyúk

Ebben a rendszerben egy centrifugálszivattyú egy nagy, a folyó fenekéig érő szívótömlőn keresztül szívja az anyagot. Már 1891-ben is sikeresen működött egy Welman-szívókotró az új-zélandi Waipapa Creeknél. A szivattyú átmérője 3 láb 6 hüvelyk volt, a 13 hüvelyk átmérőjű szívócső pedig 40 láb sugarú körben a terület bármely pontján alkalmazható volt. A nagy köveket felfogta és elválasztotta a finom anyagtól egy lyukacsos tölcsérlemez. Az arany nagyon finomra volt osztva, és plüssszőnyegeken fogták fel, amelyeket nyolcóránként kimostak. A mosáshoz szükséges vizet egy 18 hüvelykes csövön keresztül egy tározóból szolgáltatták. Az 56 font súlyú köveket ez a szivattyú emelte fel, de a nagyobbak időnként eltömítették a szívócsövet.

Nehéz szabályozni a szívószivattyúk által felemelt kavics és víz relatív mennyiségét, az utóbbi hajlamos a nagy túlsúlyra. A szívócső hamar elhasználódik, különösen a durva kavicsoktól, és az egy tonna kavicshoz szükséges teljesítmény jelentősen nagyobb, mint a létrás vödrös kotrók esetében. Ennek ellenére ilyen típusú kotrógépek sikeresen működnek az idahói Snake folyón, ahol 1899-ben egy szívószivattyú dolgozott a part anyagán. Először egy 20 láb mély gödröt ástak ki, majd az oldalát vízsugarakkal lecsapolták, és egy tömlőcsövön keresztül felszippantották, amíg egy 200 láb négyzetméteres lyuk nem keletkezett, amikor a kotrógépet áthelyezték, és egy második gödröt ástak ki, a hordalékot pedig az első gödörbe ürítették. A kezelt anyag a finom homoktól a 8 hüvelyk átmérőjű sziklákig terjedt. A szívókotrókat azonban nemigen használják.

Létrás-kotrókotrók

Az esetek többségében ez a legmegfelelőbb és leggazdaságosabb típus, és ez az általánosan használt. Létrás-ládás kotrógépeket nagy számban gyártanak mind Új-Zélandon, mind Nyugat-Amerikában. Egy tipikus új-zélandi kotrógépet a 10. és 11. ábra mutat. Ezek az ábrák a dunedini F. W. Payne úr által az új-zélandi bányászati minisztériumnak átadott rajzok alapján készültek. Ő adta a következő leírást is a berendezésről.

A hajótest 119 láb hosszú, 35 láb 6 hüvelyk széles az orrnál és 50 láb széles a tatnál. A hajótest mélysége elöl 6 láb 6 hüvelyk, hátul 9 láb 6 hüvelyk. A motor névleges teljesítménye 25 LE. A vödröket tartó létra elég hosszú ahhoz, hogy 40 láb mélyen a vízvonal alatt lehessen kotortatni. A vödrök űrtartalma 7 köbláb, és percenként tíz vödör sebességgel működnek.

A létrát egy csörlővel működtetett kötél segítségével emelik és eresztik le, és öt másik csörlő van kialakítva egy fejkötél és négy oldalkötél számára, hogy a kotrógépet a parthoz rögzítsék és helyről helyre mozgassák. A vödrök a kavicsot egy 31 láb hosszú és 4 láb 6 hüvelyk átmérőjű, súrlódó görgőkkel meghajtott forgó rostára juttatják. Onnan a durva anyagot a fő hordalékemelő vödrökbe irányítják, a szitán áthaladó finom anyagot pedig az aranytakarító asztalokra szállítják. Miután ezeken átfutott, a salakanyagot egy ülepítő tartályban helyezik el, ahonnan egy kiegészítő elevátor emeli ki a fő salakanyag-elevátorba. A fő elevátor a középpontok között nem kevesebb, mint 145 láb hosszú, és a vízszint felett 80 láb magasságig képes a törmelékhalmazok halmozására. A kapacitás óránként körülbelül 120 köbméter lenne, ha a vödrök háromnegyedéig tele vannak. A kotrógépet az új-zélandi Alexandria közelében lévő Fraser Flatben való munkavégzésre szánták.

A Kaliforniában használatos létrás vödrös kotrógépek nagyon hasonlítanak az Új-Zélandon általánosan használt típusra, ahonnan a legtöbb berendezés származik. A következő egy rövid kivonat az Oroville-ben, a Feather folyónál elhelyezett kotrógép leírásából: -A hajótest 80 láb hosszú, 30 láb széles és 7 láb mély. A kotrókanalakat tartó létra egy nehéz rácsos gerendából áll, és a kotrószalag öntött acél görgőkön mozog. A 32 öntött acél vödör egyenként 5 köbméter űrtartalmú, az ajkak nikkelacélból készültek. A létra percenként 12 és fél vödör sebességgel működik, ami a vödrök háromnegyedéig megtelt állapotban óránként több mint 100 köbméteres kapacitást jelent. A kavicsot egy 4,5 láb átmérőjű és 25 láb hosszú, 3/8 hüvelyk átmérőjű lyukakkal lyuggatott forgószitára szállítják. A durva anyagot egy csákányos elevátor szállítja el, de a finom anyagot, miután áthaladt az aranytakarító asztalokon, a kotrógép farától néhány méterrel odébb a folyóba zsilipelik. A kotrógépet öt kötéllel rögzítik, és az összes energiát villanymotorok szolgáltatják. A személyzet műszakonként két emberből áll, és a különböző műveletekhez körülbelül 70 LE-t használnak. A Risdon kotrógépek munkaköltsége Kaliforniában egyes esetekben körülbelül 4 cent/köbméter kavics, de általában 6-8 cent.

Daru és vödör kotrógépek

Ezekben a kotrógépekben egyetlen nagy, 1-2 köbméter kapacitású vödröt vagy lapátot töltenek meg kaviccsal, és valamilyen daru segítségével emelik fel egy uszályra. A vödör néha a Priestman-féle markoló típus, amely alul kinyílik, amikor a kavicságyra dobják, és automatikusan bezáródik, amikor a láncok elkezdik felemelni. Néha nagy lapátot is használnak, mint például 1896-1897-ben a Fraser folyón, Brit Kolumbiában. Itt két uszály volt, az egyik a kotrógépeket, a másik az aranymosó asztalokat tartalmazta. A lapát óránként 90 utat tett meg, és egyszerre 1½ köbmétert emelt ki. Az akár 5-6 tonnás sziklákat is könnyedén meg tudták mozgatni. A Priestman markolókanál nem záródik be teljesen, ha egy kő beakad az állkapcái közé, és részben üresen jön fel, de olyan esetekben, amikor nagy sziklák, fatörzsek & stb. vannak szétszóródva a kavicsban, előnyösen használható a közönséges létra-kanál helyett, amely nem tud megbirkózni az ilyen akadályokkal. Azt mondják, hogy a Priestman kotróval kisebb a kopás, mint a vödrös kotróval. A Priestman kotrógépet a 12., 13. és 14. ábra mutatja, amelyek a Priestman Brothers cég által rendelkezésre bocsátott rajzok alapján készültek.

Az aranytakarékos készülékek

A kotrógépen rendelkezésre álló hely olyan kicsi, hogy hosszú zsilipekről szó sem lehet, ezért a kavicsot alaposan fel kell bontani a trommelokban vagy rázószitákon, és az aranytakarékos asztalokat a lehető legszélesebbre kell készíteni, hogy a rajtuk átfutó kavicsáram sebességét és mélységét csökkentsék, különösen ott, ahol finom vagy pikkelyes arany van bőségesen. A tromlők lyukainak legjobb méretét általában 3/8 hüvelyknek tekintik, de néha 1 vagy 1½ hüvelykes lyukakat is használnak. Minden olyan anyagot, amely nem jut át rajta, értéktelennek tekintenek, és nem kezelik az asztalokon. Új-Zélandon a ferde asztalokat általában kókuszrost szőnyeggel vagy plüssel, az Egyesült Államokban pedig kakaószőnyeggel borítják, amelyre expandált fémlemezt fektetnek, amelynek megemelt szélei nagyon hatékony riffeleket alkotnak. Az idahói Snake folyón az arany vékony pelyhekből áll, és nehezen fogható. A kavicsot úgy koncentrálják, hogy perforált acéllemezekkel bélelt zsilipeken keresztül vezetik. A finom anyagot ezután zsákvászonnal borított asztalokon tovább koncentrálják. Új-Zélandon már régóta használnak hasonló módszereket. J. P. Smith azt állítja, hogy a finom arany a legtöbb új-zélandi kotrógépben elvész, és egy táblázatot ad, amelyből a következő részleteket vettük, a legmodernebb kotrógépek gerincéről, amelyekben a finom aranyat megmentik:

A különbség a talaj értéke között, amelyet a kutatás során a minták bölcsőben való kezelésével határoznak meg, és a tényleges kotrógépes munka során talált érték között azt mutatja, hogy a gyakorlatban némi finom arany elvész. Az aranyat a koncentrátumokból vagy amalgámlemezeken való átfuttatással, vagy higanyos kezeléssel nyerik ki tisztítóedényben vagy forgó hordóban.

Az aranykotró hordalék ártalmatlanítása

A hordalékot korábban mindig a kotrógép tatjánál egy ponton túl bocsátották újra a vízbe. Ma már gyakran a parton halmozzák fel, hogy elkerüljék a kezeletlen kaviccsal való keveredés veszélyét. A durva és a finom hordalékot általában külön halmozzák fel, és amikor az alábbiakban leírtak szerint sík belvízi üledékekkel foglalkoznak, az elkülönített hordalék 50 vagy 60 százalékkal több helyet foglal el, mint a háborítatlan talaj. A 10-13. ábra mutatja a hordalék felemelésére szolgáló csákányos elevátorokat.

Sík belvízi lelőhelyek kezelése

A kotrógépek előnyei a kavicsok kezelésében az utóbbi években olyan nagynak tűntek, hogy használatukat a folyók medréből kiterjesztették minden sík lelőhelyre, bárhol is helyezkedjenek el. A kotrógépet egy vízzel töltött tározóba helyezik. Ezután felállítják a gépet, és megkezdik a kotrást, a hordalékot a tatnál ürítik ki, így a tározó és a kotrógép fokozatosan együtt halad előre. A tározó köré kavicsot halmoznak és több vizet engednek be, így a kotrógépet megemelik, és a lejtős talajon is fel lehet dolgozni, mint például Warm Springsben, Idahóban. Postlethwaite szerint a víztározóba folyamatosan tiszta vizet engednek, hogy az ne legyen túlságosan iszapos a közeli aranymegtakarításhoz.

A kotrás előnyei az aranyért

A kotrógépekbe való befektetés az utóbbi években népszerű volt Új-Zélandon, aminek oka, hogy az elért eredmények jók, a szükséges tőke viszonylag kicsi, a munkaköltségek könnyen kiszámíthatóak és kevés ingadozásnak vannak kitéve, és ha a terület meddőnek bizonyul, a kotrógépet át lehet helyezni máshová vagy el lehet adni. A kormányzati felügyelő 1900-ban arról számolt be, hogy Új-Zéland egyes részein a bányászat más formája nem jöhet szóba befektetésként. A folyókon végzett kotrás sokkal olcsóbb módszer a kavicsfeldolgozásra, mint bármely más módszer, de a jövő nagy kiterjedése kétségtelenül a szárazföldi munkákban lesz. A szükséges vízmennyiség kicsi, az árvíz vagy bármilyen baleset okozta veszteség kockázata elenyésző, a munkadíj pedig csekély.

Az arany kotrásának nehézségei

A kavics kiemelésének a fatörzsek vagy nagy sziklák előfordulása miatti nehézségei most, hogy a vákuumszivattyúkat felváltották, leküzdhetők. A fő nehézség most a kavicsban lévő finom arany megmentése. Az aranyveszteség gyakran nagy, bár ritkán veszik figyelembe. Egy új-zélandi kotróban a mért mennyiségű hordalék kezelésének eredményeként megállapították, hogy a kezelt hordalék köbméterenként 2 szem aranyat veszítettek. A kotrógép hozama köbméterenként körülbelül 3 szemcse volt, így az aranynak csak 60 százalékát sikerült megmenteni. Ha a sarkantyús anyag fölött agyagréteg vagy agyagréteg van, akkor azt találták, hogy az aranyveszteségért az agyagrögök és a szuszpenzióban lévő agyagos anyagot szállító víz felelős. Az ilyen veszteségek elkerülésének legjobb módszere az, ha az agyagréteget eltávolítják, mielőtt megkísérlik a sarkalatos kavics felemelését és mosását.

A fenék, amelyen az aranytartalmú anyag nyugszik, szintén fontos. A kemény alapkőzet megakadályozza, hogy a hasadékaiban megrekedt aranyat a kotrógép eltávolítsa. A puha, részben helyben lebomlott alapkőzet viszont kiváló fenék a kotráshoz. A kavics alatt található puha, szívós agyag a mosás során aranyveszteséget okoz.

Mennyibe kerül a kotrás

Új-Zélandon egy kotrómű tőkeköltsége körülbelül 2500 font között mozog egy kis kotrógép esetében, amelynek elméleti emelési kapacitása 60 köbméter/óra, és 10 000 font között egy nagy kotrógép esetében, amely 150 köbméter/óra emelésére képes. Egy kis kotrógép munkaköltsége Új-Zélandon körülbelül 1 uncia aranyat jelent naponta, vagy körülbelül két pennyt köbméter kezelt kavicsonként. Nyugat-Amerikában a munkaköltséget köbméterenként körülbelül négy centnek adják meg abban az esetben, ha az energiát szénből nyert gőzzel szolgáltatják. A kaliforniai Oroville-ben a Postlethwaite által megadott munkaköltségek köbméterenként 3,66 és 8,7 cent között mozognak. Kaliforniában hamarosan sokkal nagyobb, napi 7000 köbmétert vagy annál is több köbmétert kezelő kotrógépek fognak üzemelni, és ezek költségei alacsonyabbak lehetnek. Egy közepes méretű kotrógép munkaköltségét F. W. Taylor heti 40 fontnak adja meg, és a hozam várhatóan heti 20-30 uncia arany, így a nyereség gyakran nagy. A kotrás nagy jövője Szibériában ígérkezik, ahol az iparág 1900-ban indult. A munkaköltséget Taylor 1904-ben köbméterenként kb. 4,2 dollárnak adta meg.

Taylor 1904-ben köbméterenként 4,2 dollárnak adta meg.