Geotechnologies ISSN: 2616-8839 (Print) Journal homepage: http://library.kpi.kharkov.ua/ Volume 3 (2020), pp. 14-25 УДК 553.91:622.7 УКРАЇНСЬКИЙ ГРАФІТ Л.Шпильовий1, В.Білецький2 1Канд. техн. наук, ст. наук. співробітник, Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка АН України, Київ, Україна; ТОВ "Азов – Мінералтехніка", Донське, Донецька область, Україна 2 докт. техн. наук, професор, Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, Україна електронна адреса ukcdb@i.ua, тел. +380 (067) 717-80-68. UKRAINIAN GRAPHITE L. Shpylovyi1, V. Biletskyi2 1Institute of Geochemistry, Mineralogy and Ore Formation. M.P. Semenenko, Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine; LLC "Azov–Mineraltehnika", Donske, Donetsk region, Ukraine 2National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, Ukraine e–mail ukcdb@i.ua, tel. +380(067) 717–80–68. ABSTRACT Actuality of problem. The article is sanctified to history of becoming of domestic graphite industry. A graphite is raw material in the production of row of products: artificial diamonds, accumulators, fuel elements of chemical sources of current, metal-workingness and forging, for punching and rolling of hardware, electro-coal brushes and electrodes, polymeric composite materials, friction materials, graphite foil, gaskets, lubricating materials, pencils and polydiene paints, heat-resistant ceramics and rubber, cables, slushing paints, additions in boring solutions. It is used in nanotechnologies. The purpose of article Tracing and introduction is to scientific turnover of basic events, facts, technical and technological decisions that defined development of graphite industry on the walks of life of Ukraine in ХХ-ХХІ of century. Methods and apparatus. A literary review, bringing in of the archived materials, description of technique and technology of the primary processing of graphite ores, is in Ukraine. Results. The file of events that expose technological and technical advancement at development of booty and enriching of graphite ores in Ukraine is traced, in particular Old Crimean and Zavalivsky of deposits, washery of graphite ore in Mariupol. Scientific value of development. The described technology of booty of graphite ores in Ukraine and enriching of graphite ore is on the Mariupol washery. Practical value. It is shown that Zavalivsky of deposit - as yet the only source of raw materials for producing of graphite in Ukraine. In Ukraine new deposits are educed with the considerable prognosis resources of graphite - Burtynske, Balakhivske, Sachkin-Trinity, row of new areas in the district of Zavallya. Their supplies give an opportunity not only to support levels on a due, but also considerably to extend an existent raw mineral-material base, due to what Ukraine can become one of most in the world of suppliers of graphite products. Keywords: domestic graphite industry, history, technique and technology of booty and enriching of graphite ores. 14 Л.Шпильовий, В.Білецький (2020). Геотехнології, Число 3. 14-25 Вступ. Графіт розглядається зазвичай як найдав- графітових руд – від 10 до 80 м. Поклади графіту ніший, за часом свого утворення, різновид викоп- утворюють пластові и лінзоподібні тіла потужністю ного вугілля (продукт останньої стадії вуглефікації: до 300 м. Довжина рудних тіл – від 5 до 1500 м, торф – буре вугілля – кам’яне вугілля – антрацит – інколи 3,5- 5,0 км. Графіт лускуватий, з вмістом в графіт). Графіт легко піддається обробці; йому рудах 2,5-20,0 %. притаманні високі електричні та теплові власти- Державним балансом запасів корисних копалин вості, завдяки чому має широке застосування в враховується 6 родовищ графіту [4]. Розробляється промисловості. одне родовище – Заваллівське, ділянка Південно- За фізичними і хімічними властивостями, Східна, решта – 5 родовищ, – не розробляються. На розрізняють різні види графіту. Тому для конк- базі Заваллівського родовища діє однойменний ретного продукту використовується та чи інша графітовий комбінат. При проектній потужності марка графіту. Він повинен відповідати певним комбінату 800 тис. т руди забезпеченість в цілому технічним вимогам. розвіданими запасами складає понад 100 років, а Природний графіт має вигляд дрібного поро- запасами Південно-Східної ділянки в межах шку. Чим вищий вміст вуглецю, тим ціннішим він проектних контурів розробки – 11 років. вважається. Також виробництвом графітової продукції в Як домішка в різних породах графіт досить Україні з відходів графіту металургійного та розповсюджений, та лише в окремих випадках він електродного виробництва займається ПАТ зустрічається значними масами, розробка яких «Маріупольський графітовий комбінат». економічно вигідна. Першими сферами застосування графіту були Перші пошуки і перші знахідки графіту чавуноливарна справа, виготовлення тиглів та ін- в Україні шого вогнетривкого посуду, приготування мастиль- Вивчення графітових родовищ в Україні розпо- них матеріалів, виробництво олівців. З розвитком чалося одночасно з геологічними дослідженнями електрометалургії, електротехніки, автомобілебуду- різних місцевостей нашої країни. Природознавець вання потреба в графіті суттєво зростала. польського походження, який працював в Україні Сьогодні графіт є необхідною сировиною або Анджейовський А.Л. перший вказав на знахідку допоміжним матеріалом у виробництві найріз- графіту на Волині та в колишній Київській губернії. номанітнішої кінцевої продукції: штучних алмазів, Далі про виявлення графіту в різних місцевостях акумуляторів, паливних елементів хімічних джерел згадують в своїх працях М.П. Барбот де-Марні, В. струму, металообробці і куванні, для штампування Домгер, С. Конткевич, Г. Романовський, П. П'ят- та прокатки металевих виробів, електровугільних ницький, Л. Іванов, С. Більський, А. Красевський, щіток та електродів, полімерних композитних В. Ласкарьов, С. Кузнєцов, та інші [1]. матеріалів, гальмівних колодок та інших фрик- Вперше визначити промислову цінність україн- ційних матеріалів, графітової фольги, прокладок і ських графітових родовищ спробував відомий піо- ущільнювачів, графітових і колоїдних мастильних нер гірництва у Криворізькому районі О. М. Поль, матеріалів, олівців і поліграфічних фарб, термо- який у 1870-х роках влаштував невелику розвідку стійкої кераміки та ґуми, екранів силових кабелів і графітового родовища поблизу села Петрового, кабелів зв'язку, антикорозійних фарб, вогнетривів, Петровського району колишньої Криворізької окру- добавок до бурильних розчинів. ги на правому березі Власової балки. За словами Як і раніше, великими споживачами графіту є мешканців села, Поль заклав на цій ділянці три сталеливарні та чавуноливарні заводи. Знайшов шурфи глибиною по 25 метрів. Взяли зразки і застосування графіт і в сучасних нанотехнологіях. проби на дослідження в Катеринославі. О.Поль пророкував, що у майбутньому на базі Петрівського Графітна справа у Світі та в Україні родовища виникне графітне підприємство [5]. Однак, треба було майже 40 років, щоб таке підпри- Світова історія графітної справи нараховує ємство справді виникло. Пробуджений О.Полем багато століть. Так, у Німеччині видобування інтерес до Петрівського родовища спонукав деяких графіту здійснюється кілька століть в районі підприємців та місцевих селян продовжувати пошу- Пассау в Баварії. До першої світової війни Австрія ки графіту в околицях села Петрового. У 80-х роках займала перше місце за обсягами видобутку і 19 ст. Петрівське родовище стали розробляти, та поставок графіту на світовий ринок. Великим розробляли з перервами аж до війни 1914 року, ко- попитом у світі користувався графіт з островів ли роботи розгорнули ширше. Під час грома- Цейлон та Мадагаскар [2]. дянської війни (1917 – 1921) копальня не працю- Родовища кристалічного графіту в межах вала. Роботи відновилися 1925 року, коли копаль- Українського щита (УЩ) утворюють велику нею почав відати трест «Хімвугілля». графітоносну провінцію, в якій виділяють чотири Влітку 1881 року гірничий інженер Г. Романов.- графітоносні райони: Бердичівський, Побузький, ський, шукаючи залізну руду в Приазов'ї, знайшов Криворізький і Приазовський [1, 3]. Усього на на правому борту балки Міхалетті, поблизу с. території провінції виявлено близько 100 родовищ Старий Крим, шматки зруйнованого гнейсу з та проявів графіту. Всі вони відносяться до рясними домішками лусочок графіту. метаморфічного типу, приурочені до порід архею Цей «передісторичний» період української та нижнього протерозою. Глибина залягання графітової промисловості закінчився 1904 року, 15 Л.Шпильовий, В.Білецький (2020). Геотехнології, Число 3. 14-25 коли один із селян с. Старий Крим поблизу Марі- [11]. Родовище знаходиться в біотитових гнейсах, уполя відкрив родовище графіту, назване пізніше перетятих та порушених потужною інтрузією гра- Старокримським. Американець Джон-Фердінанд нітів. Разом з біотитовими зустрічалися на родови- Лямпе того ж року орендував це родовище у селян щі і піроксенові та амфіболо-піроксенові гнейси, села Старий Крим та почав його розробляти. Руду що залягають часто з рудою. Породи дуже розкла- на ділянці видобували відкритими роботами [5]. дені у верхніх частинах родовища, але ступінь їх- У тому ж, 1904 році, В.Ф. Вальтон збудував в нього розкладу помітно зменшується у підземних Маріуполі перший графітовий завод, який став виробках копальні, що доходять до глибини 25 м. виробляти чорний та сріблястий графіт. Руду Простягання порід – південний схід від 120º до доставляли до Маріупольського заводу, і коштувала 150º, спад на південний захід під кутом від 75º до вона франко-завод по 3 крб. 65 коп. за тонну, 90º. На рис. 1-4 показана геологія району і план під- враховуючи і орендну плату селянам – 1 крб. 20 земних виробок Старокримської копальні, візуа- коп. з тонни [6]. лізовано графітову руду і сучасний вигляд об′єктів Щоб далі розробляти родовище, потрібно було копальні. перейти на підземні роботи, в зв'язку з чим собі- вартість руди неминуче зростала. Зросли і вимоги селян щодо орендної плати. Підприємець почав розшукувати інші графітні родовища в районі Маріуполя. Спроби ці закінчилися успішно, і в 1908 році завод почав отримувати руду з села Миколаївки, колишньої Бердянської округи, за 55 км від Маріуполя. Вміст вуглецю у миколаївській руді становив 18 %, тоді як в старокримській – 12-14 %. Коштувала миколаївська руда франко-завод в Маріуполі 6 крб.70 коп. за тонну [7]. Під назвою Миколаївських родовищ вітчизняна геологічна література знає групу родовищ біля с. Троїцького, в 30 км від Бердянська на р.Берда. Частину виходів графітної руди на цій ділянці (родовище Троїцьке) описали брати Носови ще у 1869 році [8]. Ділянка знаходилася біля села на правому березі р. Берестової, за 400 м від її впадіння в р. Берда. Розробки розпочаті вперше в 1912 році, і тривали три роки. Видобування здійснювалося в трьох невеликих кар'єрах. За цей період видобуто 500 т руди. Кар'єри розроблялися ще й в 1917 році, та пізніше, до 1925 року [9]. Ще чотири кар'єри були на невеликому відрозі балки, що впадала в Берестову зліва. З двох із них за весь час видобуто 1475 т руди з вмістом 8-12 % Рис. 1. Геологічна карта Старокримського графіту. Всі кар'єри мали форму витягнутих за району: простяганням прямокутників з розмірами 1 – неогенові піски; 2 – жильний піроксеновий приблизно 4х40 м. граніт; 3 – роговообманковий рожевий граніт; 4 – На правому березі р. Берди, в районі Сачкових виходи графітового гнейсу; 5 – січні рожеві хуторів, інтенсивна кустарна розробка графітної аплітові жили; 6 – гнейси з пластовими жилами руди за допомогою ям та неглибоких шурфів велась апліту; 7 – масивні виходи граніту у 1916 році. Видобували графітну руду в 1916 році також і біля хутора Старо-Солдатський, на лівому березі р. Берда [10]. Так поступово визначився Приазовський графі- тоносний район, на базі графітних родовищ якого до 1911 року в Маріуполі вже працювали два гра- фітні заводи – Вальтона та Рутченкова. Інженер С.В. Рутченко заснував товариство «Графіт» у 1910 році. З 1912 року товариство стало займатися видобуванням руди на Старокримській копальні, та збагаченням її на заводі в Маріуполі, а також виробництвом графітної і котельної фарби. Старо- Кримська графітова копальня, що перейшла до С.В. Рутченка, знаходилася в двох кілометрах на північ Рис. 2. Графітова руда зі Старокримського від с. Старий Крим, на правому березі Міхалет- родовища. тівської балки, за 1,5 км від її спуску до р. Кальчик 16 Л.Шпильовий, В.Білецький (2020). Геотехнології, Число 3. 14-25 365 420 пудів руди. Під кар'єром знаходилися Руда залягала лінзами, викривленими та непра- підземні експлуатаційні виробки. Копальня працю- вильними, витягнутими у напрямі простягання гір- вала до горизонту 25 м (двома і трьома поверхами). ських порід. Потужність лінз-сочок змінювалася в Збагачення здійснювалося на Маріупольському широких межах, доходячи інколи до 2 метрів. Дов- заводі, де вміст вуглецю в концентраті доводився жина окремих лінз рідко доходила до кільканад- до 85 % при крупності 0,21 мм [12]. цяти метрів. Іноді лінзи розгалужувались, іноді Так була започаткована графітна справа в йшли одна за одною у вигляді жили. Число таких Україні та Російській імперії. жил у верхній частині родовища, вибраній кар'єром До Криворізького графітоносного району відно- на глибину 7-8 м, було 8, з вмістом графіту до 25 сять родовища в межах Петрівського, Пятихатсь- %, в кращих місцях – 35 %. У підземних виробках кого та Криворізького районів колишньої Криво- їх налічувалося 11. Графітовмісна площа дуже різької округи. невелика. Колишній кар'єр завдовжки 80 м, а Це родовища: Петрівське, Терноватівська балка, найбільша ширина його близько 60 м. балка Водяна, Бабенківська (Суха) балка, Зеленівське, Кодацьке. Рис. 3. План підземних виробок Старокримського графітного рудника. Руда – майже виключно зруйновані гнейси, на- Рис. 4. Старий стовбур шахти на сичені графітними лусочками. Лусочки у гнейсах Старокримському родовищі графіту і іноді зростаються з біотитом. Руда – пухка та груд- Старокримський кар'єр (південний борт). кова, але грудки легко руйнуються. Руда копальні Сучасний вигляд. була дуже високої якості, краща з усіх українських на той час. Лусочка велика, пересічний її розмір У 1913 році на своїй садибі в селі Зеленому більше 1 мм. Вміст графіту близько 20 %. Доміш- Петрівського району колишньої Криворізької окру- кою у руді є кварц, каолін, вохра. ги місцевий мешканець І. Кришень випадково від- Видобувні роботи здійснювалися 12 робітни- крив графітне родовище. Того ж року вперше та ками, які при пробному видобуванні дали 4357 невдало спробували розробляти це родовище. пудів руди. З 1912 по 1917 р. було видобуто 17 Л.Шпильовий, В.Білецький (2020). Геотехнології, Число 3. 14-25 Навесні 1914 року зробили другу спробу, яка проведено багато пошуково-розвідувальних робіт виявилася більш вдалою. Цей рік треба вважати не тільки у Приазов'ї та Криворізькій окрузі, а й початком експлуатації Криворізьких графітних Побужжі. За час Першої світової війни графітна родовищ. промисловість, хоч і в невеликих розмірах, поши- Родовище в с. Зелене, на правому березі Вовчої рилась на всі три названі райони. балки, промисловець І.Кришень експлуатував до Однак, масштаби видобутку та переробки графі- кінця Першої світової війни. У 1917 році копальню ту в Україні на той час аж ніяк не відповідали ні затопили. Невеликі розробки графіту на р. Жовтій, запасам родовищ, ні потребам в ньому української біля с. Камчатка (балки Синя і Жовтенька) до 1914 промисловості, змушеної імпортувати графіт. Пра- року проводив поміщик Яковлєв [10]. вильніше сказати, що до Жовтневого перевороту в З давно відомого Петровського графітового Україні, зокрема, і пізніше в Радянському Союзі родовища на Власовій балці в Криворізькій окрузі з взагалі не було графітової промисловості, або вона 1915 року руду стали поставляти на Маріуполь- була в зародковому стані. ський завод Рутченкова. Перший відправлений Так, у 1917 році світовий видобуток графіту вагон був із рудою такої високої якості – з вмістом складав майже 200 тис. т, з яких на Україну вуглецю до 67 % (гатунок цей у Петровому звали (Старий Крим) припадало лише 2 500 т. З 1917 року «рибка»), – що Маріупольський завод став вико- видобуток графіту в Україні практично припинив- ристовувати виключно цю руду. За весь час ся. Відновлення геологорозвідувальних та видобув- існування Петрівського родовища (старі виробки на них робіт почалося з 1921 року, коли в Побузькому 1926 рік були завалені) на ньому видобуто 2700 т районі біля села Завалля проведені спеціальні багатої руди [12]. розвідки на графіт Південно-Західною Промроз- Так поступово визначився Криворізький графі- відкою. тоносний район. У 1922 році на Старокримському родовищі Пошуки графіту та перші спроби його видобу- видобуто 200 т графіту. До 1925 року видобуток вання в Побузькому графітоносному районі теж графіту тут довели до 500 т [10]. Та вже у 1927 році розпочалися на початку 19 ст. У 1911-1913 роках копальню зупинили через відпрацювання запасів. У експлуатаційні роботи виконувалися на Кошари- 1929 році видобування графітової руди продовжили Олександрівському родовищі графіту. Тут були на Північній ділянці родовища, та здійснювали до виявлені 3 жили, одна з яких розроблялася і була 1941 року. розкрита по простяганню на 16 м [13]. У 1916 році Справа розвідування українських родовищ в цей родовище розвідане та вперше описане професором час знаходилася у важкому стані, бо проводилися Танатаром Й.І. розвідувальні роботи безсистемно, випадково, з На родовищі графіту біля с. Люшневате, в незначним фінансуванням. Деминівському Яру, гірничий промисловець С.В. У 1925 році графітову промисловість в країні Рутченко під час війни 1914 року проводив передали у відання Українського хімічного тресту розвідувальні та видобувні роботи. Поблизу с. «Хімвугілля», який з 1926-1927 років почав Лащівка на р. Сухий Ташлик, на правому березі яру систематично розвідувати українські графіти, та він до 1917 року видобував руду. Кілька вагонів надав розвідкам відповідного масштабу. Далі до руди відправив в Маріуполь на збагачувальну розвідок залучилися Український геологічний фабрику. Ознаки старого кар'єру залишалися тут комітет, та Інститут прикладної мінералогії та ще у 1930-у році. На родовищі біля с. Липовеньки металургії [14]. Одночасно з розвідкою в незначних в 1915-1916 роках Рутченком видобуто кілька обсягах проводились і експлуатаційні роботи. десятків тонн графітової руди для дослідного На р. Каратюк (правий берег), поблизу хутора збагачення на Маріупольській фабриці [10]. Лебедя, був закладений невеликий кар'єр, яким Ще одне родовище біля с. Капітанівка, на балці вибиралась жила графіту потужністю до 4 м на Капітанівській, яка спускається зліва у р. Півден- простяганні кількох десятків метрів, і до 7 м в ний Буг, розвідував та трохи розробляв 1914 року глибину. інженер Тимчинський. У 1923 році розпочате видобування руди на лівому березі р. Каратюк. Видобуток склав кілька Українська графітова промисловість у ХХ ст. тисяч пудів [10]. У 1924 році видобувні роботи на родовищі Новий поштовх в розвитку графітних родовищ Троїцьке, біля хутора Старо-Солдатський, понови- українська графітова промисловість отримала під лися трестом «Хімвугілля», і тривали 10 місяців. час Першої світової війни, в 1915-1916 роках, коли Видобуто 3000 т руди з вмістом вуглецю від 10 до одночасно з розширенням потреби в графіті, зовсім 45 %. припинився його імпорт. Цей період характерний В цьому ж, 1924 році, пробне видобуваня не тільки зростанням видобутку руди на розроблю- графітової руди для Маріупольського заводу здій- ваних родовищах, а й відкриттям нових кар'єрів – у нювалося трестом по балці Суперечній в Криво- балці Водяній Петрівського району, в с. Камчатка різькому районі, в двох верстах від с. Лозуватка. (Криворізький округ), та інших. За цей період було 18 Л.Шпильовий, В.Білецький (2020). Геотехнології, Число 3. 14-25 У 1924-25 роках кустарне видобування графіто- вуглецю в графіті лише інколи досягав 78 %. вої руди здійснювалось на чотирьох ділянках в р-ні Незважаючи на близьке розташування до фабрики с. Троїцького (північно-західна частина с. Мико- кількох крупних графітових родовищ, фабрика лаївка) на річках Кільтиччя, Берда та її притоках. використовувала привозну петровську руду з На лівому березі Берди напроти Сачкових хуто- Криворізького району з вмістом вуглецю 30 %, так рів, поблизу хутора Вишнякова у 1925 році Маріу- як технологія і обладнання не дозволяли ефективно польським управлінням тресту «Хімвугілля» розпо- збагачувати місцеві бідні руди, внаслідок чого чаті експлуатаційні кустарні роботи. Невеликими власники цієї фабрики вимушені були ще до розрізами було розкрито 5 жил. Першої світової війни завозити в Маріуполь Між с. Темрюк і Вислою Могилою, на правому аліберівську графітову руду [15]. березі р. Темрюк, у невеликих обсягах велося Але і порівняно багата петровська руда безсистемне кустарне видобування руди в 1927 використовувалась на фабриці досить неповно. році. Були випадки, коли у відходах збагачення (хвостах) У 1927, та наступному 1928 році проводились залишалось 12-14 % вуглецю, тобто вилучення розвідувальні роботи і дослідження збагачуваності вуглецю не перевищувало 50-60 %. руди Інститутом прикладної мінералогії на ділянці, Графітна справа перейшла до тресту обмеженій на півдні річкою Берда, на заході – «Хімвугілля» у 1925 році. Графітне підприємство східною околицею села, на півночі – невеликою «Хімвугілля» складалося із заводу в м. Маріуполь балочкою, що впадає в Берестову зліва, а на сході (колишній завод С.В. Рутченка) та рудників: межує зі степовою місцевістю. Старокримського біля с. Старий Крим на р. Графітову руду на балці Водяній, на правому Кальчик, в 10 км від Маріуполя, та Петровського високому березі р. Інгулець), на північ від с. Пет- рудника на балці Власовій поблизу с. Петрове в рове, знайшов приватний промисловець Трегубів. Криворізькому окрузі. Запаси руди в рудниках у Тут розробляли невелику лінзу руди потужністю до 1926 році були незначними і близькими до 5 м. Руда була доброї якості. Та додаткові пошукові виснаження. З огляду на це геологічні організації в роботи були невдалими, і Трегубів у 1926 році цей час вели інтенсивні пошуки графіту. залишив цю ділянку. В 1928 році розвідку Південний Хімічний трест («Хімвугілля»), в проводила партія Укргеолкому (Г. Дубяга). Запаси управлінні якого знаходилась Маріупольська руди визначені приблизно в 130 тис. т [14]. фабрика, ще в 1927 року звертався до вищих У Побузькому районі у 1927-29 рр. Інститут господарських органів Радянського союзу з прикладної мінералогії провів розвідку графітового проханням надати кошти на реконструкцію родовища біля с. Завалля, в північній його частині, фабрики. на лівому березі Південного Бугу. Збагачувальний Проект реконструкції трест «Хімвугілля» відділ цього інституту розробляв технологію доручив інституту Механобр (м. Ленінград), а сама збагачення. Руду подрібнювали до -2 мм, потім до реконструкція виконана Українським трестом 54 % класу -0,2…+0,05 мм. В якості реагентів – нерудних копалин – Нерудкопалом, до якого альфанафтиламін : ксилідин у співвідношенні 60:40 перейшла фабрика, при консультуванні з боку %, і пічний скипидар, а також гас і пічний ски- Механобру. пидар. Добрі результати отримані при використанні У 1928/29 рр. трест «Хімвугілля» провів гасу, як колектора, і пічного скипидару. реконструкцію графітного заводу в Маріуполі, Запаси руди визначені в 275 000 т довівши потужність збагачувальної фабрики до (крупнолускатий графіт). 3500 т/рік. Збагачення здійснювалося флотацією з У 1927-28 р.р. розвідувальні роботи на родовищі 65-68 % до 92-93 % вуглецю [15]. Кошара Олександрівська провели трест «Хім- На початку лютого 1930 року реконструйована вугілля» та Інститут прикладної мінералогії та збагачувальна фабрика в Маріуполі (див. рис. 5) металургії [14]. стала до ладу. У 1920-х роках Радянський Союз імпортував З цього часу вперше в нашій країні почали цейлонський та мадагаскарський графіт. Частково застосовувати для збагачення графіту сучасне використовувався і графіт Аліберівського родови- обладнання. ща (Росія). Основні споживачі – тигельне вироб- Обмеженість коштів, відпущених на рекон- ництво, олівцеве, електродне, електротехніка, струкцію, змусила розмістити обладнання в старій металургія (для змащування). двоповерховій будівлі. Руда підвозилася від До кінця 1920-х років минулого століття в Старокримського рудника, що знаходився в 10 км , Україні та колишньому СРСР існувала лише одна а за місто вивозилися відходи збагачення – хвости, фабрика для збагачення графіту – Маріупольська, яких набиралося за добу до 50 т (в перерахунку на заснована в 1910 році інженером С.В. Рутченком. суху речовину), що обходилося недешево. Фабрика була примітивно обладнана, з недос- Дамо коротку характеристику застосовуваній коналими методами збагачення, і поставляла технології збагачення графіту (схема рис. 5). декілька сотень тонн лускатого графіту. Вміст 19 Л.Шпильовий, В.Білецький (2020). Геотехнології, Число 3. 14-25 Рис. 5. Технологічна схема збагачення графітової руди. Приймальний бункер мав у днищі два передавалися на флотацію в першу камеру першого розвантажувальних вікна (отвори), з яких руда з флотаційних апаратів Мінералс-Сепарейшен (11 вивантажувалася двома живильниками, працю- камер в яких і відбувається флотаційний процес – ючими одночасно. Похилим стрічковим конвеєром див. рис. 6). Розмір кожної камери 450х450 мм. З руда подавалася в помольне відділення. В перших восьми камер знімали основний останньому, на першому поверсі будівлі, було концентрат, який самопливом направлявся в встановлено два млини для тонкого помелу, а на конічний гальковий млин Гардінга для домелу другому – дві флотаційні машини. концентрату. З останніх трьох камер отримували Подрібнена руда крупністю 0-12 мм з відділення другий концентрат, більш брудний, який дроблення подавалася транспортером у стрижневий направлявся самопливом знову в стрижневий млин млин Марсі продуктивністю 2,5 т/год (3х8 м), в для подрібнення, а потім повертався в апарат який подавались також гас і вода. Мінералс-Сепарейшен. Хвости з флотаційного Після розмелу до 0,5 мм, матеріал самопливом апарата направлялись для зневоднення у великий надходив у класифікатор Дорра, з якого частинки, згущувач Дорра, який давав прояснену воду для крупніші 0,5 мм, поверталися до стрижневого оборотного водопостачання. Після подрібнення в млина, а дрібніші разом з водою самопливом по конічному гальковому млині другий концентрат ринві направлялися в ковшовий елеватор, яким вертикальним ковшовим елеватором подавався в 20 Л.Шпильовий, В.Білецький (2020). Геотехнології, Число 3. 14-25 четверту камеру другого, восьмикамерного перші його камери. Отриманий з цих камер флотаційного апарата Мінералс-Сепарейшен, який кінцевий концентрат направлявся для зневоднення мав 8 робочих і 8 агітаційних камер розміром на центрифуги. Хвости з перших чотирьох камер 300х300 мм кожна. Апарат слугував для апарату переходили потім в останні його чотири перечищення основного концентрату. Отриманий з камери, а хвости, які отримували з останніх чотирьох останніх камер концентрат діафрагмовим чотирьох камер, направлялися в зумпф ковшового насосом перекачувався в першу агітаційну камеру елеватора, яким подавалися знову в 11–ти камерний флотаційного апарата, і далі проходив чотири апарат основного процесу флотації. Рис. 6. Флотаційна машина Мінералс-Сепарейшен: зовнішній вигляд і 3D-розріз. Зневоднення концентрату відбувалося в двох подавався в дезінтегратор, де розпушувався. Звідси центрифугах – залізних циліндрах з дном, через яке графіт ґвинтовим шнеком розподілявся на два проходить вертикальний вал, що обертається за елеватори, які подавали його на два розсіви. допомогою фрикційних конічних шківів, і примушує Продукти різного сорту, отримані при розсіві, обертатися скріплений з ним циліндр. Останній має в завантажувались у мішки, та направлялися на склад. бокових стінках багато отворів. Зсередини циліндр Обладнання і технологія збагачення розраховані обтягнутий по боковій стінці полотном і поміщений на руду з вмістом 12-14% вуглецю. Концентрат, у великий чавунний циліндр. Призначення отриманий з такої руди, містив 83-84 % вуглецю; в зовнішнього циліндра – затримувати воду, яка хвостах втрачали 1,5 % вуглецю. Але фабрика проходить через полотно, і направляти її далі по мусила працювати на руді з вмістом вуглецю близько трубі в особливу яму. 10 %. Тому в концентраті вміст вуглецю складав Діаметр центрифуги – 750 мм, число обертів – близько 70 %, з хвостами втрачали 3,4 %. 800-900 на хвилину. В центрифугу завантажувалося Частина обладнання на фабриці приводилася до 600 кг концентрату. При досягненні визначеного руху локомобілем, інше – електродвигунами. числа обертів вся маса концентрату під дією Збагачення бідної руди спричинило до утворення відцентрової сили розподіляється по вертикальній такої кількості відходів у вигляді хвостів і води, що стінці внутрішнього циліндра. Там внаслідок різної існуючі установки не могли справитися з їх питомої маси графіт прилипає до полотна, а вода вилученням з фабрики. На одну тонну сирої руди спочатку проходить через шар графіту і полотно, а витрати води складали від 5 до 8 т, з якої 75 % потім переливається через борт внутрішнього поверталося у виробництво завдяки згущувачу. циліндра, затримується зовнішнім циліндром і Витрати гасу – 0,2-0,4 % від маси руди. зливається в яму. Скипидарного масла витрачали 0,02-0,05 % від маси Далі графіт з вологістю від 17 до 30 % вибирався руди. Витрати енергії – до 11-13 кВт на 1 т руди. руками і завантажувався в тачку, яка відвозилася до Як сировинна база фабрики планувалася руда сушильних печей. Петрівської групи родовищ в Криворізькому окрузі, Печі – це закриті камери на чавунних плитах, які або Заваллівське родовище в Первомайському окрузі підігрівалися знизу димовими газами через (Побужжя). димоходи. Сушіння тривало від 12 до 24 годин, в Маріупільська фабрика була первенцем україн- залежності від вологості концентрату. Таких печей на ської і радянської графітової промисловості. Фабрика фабриці було сім, кожна з яких ємністю 2 тонни працювала до 1941 року. З початком війни концентрату. Після сушки концентрат мав вологість обладнання фабрики евакуювали в Тайгинськ (Росія). 1,0-1,5 %. Після війни Маріупільську фабрику збудували вже на Сухий концентрат отримували у вигляді грудок, новому місці, та для роботи на рудах інших родовищ. які досить легко розпадалися, але все ж потребували У 1930 р. розпочалися видобувні роботи на спеціальної механічної обробки для їх розпушування. Заваллівському родовищі, а в 1934 році там Це здійснювалось в дезінтеграторах. Доставлений у збудували збагачувальну фабрику проектною сортувальне відділення, концентрат вручну потужністю 3 тис. тонн графіту на рік. Наступна завантажувався на грохот, з якого елеватором реконструкція проводилась у 1948, 1958 та 1969 21 Л.Шпильовий, В.Білецький (2020). Геотехнології, Число 3. 14-25 роках, що привело до зростання потужності На родовищі виділено 5 основних ділянок: підприємства до 40 тис. тонн графіту на рік [16]. Південно-східна, Проміжна, Хутір Андріївка, Пів- Видобуток графітової руди ведеться сьогодні на денна смуга і Правобережна. Родовище розроблялося лівому березі річки Південний Буг, за кілометр від спочатку відкритим і підземним способами, а з 1982 селища Завалля, Гайворонського району, у р. – тільки відкритим, і лише на Південно-східній відкритому кар'єрі глибиною до 250 м. Розміри ділянці. На рис. 7 і 8 подані промислові об′єкти і денної поверхні – 2х1 км. геологічна карта Заваллівського родовища. Рис. 7. Зразок графітової руди та промислові об’єкти Заваллівського родовища. Рис. 8. Геологічна карта Заваллівського родовища (по А.Е.Іваніщеву): 1 – графітові гнейси; 2 – гнейси безрудні; 3 – кристалічні вапняки; 4 – граніти; 5 – мігматити. Праворуч – Заваллівський графітовий кар'єр. Непрацююча ділянка. 2012 р. Заваллівське родовище графіту на сьогодні – Рудоносні тіла являють собою крутоспадні пласти найбільше в Європі та єдине, що розробляється в субширотного простягання. Потужність окремих Україні. Родовище метаморфічного типу, пов’язане тіл від 15 до 400 м, протяжність – 3,0–4,8 км. з біотит-графітовими гнейсами хащувато- Розробляють переважно руди з каолінізованої кори заваллівської світи бузької серії (неоархей). вивітрювання гнейсів – біотитів, амфібол-біотитів, 22 Л.Шпильовий, В.Білецький (2020). Геотехнології, Число 3. 14-25 біотит-хлоритів, хлорит-серицитів, та ін. Графіт економічні. Заваллівське родовище – поки що родовища кристалічний, лускуватий (2–4 мм), з єдина сировинна база для випуску графіту в вмістом у руді 6–14 % (серед. – 6,5 %). Україні. Останнім часом на території України Підтверджені запаси руди 96,6 млн т, у виявлені нові родовища зі значними прогнозними перерахунку на рядовий графіт – 6,1 млн т. ресурсами графіту – Буртинське, Балахівське, Супутньою корисною копалиною є абразивна Сачкінсько-Троїцьке, ряд нових ділянок у районі сировина (гранат), запаси якої оцінюють у 20,3 млн Завалля [17]. Їх запаси дають можливість не тільки т руди або 9,7 тис. т мінералу. Родовище підтримувати на належному рівні, але й за розробляють відкритим способом з попереднім необхідності значно розширити існуючу роздрібненням свердловинними зарядами. Річний мінерально-сировинну базу, завдяки чому Україна обсяг видобутку руди – близько 40 тис. т; її може стати одним з найбільших в світі перероблення з випуском графітового концентрату постачальників графітової продукції. здійснюють на збагачувальній фабриці ТОВ Нещодавно розвідані Балахівське і Буртинське «Заваллівський графітовий комбінат» (рис. 7) [18]. графітові родовища значно перспективніші від Графіт в руді знаходиться у вигляді великих раніше розвіданих Троїцького, Петрівського, лусочок, поєднаних в стрічки і голки до 4-6 Маріупольського родовищ, а за основними геолого- міліметрів, що тісно зрослися як з іншими промисловими показниками відповідають вже мінералами, так і поміж собою. Пухкі і тверді руди освоєному Заваллівському родовищу. родовища збагачуються флотацією з отриманням Завдяки високим якісним характеристикам та концентрату з вмістом графіту 86-97% високої значним запасам руд Балахівське та Буртинське якості, та зольністю не вище 10-13%. Основні родовища можуть слугувати окремими сировин- технологічні процеси: дроблення, подрібнення, ними базами нових гірничодобувних та переробних флотація, зневоднення, сушка, грохочення, хімічне підприємств. збагачення, струминний помел. Технологічна лінія з виробництва графіту являє СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ / REFERENCES собою ланцюжок послідовно зв’язаного техно- логічного обладнання, апаратів і механізмів, що 1. Чирвинский В.Н. Графиты Украины // Изв. забезпечують процес від дроблення руди до Киев. политехн. и сельскохоз. институтов. – 1924. – фасування готової продукції, та складування С. 61–94. (укладання) хвостів (відходів виробництва) у 2. Шапиро И.А. Графитовая промышленность хвостосховище. Средней Европы и перспективы экспорта Союзных Заваллівський графіт має практично ідеальну графитов // Минеральное сырье. – 1930. – № 9. – С. кристалічну структуру і містить мінімальну 1259–1280. кількість домішок, склад яких дозволяє легко 3. Яценко В.Г. Геология, минералогия и видалити їх з руди. Завдяки тому, що в корі генезис графита Украинского щита / Яценко В.Г. – вивітрювання лусочки графіту звільнені від К.: Логос, 2008. – 127 с. зрощення з іншими мінералами, ці руди ще легше 4. Державний баланс запасів України. – К., збагачуються, тому являють собою першочерговий 2011. об'єкт промислової розробки. 5. Дубина И. В. Графитовые месторождения Підприємство виготовляє більше 25 основних Украинской ССР / Дубина И.В. – Харьков: 1939. – марок графіту з вмістом вуглецю від 85% до 99,5% 208 с. та розміром від 10 до 200 мкм, також колоїдно- 6. Старокрымское месторождение графита/ графітові препарати і мастильно-охолоджуючі Електронний ресурс. Режим доступу: рідини на основі графіту. https://www.donmining.info/2018/06/starokryimskoe- Продукція відповідає вимогам державних mestorozhdenie-grafita.html стандартів і технічних умов та експортується в 7. Шапиро И.А. Месторождение графита у с. багато країн Європейського Союзу – Німеччину, Троицкого, Бердянского района УССР // Францію, Бельгію, Великобританію, Туреччину, Минеральное сырье. – 1929. – № 1. – С. 69 –84. Іспанію, Італію, Польщу, Швейцарію, Чеську 8. Бр. Носовы. О новом месторождении Республіку, Румунію, Словаччину, Сербію, графита на юге России // Горный журнал. – 1869. – Болгарію, Грецію, Норвегію, а також в Азію – № 1. – С. 317–389. Японію, Корею, Білорусь, Молдову, а ще в США. 9. Лаврович Н.С. Приазовский графито- Остання розвідка і переоцінка запасів графіту на носный район // Минеральное сырье. – 1930. – №5 . Заваллівському родовищі виконана у 1971–1982 рр. – С. 647–678. [18]. 10. Кулибин П.В. Работы Химугля по обсле- Стан виробництва графіту в Україні дованию украинских месторождений графита // на початку ХХІ ст. Минеральное сырье. – 1927. – № 10. – С. 637–645. Сьогодні виробництво кристалічного графіту в 11. Сердюченко Д.П. Старо-Крымское Україні зменшується та має досить нестійкий месторождение графита // Минеральное сырье. – характер. Причини цього, головним чином, 1927. – № 5–6.– С. 348–353. 23 Л.Шпильовий, В.Білецький (2020). Геотехнології, Число 3. 14-25 12. Шапиро И.А. Пятилетний план развития фабрика // Минеральное сырье. – 1930. – № 9.– С. графитовой промышленности СССР // Минеральное 1281–1286. сырье. – 1928. – № 8. – С. 583–591. 16. Давидович Б.А., Киреев А.А. Обогащение 13. Лаврович Н.С. Кошары-Александровское Завальского графита // Минеральное сырье. – 1930. месторождение графита // Минеральное сырье. – – № 1. – С. 49–56. 1929. – № 1. – С. 57–69. 17. Іванців О.Є. Геологія та генезис графітових 14. Лаврович Н.С. Геолого-разведочные рабо- родовищ України. – К.,1972. – С. 74–78. ты по графитам, произведенные Институтом 18. Гурський Д. С., Єсипчук К. Ю., Калінін В.І. прикладной минералогии // Минеральное сырье. – та ін. Металічні і неметалічні корисні копалини 1930. – № 1. – С. 47–48. України. Т.2. – К., 2006. – 740 с. 15. Гурвиц П.А. Мариупольская графитная ABSTRACT (IN UKRAINIAN) Актуальність проблеми. Стаття присвячена історії становлення вітчизняної графітової промисловості. Графіт є сировиною при виробництві ряду продуктів: штучних алмазів, акумуляторів, паливних елементів хімічних джерел струму, металообробці і куванні, для штампування та прокатки металевих виробів, електровугільних щіток та електродів, полімерних композитних матеріалів, фрикційних матеріалів, графітової фольги, прокладок і ущільнювачів, мастильних матеріалів, олівців і поліграфічних фарб, термостійкої кераміки та ґуми, кабелів, антикорозійних фарб, вогнетривів, добавок в бурильні розчини. Застососується у нанотехнологіях. Мета статті. Простеження і введення у науковий обіг основних подій, фактів, технічних та технологічних рішень, які визначили розвиток графітової промисловості на теренах України у ХХ–ХХІ ст.. Методи і апаратура. Літературний огляд, залучення архівних матеріалів, опис техніки і технології первинної переробки графітових руд в Україні. Результати. Простежено вервечку подій, які розкривають технологічний та технічний поступ в розвитку видобутку і збагаченні графітових руд в Україні, зокрема Старокримського та Заввалівського родовищ, збагачувальної фабрики графітової руди в Маріуполі. Наукова цінність розробки. Описана технологія видобування графітових руд в Україні і збагачення графітової руди на Маріупольській збагачувальній фабриці. Практичне значення. Показано, що Заваллівське родовище – поки що єдина сировинна база для випуску графіту в Україні. В Україні виявлені нові родовища зі значними прогнозними ресурсами графіту – Буртинське, Балахівське, Сачкінсько-Троїцьке, ряд нових ділянок у районі Завалля. Їх запаси дають можливість не тільки підтримувати на належному рівні, але й значно розширити існуючу мінерально- сировинну базу, завдяки чому Україна може стати одним з найбільших в світі постачальників графітової продукції. Ключові слова: вітчизняна графітова промисловість, історія, техніка та технологія видобування та збагачення графітових руд. ABSTRACT (IN RUSSIAN) Актуальность проблемы. Статья посвящена истории становления отечественной графитовой промышленности. Графит является сырьем в производстве ряда продуктов: искусственных алмазов, аккумуляторов, топливных элементов химических источников тока, металлообработке и ковке, для штамповки и прокатки металлических изделий, электроугольных щеток и электродов, полимерных композитных материалов, фрикционных материалов, графитовой фольги, прокладок и уплотнителей, смазочных материалов, карандашей и полиграфических красок, термостойкой керамики и резины, кабелей, антикоррозионных красок, огнеупоров, добавок в бурильные растворы. Застососуеться в нанотехнологиях. Цель статьи. Проследить и введение в научный оборот основных событий, фактов, технических и технологических решений, которые определили развитие графитовой промышленности на территории Украины в ХХ–ХХI вв. Методы и аппаратура. Литературный обзор, привлечения архивных материалов, описание техники и технологии первичной переработки графитовых руд в Украине. Результаты. Прослежено череду событий, которые раскрывают технологический и технический прогресс в развитии добычи и обогащения графитовых руд в Украине, в частности Старокрымского и Завальевского месторождений, обогатительной фабрики графитовой руды в Мариуполе. 24 Л.Шпильовий, В.Білецький (2020). Геотехнології, Число 3. 14-25 Научная ценность разработки. Описанная технология добычи графитовых руд в Украине и обогащения графитовой руды на Мариупольской обогатительной фабрике. Практическое значение. Показано, что Завальевское месторождение – пока единственная сырьевая база для выпуска графита в Украине. В Украине обнаружены новые месторождения со значительными прогнозными ресурсами графита – Буртынское, Балаховской, Сачкинско-Троицкое, ряд новых участков в районе Завалье. Их запасы позволяют не только поддерживать на должном уровне, но и значительно расширить существующую минерально-сырьевую базу, благодаря чему Украина может стать одним из крупнейших в мире поставщиков графитовой продукции. Ключевые слова: отечественная графитовая промышленность, история, техника и технология добычи и обогащения графитовых руд. ABOUT AUTHORS Леонід Шпильовий, Канд. техн. наук, ст. наук. співробітник, Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка АН України, Київ, Україна ТОВ "Азов – Мінералтехніка", Донське, Донецька область, Україна Володимир Білецький, докт. техн. наук, професор, Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, Україна електронна адреса ukcdb@i.ua, тел. +380 (067) 717–80–68 . 25