Мельницы для дробления и измельчения руды

Вот что пишет Агрикола о мельнице, которая применялась для измельчения золотоносных и оловянных руд: «Золотую руду, раздробленную молотами или раскрошенную толчейными пестами, равно как и оловянную руду, перемалывают в порошок. Мельница, приводимая в движение действием воды, имеет следующее устройство. Устанавливается вал, сделанный при помощи циркуля цилиндрическим или многогранным. Его железные цапфы вращаются в раздвоенных железных подпятниках, укрепленных в балках. Вал приводится в движение колесом, снабженным с наружной стороны лопастями, в которые бьет струя воды.

Мельница для дробления золотоносной руды: А – вал; В – водяное колесо; С – зубчатое колесо; D – цевочное колесо; Е – железный вал; F – жернов; G – воронка; Н – круглый лоток; I – желоб.
Гравюра из труда Георгия Агриколы «12 книг о металлах»

На вал насажено зубчатое колесо с зубьями сбоку обода, приводящее в движение цевочное колесо с цевками из весьма твердого материала. Цевочное колесо насажено на другой железный вал, имеющий снизу цапфу, вращающуюся в железном подпятнике, укрепленном в балке. Верхний конец вала железной втулкой (в виде ласточкина хвоста) закреплен в жернове. Таким образом, когда зубья колеса вращают цевочное колесо, вращается и жернов, к которому через подвешенную воронку подается руда. Размолотая в порошок руда поступает с круглого деревянного лотка в желоб и сыплется по желобу на пол, образуя кучу. Размолотую руду отвозят и откладывают для промывки».

Для обработки золотоносной руды создавались целые вододействующие комплексы, в которых совмещались операции измельчения породы и извлечения золота с помощью ртути. Подробное описание технологии также находим у Агриколы: «Налаживают устройство, которое одновременно дробит, размалывает и промывает золотую руду и смешивает её с ртутью. В нём одно лишь колесо А, вращаемое силой воды, поступающей на его лопасти, которые дробят сухую руду. Руда дальше попадает в круглый приёмник D жернова F и, постепенно проскальзывая сквозь его отверстие Е, размалывается в муку. Нижний жернов снаружи четырёхугольный, но имеет круглое углубление, в котором вращается круглый жернов-бегун, и выносное отверстие Н, через которое рудная мука сыплется в первую кадь. Конец железной оси жернова вставлен в поперечный брус, укрепленный в верхнем жернове, а верхняя цапфа вставляется в гнездо в балке L. Сидящее на этой оси цевочное колесо М приводится в движение зубчатым колесом, сидящим на главном вале N, и вращает жернов. Рудная мука с водой поступает в первую кадь О так же, как и вода, которая течет из неё дальше во вторую кадь, стоящую ниже, из нее – в третью кадь – ещё ниже, и обычно ещё в бак, выдолбленный из колоды.

Мельница для толчения золотоносной руды: А – колесо; В – вал; С – песты; D – круглый приемник в жернове; Е – отверстие в жернове; F – нижний жернов; G – круглое углубление в нижнем жернове; Н – выносное отверстие в нижнем жернове; I – малая железная ось; K – втулка малой железной оси; L – балка; М – цевочное колесо на малой железной оси; N – зубчатое колесо вала; О – кади; Р – планки; Q – малые вертикальные оси; R – утолщенная часть малых вертикальных осей; S – мешалка; Т – цевочное колесо; V – малый горизонтальный валик, вставленный в вал; X – зубчатые колеса малого горизонтального валика.
Гравюра из труда Георгия Агриколы «12 книг о металлах»

В каждую кадь помещают ртуть. К каждой кади прикреплена планка Р с отверстием посередине, через которое проходит вертикальная ось Q. К нижнему концу оси прилажены три перекрещивающиеся планки, образующие мешалку S. На ось насажено цевочное колесо Т, которое вращается маленьким зубчатым колесом X, сидящим на горизонтальном вале V. Таким образом, планки, которые вращаются в каждой кади, основательно взбалтывают рудную муку, смешанную с водой, и при этом отделяют также мельчайшие частицы. Ртуть вбирает их и очищает, а примеси уносит с собой вода. Затем ртуть выливают в кусок мягкой кожи, собранной в виде сумы, или хлопчатобумажную ткань и выжимают сквозь них. Ртуть вытекает в подставленный горшок, а в ткани остаётся чистое золото».

Хотя вращательное движение водяных колес с устройствами, позволяющими повышать или понижать скорость или менять плоскость вращения, можно было приспособить для выполнения многих видов работ, были и такие процессы, для механизации которых требовалось не вращательное, а возвратно-поступательное движение. К их числу относились многие металлургические процессы, связанные с ударной обработкой, такие как дробление руды перед плавкой и ковка металлов (прежде всего – железа и стали). Для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное с целью приведения в действие ударных устройств, средневековые мастера применяли кулачковый и кривошипный механизмы.