В 1870 г. В. А. Кулибин, внесший большой вклад в развитие русского золотого промысла, — изобрел прибор для обогащения песков, который назвали Кулибиной. В этом приборе впервые были применены подшлюзники, которые до сих пор широко используются для улавливания золота при шлюзовом процессе.
Однако систематические исследования по изысканию наиболее совершенных способов извлечения золота из россыпей, а также разработка теории улавливания россыпного золота начались лишь в советское время.
В 1923–1925 гг. М. К. Широкинский, Н. Н. Котляр и другие ученые и инженеры исследовали обогатительные процессы на многих драгах Урала, работавших на россыпях с различными горногеологическими условиями и разным содержанием золота. В результате был установлен процент извлечения драгоценного металла на обогатительных приборах всех типов и выявлены условия, определяющие благоприятный ход процесса обогащения золотоносных песков. Большую роль в разработке теории улавливания на шлюзах сыграли труды проф. П. В. Лященко.
В послевоенные годы, наряду с дальнейшим совершенствованием шлюзового процесса, большая работа проводится по внедрению отсадочных машин.
Главный принцип — сила тяжести
Зерна золота в песках россыпей находятся в виде механических примесей, т. е. в свободном состоянии. Поэтому при обогащении их не подвергают дроблению, как это делается, к примеру, при обогащении руды.
Для обогащения золотоносных песков россыпей применяют такие способы, при которых минеральные зерна разделяются благодаря разности их удельных весов. По сравнению с другими способами такое обогащение — гравитационное — просто, экономично и характеризуется сравнительно высоким извлечением золота.
Если смесь минеральных зерен одинакового удельного веса, но различного диаметра бросить в сосуд с водой, то скорость падения их будет неодинакова: более крупные зерна упадут на дно сосуда скорее, чем мелкие. Если же взять смесь зерен одинакового диаметра, но различного удельного веса, то скорость падения зерен с большим удельным весом будет выше и они начнут осаждаться на дно раньше зерен с меньшим удельным весом.
Если опустить в сосуд с водой смесь золота и пустой породы, то на его дне последовательно будут откладываться: вначале крупные частицы золота, не имеющие в данной смеси «равнопадающих» с ними зерен пустой породы, после этого — равнопадающие зерна пустой породы и золота, затем — только зерна пустой породы. В случае, если осаждение происходит не в спокойной воде, а в восходящем потоке, скорость падения зерен будет меньше, и зерна, имеющие скорость падения в воде меньшую, чем скорость восходящего потока, будут вынесены потоком вверх.