В 1754 г. по поручению одного из руководителей завода – Иоганна Христиани, того самого, который ходатайствовал о производстве Ползунова в младший шихтмейстерский чин, будущий изобретатель занимается организацией работы мастеровых и контролирует ее качество. А в 1755 г. получает очередное поручение – разобраться в причинах брака продукции на стекольном заводе, расположенном на берегу Барнаульского пруда. Ползунов пробыл на заводе около месяца, за это короткое время изучил технологию изготовления стекла и обнаружил причину дефекта. Оказалось, что мастера неправильно охлаждали посуду.

Складывается впечатление, что талантливым и исполнительным работником заводское начальство затыкало все дырки, перебрасывая его с одного узкого места на другое, а их, судя по всему, хватало с избытком. Например, в 1756 г. Ползунова направили на одну из пристаней принимать руду и вести расчеты с возчиками. Там же он руководил постройкой рудного амбара и занимался прочими рутинными делами. Не успев вернуться с пристани, Ползунов вынужден был отъехать в деревню Наумовку на берегу реки Чюмыш, где ему поручили проверить исправность канатов и прочего корабельного снаряжения, а заодно и самих кораблей.

В самом конце 1757 г. начальство решает отправить унтер-шихтмейстера Ползунова с караваном драгоценных металлов в Петербург. Для него эта поездка имела особое, в том числе личное значение. Кроме отчетов о работе рудников и заводов, ему поручалось передать столичному начальству донесение о производстве самого Ползунова, а также некоторых его коллег в шихтмейстеры. В документе отмечалось, что соискатели давно выполняют работы, право на проведение которых имеют лишь горные офицеры. Ползунов и другие участники конвоя – офицер, капрал и 11 солдат – везли в столицу весьма ценный груз: 3,6 тонны серебра и 24 кг золота. Обоз выехал из Барнаула 1 января 1758 г. и почти безостановочно двигался по зимнему пути в Томск, а дальше через Тобольск, Пермь, Вятку на юг до Нижнего Новгорода, затем – в Москву и Петербург. Путь длиной 5 тыс. км продолжался более двух месяцев.

О пребывании Ивана Ползунова в столице с февраля по июнь 1758 г. не найдено никаких документальных свидетельств. Остается неизвестным, удалось ли ему свести знакомство с какими-то деятелями науки и техники, где он побывал, какими новыми знаниями обзавелся. Ясно, пожалуй, лишь одно: без дела молодой алтайский мастер не сидел. Впрочем, не подлежит сомнению одна важная для Ползунова встреча. 6 марта 1758 г., в тот самый день, когда Ползунов представил документы о привезенных им драгоценных металлах, кабинет дал предписание «статскому советнику и Монетной канцелярии главному судье» (т. е. эксперту) Шлаттеру принять золото и серебро у Ползунова. Все перевесить и зарегистрировать, а по приеме… помянутому Ползунову дать квитанцию». Иван Андреевич (до переезда в Россию Иоганн Вильгельм) Шлаттер был видным специалистом горного, металлургического, пробирного и монетного дела. После того как алтайские заводы перешли в собственность кабинета, Шлаттер устроил при Монетном дворе лабораторию по анализу и обработке серебра. Под наблюдением Шлаттера в 1750 г. из алтайского серебра была отлита рака (гробница) для останков Александра Невского (сегодня это замечательное произведение искусства находится в Государственном Эрмитаже). Рака, весившая 76 пудов (1,2 тонны) была выполнена в стиле барокко, надписи, выгравированные на гробнице, сочинил М. В. Ломоносов.

Шлаттер занимался не только практической деятельностью. В конце 1750-х гг. он работал над руководством для металлургов и горняков, которое было опубликовано в 1760 г. под названием «Обстоятельное наставление рудному делу…». Эта книга стала первым пособием подобного рода.

Вскоре военные, прибывшие вместе с обозом, уехали на Алтай, Ползунов же задержался в столице, чтобы приобрести кое-какие порученные ему «припасы» – полотно, бумагу, книги, упряжь для лошадей и т. д. В середине июня 1758 г. Ползунов тронулся в обратный путь.

По прибытии в Москву он познакомился с 22-летней вдовой Пелагеей Ивановной Поволяевой. Муж ее, солдат Псковского пехотного полка Осип Яковлевич Поволяев погиб во время российско-прусской войны. В Барнаул Ползунов вернулся с Поволяевой, однако оформить брак с ней не мог. Дело в том, что документов, удостоверяющих гибель Осипа Поволяева, у его вдовы не было, а значит, женщина все еще официально считалась не вдовой, а мужнею женой. Для оформления брака было необходимо получить сначала разрешение от Барнаульского духовного правления, затем – от заводской канцелярии. Ни того ни другого разрешения Ползунову не давали. Он был вынужден в течение трех лет скрывать свой брак – Пелагея жила в Барнауле и в других местах, где по делам службы находился Иван, под видом прислуги. Конечно, это причиняло влюбленным множество неудобств и неприятностей. Не говоря уже о том, что тайный брак никакой тайной на самом деле не был – все прекрасно понимали, что Пелагея – никакая не прислуга. Тем более что при них состояла и настоящая прислуга – Прасковья Яковлева. Вскоре Пелагея родила первенца. Ребенка от «невенчанной женки» пришлось крестить, пригласив священника из пригородного села. Потом у Пелагеи родился еще один внебрачный ребенок. Все это очень осложняло жизнь Ползунову, грозило его карьере, однако он не помышлял оставить Пелагею и найти себе невесту, которая приглянулась бы и духовному, и заводскому начальству. Ползунов очень рисковал, живя с невенчанной женой. Его осуждало не только русское косное, патриархальное окружение, но и заводская канцелярия. Христиани, принимавший участие в Ползунове, был этническим немцем и лютеранином, приверженцем самых строгих правил. Он и его единоверец В. де Геннин ревностно следили за тем, чтобы их русские подчиненные свято блюли все православные обряды. Главным из них был церковный брак. Дело, разумеется, не в приверженности этим обрядам, просто иноземное начальство не желало подставляться и рисковать карьерой, доходными местами.

Сначала Ползунову повезло – вскоре после возвращения из Петербурга в Барнаул его вновь отправили на отдаленную пристань принимать и записывать руду, производить расчеты с возчиками и т. д. Это на какое-то время отдалило его и Пелагею как от сплетников-соседей, так и от внимания канцелярии.

Портрет Ивана Ползунова. Надпись гласит: «Механикусъ Иванъ Ползуновъ. 1729–1766. Барнаулъ».

До отъезда Ползунов зашел в канцелярию и осведомился, почему до сих пор не выполнено обещание кабинета произвести его в обер-офицерский чин. Он также пожаловался, что другие унтер-шихтмейстеры получают больше, чем он. Указ канцелярии от 9 марта 1759 г. подтвердил, что Иван Ползунов представлен к чину шихтмейстера, и давал ему отличную аттестацию, а «чтоб он против протчей своей братии обиды не имел», Христиани приказал выплачивать ему 72 рубля в год. Долгожданное известие о том, что ему указом кабинета «велено шихтмейстером при здешних заводах и горных работах быть», Ползунов получил, находясь на одной из пристаней, обслуживавших Барнаульский завод. Иван Иванович получил право носить мундир и шпагу, иметь денщика. Христиани и другие начальники стали отныне обращаться к Ползунову в официальных письмах «Благородный и почтенный господин шихтмейстер». Все эти знаки внимания и принадлежности к офицерскому сословию были важны для Ползунова, имели для него большое моральное значение. Правда, характер его деятельности, по сути, остался прежним, ведь он, будучи унтер-шихтмейстером, давно уже выполнял обязанности горного офицера. Однако Ползунова и других его товарищей, получивших, как и он, производство в офицеры, радовало, что им в качестве шихтмейстеров предписывалось в совершенстве обучиться «горным и заводским ремеслам» – устройству машин и механизмов, разведке, добыче, обогащению руд, выплавке и очистке металлов и т. д. То, что Ползунов и раньше постигал в теории и на практике, отныне он уже мог изучать, так сказать, по роду служебных обязанностей. Но, несмотря на все знания и умения Ползунова, никакого «строения горных работ и машин» ему все еще никто не поручал. Никто также не обучал его, до всего он доходил своими собственными умом и руками. Единственное, чем помогла Ползунову и его товарищам в повышении их квалификации канцелярия, – снабдила их книгами по горнозаводскому делу. Эти книги действительно принесли мастерам большую пользу. Хотя на чтение литературы у Ползунова оставалось мало времени – он был сильно занят различной технической работой, по-прежнему выполнял множество хозяйственных поручений.