Я познаю мир. Сокровища Земли
Шрифт:
В честь горного духа
В 1751 году шведский химик А. Кронстедт открыл новый, доселе неизвестный серебристо-белый металл, назвал его «никель» в честь горного духа, гнома, который, по поверью, мешает горнякам работать под землей, строя различные козни.
Никель используется для легирования сталей — они становятся жаропрочными; отличается механической прочностью, антикоррозийными и другими полезными свойствами. Он входит в состав монетного сплава, поэтому можно смело утверждать, что с никелем знаком каждый человек нашей страны.
В самородном
Основные руды никеля — сульфиды и силикаты. Первые находятся в древних глубинных магматических породах в форме залежей. Вместе с никелем всегда находятся руды меди, кобальта, а в них примеси золота, серебра, платины, селена и теллура.
Силикаты никеля образуются на поверхности Земли при выветривании магматических пород. Их геологический возраст часто совсем небольшой — всего 10-15 миллионов лет.
В промышленных масштабах никель начали получать в середине XIX века в Канаде. А основные месторождения в России находятся на севере Красноярского края (Норильск), на Кольском полуострове (Печенга) и Урале. Мировые запасы сосредоточены в Канаде и Австралии.
Никель имеет одно прекрасное свойство — он морозостоек. Обычная сталь становится хрупкой, начиная с температуры -30 °С: это мешает работе и строительству в Арктике и Антарктике. Добавка 0,4% никеля позволяет увеличить морозостойкость стали до 40%. Сталь с добавкой 0,5% никеля не боится и более сильного мороза, но цена стали от этого... удваивается.
Чтобы добывать полезные ископаемые в Арктике, нужна сталь с 5% никеля. В этом сочетании она выдерживает температуру -60 °С, но по цене такая сталь сравнима с драгоценными металлами и к тому же плохо сваривается.
Редкие металлы
Есть среди металлов — сокровищ Земли — довольно большая группа так называемых редких металлов. Их более пятидесяти. В своей сумме они составляют 0,53% земной коры. Они редко образуют собственные минералы, но входят в состав других минеральных соединений.
Редкие металлы имеют прямое отношение к драгоценным камням. Например, бериллий — основной компонент изумрудов и аквамаринов. Цирконий входит в состав драгоценного камня солнечного цвета — гиацинта.
Редкие металлы среди сокровищ Земли, как песчинка в стоге сена. Например, крупные месторождения молибдена известны всего в нескольких местах земного шара. Геологам, чтобы найти редкие металлы, приходится много трудиться, используя все существующие методы научных поисков.
В небольшом, но известном на весь мир своими знаменитыми учеными шведском городке Упсала в 70-80-х годах XVIII века жил застенчивый, малообщительный человек по имени Карл Вильгельм Шееле (1742—1786). Он был аптекарем и одновременно — академиком Стокгольмской академии наук. Прославился же Шееле как один из величайших химиков-экспериментаторов своего времени.
Современники считали упсальского аптекаря чудаком: он неизменно отказывался от многочисленных предложений занять почетные посты в университетах.
Аптекарь Шееле сделал целый ряд научных открытий, в том числе подарил человечеству металл вольфрам в 1781 году...
Так какой же из редких металлов «похищает» олово? Конечно, вольфрам — тяжелый (плотность 19,3), твердый и тугоплавкий металл. Температура его плавления 3410 °С.
По тугоплавкости вольфрам уступает только углероду, и это его удивительное свойство дало возможность использовать вольфрамовые нити в электролампах.
Свое название этот химический элемент получил от минерала вольфрамита. Еще в средние века было замечено: выход олова уменьшается, если этот минерал содержится в оловянной руде. Он как бы похищает олово, пожирая его, как волк овцу. Отсюда и название минерала от немецкого слова «вольф» — «волк» и древнегерманского «рам» — «баран».
Вольфрам применяется как легирующая добавка, особенно для быстрорежущей стали, которая сохраняет твердость даже при 800 °С.
Из сплава вольфрама, меди и никеля изготавливают контейнеры для хранения радиоактивных веществ, поскольку такой сплав поглощает радиоактивные излучения лучше, чем свинец. Правда, получить сплавы вольфрама обычным способом трудно: при температуре его плавления многие металлы превращаются в пар. Вот почему чаще всего вольфрамовые сплавы создают с помощью порошковой металлургии — смесь металлических порошков прессуют и спекают при высоких температурах.
Вольфрам пластичен. Это позволяет из одного килограмма металла вытягивать проволоку длиной до 3,5 километра, а этого хватает на изготовление 23 тысяч электроламп мощностью по 60 ватт.
Несколько фактов из жизни стронция
В 1790 году шотландский врач А. Крауфорд, изучая минерал стронцианит, пришел к выводу, что он содержит новые элементы.
Затем пробежало еще несколько лет, и лишь в 1808 году Гемфри Дэви (1778-1829) путем электролиза выделил два новых элемента. Первый назвали барием (от «барюс» — «тяжелый»), второй — стронцием (от названия минерала, в который он входит).
Стронций — щелочно-земельный металл, химически очень активный. Соли стронция горят красным цветом, и когда вы видите салют, знайте: вас восхищает не какое-то небывалое чудо, а металл стронций. А вот соли натрия, например, дают желтый цвет. В этом легко убедиться, если бросить несколько крупинок соли в пламя.
Стронций используют для поглощения газов в электровакуумной установке, для раскисления меди и бронз, получения сплавов. В атомной промышленности без стронция тоже дело не обходится: один из его радиоактивных изотопов применяют в атомных электрических батареях.
Соли стронция — это краски, глазури, эмали, кинескопы телевизоров, белизна рафинированного сахара, специальные сорта бронзы.
Установлено, что стронций накапливается в глубоких подземных рассолах, в водах нефтяных месторождений. Такие рассолы можно рассматривать как жидкую руду, из которой извлекают бром, йод и литий. Весь йод в России получают именно из таких подземных вод.