Я познаю мир. Сокровища Земли - М. Голицын

Поэтому в Древнем Риме был сооружен водопровод из свинцовых труб.

Весь мир научился выплавлять свинцовые пули.

Без свинца не может быть качественной краски, глазури, эмали.

Если вы попадаете на обследование в рентгеновский кабинет, вас защитит от излучения свинцовый фартук.

«Ай да чудо-металл!» — хочется поаплодировать свинцу. Но в то же время, радуясь мягкому «характеру» свинца, надо помнить, что многие его соединения ядовиты. Особенно если они попадают в пищу.

Основной свинцовой рудой является минерал галенит, или «свинцовый блеск». Он содержит больше 80% свинца и серу. Если геолог подходит к рудной жиле, которая содержит галенит, то он сразу узнает этот минерал — по серому цвету, сильному блеску и кубическим кристаллам. Кто хоть однажды видел галенит, запоминает его на всю жизнь.

Из свинцовых руд получают серебро, которое находится там в виде примеси.

Галенит образуется из горячих, так называемых гидротермальных растворов с температурой в недрах Земли до 200 °С и более. Неразлучный друг галенита в природе — сфалерит. Его иначе называют «цинковой обманкой» из-за сходства со многими другими минералами.

Металлы из "обманчивой" руды

Цинк, кадмий, галлий, индий получают из цинковой руды — сфалерита. Название это происходит от греческого слова «сфалерос» — «обманчивый». Очевидно, тот, кто давал название этой руде, обратил внимание, что она не похожа на обычные сульфиды металлов. Цинковая руда бывает и бесцветной, и светлоокрашенной, бывает и черной (когда в руде много железа), и красных, желтых, зеленоватых оттенков. Такой цвет цинковые руды имеют, когда они богаты кадмием. Блеск у цинковой руды алмазный» но отражательная способность низкая.

Сокровищница российских цинковых РУД — Урал (месторождения Капуцинское, Третьего Интернационала и другие), Алтай, Приморье. В ближнем зарубежье это, конечно, Украина, Грузия, Абхазия. А во всем мире известны цинковые руды Чехословакии, Швейцарии, Испании, Африки и США. Главная добыча цинка производится в США.

Цинк — довольно активный металл и на воздухе покрывается защитной пленкой. Около половины производимого цинка идет на защиту от коррозии различных металлических изделий. Цинк отличается от всех других распространенных металлов тем, что при температуре плавления он сразу превращается в пар. Цинк — составная часть латуней и других сплавов.

Сульфид цинка обладает люминесцентными свойствами, и в смеси с сульфидом кадмия им покрывают экраны телевизоров, осциллографов и другие тонкие приборы. Цинк употребляется и при изготовлении цинковых белил — художественной краски.

И конечно же всем знакомы предметы, которые сопровождают нас в повседневном быту: крыши, покрытые оцинкованным железом, оцинкованные ведра, баки и другие предметы.

Уже около двух тысяч лет назад умели получать латунь — сплав цинка с медью из руд этих металлов. Чистый цинк в Европе научились получать лишь в XVIII веке. Но в Индии чистый цинк выплавляли уже в XII веке, как «металл, похожий на олово, но добываемый перегонкой». Из цинка делали монеты, сосуды, а в основном он шел на получение той же латуни...

Попутно из цинковых руд добывают кадмий, галлий и индий.

Кадмий необходим в борьбе с коррозией металлов: им покрывают изделия из стали и железа. Кадмий используют в производстве аккумуляторов, автоматических противопожарных аппаратов.

Галлий представляет собой металл, во многом напоминающий алюминий. Но он плавится при температуре 29 °С. Галлием в ряде случаев вместо ртути наполняют термометры, другие точные приборы. Галлиевые лампы дают свет, близкий к солнечному.

Индий имеет давнишнюю репутацию антикоррозионного металла. Им покрывают металлические изделия, кроме того, он необходим при производстве рефлекторов для прожекторов и автомобильных фар. Органические соединения индия применяются для борьбы с сонной болезнью.

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 виде никель в сплавах с железом обнаружен в метеоритах. Метеориты бывают трех видов: железные, железокаменные и каменные. Есть такая научная догадка, что ядро Земли имеет сходный состав с железными посланцами неба.

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. Громогласной славе и чопорному почету он предпочитал тишину провинциального городка и удовольствие проводить интересующие его опыты.

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.