Металлы драгоценные - Иван Алексеев

Демидов, отметив, что «служитель Попов изобрел способ плавить платину, вещь столь мудреную, что даже в просвещенных краях Европы, как-то Франции и Англии, есть мало людей, кои сей секрет знают», приказал выдать изобретателю 500 рублей. Нижнетагильский управитель приказ изменил, выдав только 200, пообещав остальное, «…когда им, Поповым, доведена будет сплавленная платина, без применения других металлов, до ковкости». Русский самоучка так и не получил удержанную часть своей премии, хотя и предпринял попытки раскрыть секрет трудного металла.

Не поддавалась платина и людям образованным, имевшим специальную подготовку. Официально считается, что горный инженер А. Архипов вместе с мастерами Кушвинского завода изготовил в 1825 г. первые изделия из русской платины: кольцо, чайную ложку, чернильницу, цепочки, мелкие изделия. И ему же удалось блестяще раскрыть и применить способ обработки платины Гитона – Жанетти. Но все это было повторением пройденного, а требовалось в корне иное. Наряду с другими задачами эту проблему и стала решать созданная в России Соединенная лаборатория Департамента горных дел и Горного кадетского корпуса. Начальник лаборатории П.Г. Соболевский и его помощники после многих опытов пришли к выводу, что при всех недостатках способ Жанетти, с успехом повторенный г-ном Архиповым, является лучшим, а так как и он плох, то получение металлической платины из ее сплава перспектив не сулит. Дело в том, что входящие в сплав металлы действительно улетучиваются при прокаливании, но остается порошок – губчатая платина, не обладающая ни малейшей ковкостью. Расплавить же губчатую платину не удавалось никому. Но, как оказалось, это было и не обязательно.

Работая с губчатой платиной, Соболевский обратил внимание на то, что, говоря простым языком, при сильном сдавливании зерна платинового порошка слипаются, как кусочки глины, и приобретают некоторую ковкость даже при умеренном их нагревании, т. е. не нужны были сверхвысокие температуры, с которыми мучились многие зарубежные исследователи.

В принципе его способ был значительным открытием, которое впоследствии получило название порошковой металлургии. И хронологически, и по достигнутым результатам приоритет П.Г Соболевского был признан на международном уровне, и он по праву считается основоположником метода.

На основе открытия Соболевского на Монетном дворе был организован цех по переработке платиновой руды. Добыча ее на Урале возрастала высокими темпами и составила 220 кг в 1826 г., 400 – в 1827 г. и 1500 кг – в 1828 г. С переработкой руды вполне справлялись, и на Монетном дворе начали накапливаться излишки металла: при всей симпатии к нему спрос внутри страны и за рубежом был все еще невысок и отставал от предложения. Часть платины не находила сбыта, и ее даже начали использовать там, где можно было обойтись менее ценными материалами; например, из медно-платинового сплава стали делать посуду для столовой Горного корпуса.

Найденный выход представляется весьма разумным: драгоценный металл стал валютным. 24 апреля 1828 г. был обнародован указ о чеканке ограниченного количества платиновых монет из казенного металла и приемке их в платежи на добровольных началах. За подделку новых денег грозило наказание, как и за подделку всех других.

К тому времени уже утвердилось представление о том, что платина – металл драгоценный, надежный. Так что дебют белых червонцев прошел успешно (кстати, червонец в то время был не обязательно десятирублевым и платиновая монета была трехрублевой) – народ резонно рассудил, что лучше платина, чем медяки и ассигнации.

Сыграл свою роль и рекламный ход русского императора: в праздничные дни он стал делать подарки приближенным именно белыми червонцами. Еще в большей мере престиж платины повысило то, что из нее стали изготовлять ордена, медали, памятные жетоны – крупная их коллекция хранится в Эрмитаже. Среди экспонатов музея можно увидеть и ту первую платиновую монету. Выглядит она довольно скромно, по размеру примерно соответствует нынешнему рублю, но значительно тяжелее, как и положено платине (хотя в монете кроме нее присутствуют и другие металлы ее группы плюс медь и железо).

В конце 1829 г. начали выпускать и более дорогие платиновые монеты – шестирублевки и двенадцатирублевки. Их называли соответственно «белый полуимпериал» и «белый империал», хотя по стоимости они не совсем соответствовали золотым монетам с таким названием.

Новые монеты завезли на Урал. Таким образом платина стала металлом денежным. Одновременно казна объявила, что покупает «сырую» платину у всех, без ограничений, Уральскому начальству было приказано всемерно форсировать поиски и добычу «белого золота». Так, золотая лихорадка, охватившая Урал после открытия россыпей, превратилась в золотоплатиновую.

В то время золотые россыпи уже были выявлены в разных зонах Урала, их протяженность составила более 2000 км. Все пробы изучались на наличие не только золота, но и платины. Белый металл обнаружили во многих районах, но лишь на Среднем Урале были найдены самые значительные, пригодные для разработки концентрации платины – вместе с золотом и без него.

1829 г. был отмечен еще одним важным событием. Инженер М. Энгельгард в «Горном журнале» объявил об открытии платины в коренном залегании. Недалеко от Баранчинского завода, у р. Лай, он заметил «в свежих кусках порфира» несколько платиновых зерен и множество пустот, «из коих указанные зерна выпали, дав начало россыпи».

Спустя несколько лет о коренных месторождениях платины сообщали и с Нижнетагильских приисков Демидова. Но все «сигналы» того периода остались без должного внимания, и важный вопрос получения платины из руд других металлов перешел в следующее столетие.

Портрет платины в деталях

XX в. изменил и уточнил многое. Для раскрытия тайн природы, познания свойств металлов большое значение имели усовершенствования традиционных способов химического и физического анализа и создание множества новых. Спектральный, спектрохимический и особенно микрорентгеноспектральный анализы позволили определять химический состав мельчайших (доли кубического микрометра) зерен минералов непосредственно в руде.

Применение микрорентгеноспектрального анализа привело за последние два десятилетия к открытию примерно вдвое большего числа минералов, чем за всю предшествующую 150-летнюю историю их изучения. Если к 1950 г. было известно 30 минералов, содержащих МПГ, то теперь их насчитывают свыше 90.

Число известных минералов, в которых платина является главным компонентом, за этот период удвоилось – с 11 до 22, а рекорд принадлежит палладию: до 1951 г. было известно всего 6 его минералов, теперь их 30.

Почти все открытые за последний период минералы представляют собой соединения платиновых металлов с мышьяком, висмутом, теллуром, сурьмой, свинцом, оловом. При сложном составе, характерном для новых минералов, сохранить традицию – давать им названия по главным элементам – оказалось затруднительно, и распространение получили имена, имеющие географическую или мемориальную основу. Например, мончеит (Pt, Pd), (Те, Bi)2 назван по месту находки в Мончетундре, а звягинцевит (Pd, Pt)3 – (Pb, Sn), высоцкит (Pd, Ni)5S, котульскит Pd(Te, Bi)1-2 – в честь исследователей O.E. Звягинцева. H.K. Высоцкого и B.C. Котульского.

Наука XX в. существенно дополнила знания людей о свойствах платины и ее соединений.

Сама платина – серовато-белый блестящий металл, тяжелый и тугоплавкий, что было ясно практически сразу, как только люди его нашли и попытались использовать. Позднее выяснилось, что она обладает высокой электропроводностью. Атомная масса 195,23.

В чистом виде она мягка и поэтому непригодна для непосредственного использования. Для увеличения твердости и прочности ее нередко сплавляют с родием или иридием.

Сера и фосфор, присутствующие в небольшом количестве в платине, неблагоприятно действуют на ее обрабатываемость. Фосфор в количестве 0,001 % делает платину горячеломкой.

Коэффициент линейного расширения платины близок к этому показателю стекла, поэтому ее удобно впаивать в стеклянные приборы.

Мягкая платина обладает крепостью 20 кгс/мм2 и удлинением 45 %; при холодной деформации удлинение с 50 % уменьшается до 3 %, а крепость возрастает до 37 кгс/мм2. Она раскатывается в фольгу толщиной до 0,0025 мм, в проволоку-до диаметра 0,015 мм. Из тонкой платиновой проволоки ткут сетку на металлоткацком станке. При толщине проволоки 0,1 мм и наличии 500 отверстий на 1 см2 масса 1 см2 сетки равна около 1,6 п Можно изготовлять и более тонкую проволоку, покрывая ее серебром, которое после деформации удаляют протравливанием в азотной кислоте.

Прокатку платины в пластины и протяжку проволоки производят в холодном состоянии.

Сопротивление вытянутой на 95 % платины и упругость прокатанных пластин восстанавливаются при температуре 150–400 °C. Твердость платины снижается при 800 °C. Число перегибов платиновой проволоки увеличивается в диапазоне температур от 400 до 700 °C.