Николай Жаворонков - Создано человеком
Что же мешает сегодня решить проблему рационального использования нефелина в полном объеме? Ведомственная разобщенность трех министерств: цветной металлургии, строительных материалов и химической промышленности.
Впрочем, справедливости ради надо сказать, что Министерство химической промышленности свою часть проблемы (создание мощностей по получению обогащенного нефелинового концентрата из "хвостов") выполнило, однако из-за отсутствия спроса на концентрат вынуждено было использовать эти мощности не по прямому назначению. А ведь экономические расчеты показывают, что от задержки широкого внедрения уже апробированного промышленностью метода переработки нефелинового сырья народное хозяйство несет колоссальные убытки. И таких примеров нерадивого отношения к минеральному сырью - основе производства металлов - можно привести очень много. А они так нужны народному хозяйств*!
"Послужной список" необходимейших материалов земной цивилизации можно продолжать бесконечно. Причем, рядом с их достоинствами нередко соседствуют недостатки, и, как правило, серьезные. Взять, к примеру, тот же свинец. Свинцовый град, свинцовый ливень... Эти выражения всегда ассоциировались в нашем представлении с войной. Из свинца и сегодня льют пули. Что поделаешь?
Пока пуля еще весомый "аргумент" в современном мире, отказываться от нее рано.
Но свинец работает не только на военные нужды, и лишь алюминию, меди и цинку уступает он по объемам производства. Особенно много используется этого металла в автомобилестроении: около трети всей мировой добычи свинца идет на изготовление электроаккумуляторов.
Не обходится без него и самолетостроение, его используют химическая и электротехническая промышленность.
А поскольку свинец применяется и в топливной индустрии (тетраэтилсвинец - в качестве добавки к бензину), то его ядовитые пары выбрасываются вместе с выхлопными газами в атмосферу. Например, по подсчетам Калифорнийского технологического института, каждый год над норями и океанами нашей планеты выпадает около 50 тысяч тонн свинца, и половина его - свинцовая добавка к бензину. Отказаться бы от нее раз и навсегда!
Но ведь именно она делает работу автомобильного двигателя наиболее экономичной. Где же выход?
Искать и создавать новые материалы, способные заменить не всегда безвредный металл в самых разных производствах. Или использовать, ослабляя отрицательные его свойства.
Следующий пример - ртуть. Она применяется в качестве катода для электролизеров при производстве едкой щелочи. Ртутные вентили, используемые в выпрямителях переменного тока, отличаются особой надежностью в работе и долговечностью. Не забыты и печально знаменитые амальгамы - тончайшие золотые пленки, получаемые после того, как ртуть, в которой растворяют золото, испаряется. Но почему же печально?
Потому что пары ртути чрезвычайно ядовиты. Сегодня амальгамы используются в тех случаях, когда кеобходимо защитить тончайшей золотой пленкой металл, который она покрывает, от воздействия коррозии, бактерий, агрессивной среды.
Говоря о губительном воздействии ртути на человеческий (равно и на любой другой) организм, обычно приводят в качестве примера трагедию рабочих, наносивших позолоту на купол знаменитого Исаакиевского собора в Петербурге. Дело это было под стать богатырям. Предстояло покрыть медными листами, на которые методом амальгамирования нанесли более ста килограммов растворенного в ртути червонного золота. В итоге 60 рабочих погибло от отравления. Вот почему слово "амальгама" и ассоциируется до сих пор с человеческой трагедией.
Но потребность в ртути от этого нисколько не снижается. Многие физические измерительные приборы (в том числе и медицинские термометры) без ртути обойтись пока что не могут. Но гораздо шире ее используют при создании так называемых ртутных ламп, все настойчивее претендующих на звание основных приборов для освещения улиц. Такой опыт уже известен в стране.
А завершить этот необычный экскурс в историю открытий и использования металлов мне бы хотелось работой, к которой я имею сегодня непосредственное отношение.
Началась же она давным-давно. 140 лет назад профессор Казанского университета К. К. Клаус заинтересовался отходами платинового производства петербургского Монетного двора. Тогда платину выплавлять не умели, и монеты для широкого обращения изготавливали прессованием разогретого порошка. Как известно, именно этот метод лежит сейчас в основе перспективного направления переработки металлов - порошковой металлургии. Но в то время об этом еще не думали. Как и о том, что отходы этого производства послужат для еще одного важного открытия.
Исследуя отходы, К. К. Клаус обнаружил новый, неизвестный ранее элемент, который в честь России назвал рутением (от латинского названия нашей страны). Открытие было не из легких, поскольку все платиноиды (рутений, родий, палладий, осмий, иридий, платина) очень близки по своим химическим и физическим свойствам, а потому работу К. К. Клауса вполне можно назвать научным подвигом, в котором ярко проявились выдающиеся знания, опыт, мастерство и интуиция ученого. Он подробно исследовал свойства рутения и сопутствующих ему родия, иридия, палладия.
Весть об открытии нового металла была встречена зарубежными учеными с некоторым недоверием. Но после повторных опытов крупнейший в то время химик Я. Берцелиус написал К. Клаусу: "Ваше имя будет неизгладимо начертано в истории химии".
Долгое время рутений и другие платиновые металлы не находили промышленного применения. После Великого Октября в 1918 году был создан Институт по изучению платины и других благородных металлов. Под руководством его первого директора выдающегося химика профессора Л. А. Чугаева были разработаны первые технологические процессы отечественного аффинажа (разделения) всех платиновых металлов. Уже в 20-х годах страна стала создавать свою платиновую промышленность.
Сейчас платиновые металлы добывают при переработке полиметаллических руд. Содержание в них платины и палладия исчисляется граммами на тонну, а других платиноидов - миллиграммами. Даже в крупномасштабном производстве балапс этих металлов ведется с точностью до граммов. Сегодня платиновые металлы не только активы национальных банков, но и важнейший технический материал. В ряде случаев они не могут быть заменены ничем другим.
Давно известна уникальная способность платиновых металлов резко ускорять химические реакции, лежащие в основе современного многотоннажного производства многих продуктов. Окислением аммиака на сплавах платины и родия получают азотную кислоту, необходимую для производства удобрений и многих других важных продуктов. Платина входит в состав катализаторов, используемых для получения высокооктановых бензинов, а также полупродуктов для производства красителей, фармацевтических препаратов, порохов, взрывчатых веществ, органического стекла и других полимерных материалов.
В последнее десятилетие резко возросло применение палладия в качестве катализатора.
Высокая коррозионная стойкость и тугоплавкость платиновых металлов и сплавов сделала их незаменимыми в различных реакторах для получения особо чистых веществ и материалов для радио- и электронной техники, изготовления фильер, в производстве стеклянного волокна и т. п. Нашел свое применение здесь и рутений, особенно при работе в агрессивных средах при повышенных температурах.
Использование палладия в качестве контактов в технике слабых токов (радио, телефон, телеграф) исключает образование помех. В технике сильных токов контакты из сплавов платиновых металлов обладают исключительно высокой надежностью. Словом, развитие научно-технического прогресса заставило столь широко использовать в технике платиновые металлы, что для традиционного ювелирного дела, например, остается их очень незначительная часть.
Но и на этом поприще уникальные возможности рутения раскрыты не в полной мере. Еще сказывается сложность его выделения из природного сырья, а также отделения от других платиновых металлов. Вот почему в нашей стране исследование соединений, образуемых рутением, всегда привлекало внимание специалистов.
В Институте общей и неорганической химии имени Н. С. Курнакова (ИОНХ) АН СССР - одном из важнейших центров исследований по координационной химии в нашей стране, руководить которым я имею честь, - изучение свойств платиновых металлов, в том числе и рутения, проводится широким фронтом. Это вполне естественно, ибо ИОНХ - восприемник тематики и научных идей Института по изучению платины и других благородных металлов. Работы научных сотрудников института в области координационной химии платиновых металлов отмечены крупными достижениями. Но сейчас хотелось бы остановиться на исследовании окисных соединений рутения.
