Михаил Васильев - Металлы и человек

• Название: Металлы и человек
• Автор: Михаил Васильев
• Издательство: Советская Россия
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 1962

Эта книга рассказывает о металлах. И о таких широкоизвестных, как железо, медь, алюминий, и о тех, даже названия которых приходилось слышать не всем: церий, гадолиний, тантал.

Вы сможете прочесть здесь и о волшебных свойствах юного соперника железа — титана, и об уране — новом топливе для электростанций, и о вольфраме — самом прочном и самом тугоплавком в семействе металлов. В общем — обо всех восьмидесяти металлах, которые существуют в природе.

Вместе с тем это книга и о человеке, о его великой власти над металлами. Ведь это человек превращает ржавые камни, руду в металлические изделия.

Это он собрал, в иных случаях буквально по атому, первые крупинки редких и рассеянных элементов и открыл их удивительные свойства. Он облагородил металлы: сделал сталь нержавеющей, слабый алюминий — прочным, желтое золото — разнообразным по цвету. Это человек нашел металлам бесчисленное применение — для сооружений высотных зданий и газопроводов, космических ракет и вагонов метро, для сшивания кровеносных сосудов и превращения солнечных лучей в электрический ток…

Книга эта рассказывает и о борьбе советского народа за металл, о наиболее прогрессивных методах получения и обработки металлов, о важности их экономии и рационального использования.

Книга написана очень популярно. Она рассчитана на то, чтобы ее с пользой для себя прочитал каждый интересующийся современной наукой и техникой и перспективами их развития.

---

кислорода 49,1 %

кремния 26,0 %

алюминия 7,5 %

железа 4,2 %

кальция 3,3 %

натрия 2,4 %

магния и калия по 2,3%

Водорода, составляющего основную массу вещества Вселенной, в земной коре содержится лишь около 1 процента. Но она включает в свой состав важных для техники металлов:

титана 0,5 %

марганца 0,1 %

циркония 0,03 %

стронция, ванадия, хрома и никеля по 0,02 %

лития, бериллия и меди по 0,01%

Остальных металлов в земной коре еще меньше. Так, например:

кобальта 0,003 %

свинца 0,0016 %

цинка 0,005 %

олова 0,004 %

Металлов атомной энергетики в земной коре:

тория 0,0008 %

урана 0,0003%

Еще меньше драгоценных металлов:

серебра 0,00001 %

золота 0,0000005 %

платины 0,0000005 %

Медленно остывает магма, и все новые составные части ее кристаллизуются и уходят из расплава. И вот твердеет ее основная масса, но еще остались в ней жидкие части.

Их выжимает из твердой породы к периферии, в трещины в земной коре, образовавшиеся в результате могучего натиска подземных сил. В этих трещинах они и кристаллизуются, образуя рудные жилы титана, хрома, железа…

Магма — праматерь металлов.

По мере остывания магмы из этого расплава выделяется и огромное количество еще более проникающих паров и газов. При остывании из них вырастают кристаллы самых различных драгоценных и поделочных камней — от горного хрусталя до изумрудов, соперничающих ценой с алмазами. Такие жилы застывших в трещинах горных пород элементов называют пегматитовыми жилами. Они дают не только драгоценные камни, но и руды редких и ценных металлов — бериллия, ниобия, тантала, лития и церия.

Еще сложнее картина образования руд в местах контактов застывающей магмы с окружающими породами. Они частично растворяются в магме, вступают с ней в химическое взаимодействие. Обычно на местах таких контактов образуются железорудные месторождения, а также руды вольфрама, висмута, меди, золота.

Во время остывания из магмы выделяется огромное количество газов и паров воды. В них содержатся в растворенном виде самые разнообразные элементы. Прорвавшись в трещины в горных породах, водяные пары и газы конденсируются и из этих жидкостей выделяются растворенные вещества. Образовавшиеся таким образом рудные месторождения называются гидротермальными.

Какие только металлы не встречаются в рудах гидротермального происхождения! Олово, вольфрам, молибден, литий, мышьяк, висмут, серебро, медь, цинк, свинец, кобальт, никель, железо, ртуть, сурьма… Всех и не перечислишь!

Конечно, здесь мы привели только самую общую схему рождения руд при внедрении в породы земной коры магмы. Процессы эти значительно разнообразнее и сложнее. Они протекают по-разному в зависимости от состава магмы, и от состава окружающих пород, и от скорости остывания огненного озера, наличия трещин в земных пластах, их направления, величины и т. д.

Но вот магма застыла. Миллионы лет могут ожидать подземные сокровища своего часа, когда найдет их человек. Но могут ворваться в образовавшиеся сокровищницы и слепые силы природы и разрушить или, наоборот, еще обогатить их.

Земная кора никогда не была неподвижной. С вершин высочайших гор альпинисты приносили образцы слагающих их пород. И очень часто оказывалось, что это осадочные породы, образовавшиеся на морском дне. И каменные волны Карпат, и гордые скалы Кавказа, и вакханалия киргизских и туркменских гор сравнительно недавно — всего около 100 млн. лет назад — были дном моря.

Движения земной коры могут опустить рудные жилы в такие глубины Земли, которые еще не доступны сегодня человеку. И сколько, наверное, драгоценнейших кладов ждет там, на глубине трех, пяти, семи километров, прихода властелинов Земли, людей, которые смогут взять их.

Многие рудные месторождения, наоборот, поднялись на поверхность Земли и попали во власть других сил.

Поверхность нашей планеты… Над ней бушует ветрами воздушный океан. Ее обжигает лучами Солнце, поливают дожди. Она охлаждается ночью и замерзает зимой. По ней текут реки, растворяя в себе различные вещества и унося их в море. Она претерпевает смену климатов и нашествия морей.

Во власти всех этих стихий природы и оказываются поднявшиеся на поверхность Земли рудные месторождения. Их может выветрить и в виде мелкой пыли перенести на тысячи километров в сторону ветер. Их могут растворить волны пришедшего моря.

Они ждут тебя, искатель, клады родной планеты!

Стремительная река может разбить окружающую породу и образовать россыпи золота, платины, алмазов — всех тех веществ, которые проявят большую стойкость.

Но действующие на поверхности Земли силы могут не только разрушать, но и создавать новые месторождения металлов. Залежи металлов имеются не только среди вулканических пород, но и среди пород осадочных. На дне озер и болот оседают окислы железа, образуя залежи железной руды. Мел и известняк — соль металла кальция — образовались из морских отложений. Целые горы этих минералов известны на территории нашей страны.

Уральские бокситы, руда алюминия, — это отложения девонских морей.

…Как немного из металлических богатств планеты использует сегодня человек!

Прежде всего лишь на поверхности суши сооружает он сегодня свои рудники, карьеры для добычи руд. А ведь суша — это меньше трети поверхности нашей планеты. Более двух третей ее покрыто голубым зеркалом океана. Но еще по существу и не началось использование рудных сокровищ морского дна.

Да и поверхность суши далеко не всю изучил человек. В скольких горных долинах Азии, Южной Америки, Африки никогда не останавливались геологи-разведчики, в скалы скольких гор не ударял геологический молоток! А Антарктида, в прорывах немногих оазисов показавшая фантастические богатства! А Гренландия, скрытая ледяным щитом!

А глубоко ли проник сегодня взор геолога в недра Земли даже и в тех местах, которые считаются уже изученными? На пять километров? Меньше. На три километра? Меньше. Меньше, ибо далеко не все еще могут открыть нам редкие буровые скважины и туманные сообщения геофизической разведки.

Что ж, это и плохо и хорошо. Хорошо потому, что еще много предстоит открыть человеку. Хорошо потому, что обитатели планеты Земля в действительности значительно богаче ее дарами, чем они думают сегодня.

Советский металл

Было время, железо с маркой «Старый соболь» считалось лучшим в мире. Это была марка русского уральского железа. Именно о нем отозвались голландские мастера: «Лучше и быть невозможно».

Русский металл широко вышел на мировой рынок. В 1716 году Англия купила первую партию русского железа — 2200 пудов, а в 1732 году эта цифра перевалила уже за 200 тысяч пудов. Это был металл, который лег в фундамент английской промышленной революции XVIII века.

Русские металлурги шли в те годы во главе металлургического прогресса. Они построили лучшие и самые производительные в мире по тому времени доменные печи, ввели двухфурменное дутье, овладели выплавкой металла из магнитного железняка. Все это и обеспечивало русскому металлу первенство на мировом рынке. В 30-х годах XVIII века в России выплавлялось более трети мирового производства железа.

Но политическая отсталость России, затянувшееся крепостное право, — а именно на труде крепостных основывались уральские заводы, — не дали закрепить, удержать это первенство. В 1885 году Россия выплавляла менее 3 процентов мировой выплавки чугуна. И к войне 1914 года царская Россия пришла, плетясь в хвосте великих держав по производству металла. В то время как в США в 1913 году было выплавлено на душу населения 327 кг чугуна, в Англии — 228 кг и во Франции — 217, в России эта цифра не превышала 30 кг. 4,2 млн. тонн чугуна и 4,2 млн. тонн стали было произведено в царской России в 1913 году.

«Относительно железа — одного из главных продуктов современной промышленности, одного из фундаментов, можно сказать, цивилизации, — писал Владимир Ильич, — отсталость и дикость России особенно велики».

В бесконечно богатой рудами самых разнообразных металлов стране добывали лишь медь, свинец и цинк, да и то в количествах, не удовлетворяющих даже отсталой и неразвитой своей промышленности. Алюминий, никель, вольфрам, магний, хром и т. д. в России или не производились совсем, или производились в ничтожных количествах. Их тоже ввозили из-за границы.

Первая мировая война и интервенция разрушили и ту слабую металлургию, которой располагала страна. Погасли доменные печи. Остановились металлургические заводы. И в 1920 году было выплавлено в нашей стране всего 0,16 млн. тонн чугуна да 0,2 млн. тонн стали.

С первых дней установления Советской власти наш народ повел борьбу за металл. Как на штурм крепостей, шли комсомольцы на стройки металлургических заводов. Сообщения со строительных площадок Магнитогорского и Кузнецкого металлургических комбинатов-гигантов вся страна читала, как военные сводки с фронтов. В первые пятилетки вступили в строй крупные металлургические заводы — Криворожский, «Азовсталь», «Запорожсталь» и другие, и в 1940 году в СССР было произведено 18,3 млн. тонн стали, 15 млн. тонн чугуна.