…На столы химических лабораторий без конца прибывают каменные посылки постоянного корреспондента — природы. Надо быстро «вскрыть» и точно определить их содержимое.
С этого начинается служба неорганической химии. Надо полно и безошибочно ответить на вопрос: «Что там?» Ведь решается судьба горы, приславшей «посылку», и характер промышленности, которой предстоит эту гору «переваривать», и будущее края, где найдено новое месторождение. Казалось бы, что тут сложного? Раз элементы открыты, их соединения большей частью известны. И все же задача эта не всегда решается просто. Например, особого внимания к себе требуют металлы платиновой группы, редкоземельные «близнецы», селен, теллур и некоторые другие. Они заставляют аналитиков изрядно покопаться в сырье.
Но вот содержимое «посылки» разложено по полочкам. Дана характеристика сырью «по валу» и «по номенклатуре» имеющихся в нем химических элементов. Надо далее указать, в какой форме, в каком содружестве каждый элемент присутствует в сырье. Это помогает решить вопрос, выгодно ли заниматься обогащением руды. Недаром химический анализ, готовящий ответы на такие вопросы, называется «рациональным».
Скрупулезно изучая свойства «кирпичиков мироздания», наука давно пришла к заключению, что бесполезных среди них нет. Практика подтверждает этот вывод: все меньше представителей таблицы Менделеева ожидают получения работы за воротами производства.
Комплексное использование природных богатств, как правило, задача исключительно сложная. Для ее решения обычно требуется немало времени и консолидация сил научно-исследовательских и проектных организаций.
История освоения апатито-нефелиновой «шкатулки», припрятанной природой на Кольском полуострове, началась более трех десятков лет назад, а не закончилась и поныне. «Шкатулку» нашли в Хибинах академик А. Е. Ферсман и А. Н. Лабунцов. Это крупнейшее месторождение было роскошным подарком науки народному хозяйству юной республики.
Вначале добываемая здесь порода проходила сравнительно короткий путь переработки: ее обогащали и выделяли апатитовый концентрат. Полупродукт поступал на предприятия, где по способу, разработанному под руководством академика С. И. Вольфковича, из него изготовляли удобрения — суперфосфат, аммофос, преципитат.
Это было большим событием в экономической жизни страны.
Но радость победы химикам отравлял сам виновник торжества — хибинский минерал. Они-то знали, что в нем прячется целый набор элементов и их соединений, что каждое из этих веществ требуется или в ближайшее время станет остронеобходимым народному хозяйству.
Самая яркая страница в эпопее освоения этого ископаемого богатства связана с получением алюминия. При переработке породы выделялся в форме концентратов нефелин. Он содержал сложное соединение Na2O · Al2O3 · 2SiO2. Алюминий и щелочь — в отходах! Примириться с этим действительно было трудно. Но разработать технологию нового процесса казалось еще труднее. Как и всякая сложная задача, эта породила и энтузиастов и скептиков. Спор между ними закончился в послевоенное время. В Институте прикладной химии был разработан, а на Волховском алюминиевом заводе внедрен способ промышленного получения щелочей и цемента из недавних отходов «крылатого металла». Как известно, руководитель этой работы Д. Л. Талмуд был удостоен Ленинской премии.
Но, как мы уже сказали, «шкатулка» еще не исчерпана до дна. Алюминию в нефелине сопутствуют галлий и некоторые другие редкие элементы. Возможности заманчивые.
Подобными «шкатулками» природа щедро одарила наши недра. Под боком у бурного Каспия лежит отделенный от него длинной песчаной косой тихий залив Кара-Богаз-Гол. Веками вливало море в эту плоскую тарелку свою густо-соленую воду. Южное солнце выпивало влагу, а соль оставалась. Это соль земли, собираемая реками, как дань, с территорий, по которым они протекают. Какие только породы не встречают на своем пути вечные странницы! И повсюду бегущий поток вымывает растворимые химические соединения.
Свою добычу реки отдают морю. Не удивительно, что в его водах собираются чуть ли не все элементы таблицы Менделеева. Кара-Богаз-Гол — место, где похищенные реками богатства море возвращает суше. Но если в земле эти вещества рассеяны на необозримых просторах, здесь они как на складе. Кара-Богаз готов отпустить потребителю несметные количества натрия, магния, калия, кальция в различных соединениях. Полагают, что при заводской переработке солей и рапы залива могут быть легко получены и такие лакомые для новейшей техники элементы, как литий, бор, а также бром, йод и другие. А для особо усердных искателей древний Кара-Богаз бережет на своем дне даже благородные металлы — золото и серебро.
Пока эта живая таблица Менделеева — в основном лишь потенциальное месторождение.
Кара-Богаз ждет своего часа. Ждет тех, чью волю и энергию он прославит, раскрыв народному хозяйству страны свои истомившиеся сокровища.
Да и не только Кара-Богаз. В прикаспийских степях, в Западной и Восточной Сибири, на Северном Кавказе и в Средней Азии, в Крыму и в Закарпатье белеют блюдца соляных отложений, сверкают соляные озера — малые и большие кара-богазы, скопившие впрок ценное сырье.
…Подобно чудаковатому голландцу Антони Левенгуку, который свои замечательно отполированные линзы нацеливал на самые неожиданные предметы — вплоть до мушиных мозгов — и открывал целые миры неведомых прежде микроскопических существ, химики, овладев методами анализа, организовали «погоню» за микроскопическими вкраплениями трудно изловимых элементов. Они анализировали даже то, что либо вовсе не считалось сырьем, либо уже перестало им быть. Они соскребали черную копоть с заводских труб, брали пробы сточных вод, шли на свалки промышленных отбросов. И делали удивительные находки. Отвалы пустой породы, оказалось, могут претендовать на роль месторождений. А дымы, что коптят небо и легкие человека, вылетают в трубу вместе с разными ценными элементами, к числу которых, в частности, относится «король полупроводников» германий.
Буровые воды — спутники «черного золота» на нефтяных месторождениях. Спутники докучливые. И вдруг оказывается, что воды эти — тоже «золотые». В них растворены бор, бром, йод, сода и другие вещества. Вот так новость — месторождение в месторождении!
Если б элементы обрели дар речи, то в их официальном доме, именуемом таблицей Менделеева, можно было бы услышать немало любопытного. Группа, носящая перед своими фамилиями аристократическую приставку «ДЕфицитных», обличала бы всех и вся за неуважение к их персонам.
— Нас — в отбросы! — негодовали бы селен, золото, германий, олово и другие. — И только потому, что мы живем в медных колчеданах, а медные колчеданы, видите ли, перерабатывают на серную кислоту. Какие же тогда мы дефицитные, дорогостоящие, если к нам такое отношение?
Цинк, галлий, индий, селен, теллур, золото, серебро, платиноиды, мышьяк и другие заявили бы протест по поводу того, что уральские заводы извлекают лишь 10 процентов компонентов, входящих в состав медно-колчеданных руд.
Но, может быть, потери неизбежны? Может быть, для этой «золотой рыбешки» «трал» создавать не стоит, так как он не будет достаточно эффективным?
В самом деле, представим себе, что по чьему-то указанию рыбы всех рек, озер, морей и океанов покинули свои косяки и более или менее равномерно распределились по всей водной территории земного шара. Согласитесь, это был бы трагический для мирового рыболовного промысла порядок. Сколько воды пришлось бы обшарить, чтоб в сетях было на что смотреть! Аналогичную неприятность доставляют некоторые элементы, рассеянные в земной коре и «вылавливаемые» в гомеопатических дозах.
И все же существуют промышленные способы добывания этих элементов. Правда, они менее эффективны, чем те, которые под большим секретом держит природа.
Мы уже отмечали, что морская вода — уникальное месторождение. Кое-кто из отдыхающих, допустим, на Рижском взморье был бы, возможно, польщен, узнав, что купается в растворе золота. По некоторым подсчетам, количество желтого металла в Мировом океане составляет примерно 7 000 000 000 тонн! Но на каждую тонну воды приходится лишь пять тысячных грамма золота. Современную технику не вдохновляет перспектива обогащения человечества путем добычи драгоценного металла из морской воды. Есть опасение, что так скорее разоришься, чем сколотишь капитал. Хотя высокоэффективные способы извлечения элементов, содержащихся даже в столь незначительных концентрациях, есть. Ими владеют, например, некоторые морские организмы.
В соревновании с природой химики одержали и еще одержат не одну блестящую победу. Но, по-видимому, так и не настанет время, когда им нечему будет учиться у своего великого учителя. Уроки, преподносимые природой, человек усваивает творчески. Он не копирует «технологию» естественных процессов, а разрабатывает свою, иногда менее, а порой и более совершенную, чем та, что могла служить образцом. При этом всегда руководствуется в первую очередь материальными запросами времени, требованиями экономики. Что касается неорганической химии нашей страны, то грандиозные планы развития народного хозяйства выдвигают перед ней в качестве неотложной задачи изучение химических систем и процессов, которые лягут в основу более совершенной технологии. Такой технологии, которая сделает возможным вчера еще невозможное, выгодным — вчера еще невыгодное. Эта технология сведет к минимуму обесценивание материи и превратит отходы в сырье.
К особо ощутимым экономическим последствиям приводит изменение технологии в производстве самых «массовых» полупродуктов. Это «три кита» основной химии: серная кислота, сода, минеральные удобрения.
Когда мы хотим подчеркнуть безусловную первоочередную и повседневную необходимость какого-либо продукта для промышленности, то сравниваем его с хлебом. Цемент — хлеб строительства. Металл — хлеб индустрии.
Так вот каждый из названных продуктов неорганики — тоже хлеб, и не одного, а огромного количества производств.