В последнее время тантал начал пробовать свои силы и в ювелирном деле: во многих случаях ему удается успешно заменять платину. Такая замена дает солидную экономию: ведь платина в 15 раз дороже тантала. Ювелирной деятельности этого металла способствует его свойство покрываться тончайшей пленкой окиси красивых радужных цветов. Тантал используют для изготовления часов, браслетов, различных украшений.
Международное Бюро мер и весов во Франции и Бюро стандартов США применяют тантал вместо платины для изготовления стандартных аналитических разновесов большой точности. В производстве наконечников для перьев автоматических ручек тантал выступает как заменитель весьма дорогого иридия.
Конечно, конкурировать в цене с платиной или иридием танталу тяжело, но цены на него довольно высоки. Во многом это объясняется дороговизной используемых в производстве тантала материалов и сложностью технологии его получения. Достаточно сказать, что для получения 1 тонны танталового концентрата необходимо переработать до 3000 тонн руды. Но все затраты окупаются с лихвой.
...Уже отошли в область преданий молодые годы тантала, когда он был полон сил и желания трудиться, но тем не менее рисковал прослыть тунеядцем. В наши дни, как вы убедились, работы у этого металла хватает. А сколько важных, нужных и интересных дел ему еще предстоит свершить!...
Nb
Mo
Tc
Ru
Sb
Te
I
Xe
Ta
W
Re
Os
ДАЮЩИЙ СВЕТ
Нужны ли комментарии? - «Волчья пена». - Открытие бывшего аптекаря. - «Самокал Мюшета». - Пасовать не намерен. - «Цвет персика». - Опыты на Путиловском заводе. - Успех немецких инженеров. - Голь на выдумки хитра. - Лакомый кусочек. - Держи карман шире. - Томительное молчание. - «Делянка» князей Владимировичей. - «К чертовой матери». - «Помощь» со стороны. - В холод и зной. - Возвращение «беглецов». - У поверхности Солнца. - Миллиарды молний. - Минуты и века. - «Уран-1» в Монреале. - Ювелирная точность. - «Усы» входят в моду. - «Сбережения» вольфрама.
Названия многих элементов говорят сами за себя: водород - «рождающий воду»; углерод - «рождающий уголь»; менделевий, эйнштейний, фермий, кюрий, курчатовий названы в честь выдающихся ученых; европий, америций, франций, германий, калифорний - производные от географических понятий. Но есть элементы, названия которых, как говорится, нуждаются в комментариях. К таким элементам относится вольфрам.
Даже перевод слова «вольфрам» - волчья пена - вряд ли объяснит происхождение этого названия. В самом деле, что может быть общего у элемента VI группы Периодической системы Д. И. Менделеева с лесным хищником?
...Еще в давние времена металлурги не раз сталкивались со странным явлением: время от времени по совершенно непонятным причинам выплавка олова из руды резко падала. Поскольку технико-экономические показатели плавки не могли не волновать и наших предков, они стали внимательно присматриваться к оловянной руде, идущей в плавку. Вскоре им удалось подметить такую закономерность: неприятности возникали тогда, когда в руде встречались тяжелые камни бурого или желтоватосерого цвета. Вывод напрашивался сам собой: камень «пожирает олово, как волк овцу». А коли так, то пусть и называется этот злой камень «вольфрамом». В некоторых же странах минерал получил другое название «тунгстен», что означает «тяжелый камень».
Вольфрам был открыт знаменитым шведским химиком Карлом Шееле. Аптекарь по профессии, Шееле в своей маленькой лаборатории провел много замечательных исследований. Он открыл кислород, хлор, барий, марганец. Незадолго до смерти, в 1781 году, Шееле - к этому времени уже член Стокгольмской Академии наук - обнаружил, что минерал тунгстен (впоследствии названный шеелитом) представляет собой соль неизвестной тогда кислоты. Сйустя два года испанские химики братья д’Элуяр, работавшие под руководством Шееле, сумели выделить из этого минерала новый элемент - вольфрам, которому суждено было произвести переворот в промышленности. Однако это произошло через целое столетие.
В 1864 году англичанин Роберт Мюшет впервые ввел вольфрам (примерно 5%) как легирующую добавку в сталь. Сталь, вошедшая в историю металлургии под названием «самокал Мюшета», могла выдерживать красное каление, не только сохраняя, но и увеличивая свою твердость, т. е. обладала свойством «самозакалки». Резцы, изготовленные из этой стали, позволили в полтора раза повысить скорость резания металла (7,5 метров в минуту вместо 5).
Спустя примерно 40 лет появилась быстрорежущая сталь, содержащая уже до 8% вольфрама. Теперь скорость резания металла достигла 18 метров в минуту. Прошло еще несколько лет, и скорость обработки металла возросла до 35 метров в минуту. Так примерно за полвека вольфрам сумел повысить производительность металлорежущих станков в 7 раз!
Ну, а как еще выше поднять скорость резания? Стали это уже было не под силу, и даже вольфрам не мог ей ничем помочь. Неужели достигнут предел? Неужели быстрее резать металл невозможно?
Ответ дал все тот же вольфрам. Нет, он не исчерпал еще своих возможностей и не намерен пасовать перед температурой в битве за скорость обработки металла. В 1907 году был создан сплав, состоящий из вольфрама, хрома и кобальта - стеллит, ставший родоначальником широко известных ныне твердых сплавов, которые позволили еще более повысить скорость резания. В наши дни она достигает уже 2000 метров в минуту. \
От 5 до 2000! Такой громадный путь пройден техникой металлообработки. И вехами на этом пути были все новые и новые соединения вольфрама.
Современные сверхтвердые сплавы представляют собой полученную спеканием смесь карбидов вольфрама и некоторых других элементов (титана, ниобия, тантала). При этом зерна карбидов как бы цементируются кобальтом. Такие материалы, называемые металлокерамическими, не теряют твердости даже при 1000°С, допуская тем самым колоссальные скорости обработки металла. Твердость одного из сплавов на основе карбида вольфрама - «рэлита» настолько велика, что, если по образцу из этого сплава провести напильником, то на нем (на напильнике!) остается борозда.
Металлообработка была основным, но не единственным направлением, по которому вольфрам вторгался в технику. Еще в середине прошлого века было замечено, что ткани, пропитанные натриевой солью вольфрамовой кислоты, приобретали огнеупорность. Широкое распространение получили тогда же и краски, содержащие вольфрам, - желтые, синие, белые, фиолетовые, зеленые, голубые. Эти краски использовали в живописи, в производстве керамики и фарфора. Кстати, до сих пор сохранились изготовленные в Китае еще в XVII веке изумительные фарфоровые изделия, окрашенные в необычайно красивый цвет - «цвет персика». Химический анализ, проведенный уже в наши дни, показал, что своей нежной окраской фарфор обязан вольфраму.
В 1860 году нагревом чугуна с вольфрамовой кислотой был получен сплав железа с вольфрамом. Твердость этого сплава заинтересовала многих химиков и металлургов. Вскоре удалось разработать промышленный способ производства ферровольфрама - это послужило мощным толчком к использованию вольфрама в металлургии.
В 1882 году были сделаны первые попытки ввести вольфрам в ружейную и орудийную сталь. В 1896 году в Петербурге на Путиловском заводе профессор В. Н. Липин выплавил вольфрамовую сталь. Даже небольшое количество вольфрама, добавленное к стали, значительно повышало сопротивляемость ружейных и орудийных стволов разъеданию пороховыми газами. Раньше других это сумели оценить немецкие инженеры. В годы первой мировой войны легкие германские пушки выдерживали до 15 тысяч выстрелов, в то время как русские и французские орудия выходили из строя уже после 6 - 8 тысяч выстрелов.
Естественно, что в эти годы добыча вольфрамовой руды резко возросла. Если в 90-х годах прошлого века в мире ежегодно добывалось лишь 200 - 300 тонн вольфрамовой руды, то уже в 1910 году добыча ее составила 8 тысяч тонн, а в 1918 году достигла 35 тысяч тонн.
И все же вольфрама не хватало. Особенно остро это чувствовала Германия, почти не располагавшая собственными источниками этого металла. Правда, готовясь к войне, дальновидные немцы запаслись впрок вольфрамовой рудой, но вскоре эти запасы иссякли, а военная промышленность продолжала настойчиво требовать вольфрамовую сталь.
Нужда заставила немецких металлургов поломать голову. Но, ведь недаром говорят: «голь на выдумки хитра». Выход из трудного положения был найден: вспомнили, что «волчья пена», съедая олово, увлекала его с собой в шлаки, а на территории Германии, где начиная с XII века выплавлялся этот металл, скопились целые горы оловянных шлаков. Вскоре металлурги уже начали получать из них вольфрам. Разумеется, полностью утолить вольфрамовый голод шлаки не могли, но «заморить червячка» с их помощью удалось.
В царской России даже в период общего подъема вольфрамовой промышленности добыча этого ценнейшего металла была ничтожной: в 1915 году с Забайкальского месторождения на Ижорский завод поступило всего 1,4 тонны вольфрамовой руды, а в 1916 году Мотовилихинскому заводу было отгружено 8,7 тонны. Производство ферровольфрама на одном из петроградских заводов составило в эти годы лишь 60 пудов.
На Забайкальское месторождение, как на лакомый кусочек, поглядывали многие иностранные фирмы, главным образом шведские и японские. Летом 1916 года геологи одной японской фирмы провели в тех краях поисковую разведку в районе горы Антана. Должно быть, результаты их поисков были многообещающими, так как руководители фирмы предприняли не одну попытку «прибрать к рукам» это месторождение, однако в аренде его им было отказано.
Наиболее известное тогда Букукинское месторождение, а также Олданду в те годы арендовали на паях промышленник Толмачев и горный инженер Зикс. Эти дельцы сочли выгодным для себя передать аренду шведской фирме Мортимера и Богаю, представители которой, обследовав месторождение, весьма им заинтересовались. Толмачев уже намеревался отхватить 30 тысяч рублей в качестве аванса по договору с фирмой, но этой сумме не суждено было перекочевать в его карман: заподозрив, что Толмачев умышленно занизил предполагаемые запасы вольфрама, геологический комитет предложил ввиду трудностей военного времени реквизировать толмачевские рудники и передать их в ведение кабинета царского двора. Высочайшее согласие на эту акцию вскоре было получено.