Михаил Васильев - Металлы и человек
Одно из первых мест среди других государств мира занимает Советский Союз по запасам бокситов и нефелинов — руд алюминия. Они находятся на Кольском полуострове, на Урале, в Казахстане и других местах. Так же обстоит дело с рудами никеля, кобальта, молибдена, сурьмы, ртути, платины. Есть у нас и залежи олова — «металла консервных банок», как определил его академик Ферсман, титана — металла, в котором предвидят будущего соперника железа, редких и рассеянных элементов — металлов технического прогресса — урана, бериллия, лития, ниобия, тантала, циркония, германия, индия и других. Добываются в нашей стране и благородные металлы — золото, серебро, металлы платиновой группы — иридий, родий, палладий и другие.
Нет, металлический голод не грозит нашей Родине. И все-таки…
Кандидаты в руды
Как ни велики залежи магнитного железняка в горе Магнитной, они конечны. За годы жизни и работы Магнитогорского металлургического комбината словно полгоры выели железные челюсти экскаваторов и бульдозеров. И настанет день, когда последний грамм железной руды из этого месторождения поглотят доменные печи.
Да только ли об этом месторождении идет речь? Конечны, как они ни грандиозны, запасы и криворожской и керченской руд, и даже руд Курской магнитной аномалии. Истории известны многочисленные примеры, когда истощались запасы руд в тех или других странах и над ними нависал призрак металлического голода. Не грозит ли нечто подобное — пусть даже в отдаленном будущем — и нашей стране?
В 1910 году в Стокгольме собрался Международный геологический конгресс. На повестке дня стоял как раз, этот вопрос: не иссякнут ли железные руды Земли? Семьдесят две страны мира прислали конгрессу сведения о своих рудных богатствах. Просуммировав их, проанализировав перспективы роста добычи металла на будущее, ученые пришли к выводу: уже через 60 лет иссякнут источники железа, станет драгоценностью каждый гвоздь. Самый главный металл технического прогресса станет таким же дорогим, как золото, и даже дороже, ибо железо важнее золота.
Такой же вопрос разбирался на Международном геологическом конгрессе и в 1922 году в Брюсселе. И снова выводы оказались неутешительными, хотя каждый год отодвигал призрак железного голода все в более отдаленное будущее, ибо каждый год открывались все новые залежи.
Неоднократно возникали вопросы и об истощении мировых залежей других металлов.
Но сегодня мы можем сказать уже совсем убежденно: все эти опасения напрасны.
Дело в том, что во всех подсчетах запасов металлов учтено сырье, которое является рудой сегодня, может разрабатываться на сегодняшнем уровне развития техники. И по мере совершенствования наших знаний и техники в число руд включаются все более бедные руды.
В прошлом веке медную руду в первую очередь обжигали для удаления серы, а затем многократно переплавляли, чтобы удалить из нее примеси. Сколько топлива уходило на это! И поэтому рентабельной считалась только та медная руда, в которой содержалось 6–9 процентов металла, а огромные количества медных сернистых колчеданов Урала считались пустой породой.
Но вот был изобретен метод обогащения медных руд — флотация, внедрен новый способ выплавки меди. Тепло от сгорания содержащейся в руде серы при этом способе полезно используется. Резко сократился расход топлива на производство меди, и сразу же стали полезными ископаемыми те самые колчеданы с содержанием меди около двух процентов, к которым с таким презрением относились металлурги прошлого века.
Или еще пример. Ни бокситы, ни нефелины еще сто лет назад вообще не считались полезными ископаемыми: не было на свете того, что мы сегодня называем алюминиевой промышленностью. Но открыли способы получения алюминия электролизом — и недавние «пустые породы» стали ценным сырьем.
Не раз было и другое: в отвалах, в уже переработанном сырье находили какой-либо элемент, оказывавшийся чрезвычайно важным для техники, — и вчерашние отходы становились драгоценной рудой.
Кто сможет сказать, какие горные породы будут уже завтра называться гордым словом «руда», приобретут значение и ценность для человека?
…Наверное, все читали знаменитый роман Герберта Уэллса «Война миров». Помните описание удивительной машины, построенной прилетевшими на Землю марсианами? Герой книги наблюдает за ее работой, спрятавшись в какой-то щели: «Две лопатообразные руки копали глину и бросали куски ее в грушевидный приемник, в то время как третья рука периодически открывала дверцу и удаляла из средней части прибора обгоревший шлак. Четвертое стальное щупальце направляло порошок из котла по коленчатой трубке в какой-то новый приемник, скрытый от меня кучей голубоватой пыли. Из этого невидимого приемника поднималась вверх струйка зеленого дыма. Многорукая машина с негромким музыкальным звоном вдруг вытянула, как подзорную трубу, щупальце и закинула его за кучу глины. Через секунду щупальце подняло вверх полосу белого алюминия, еще не остывшего и ярко блиставшего, и бросило ее на клетку из таких же полос… От заката солнца до появления звезд эта ловкая машина изготовила не меньше сотни таких полос непосредственно из глины…»
Что ж, существование такой машины — вполне возможная вещь. Ведь алюминий в довольно большом количестве входит в состав самой обыкновенной глины. Если судить по процентному содержанию, то медные колчеданы, о которых мы только что говорили, в несколько раз беднее медью, чем глины — алюминием. И вопрос только о том, чтобы найти способ переработки этих глин, открыть такой металлургический процесс, который сделает рентабельным выработку алюминия из глины. И тогда станет реальностью машина, которая «от заката солнца до появления звезд» сможет изготовить не меньше сотни алюминиевых полос непосредственно из глины, а то и перекроет этот рекорд.
А знаете ли вы базальт? Да, тот самый базальт, твердую черную тяжелую породу, которую нередко изливают кратеры вулканов. Эта горная порода распространена не менее глины.
В нашей стране выходы базальта имеются в Армении, Карелии, на Камчатке, в Саянах и многих других местах. А между Леной и Енисеем базальты покрывают огромную площадь — свыше 1500 тысяч квадратных километров.
Да, базальты пытаются использовать и сейчас. Литье из базальта начинает применяться во многих отраслях техники. Плиты литого базальта заменяют чугунную облицовку мельниц для размола угля, трубки из этого материала вытесняют победитовые насадки пескоструйных аппаратов, из него делают желоба для золоудаления на тепловых электростанциях. Но и из глины делают кирпичи. Это еще не рудное использование материала.
Известный советский ученый академик Д. И. Щербаков считает базальт одним из первых кандидатов в драгоценнейшие руды. Еще бы! Ведь в базальте содержится 40 процентов кремния, 15 — алюминия, 7 — кальция, 6 — железа, 5 — магния, 2 — титана. Смотрите, какой удивительный набор ценных металлов! И опять дело только за разработкой технологии, которая позволит разделять содержащиеся в базальте металлы и сделает экономически целесообразным, рентабельным их получение.
Электромагнитный луч подружился с резцом — и перед ним отступают самые твердые породы.
Мы привели только два примера горных пород, которые могут претендовать в ближайшем будущем на право стать драгоценными рудами. Эти примеры можно множить и множить. Почти каждая горная порода — вулканическая или осадочная — может стать рудой для добычи тех или иных металлов.
Да разве только горные породы могут быть источником металлов? А вода морей и океанов? Какие огромные запасы металлов — кальция, калия, натрия, золота, серебра и других — растворены в ней! И, конечно, дойдет и до них очередь.
Нет, не грозит человечеству голод металлов. Наоборот, все больше их будут брать люди у природы, и она все охотнее будет отдавать им свои сокровища.
От забоя до завода
Редко в настоящее время руда, добытая из-под земли, сразу поступает на переплавку. Обычно она проходит обогащение.
Это и понятно: в настоящее время используются руды цветных металлов с очень незначительным содержанием их. Например, содержание свинца в разрабатываемых рудах нередко не превышает 1,5–2 процентов, а в плавильную печь должен поступить концентрат, содержащий не менее 20–30 процентов металла, иначе просто не пойдет металлургический процесс. Руды молибдена содержат еще меньше металла — обычно десятые доли процента, в то время как существующая технология их извлечения требует содержания металла в руде не менее 40–50 процентов.
Этот разрыв и призвано заполнить обогащение руды.
Мне пришлось однажды пройти от забоя, где добывалась руда, до получения концентрата из нее. Вот каким был этот путь.
