4 роки тому
Немає коментарів

Sorry, this entry is only available in
Російська
На жаль, цей запис доступний тільки на
Російська.
К сожалению, эта запись доступна только на
Російська.

For the sake of viewer convenience, the content is shown below in the alternative language. You may click the link to switch the active language.

Все началось с песка. Английский священник В. Грегор совершал свою очередную прогулку по берегу реки. Он был ученым, философом и часто задумывался о раз­личных явлениях земной жизни. Вот и сейчас мысли «свя­щенника были далеки от бога.

Вдруг что-то привлекло внимание Грегора. Он даже не сразу понял, что же его остановило. Все здесь было знакомо долгие годы: и местечко Менаккан, и неширо­кая дорога вдоль реки с песчаными берегами. Но вот свя­щенник взял горсть песка… Среди белых и желтоватых песчинок отчетливо выделялись смоляно-черные. Их бы­ло так много, что весь пляж вокруг казался прокопчен­ным. Почему? Как только возник этот вопрос, в челове­ке, облаченном в одежды служителя церкви, встрепенул­ся ученый, исследователь.

А в 1791 году появилось сообщение английского хи­мика и минералога В. Грегора о его открытии при иссле­довании песка из местечка Менаккан. Им был обнаружен окисел неизвестного элемента, который автор предложил назвать по месту находки менаккином, а минерал, его содержащий, — менакканитом.

Но спустя четыре года, в Германии, в лаборатории знаменитого химика, иностранного почетного члена Пе­тербургской Академии наук, первооткрывателя урана и циркония М. Клапрота из минерала рутила был тоже вы­делен новый, неизвестный науке элемент со свойствами металла. Сопоставляя результаты исследований В. Гре­гора и свои, М. Клапрот пришел к выводу, что этот обна­руженный им в рутиле элемент и менаккин, открытый Грегором, — одно «лицо». Не покушаясь на первенство В. Грегора, М. Клапрот предложил все-таки другое имя для менаккина. «Я хочу новому металлу дать имя, заим­ствованное из мифологии,— титан, в честь сыновей Геи — Земли», — так чтобы объяснил ученый свое решение. Од­нако на этот счет существует и другое мнение. В немец­кой мифологии хранителями горных богатств считались эльфы, а их царицей была Титания. Не ее ли именем на­звал химик новый химический элемент, известный сейчас как металл титан?

Но, увы, и В. Грегор и М. Клапрот обнаружили и вы­делили из минералов не чистый титан, а его окисел. Лишь в 1910 году, то есть почти через 120 лет, был по­лучен чистый металлический титан американским хими­ком Хантером. Сделать это было нелегко. У титана «трудный характер» — он жаден и рьяно поглощает газы, особенно азот и углерод. Очень долго не удавалось вы­зволить его из этой «компании», а когда, наконец, уда­лось, ученые были ошеломлены. Ведь ожидалось, что ти­тан очень тугоплавок и из него можно будет делать во­лоски для ламп накаливания. Предполагали, что темпе­ратура плавления титана 6000°С. А оказалось — всего 1660°С. При комнатной температуре металл вел себя совсем неожиданно: был хрупок и не обладал ковкостью. Лишь после нагрева он избавлялся от этих недостатков. Правда, дотоле не был известен ни один металл, столь богатый и добродетелями. Если золото и платина раство­ряются в «царской «водке» — смеси азотной и соляной ки­слот, — то титан при комнатной температуре с «царской водкой» не реагирует. Даже в кипящей азотной кислоте этот металл не разрушается. А в молочной, винной, ук­сусной, лимонной кислотах зеркально отполированная поверхность титановой пластинки даже не мутнеет.

В ходе одного эксперимента пластинки толщиной в один миллиметр из различных металлов погрузили в мор­скую воду. И вот что из этого получилось: алюминиевая пластинка разрушилась полностью через 5 месяцев, мед­но-никелевая через 9, из нержавеющей стали раствори­лась через 4 года. А титановая не изменилась. Ученые рассчитали, что за тысячу лет толщина ее уменьшилась бы лишь на 0,02 миллиметра.

В конструкцию одной американской установки по опреснению морской воды входило 150 километров тита­новых труб. За время ее работы через эти трубы было пропущено 18 миллиардов кубометров морской воды с обломками ракушек. По существу, морская вода — это рассол, где на литр воды приходится 30—35 граммов соли. К тому же рассол, проходивший по титановым тру­бам, нагревался до 85—120°С. Создать такие условия другим стойким материалам — они и года не выдержат. Титановые трубы через два года жичуть не изменились.

Такая химическая устойчивость позволяет использо­вать этот металл в медицине. Титановые стержни приме­няются для соединения сломанных костей, пластины — при ранах на голове, искусственные клапаны — для ле­чения пороков сердца. Хирургические инструменты из него не боятся кипячения, не ржавеют и долго не тупят­ся, к тому же они легки и прочны.

Заслугой титана можно считать и огромные перемены, происшедшие в авиации. Замена алюминиевых деталей изготовленными из титановых сплавов позволила снизить вес самолета на 20 процентов. А вслед за этим увеличи­лись скорость и высота полета, со временем стала воз­можной скорость, большая звуковой. Специалисты счи­тают, что самолеты, способные летать со скоростью, в 2—3 раза превышающей звуковую, со временем должны на 60—90 процентов состоять из титановых деталей.

Применение титана и его соединений в ракетной тех­нике сделали возможными полеты человека в космос. Материал обшивки космического аппарата должен быть жаростойким, чтобы защитить его от пламени, бушую­щего снаружи, а известно, что титан не меняет своих качеств при длительном нагреве до 550—600°С, .при крат­ковременном—даже до 800°С. Этот удобный, легкий и прочный металл, безусловно, найдет широкое применение при монтаже различных конструкций в космосе. Шаги к этому уже сделаны. Автоматическая сварка и резка ти­тана в межпланетном пространстве произведена еще в 1969 году космонавтами Г. С. Шониным и В. Н. Кубасо­вым.

Всего 70 лет как в чистом виде получен металл титан, но сколько специальностей он освоил за это время! На­учился даже летать к звездам! А ведь в недалеком прош­лом он использовался лишь в составе отличной краски — титановых белил.

Поиски месторождений титановых руд в России свя­заны с возникшей в годы первой мировой войны потребностью в специальных сортах стали для военной техни­ки. В 1915 году А. Е. Ферсман организовал первую экс­педицию, целью которой были поиски титановых руд. В результате на Урале, в Ильменских горах, был найден смоляно-черный непрозрачный слабомагнитный минерал, содержащий титан. По месту находки его назвали ильме­нитом. Однако, как стало известно со временем, у него уже было имя. Помните открытый В. Грегором минерал менакканит? Именно так звали его до 1915 года. Ильме­нит и менакканит — одно и то же, та самая титановая ру­да. Геологи еще зовут ее титанистым железняком, посколь­ку в ней «содержится 31,6 процента титана и 36,8 процен­та железа. В коренных месторождениях титанистый же­лезняк (он же ильменит, менакканит) встречается в виде небольших кристалликов, которые вкраплены в горные породы. Но изредка находят огромные, прекрасно образо­ванные, с четкими гранями, плоские кристаллы ильмени­та. Так, в Южной Норвегии, в районе Ивеланд, найдены пластинчатые кристаллы ильменита размером около мет­ра. Там же, в Норвегии, на месторождении Крагере, встречены крупные кристаллы этого минерала весом 6— 7 килограммов.

«Соседом» титанистого железняка в породах часто бы­вает ильменорутил, содержащий, кроме титана, железо, ниобий и тантал — ценнейшие металлы. Встречается он и в виде черных кристаллов с сильным полуметалличе­ским блеском, и в виде желваков. Интересно, что под микроскопом в тонком срезе — аншлифе можно увидеть пластиночки ильменита, вросшие в ильменорутил. Из­вестны такие образцы из жил Ивеланда в Норвегии и из других месторождений.

Впервые ильменорутил установлен известным рус­ским ученым Н. И. Кокшаровым, определившим и опи­савшим за свою жизнь более 400 минеральных видов. Новая руда была найдена им на Урале. Ее название со­единило в себе имена двух минералов: ильменита и ру­тила. Происхождение названия последнего связано с ла­тинским «рутилюс» — красноватый. Действительно, чаще его кристаллы буро-красные. Но бывают и черные, и темно-желтые, и даже золотистые. Кристаллы-«каранда­шики» рутила даже путают с драгоценными камнями — турмалином и цирконом. А игольчатые нежно-золотые волоски его иногда «врастают» в кристаллы кварца. Такие камни называют волосатиками. Легенды говорят, будто это волосы Венеры, богини красоты. Бывает, стол­бики рутила срастаются затейливо, как бы образуя сеточ­ку. Иногда эти сеточки (так называемые сагелаиты) скла­дываются в очень красивые ярко сверкающие пучки. Волосатиками и сагенитами славятся Северный и Сред­ний Урал.

В Ильменских горах на Южном Урале впервые в Рос­сии был найден еще один титановый минерал. Его уда­лось определить известному химику Густаву Розе в 1842 году, после путешествия пo России. Название минерала — сфен — возникло непроизвольно, поскольку кристаллы его имели четкую клиновидную форму (по-гречески «сфенос» — клин). Коричневые, зеленоватые, медово-желтые, они довольно часто встречаются в составе привычного для всех гранита.

Кристаллики сфена есть и в обычном песке, правда, из-за невысокой твердости они не сохраняют формы, а встречаются в виде окатанных, часто прозрачных, буро­ватых или медово-желтых зернышек. Зато как совершен­ны бывают крупные, до 10—15 сантиметров длиной, кристаллы из пегматитовых жил! Каким изумительным сиянием откликаются его прозрачные граненые брусочки на малейший поворот, каким теплым, трепетным и ярким светом загорается медовая глубина этого камня!

Первоначально именно желтые камни были известны под именем «сфен». Затем так стали называть все свет­лые разновидности этого минерала. Темные же (корич­невые вплоть до черных) получили минералогическое имя «титанит».

Как видим, титансодержащие минералы — ильменит, рутил, ильменорутил, сфен — близкие родственники. Они довольно устойчивы на земной поверхности, и поэтому при разрушении горных пород накапливаются, образуя россыпи. Очень часто в россыпных месторождениях эти минералы соседствуют, как, например, в песках прибреж­ной зоны Норвегии. Нельзя сказать, что такие месторож­дения богаты, зато очень удобны. Не нужны ни шахты, ни дорогостоящее для их разработки горное оборудова­ние. Нет опасения, что россыпи исчезнут: ведь море про­должает свою работу, а значит, продолжается отложение «тяжелых» песков, хотя темпы накопления отстают от темпов потребления.

Подобные россыпи разрабатываются во многих стра­нах. В Бразилии, например, красивейшие пляжи привле­кают не только богатых туристов, но и деловых людей, которые имеют на побережье свои интересы. Ведь пески тех «райских» мест богаты ильменитом, рутилом.

На бразильские очень похожи прибрежные пески острова Мадагаскар. Подсчитано, что каждая тонна та­кого песка оценивается выше, чем если бы из него добы­вали золото и серебро.

Богатыми месторождениями россыпных титановых руд, особенно ильменита, славятся побережье Сьерра-Леоне в Западной Африке, Флориды в США, полуостро­ва Индостан и Новой Зеландии. Больше всего в мире титанового концентрата выпускают США и Норвегия, хотя первое место по запасам ильменита и его добыче долго принадлежало Австралии — до 90 процентов миро­вой добычи. Впрочем, пески с основными титансодержа­щими минералами встречаются на морских пляжах всех материков. Разница лишь в соотношении «полезных» руд и «пустой» породы.

Как химический элемент титан имеется в почве, в растениях, воде рек, озер, «морей и даже в воздухе, в со­ставе пыли. В земной коре атомов этого химического элемента даже больше, чем углерода. Правда, всего на 0,6 процента. В организме человека — 20 миллиграммов титана. Он входит даже в состав молока. Ученые уста­новили, что титан есть на Солнце и в атмосферах звезд, где его содержание по сравнению с другими химически­ми элементами значительно выше, чем на Земле. Обна­ружен он и в лунном грунте, причем в доставленных пробах оказалось неожиданно много соединений этого металла.

Титан можно извлекать не только из рутила, ильме­нита, ильменорутила и сфена. Известно более 70 минера­лов, содержащих титан в большем или меньшем коли­честве. Некоторые из них знакомы человеку издавна. Например, в Египте и Древнем Китае почитали рутил, заключенный природой в кристалл кварца. В странах Востока считалось, что черные и золотистые иголочки, пронизывающие прозрачные камни, — это волоски из бо­роды Пророка. В Европе такие включения называли «во­лосами Венеры», а в прошлом веке золотистую рутиловую «иглу», пронизывающую кристалл минерала-хозяина, назвали «стрелой Амура» (в Эрмитаже можно увидеть изящный флакон для благовоний, выточенный из такого кристалла).

Ученые подсчитали, что бурное развитие геологии и химии позволяет открывать ежегодно 20—25 новых мине­ралов. Среди таких новинок оказался и дивный шелко­висто-сиреневый камень, имеющий отношение к титану, обнаруженный иркутскими геологами Роговыми сравни­тельно недавно, что, впрочем, не помешало ему завоевать уже большую популярность. С ним еще не связаны по­верья, о нем не сложены легенды, но сама история от­крытия и непередаваемая красота камня ставят его в один ряд со знаменитейшими самоцветами.

Первое упоминание об этой породе содержится в запи­сях геолога В. Дитмара, который побывал на Мурунском массиве в верховьях сибирской речки Чары в 40-х годах. Он вскользь упоминает о странной белесой с лиловым оттенком породе, которая оказалась такой прочной, что невозможно было отколоть образец.

В 1960 году в этом же районе работали иркутские гео­логи Вера Парфентьевна и Юрий Гаврилович Роговы. Они искали в глухом углу Забайкалья, на берегах таеж­ной речки, вовсе не этот самоцвет и вполне могли прой­ти мимо белесой невзрачной глыбы камня, от удара о которую сломался геологический молоток. Но очень уж странным было то, что в местах удара выступали на кам­не, как синяки, лиловые пятна. С немалым трудом уда­лось отколоть от глыбы образец, пригодный для исследо­вания. Лишь с поверхности был он сизым. Свежий скол открыл такую красоту, какой, казалось, и не бывает: по сиреневому полю струилась перламутрово-золотистая вязь.

Было ясно, что порода эта новая, неизвестная. Значит, ей надо не только выбрать имя, но и определить состав­ляющие ее минералы, то есть каждому из них найти со­ответствующее место в сложной системе царства минера­лов. Вот тут-то и началась почти детективная история. Сначала оказалось, что здесь не один, а несколько мине­ралов, и притом редких. Один из них — тот самый, тон­кие серые лучи которого дополняют нежный узор на чудесном камне, — канасит. К тому времени он был уже известен по единственным в мире находкам на Кольском полуострове, так что определить его было несложно.

А вот секрет другого минерала, чьи золотисто-медо­вые «карандашики» пронизывали породу, раскрыть ока­залось нелегко. Но В. П. Рогова все-таки «раскусила» этот «орешек». Минерал нужно было как-то назвать, и дали ему имя, исходя из его химического состава, — ти­наксит, то есть титано-натрий-калиевый силикат. Что и говорить, не очень красивое имя, зато удобное для сту­дентов на экзаменах по минералогии. Сразу понятно, что главный здесь — титан, раз его во главе имени поставили.

С третьим же минералом, оказавшимся в образце, с тем самым, лиловым, цвета персидской сирени, дело по­вернулось очень странно. Но химическому составу он был близок уже известному канаситу, но это был все-та­ки другой минерал, его формула представляла собою как бы сумму: канасит плюс барий. Отличие — всего только один химический элемент, что вряд ли само по себе мог­ло служить основанием для утверждения нового минера­ла. Однако, по существующим в нашей стране правилам, кроме всех прочих параметров (которые, кстати, уже определила В. П. Рогова), для утверждения специальной комиссией факта открытия нового минерала и присвое­ния ему названия необходимо было представить парамет­ры элементарной ячейки (заметим, что в других странах этого не требуется). И надо же было такому слу­читься, что в то самое время, как В. П. Рогова пыталась раскрыть последнюю тайну загадочного сиреневого ми­нерала, кусочек содержащей его породы попал неведо­мыми путями в США. Там определять параметры эле­ментарной ячейки было не обязательно, и приоритет открытия нового минерала из нашей страны «уплывал» за океан! Все было делом времени…

В. П. Роговой все же удалось исследовать элементар­ную ячейку минерала и результаты представить для утверждения в соответствующую Международную комис­сию. Каково же было огорчение при известии о том, что расторопный Пит Дан (к нему-то и попал тот самый образец) заявил открытие лишь по химическому составу и в честь одного из сотрудников своей лаборатории пред­ложил название минерала «мореландит».

Это было верхом несправедливости: чудесный мине­рал с берегов сибирской речки Чары назвать чужим, за­морским именем! Однако, как бывает не только в сказ­ках, развязка была счастливой. После протеста советской комиссии приоритет открытия и право дать ему имя бы­ло оставлено за нашей страной. Как хотелось, чтобы в названии нового минерала отразились и его красота, и романтическая история находки, и звучность русского слова! Вспомнили, как очаровал всех нежной красотой шелковисто-сиреневый камень, и еще о том, что найден был этот камень на берегу таежной речки с лирическим именем Чара. Казалось, что иным название открытого минерала и не могло быть — чароит… Этим же именем назвали и образованную им породу, в состав которой вхо­дит и титансодержащий минерал. Непередаваемая красота: на лиловом фоне — золотое шитье, на сиреневом иоле — шелковые цветы. Камень очарования! Он быстро стал известен не только специалистам. Ведь первым при­зом на IX и X Всемирных кинофестивалях стал шар именно из этого великолепного камня.

На всей Земле известно одно-единственное месторож­дение чароита, и оттого нам еще более дорог этот уди­вительный дар сказочно щедрого царства Титании.

Нелегко отличить друг от друга песчинки разных ми­нералов титана. Здесь нужны довольно тонкие методы исследования, возможные лишь в условиях лаборатории. Зато какая это увлекательная работа! Сколько находок она сулит!