"Нечисть" в семье металлов

Как же сложилась судьба "сатанинских", судя по названиям, металлов - кобальта, никеля и "крадущего овец" вольфрама?

Представьте себе вольфрамовый рудник. Днем все было спокойно. Гиганты-машины хватали ковшами-пастями куски руды. Крутилась карусель груженных рудой и опустошенных БелАЗов и КрАЗов в непрерывном механическом ритме (заводная игрушка великана!). Вечером тревога: исчезло рудное тело - не видна тонкораспыленная вкрапленность рудного минерала вольфрама шеелита. На помощь приходит физика - шеелит засветился в ультрафиолетовом свете люминесцентной лампы. Стена забоя расцвела светящимися ярко- голубыми точками шеелита. Руда найдена!

Голубое волшебно-люминесцирующее свечение - самая яркая особенность одного из основных минералов вольфрамовой руды - шеелита. Этот минерал имеет привычку прятаться среди похожих на него желтовато-розовых полевых шпатов и кварца. Шеелит отличается псевдооктаэдрической формой кристаллов, алмазным или жирным блеском. Кусок шеелитовой руды на ладони - тяжесть ("тяжелый камень" называют в Англии тунгстит). Твердость шеелита меньше твердости кварца и полевых шпатов. Шеелит может быть вкрапленным в отдельных участках кварц-полевошпатовой породы, а может встречаться и в виде сплошных шеелитовых жил. Вместе с шеелитом (нередко вместо шеелита) растет второй главный минерал вольфрама - вольфрамит.

Столбчатые (и пластинчатые) кристаллы вольфрамита трудно спутать с другими минералами. Для вольфрамита (железо-марганцевой соли вольфрамовой кислоты) характерно переменное содержание железа и марганца: в разных месторождениях, в разных рудных телах, на разной глубине одного и того же рудного тела могут кристаллизоваться и внешне разные вольфрамиты от темно-коричневого до черного цвета. Некоторые разности слабо прозрачные. Вольфрамит, богатый железом, слабо магнитен.

Самое главное свойство - "колдовская" вредность вольфрама, который так легко, так коварно крадет олово из руды, - оказалось и уникальным "талантом" вольфрама. Вольфрам был одной из первых магических легирующих добавок к стали. На сегодня этих вольфрамовых сплавов по официальным источникам несколько тысяч! И результат - сверхскорость металлорежущих станков: скорость резания стали увеличилась в тысячу раз.

Сегодня нет света без вольфрама! В миллиардах самых различных ламп заключены тончайшие нити вольфрама - замечательного ковкого и прочного металла: самые тонкие проволочки (диаметр сотые микрона - в 50 раз тоньше человеческого волоса), катодные лампы, мощные дуговые прожекторы и, наконец, сверхвысокотемпературные печи без стенок - дуговые термовакуумные печи. Что удивительнее? Миниатюрный прокатный стан из новых сверхтвердых вольфрамовых сталей - прокатный стан-лилипут размером с чемодан или, может быть, тысячи километров самой тонкой проволоки, выжатые из 40 граммов металла? Или двигатель реактивного само-лета: температура в камере сгорания более 1500°С - это режим работы металла вольфрама?

По своим термоустойчивым свойствам вольфрам близок к другим отверженным в средневековье металлам - никелю и кобальту.

"Дьявольские" металлы причиняли много неприятностей горнякам. Но металловеды XX века непременно называют никель и кобальт среди главнейших металлов современной техники. О Георге Брандте - первооткрывателе кобальта - Карл Линней сказал: "Король может потерять свою армию, - но не пройдет и года, как он получит новую. Король может потерять свой флот... Но другого Брандта королю не получить за все время пребывания на престоле".

Как связаны кобальт и никель в природных образованиях? Так ли они неразлучны в природе, как в легендах саксонских горняков или как в металлургии?

Из довольно большого числа (более трех десятков) минералов никеля и кобальта распространены не более пяти - шести: эритрин, пентландит, кобальтпирит, кобальтин. Обычно колчеданы слагают медно-никелевые руды в основных породах. В крупнейших скоплениях открыты для промышленного использования в качестве руд никеля и кобальта минералы коры выветривания этих пород: гарниерит и ревдинскит.

В пентландите (железо-никелевом колчедане) в значительных количествах (от 0,4 до 2,5%) присутствует и кобальт. Пентландит похож на другие колчеданы (пирит, пирротин), его отличает лишь особое свойство совершенной спайности, только ему в этом семействе присущее. Бронзово-желтый цвет пентландита несколько светлее цвета пирротина.

Гарниерит (и ревдинскит) - новая руда этих двух металлов. Яркий яблочно-зеленый гарниерит образует хрупкие натечные конкреции; эти образования иногда выцветают, бледнеют, и тогда изменившийся по составу гарниерит можно узнать только по химическим анализам или другими специальными методами. Вместе с гарниеритом встречается ревдинскит - голубовато-зеленый, иногда темно-зеленый в чешуйчатых массах и порошковатых агрегатах.

Два главных минерала кобальта - кобальтин и эритрин - запоминаются своеобразным розовым цветом. Кобальтовые цветы (эритрин) - красивый темно-розовый минерал. Никелевые цветы (аннабергит) - лучистый минерал с характерной для солей никеля яблочно-зеленой окраской. Эритрин (гипергенный минерал) и сам является признаком близкого нахождения колчедана кобальта кобальтина (кобальтовый блеск). Кубики и октаэдры кристаллов кобальтина похожи на пирит; его серый тон напоминает по цвету удлиненные кристаллы арсенопирита, но ни у одного из сульфидов нет такого чуть розоватого, розовато-серого оттенка!

Основное применение кобальта (а частично и никеля) - улучшение магнитных свойств стали. Известен сверхмагнит (100 г сплава удерживают 20000 г груза) - магнит без железа, кобальтовый магнит. Стеллиты ("стелла" - звезда) - сплавы, в которых кобальт, хром и вольфрам также "вытеснили" железо. Это великолепные сверхтермостойкие, сверхупругие и сверхпрочные сплавы. Радиоактивный кобальт лучше редчайшего радия! Он применяется в борьбе против раковых опухолей: кобальтовые пушки - это мирные пушки, спасающие жизнь. И еще одно открытие роли кобальта: вещество сырой печени (витамин В₁₂), которое содержит 4% кобальта, спасает при злокачественном малокровии.

С древности известны кобальтовые краски. Египетская синяя кобальтовая краска встречена среди находок пирамид (секрет ее вскоре был утерян!) Прекрасно венецианское синее кобальтовое стекло. Оптика и лакокрасочная промышленность - современные области, использующие волшебство красок кобальта.

Уникальное свойство никеля - его "музыкальность": стерженек из никеля в переменном магнитном поле достаточной частоты становится источником ультразвука.