Промышленное использование изумруда и берилла
Промышленное использование изумруда и берилла
Изумруд слишком изыскан, редок и прекрасен, чтобы использоваться в такой практичной области, как промышленность. Несмотря на свою солидную твердость, равную 7,5 по шкале Мооса, этот кристалл практически не используется для производства абразивов и в металлообрабатывающей промышленности.
Например, при добыче одного карата морайя (изумруда низкого качества) надо переработать 1 кубометр сланца. Карат высококачественного камня Эсмеральда требует переработки 12 кубов породы. Промышленная потребность в берилле — тысячи тонн в год. Из десяти тысяч тонн технического берилла лишь несколько килограммов приходится на долю ювелирных камней.
В добыче Колумбийских месторождений всего 25 % подлежат огранке. Из них лишь 0,1 % камней первого сорта и 0,5 % — второго. В некоторых месторождениях — 99,9 % технических и только 0,1 % — ювелирных минералов. Из-за сложности извлечения изумрудами приходится жертвовать, и поистине бесценные камни идут в топку прогресса.
А лидирует в производстве берилл, имеющий почти тот же состав, что и изумруд. Берилл — достойный брат прекрасного камня. Как ярко выделяется изумруд на фоне других драгоценных минералов, так бериллий оценен по достоинству химиками и технологами нашего времени.
Главным образом в дело идет руда на бериллий — необыкновенный по своим достоинствам металл. В начале XIX века академик А.Е. Ферсман писал: «Бериллий — один из самых замечательных элементов огромного теоретического практического значения.
…Овладение воздухом, смелые полеты самолетов и стратостатов невозможны без легких металлов; и мы уже предвидим, что в помощь современным металлам авиации — алюминию и магнию — придет и бериллий. И тогда наши самолеты будут летать со скоростью в тысячи километров в час.
За бериллием будущее!
Геохимики, ищите новые месторождения. Химики, научитесь отделять этот новый металл от его спутника — алюминия. Технологи, сделайте легчайшие сплавы, не тонущие в воде, твердые, как сталь, упругие, как резина, прочные, как платина, и вечные, как самоцвет».
В недрах земли достаточно бериллия. Почему же он считается редким металлом? Дело в том, что поиск бериллиевых минералов очень труден. И помогают в их поиске человеку не сложные современные машины, а наши давние друзья — собаки.
Нюх четвероногого помощника давно уже выручает человека в самых сложных ситуациях. Помогает он и геологам. Вот как пишет об эксперименте с металлическим бериллием доктор биологических наук Г.А. Васильев: «…Понюхав его (бериллий) собака по кличке Джильда затем из множества минералов выбрала изумруд, аквамарин, воробьевит, фенакит, бертрандит, т. е. все то, что содержит бериллий…Мы снова попросили собаку искать. Тогда Джильда шла по музею, ложилась грудью на витрину, где находился огромный изумруд, и лаяла».
В XVIII веке многие ученые пытались анализировать берилл, но долго никто не мог найти ему практического применения. Металл, содержащийся в берилле, словно прятался за алюминий и его соединения. Первый «увидел» его французский химик Луи Никола Воклен в 1798 году. Он сообщил, что в берилле и изумруде содержится новая «земля», отличная по своим свойствам от глинозема, или оксида алюминия.
Только в XX веке бериллий был оценен по справедливости. Легкий, наделенный солидной прочностью, он оказался гораздо ценнее алюминия. Это дало ему право считаться авиационным материалом.
Легкость и прочность этого металла еще изучается и совершенствуется. Большое будущее принадлежит сплавам бериллия с литием. Союз двух легчайших металлов может привести к появлению удивительных по своей легкости и прочности сплавов.
Отличная теплопроводность, высокая теплоемкость и жаропрочность делают его использование незаменимым в производстве космической техники. Его используют в качестве теплозащитного материала для кабины космического корабля.
Гироскопы — приборы, входящие в систему ориентации и стабилизации ракет, космических кораблей и искусственных спутников Земли, имеют бериллиевые детали.
Конструкторы космической техники обратили внимание на еще одно свойство бериллия: при его горении выделяется огромное количество тепла. В перспективе его можно рассматривать как компонент высокоэнергетического горючего для ракет. А если попробовать изготавливать из него топливные резервуары ракетных систем, то когда израсходуется горючее, вместо него можно будет использовать бериллиевую «тару».
В самолетостроении незаменим сплав бериллия с медью. В самолете свыше тысячи деталей требуют особой прочности, хорошей сопротивляемости усталости и коррозии, сохранения упругости в широком колебании температур, высокой электропроводности.
Незаменим бериллий при изготовлении инструмента, применяемого на взрывоопасных работах. Бериллиевая бронза не дает искры при ударе, а значит, солидно снижает риск при работах на нефтебазах, в шахтах, пороховых заводах.
Сплав стали и бериллия практически не знает «усталости». Автомобильные рессоры из этого сплава не обнаруживают следов усталости даже после самых жестких испытаний.
Рентгенотехники тоже широко используют этот уникальный металл. Было замечено, что он лучше других металлов пропускает рентгеновские лучи. Сейчас из него делают окна для рентгеновских трубок. Пропускная способность их в двадцать раз выше, чем алюминиевых, применявшихся раньше.
Незаменимым оказался бериллий и в атомной энергетике. В начале 30-х годов немецкие физики Боте и Беккер обнаружили бериллиевое излучение — очень слабое, но обладающее значительной проникающей силой: лучи проходили через слой свинца толщиной в несколько сантиметров!
Оказалось, что это излучение представляет собой поток электрически нейтральных частиц, масса которых примерно равна массе протона. Новые частицы были названы нейтронами.
Нейтроны наделены способностью легко внедряться в ядра атомов других элементов. Это свойство сделало нейтрон эффективнейшим снарядом атомной артиллерии. Сейчас нейтронные пушки широко применяются для осуществления ядерных реакций.
Кто может решить, что более ценно для человечества — сверкающий изумруд или незаменимый по своим свойствам берилл? У изумруда легендарное прошлое, а за бериллом — будущее. А зачем решать? Оба брата в настоящем щедро дарят людям могущество, красоту и силу. Надо просто быть благодарным им за это, помнить их историю и искать им новое применение.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.