355 500 произведений, 25 200 авторов.

Электронная библиотека книг » Сергей Венецкий » В мире металлов » Текст книги (страница 12)
В мире металлов
  • Текст добавлен: 4 октября 2016, 01:30

Текст книги "В мире металлов"


Автор книги: Сергей Венецкий


Жанры:

   

Химия

,

сообщить о нарушении

Текущая страница: 12 (всего у книги 16 страниц)

«События» на рудниках

В 1974 году в СССР было зарегистрировано открытие, в основе которого лежат сложные биохимические процессы, совершаемые . . . бактериями. Многолетнее изучение сурьмяных месторождений показало, что сурьма в них постепенно окисляется, хотя при обычных условиях такой процесс не может протекать: для этого нужны высокие температуры – более 300°С. Какие же причины заставляют сурьму нарушать химические законы?

Исследование образцов окисленной руды показало, что они густо заселены неизвестными прежде микроорганизмами, которые и были виновниками окислительных "событий" на рудниках. Но, окислив сурьму, бактерии не успокаивались на достигнутом: энергию окисления они тут же пускали в ход для осуществления другого химического процесса – хемосинтеза, т.е. для превращения углекислоты в органические вещества.

Явление хемосинтеза впервые обнаружено и описано еще в 1887 году русским ученым С.Н.Виноградским. Однако до сих пор науке было известно всего четыре элемента, при бактериальном окислении которых выделяется энергия для хемосинтеза: азот, сера, железо и водород. Теперь к ним прибавилась сурьма.


Медная «одежда» ГУМа

 Кто из москвичей или гостей столицы не бывал в Государственном универсальном магазине – ГУМе? Построенное почти сто лет назад здание торговых рядов переживает свою вторую молодость. Специалисты Всесоюзного производственного научно-реставрационного комбината выполнили большие работы по реконструкции ГУМа. В частности, износившаяся за долгие годы крыша из оцинкованного железа заменена современным кровельным материалом – «черепицей» из листовой меди.


Трещины на маске

 Долгие годы ученые вели спор по поводу уникального творения древнеегипетских мастеров – золотой маски фараона Тутанхамона. Одни утверждали, что она сделана из целого слитка золота. Другие считали, что ее собрали из отдельных частей. Для установления истины решено было воспользоваться кобальтовой пушкой. С помощью изотопа кобальта, точнее излучаемых им гамма-лучей, удалось установить, что маска действительно состоит из нескольких деталей, но настолько тщательно подогнанных одна к другой, что заметить линии стыка невооруженным глазом было невозможно.

В 1980 году знаменитая коллекция произведений искусства Древнего Египта демонстрировалась в Западном Берлине. В центре внимания, как всегда, находилась знаменитая маска Тутанхамона. Неожиданно в один из дней работы выставки специалисты заметили на маске три глубокие трещины. Вероятно, по каким-то причинам "швы", т.е. линии стыка отдельных частей маски, начали расходиться. Встревоженные не на шутку представители комиссии по делам культуры и туризма АРЕ поспешили вернуть коллекцию в Египет. Теперь слово за экспертизой, которая должна ответить на вопрос, что же стряслось с ценнейшим произведением искусства древности?


Лунный алюминий

 Как и на Земле, металлы в чистом виде сравнительно редко встречаются на Луне. Тем не менее уже удалось найти частички таких металлов, как железо, медь, никель, цинк. В пробе лунного грунта, взятой автоматической станцией «Луна-20» в континентальной части нашего спутника – между Морем Кризисов и Морем Изобилия – впервые был обнаружен самородный алюминий. При исследовании лунной фракции массой 33 миллиграмма в Институте геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии АН СССР были выявлены три крохотные частицы чистого алюминия. Это плоские слегка удлиненные крупицы размером 0,22, 0,15 и 0,1 миллиметра с матовой поверхностью и серебристо-серые в свежем изломе.

Параметры кристаллической решетки самородного лунного алюминия оказались такими же, как у образцов чистого алюминия, полученного в земных лабораториях. В природе же на нашей планете самородный алюминий был найден учеными лишь один-единственный раз в Сибири. По мнению специалистов, на Луне этот металл должен чаще встречаться в чистом виде. Объясняется это тем, что лунный грунт постоянно "обстреливается" потоками протонов и других частиц космического излучения. Такая бомбардировка может привести к нарушению кристаллической решетки и к разрыву связей алюминия с другими химическими элементами в минералах, составляющих лунную породу. В результате "разрыва отношений" и появляются в грунте частицы чистого алюминия.


Корысти ради

 Три четверти века назад произошло Цусимское сражение. В этом неравном бою с японской эскадрой морская пучина поглотила несколько русских кораблей и среди них – крейсер «Адмирал Нахимов».

Недавно японская фирма "Ниппон Марин" решила поднять крейсер со дна моря. Разумеется, операция по подъему "Адмирала Нахимова" объясняется не любовью к русской истории и ее реликвиям, а самыми что ни на есть корыстными соображениями: есть сведения, что на борту затонувшего судна находились слитки золота, стоимость которого в нынешних ценах может составить от 1 до 4,5 миллиарда долларов.

Уже удалось определить место, где на глубине около 100 метров лежит крейсер, и фирма готова приступить к его подъему. По расчетам специалистов, эта операция продлится несколько месяцев и обойдется компании примерно в полтора миллиона долларов. Что же, ради миллиардов можно рискнуть миллионами.


Предметы старины глубокой

Изготовленные сотни, а порой и тысячи лет назад изделия из дерева или камня, керамики или металла украшают стенды крупнейших музеев мира, занимают почетное место в многочисленных частных коллекциях. Любители старины готовы платить за произведения древних мастеров баснословные деньги, а некоторые предприимчивые любители денег, в свою очередь, готовы создавать в широком ассортименте и выгодно сбывать «предметы старины глубокой».

Как отличить подлинные раритеты от тонко выполненных подделок? Прежде единственным "прибором" для этой цели служил опытный глаз специалиста. Но, увы, на него не всегда можно положиться. Сегодня наука позволяет довольно точно определять возраст различных изделий из любых материалов.

Пожалуй, основным объектом фальсификации являются золотые украшения, статуэтки, монеты древних народов – этрусков и византийцев, инков и египтян, римлян и греков. Методы установления подлинности предметов из золота базируются на технологическом обследовании и анализе металла. По тем или иным примесям старое золото без труда удается отличить от нового, а методы обработки металла, которым пользовались античные мастера, и характер их творчества настолько оригинальны и неповторимы, что шансы фальсификаторов на успех сводятся к нулю.

Медные и бронзовые подделки эксперты узнают по особенностям поверхности металла, но главным образом по его химическому составу. Поскольку он неоднократно менялся на протяжении столетий, для каждого периода характерно определенное содержание основных компонентов. Так, в 1965 году коллекция берлинского музея Кунстхандель пополнилась ценным экспонатом – бронзовой позднеантичной лейкой в форме коня. Считалось, что эта лейка, или ритон, представляет собой "коптскую работу IX—X веков". Точно такой же бронзовый ритон, подлинность которого не вызывала сомнений, хранится в Эрмитаже. Тщательное сравнение экспонатов навело ученых на мысль о том, что берлинский конь не что иное, как искусно изготовленная подделка. И действительно, анализ подтвердил опасения: бронза содержала 37 – 38 % цинка – многовато для X века. Вероятнее всего, полагают эксперты, этот ритон появился на свет лишь за несколько лет до того, как он попал в Кунстхандель, т.е. примерно в 1960 году – в "час пик" моды на коптские изделия.


В борьбе с подделками

 Для определения подлиннос ти древних керамических изделий ученые успешно применяют метод археомагнетизма. В чем же он заключается? При охлаждении керамической массы содержащиеся в ней частицы железа имеют «привычку» выстраиваться вдоль силовых линий магнитного поля Земли. А так как оно со временем меняется, то меняется и характер расположения железных частиц, благодаря чему путем несложных исследований можно определить возраст «подозреваемого» изделия из керамики. Даже если фальсификатору удалось подобрать состав керамической массы, сходный с древними составами, и искусно скопировать форму изделия, то расположить соответствующим образом частицы железа он, разумеется, не в силах. Это-то его и выдаст с головой.


Рост «железной мадам»

Как известно, у металлов довольно высокий коэффициент теплового расширения.

По этой причине стальные сооружения в зависимости от времени года, а следовательно, от температуры окружающего воздуха, становятся то длиннее, то короче. Так, знаменитая Эйфелева башня – "железная мадам", как часто называют ее парижане, – летом на 15 сантиметров выше, чем зимой.


«Железный дождь»

 Наша планета не очень гостеприимно встречает небесных странников: при входе в плотные слои ее атмосферы крупные метеориты обычно взрываются и падают на земную поверхность в виде так называемых «метеоритных дождей».

Самый обильный такой "дождь" выпал 12 февраля 1947 года над западными отрогами СихотэАлиня. Он сопровождался грохотом взрывов, в радиусе 400 километров был виден болид – яркий огненный шар с огромным светящимся дымным хвостом.

Для изучения столь необычных "атмосферных осадков" в зону падения космического пришельца вскоре прибыла экспедиция Комитета по метеоритам АН СССР. В таежных дебрях ученые нашли 24 кратера диаметром от 9 до 24 метров, а также более 170 воронок и лунок, образованных частицами "железного дождя". Всего экспедиция собрала свыше 3500 железных осколков общей массой 27 тонн. По мнению специалистов, до встречи с Землей этот метеорит, получивший название СихотэАлинского, весил около 70 тонн.


Термиты-геологи

Геологи нередко пользуются «услугами» многих растений, которые служат своеобразными индикаторами определенных химических элементов и благодаря этому помогают обнаружить в почве залежи соответствующих полезных ископаемых. А горный инженер из Зимбабве Уильям Уэст решил привлечь в качестве помощников при геологических поисках представителей не флоры, а фауны, точнее говоря, обыкновенных африканских термитов. При постройке своих конусообразных «общежитий» – термитников (их высота достигает иногда 15 метров) эти насекомые проникают глубоко в землю. Возвращаясь на поверхность, они выносят с собой строительный материал – «пробы» грунта с различной

глубины. Вот почему исследование термитников -определение их химического и минерального состава – позволяет судить о наличии в почве данной местности тех или иных полезных ископаемых.

Уэст провел множество экспериментов, которые затем легли в основу его "термитного" метода. Уже получены и первые практические результаты: благодаря методу инженера Уэста открыты богатые золотоносные пласты.


Что подо льдами Антарктиды?

Открытая в 1820 году Антарктида до сих пор остается континентом загадок:

ведь практически вся ее территория (кстати почти в полтора раза превышающая площадь Европы) закована в ледовый панцирь. Толщина льда составляет в среднем 1,5 – 2 километра, а в некоторых местах достигает 4,5 километра.

Заглянуть под эту "скорлупку" непросто, и хоть уже более четверти века ученые ряда стран ведут здесь интенсивные исследования, Антарктида раскрыла далеко не все свои тайны. В частности, ученых интересуют природные ресурсы этого материка. Многие факты говорят о том, что Антарктида имеет общее геологическое прошлое с Южной Америкой, Африкой, Австралией и, следовательно, у этих регионов должны быть примерно сходными спектры полезных ископаемых. Так, антарктические горные породы, по-видимому, содержат алмазы, уран, титан, золото, серебро, олово. Кое-где уже обнаружены пласты каменного угля, залежи железных и медномолибденовых руд. Преградой на пути к ним стоят пока горы льда, но рано или поздно эти богатства поступят в распоряжение людей.


БЮРО МИНИ-ИНФОРМАЦИИ

«СОКРАТ» работает на стане

Современный прокатный стан – сложнейшая система, состоящая из множества механизмов, при работе которых время от времени могут возникать те или иные неполадки. При этом десятки лампочек на пульте управления станом почти одновременно сигнализируют оператору о возникших отклонениях от нормального хода процесса. Но как выделить среди многочисленных сигналов тот, что оповещает о первопричине нарушения или аварии?

Работники Государственного института "Тяжпромэлектропроект" Минмонтажспецстроя СССР создали специальную систему диагностики неисправностей прокатного стана и испытали ее в промышленных условиях на стане 2000 Череповецкого металлургического завода. Контроль за работой этого стана осуществляет ЭВМ, неусыпно следящая за состоянием пяти тысяч ответственных точек агрегата. Если возникает аварийная ситуация, от соответствующих датчиков в ЭВМ начинают поступать сигналы "отказов", которые "электронный мозг" регистрирует с интервалом 0,01 секунды и с помощью пишущей машинки фиксирует на бумажной ленте. Теперь уже оператору достаточно нескольких минут, чтобы точно установить причину опасности.

Уметь быстро найти неполадки – это хорошо, но еще лучше устранить всякую вероятность возникновения подобных ситуаций. Вот почему инженеры "Тяжпромэлектропроекта" разработали для того же стана новую профилактическую систему, которой они дали звучное имя "СОКРАТ": система обегающего контроля и регистрации аварийных темпе-ратур."СОКРАТ" должен надежно оберегать прокатный стан от всех "болезней" – температура стана всегда будет нормальной.


Биологи в прокатном цехе

Казалось бы, биологи могут находиться в прокатном цехе только в роли экскурсантов. Иного мнения придерживаются работники Института ботаники АН УССР и Ждановского металлургического завода имени Ильича, которых связывает давнее и плодотворное сотрудничество.

Неужели у биологов и металлургов есть общие проблемы? Как выяснилось, есть. Известно, что прокатные станы в процессе работы не могут обходиться без смазочно-охлаждающих эмульсий, в состав которых входят нефтепродукты – любимое "лакомство" многих микроорганизмов. В результате их "подрывной деятельности" эмульсии быстро теряют свои "деловые качества" и нуждаются в замене.

А нельзя ли умерить аппетит этих "гурманов"? Поставив перед собой такую задачу, ученые Института ботаники начали кропотливые исследования в цехе холодной прокатки завода. Им удалось создать антимикробный препарат, который не только улучшил свойства смазочно-охлаждающих эмульсий и снизил их расход, но и позволил повысить качество прокатываемого металла.


«Луноход» в мартене

Работники Челябинского металлургического завода создали оригинальный электротрактор, предназначенный для механизации трудоемких работ при ремонте мартеновских печей. Эта небольшая маневренная машина на гусеничном ходу с дистанционным управлением обладает высокой «проходимостью» по боровам и поднасадочным пространствам печей и прекрасно справляется с их очисткой. Электротрактор владеет и другой «профессией»: ловко разгружает вагоны с сыпучими материалами. Взяв в свой ковш порцию груза, он перебрасывает ее через себя на транспортное средство.

Каждая такая машина позволяет высвободить десять огнеупорщиков. В цехе ремонта металлургических печей завода уже несколько "луноходов" – так в шутку прозвали свое детище челябинские металлурги.


Дождь в цехе

Как известно, воздух у сталеплавильных или термических печей не совсем такой как, скажем, в сосновом бору или дубовой роще. Нет той прохлады, да и пыли больше, чем хотелось бы. Вполне понятно, что вопрос улучшения «климата» металлургических цехов не сходит с повестки дня. Интересное решение предложили американские специалисты. По их проекту смонтированное над печью устройство периодически, по заданной программе, выбрасывает из сопел тонкие струйки воды. Вода тут же распыляется на мельчайшие капельки, которые «собирают» пыль, образуя при этом облако тумана. За счет тепла горячего воздуха в помещении капельки быстро испаряются, а сам воздух при этом охлаждается. Предложенная система значительно удобнее и эффективнее, чем обычная вентиляция.


Домна выплавляет ... нефть

Давно уже ведутся разговоры о том, что доменная печь устарела и пора переходить к бездоменной металлургии – прямому получению железа из руд. А «старушка» домна, словно не желая сходить со сцены, демонстрирует все новые и новые свои возможности. Недавно, например, венгерские инженеры решили использовать доменную печь для . . . утилизации старых автомобильных покрышек.

Идея заключалась в том, чтобы предоставить возможность резине разлагаться без доступа воздуха. Для этого шины "шинковали", а затем окунали в расплавленный чугун, находящийся в печи. Высокая температура и металлический "плен" – прекрасные условия для разложения резины: в результате образуются газообразные углеводороды и твердый остаток, который с успехом выступает в роли топлива и восстановителя, позволяя тем самым снизить расход кокса. А в промывной воде аппаратов газоочистки при этом в немалом количестве накапливается . . . искусственная нефть, точнее, органическая жидкость, близкая к ней по составу. Добавим, что стальная "арматура" покрышек – корд, расплавляясь в чугуне и смешиваясь с ним, повышает выход металла.

В течение трех лет эту оригинальную идею проверяли на одном из крупных металлургических предприятий. Домна, "в рацион" которой добавляли резиновую "подкормку", работала вполне удовлетворительно, выплавляя чугун и "нефть". Ученым пока еще не удалось до конца решить проблему извлечения органической жидкости из промывных вод, но, как говорится, и Москва не сразу строилась.


Еще одна профессия

На побережье Токийского залива недалеко от Токио начала действовать автоматическая установка для переработки мусора. До недавнего времени основная масса промышленных и бытовых отходов столицы Японии (а их ежесуточный «приход» составляет примерно 17 тысяч тонн) сбрасывалась на дно залива в специально отведенной для этого акватории. Однако, по подсчетам ученых, акватория уже к 1986 году окажется переполненной мусором. Это побудило специалистов искать другой выход из положения.

Новая установка по сути дела представляет собой доменную печь (высотой 18 метров и максимальным диаметром 3 метра), куда загружаются как горючие, так и негорючие отходы, смешанные с коксом и известняком. В печи эта «шихта» нагревается потоками горячего воздуха (1500 – 1800°С), что приводит к разложению пластмассовых отходов (в частности, полиэтиленовой тары) и превращению их в горючие газы, которые тут же используются в качестве дополнительного топлива.

Под действием высокой температуры несгоревшие отходы расплавляются и в жидком состоянии скапливаются в нижней части печи. При этом стеклянная тара превращается в шлак, пригодный для использования в производстве асфальта и бетона. Консервные банки, провода, лом черных металлов отправляют для переплавки на металлургические предприятия.

Пока установка успевает перерабатывать лишь 40 тонн мусора в сутки. Высока еще и стоимость переработки вследствие применения кокса и извести.


Домна вырабатывает... электроэнергию

Специалисты японской фирмы «Кавасаки стил корпорейшн» «заставили» работать выходящие из доменной печи газы, давление которых в полтора – три с половиной раза выше атмосферного. Газы приводят в действие установленный рядом с печью газотурбинный электрогенератор. В результате доменная печь не только выплавляет чугун, но и вырабатывает электроэнергию, что, разумеется, дает большой экономический эффект.


Излишки – в дело

 Шведская фирма «Вокснанс крафт» строит тепловую электростанцию мощностью 10 мегаватт, которая будет работать на доменном газе. Электростанция сооружается рядом с действующей доменной печью, выплавляющей ежегодно 270 тысяч тонн чугуна. Пока отходящий доменный газ частично используется здесь для нагрева дутья, а оставшаяся часть сжигается. Именно эти излишки газа и намечено пустить в дело для приведения в действие паровой турбины с электрогенератором.


Металлургия комфорт

 Зеленые пальмы, золотистые рыбки в красивом бассейне, звонкие рулады птиц. И все это не в холле Дворца культуры или санатория, а в одном из помещений __. Металлургического предприятия. Не удивляйтесь: речь идет о машинном зале труболитейного цеха Липецкого металлургического завода «Свободный Сокол». Еще недавно трубы здесь отливали на громоздких карусельных машинах. В цехе постоянно висели облака пыли, стоял грохот, загазованность не желала укладываться ни в какие нормы.

Без остановки цеха была проведена его реконструкция: карусельные машины заменены более современными центробежными, спроектированными работниками завода. Теперь в цехе чистота, не характерная, прямо скажем, для металлургического производства. А в машинном зале, откуда поступает масло в центробежные машины, появились пальмы, золотые рыбки, певчие птицы.

Уютно и в красном уголке цеха: красивая мягкая мебель, интересно оформленные стенды, киноустановка. Удобны и эстетичны бытовые помещения, стенды душевых сверкают кафелем. Такие отличные условия встретишь не во всяком доме отдыха. Раньше в цехе наблюдалась текучесть кадров, теперь же поступить сюда непросто, желающих много, а вакансий мало.

Там, где труд в радость, высоки и производственные показатели. Не случайно вся продукция цеха отмечена Знаком качества. На заводе уже побывало немало гостей из разных стран. Мнение всех едино: "Цех прекрасен!".


    Ваша оценка произведения:

Популярные книги за неделю