Цветные металлы


Медь — металл красновато-желтого цвета, с удельным весом около 9. Медь широко применяется в электротехнике, потому что она проводит электрический ток в 10 раз лучше, чем, например, железо. В природе медь встречается главным образом в виде минерала медного колчедана, или халькопирита, имеющего красивый золотисто-желтый цвет. Чтобы получить медь, необходимо отделить халькопирит от пирита, кварца, кусочков пустой породы, или, как говорят, обогатить руду, т. е. получить богатый халькопиритом концентрат. Полученный концентрат подвергают обжигу в особых печах. Медь можно добывать также из иприта, или серного колчедана, если он содержит примесь халькопирита. Пирит представляет собой соединение железа с серой, но иногда в нем присутствуют, кроме меди, и другие металлы (золото, никель, кобальт).

Древнеперсидское серебряное блюдо.
Древнеперсидское серебряное блюдо.

На породах, содержащих медь, бывают налеты и натеки красивого ярко-зеленого цвета — малахит — и синего цвета — азурит. Малахит встречается также в виде почковидных и гроздьевидных скоплений изумруднозеленого цвета с шелковистым блеском. Это очень красивый поделочный материал, из которого уральские мастера-художники делают вазы, шкатулки и различные украшения. Малахит и азурит образуются из медного колчедана в результате окисления меди под действием грунтовых вод, содержащих углекислый газ и кислород. Крупные месторождения малахита известны на Урале.

Свинец — темно-серый блестящий металл, мягкий и ковкий, с удельным весом 11,3 и низкой температурой плавления — всего 327°,4; он плавится даже в пламени свечи. Свинец широко применяется для различных целей. Свинцом обматываются («бронируются») электрические кабели, закапываемые в землю или опускаемые на морское дно, чтобы предохранить их от разъедающего действия воды. Свинец применяется в аккумуляторах, в свинцовых сплавах, для изготовления разной химической аппаратуры.

Свинец обычно встречается в виде двух главных рудных минералов — свинцового блеска, или галенита, и церуссита. Церуссит образуется близ земной поверхности: это измененный, окисленный галенит. Как правило, вместе со свинцом в рудных месторождениях встречаются цинковые минералы — цинковая обманка, или сфалерит, и окисленные цинковые руды.

Довольно часто совместно с цинковыми и свинцовыми минералами в одном и том же рудном месторождении встречаются халькопирит, золото, серебро и пирит. Поэтому такие руды называются полиметаллическими («поли» по-гречески — много).

В Советском Союзе полиметаллические месторождения известны на Алтае, Кавказе, в Казахстане, в Приморье. Одно из таких крупных месторождений — Лениногорское на Алтае. Оно было открыто еще в 1786 г. поисковой партией «рудознатца» Риддера по следам доисторических разработок. Первоначально месторождение называлось Риддерским и было личной собственностью русского царя. Оно разрабатывалось хищнически: добывались лишь наиболее богатые серебром легкоплавкие руды, так как полиметаллические руды, залегавшие глубже, обрабатывать было труднее. Перед Октябрьской революцией Риддерское месторождение было сдано для разработки иностранным капиталистам, но они тоже не организовали правильной добычи руд и выплавки свинца. Эти полиметаллические руды трудно использовать потому, что они представляют собой очень тонкую смесь галенита, сфалерита, халькопирита и золота. Чтобы успешно отделить друг от друга эти разнообразные минералы, надо раздробить руду, а затем подвергнуть ее очень сложной обработке. Советские инженеры сумели разрешить эту нелегкую задачу.

Медный котел (около V—IV вв. до н.э.).
Медный котел (около V—IV вв. до н.э.).

Из других цветных металлов большое значение в промышленности имеют цинк и различные сплавы с ним.

Цинк — синевато-белый блестящий металл с удельным весом 7,1. У цинка есть замечательное свойство — образовывать в расплавленном состоянии химические соединения с железом. Этим качеством цинка широко пользуются, покрывая цинковым слоем железо, которое таким образом защищается от окисления (ржавчины). Главная масса цинка употребляется на оцинкование листового железа. Довольно большое количество цинка применяется также для получения сплавов его с медью (латунь), с оловом и медью (бронза). Из сплава цинка с медью и никелем (мельхиора) изготовляются красивые художественные изделия: столовые приборы, вазы. В природе цинк обычно находится вместе со свинцовыми минералами в полиметаллических месторождениях.

Чтобы получить цинк, цинковые руды, так же как и свинцовые, подвергают обогащению. Затем цинковый концентрат обжигают и полученную окись цинка прокаливают с углем. Кислород соединяется с углем, и таким образом выделяется металлический цинк.

Олово — мягкий серебристо-белый металл с удельным весом 7, очень легкоплавкий. Его температура плавления только 232°. Имеется и другая разновидность олова — серое олово, легко рассыпающееся в порошок. Металлическое олово переходит в кристаллическое серое олово главным образом при температуре ниже минус 50°. Замечено, что и при обычной температуре достаточно прикоснуться серым оловом к металлическому, как последнее довольно быстро превращается в серый порошок. Это явление названо «оловянной чумой». В старые времена, когда была широко распространена оловянная посуда, как например в Европе, «оловянная чума» приносила большие неприятности, разрушая кухонную и столовую посуду.

Бронза — сплав меди с оловом и цинком — содержит от 5 до 20% олова. Археологи, изучающие древнюю историю, нашли бронзу на берегу Нила в могильниках, которым насчитывается около 6000 лет. Очень много бронзовых изделий найдено у нас на территории Казахстана, Украины, Забайкалья. На территории СССР древние рудники па оловоносных жилах в Калбинских горах Казахстана существовали примерно 3500 лет назад.

Больше всего олова идет на изготовление жести и разнообразных сплавов для подшипников машин, типографского металла.

Если опустить лист железа в расплавленное олово, то он покроется тончайшей оловянной пленкой. Так, например, изготовляют жесть для консервных банок. Олово не соединяется с кислородом воздуха и с водой, поэтому оловянная пленка предохраняет железо от ржавчины.

В природе олово встречается в виде минерала касситерита, или оловянного камня. Касситерит — бурый, часто почти черный минерал. Блеск алмазный, в изломе минерала — смоляной, слегка жирный. Особенность касситерита — его химическая стойкость; он не соединяется ни с водой, ни с кислородом воздуха. Поэтому касситерит встречается в природе не только в кварцевых и пегматитовых жилах (см. стр. 96), но и в россыпях, попадая туда при разрушении жил. Металлическое олово получают, расплавляя касситерит в особых печах.