Никель, алюминий, магний


Никель — серебристый металл с удельным весом 8,9—хорошо полируется и сохраняет красивый металлический блеск на воздухе и в воде. Замечательным свойством никеля является его способность придавать стали большую прочность. Добавление 2—5% никеля к стали делает сталь более крепкой и вязкой, поэтому аз никелевой стали изготовляют наиболее важные части машин, самолетных и автомобильных моторов, а также броню кораблей и танков.

Из сплава меди (75%) и никеля (25%) изготовляется разменная монета. Нихром — сплав никеля с металлом хромом — обладает очень большим сопротивлением электрическому току и при этом быстро нагревается (до 500—1000°). Поэтому из нихрома делают спирали для нагревательных (плиты, утюги) и технических приборов.

Никель в форме сплава с медью («белая медь») находят в древних городищах Средней Азии и Китая. В чистом виде никель был открыт только 200 лет назад, а применять его в промышленности стали совсем недавно.

Раньше, когда не умели выделять никель из руд других металлов — меди, свинца, серебра, — он доставлял много хлопот. Средневековые саксонские рудокопы встречали среди руд красноватый минерал, похожий но цвету на медь. Однако меди получить из него не удавалось, кроме того, при нагревании руды в плавильных печах выделялись ядовитые мышьяковые газы. Поэтому минерал этот получил у суеверных людей название «медного дьявола» («купфер-никель») по имени Ника — злого духа гор. Отсюда произошло в дальнейшем само название металла — «никель». В природе никель встречается чаще всего в виде минералов, представляющих собой соединения никеля с серой.

Карта месторождений, благородных и цветных металлов.
Карта месторождений, благородных и цветных металлов. (нажмите для увеличения)

Алюминий — серебристо-белый металл, замечательный своим легким весом: его удельный вес — 2,7, т. е. он почти в восемь раз легче платины. Этот металл широко распространен в земной коре. Очень многие горные породы имеют в своем составе алюминий. В чистом виде алюминий недостаточно прочен, и, чтобы придать ему необходимую крепость, его сплавляют с медью, марганцем, кремнием. Важнейшим алюминиевым сплавом является дюралюминий, в котором, кроме алюминия, содержится 6-8% меди, кремния и магния. Такой сплав алюминия очень легок (удельный вес 2,8) и почти так же прочен, как сталь. Из этого сплава изготовляют самолеты и разные важные части машин, которые должны иметь небольшой вес и большую прочность.

Главная алюминиевая руда, боксит, — землистая или плотная порода красного, розового или даже белого цвета, часто похожая на глину. От обычной глины боксит отличается тем, что он не образует с водой вязкой, пластичной массы. Известный советский ученый, акад. А. Д. Архангельский предполагает, что бокситы образуются в некоторых случаях на дне неглубоких морских заливов и в озерах, выпадая из воды в виде химического осадка.

В Советском Союзе большие месторождения бокситов имеются на Урале и в Сибири. Одно из уральских месторождений называется «Красная шапочка». Назвали его так за красивый красно-бурый цвет бокситов, залегающих в форме пласта среди известняков.

Магний — серебристо-белый ковкий металл с удельным весом 1,75. Порошок магния сгорает ослепительно ярким пламенем, развивая огромную температуру — около 3000°. Самое главное применение магния — производство очень легких сплавов с удельным весом всего лишь около 1,8. Если мы вспомним, что даже легкие алюминиевые сплавы имеют удельный вес 2,8, то нам станет ясно, насколько важны магниевые сплавы для самолетостроения.

Главные минералы, содержащие магний,— магнезит и карналлит. В последнее время магний извлекают также из солей морской воды и из доломита. Морская вода содержит в среднем 0,14% магния в виде соединения его с хлором. Из доломита магний выделяют в особых плотно закрытых электрических печах в атмосфере азота (чтобы магний не загорелся).

Магний выделяется и, улетучиваясь, оседает в особых холодильниках в виде серебристых кристаллов. Многие из вас участвуют в краеведческих кружках, изучают богатства родного края, помогают искать месторождения полезных ископаемых.

Какие же признаки указывают на месторождения руд благородных и цветных металлов? Во-первых, обломки кварца, который часто сопровождает руды; в нем надо искать зернышки минералов с металлическим блеском. Наиболее часто в кварце встречается золотисто-желтый минерал — пирит — в виде кристаллов кубической формы. Неопытные люди могут принять его за золото. Однако ошибку эту обнаружить очень легко. Твердость пирита весьма высокая, и лезвие от обыкновенной безопасной бритвы не оставляет на этом минерале следа, тогда как на золоте будет глубокая царапина. Сам по себе пирит представляет ценность только тогда, когда встречается в большом количестве. Он идет на приготовление серной кислоты. Все же на отдельные его зерна следует обратить внимание, так как они как бы дают нам сигнал, что при более внимательных поисках, возможно, обнаружится что-нибудь более ценное. Например, в кварце могут оказаться серебристые зернышки свинцового блеска (галенита), золотистые — медного колчедана (халькопирита) или коричневатые и медово-желтые зернышки цинковой обманки (сфалерита). Такая находка очень интересна, и о ней следует сообщить в местный краеведческий музей. Она может иметь и практический интерес.

Изредка можно встретить в кварце и золото. Определить его можно так: зернышко минерала, похожего на золото, надо поместить на стекло и капнуть на него азотной кислотой. На золото кислота влиять не будет. Если же через некоторое время из минерала начнут выделяться пузырьки газа и жидкость приобретет зеленый оттенок, значит, минерал представляет собой какую-то медную руду, скорее всего халькопирит, но не золото. Прокаливание тоже не изменяет золота, а пирит и халькопирит почернеют от огня.

Второй признак возможного месторождения руд цветных или благородных металлов — значительные скопления бурых железняков среди горных пород. Бурые железняки — это минералы бурого, темно-коричневого и желтоватого цвета, образующие корковые, натечные, пористые или землистые массы. Бурые железняки образуются на земной поверхности при соединении с кислородом воздуха и водой таких рудных минералов, как пирит и халькопирит, содержащие в своем составе железо. Другие элементы (сера и медь) вытесняются кислородом и водой, которые становятся на их место. Следовательно, если вы найдете в горах большие скопления бурых железняков, вы можете помочь геологу отыскать под коркой этих бурых железняков пирит, халькопирит и другие рудные минералы, а порой и золото. Под покровом некрасивых и кажущихся мало интересными бурых железняков могут скрываться месторождения ценных цветных металлов.