Почти на острие пика

Чтобы получить представление о распространенности разных элементов в земной коре, необходимо обратиться к трудам отечественных ученых, последователей основоположника геохимии академика В. И. Вернадского. Геохимия - наука, родившаяся на стыке химии и геологии. В полном согласии с Периодическим законом Менделеева она помогает в исследованиях, касающихся распределения, рассеяния и концентрации отдельных элементов, а также целого ряда других закономерностей, оказывающих влияние на их судьбу. К слову сказать, по современным представлениям, слой земной коры крайне неравномерен по толщине. На континентах он колеблется от 33 до 80 километров, а под Мировым океаном не превышает семи.

Еще академиком Вернадским была предложена очень наглядная диаграмма-пирамида. Построение ее отличается необычайной простотой и убедительностью. В основании пирамиды лежит самый распространенный в природе элемент - кислород, входящий в различные минералы, породы, руды. На долю кислорода приходится до 47 процентов от общей массы земной коры. На этом могучем фундаменте пирамиды возвышается другой, несколько уступающий кислороду по распространенности элемент - кремний (29,5 процента). И так далее до самого острия пика, занятого Теллуром и рением. В непосредственной близости от вершины пирамиды расположился и вольфрам. Его распространенность в земной коре не превышает семи тысячных процента.

Вот почему он относится к разряду химических элементов, названных редкими. Следует, однако, сразу оговориться: характеристика эта зависит не только от абсолютного количества элемента среди остальных собратьев по таблице Менделеева, но и от характера распределения его в природе.

Чаще всего минералы вольфрама залегают среди горных пород в виде жил и прослоек и обнаружить их не так-то просто. Находят вольфрам и в теле космических пришельцев - метеоритов. Как показал специально проведенный спектральный анализ, раскаленные пары вольфрама есть даже на Солнце. А вот в водах Мирового океана, растворивших миллионы тонн редких и даже драгоценных металлов, вольфрам отсутствует начисто. Не находят его и в золе морских водорослей. Совершенно нет его и в тканях человеческого организма, этом уникальном хранилище полиметаллов.

В природе минералы вольфрама предстают в виде солей вольфрамовой кислоты. Едва ли не самая распространенная из них - шеелит - часто залегает в виде жил в горных кряжах у поверхностей раздела гранитов и известняков. Нередко встречается и вольфрамит - блестящие кристаллы очень красивого черно-коричневого цвета. Есть немногие месторождения, в которых вольфрам представлен в виде солей железа (ферберит) или марганца (гюбнерит).

Главные минералы Вольфрама

^* (WO₃ - трехокись вольфрама (вольфрамовый ангидрид).)

Вот они - четыре кита, на коих держится промышленность вольфрама. Почти равноценны по всем показателям. Разве что шеелит чуть побогаче содержанием основного металла, а вольфрамит превосходит остальные своей твердостью. Между прочим, твердость по Моосу (или как ее нередко называют - минералогическая) устанавливает иерархическую лестницу донельзя просто. Верхнюю ступеньку занимает претендент, способный поцарапать кого угодно, но не допустить подобной травмы на собственном теле. Чемпион давно известен - это алмаз. Вольфраму досталось почетное третье место (кроме алмаза, его поверхность может оцарапать только корунд).

Наконец, сравнительно редко удается отыскать ближайшего родственника шеелита - штольцит. Он, как и шеелит, встречается различной окраски - коричневый, желтоватый или серый. Оба эти минерала живописно играют гранями кристаллов под яркими лучами солнца - то сверкнут нестерпимым алмазным блеском, то померцают таинственными полуматовыми тонами.

Геологи давно подметили загадочную, до сих пор не нашедшую объяснения географию залегания вольфрамовых руд. Основные месторождения их вытянулись вдоль "побережья Тихого океана. После первой мировой войны на эти районы приходилась львиная доля добычи вольфрама (без учета нашей страны) - 92 процента. Причем азиатское побережье оказалось в два раза щедрее американского. Изо всей остальной весьма незначительной части вольфрама, добываемого в те годы за рубежом (менее ¹/₁₂ части от мирового производства), более половины получали на Пиренейском полуострове. Прочим европейским государствам пришлось довольствоваться сущими крохами.

Небезынтересно отметить склонность минералов вольфрама к явному "компанейству". Так, в Англии вольфрамит встречается в сопровождении руд олова, меди, мышьяка, свинца, висмута, кобальта, никеля, молибдена, урана и серебра. В разных вариациях схожая картина наблюдается и в месторождениях других стран. Особенно именитые спутники (в научной литературе их называют сопутствующими элементами) у вольфрама, полученного из месторождений Боливии. На одну тонну обогащенной руды здесь выпадает солидный "приварок" - до 1,4 килограмма золота. Вот и определи попробуй, кто у кого в спутниках ходит.

В нашей стране кладовые вольфрама разместились преимущественно в азиатских областях. История их открытий чрезвычайно интересна и временами приобретает даже детективный характер. С добычей и дальнейшей переработкой этого элемента связана целая эпоха стремительно развивающейся отечественной индустрии.

В 1931 году советский академик А. Е. Ферсман разбирал в музее Московского государственного университета старую минералогическую коллекцию, собранную за двадцать лет до того в таджикском местечке Могол-Тау. Среди других минералов Ферсман вдруг обнаружил образцы шеелита. Изучение архивных материалов высветило одну прелюбопытнейшую деталь. Оказалось, что месторождение Могол-Тау еще накануне первой мировой войны было забраковано немецкими геологами-консультантами, как нерентабельное. Лишь много лет спустя выяснилось, что выводы "консультантов" были лживы. Вторично "открытое" Ферсманом в Московском музее месторождение Могол-Тау оказалось исключительно богатым залежами вольфрамовой руды.

Сама кайзеровская Германия, имея к тому времени хорошо развитую машиностроительную промышленность, испытывала острый "вольфрамовый голод". Сколько-нибудь значительными месторождениями вольфрама она не располагала. Приходилось ввозить руду из-за границы. В годы войны, когда импорт стратегического сырья осложнился, а потребность в производстве легированных сталей, наоборот, резко возросла, Германия наладила переработку шлаков, скопившихся после плавок оловянных руд. Огромные горы отвалов таили в своих глубинах хотя бедные и рассредоточенные, но все равно ценные включения шеелита.

Иностранцы постоянно испытывали неутолимый аппетит к богатствам российских недр. В самый разгар войны, летом 1916 года, японские геологи провели изыскательские работы в Забайкалье, в районе горы Антана. Здесь, в нескольких тысячах верст от промышленных центров России, они обнаружили богатые залежи вольфрама и попробовали получить аренду на них.

К этому времени в Забайкалье уже были известны и даже разрабатывались отдельные вольфрамовые месторождения. Наиболее известные из них - Букунинское и Олданду - арендовали на паях промышленник Толмачев и горный инженер Зикс. За крупный аванс в 30 тысяч рублей, скорее напоминавший взятку, Толмачев вознамерился передать аренду шведской фирме Мортимера и Богаю. Совершению сделки помешал Геологический комитет, в состав которого входили прогрессивно настроенные русские ученые. По их настоянию рудники были переданы в распоряжение царского двора. В аренде рудных запасов Забайкалья было отказано и японским предпринимателям.

Промышленный способ производства ковкого вольфрама был разработан выдающимся русским химиком Н. Н. Бекетовым еще в шестидесятых годах прошлого столетия. Тогда же на одном из предприятий Перми было переработано и использовано для выплавки опытной партии стали около 50 килограммов вольфрамовой руды. Изготовленные из этой стали резцы для сверления пушек оказались превосходными. Рождение вольфрамового производства как самостоятельной отрасли относится к 1890 году. Масштабы производства красноречиво характеризуются цифрой мировой добычи основного сырьевого продукта шеелита - 200-300 тонн руды в год.

Развитие новой отрасли промышленности в России продвигалось поистине черепашьими шагами. Даже после того как необыкновенные (в том числе и в стратегическом отношении) свойства вольфрама стали совершенно очевидными, а организация его производства столь же необходимой, царское правительство не нашло для этого минимально требуемых средств. Страна испытывала острейшую нужду в драгоценном вольфраме. Переведенная в предреволюционные годы на военные рельсы русская промышленность получала его ничтожно мало. Так, в 1915 году из Забайкалья на Ижорский завод поступила первая партия вольфрамовой руды в количестве... 1,4 тонны. На следующий год Мотовилихинскому заводу в Перми было отгружено 8,7 тонны руды. Один из петроградских заводов довел свою выработку к этому времени до тонны металла в год.

"Даже на разработку такой исключительно важной проблемы, как освоение месторождений вольфрама,- с горечью вспоминал об этом академик А. Е. Ферсман,- в течение двух лет Академия наук не могла получить самых ничтожных кредитов". Другой крупный русский ученый - кораблестроитель А. Н. Крылов рассказывает в своих мемуарах о том, как в январе 1917 года, буквально накануне начала революционных событий в России, комиссия естественных производительных сил Академии наук обсуждала вопрос о месторождениях вольфрама. Все были прекрасно осведомлены, насколько богаты им недра Горного Алтая. Но принадлежали-то недра семье великих князей Владимировичей, вовсе не желавших делиться этим богатством со своей страной. Вот и приходилось ученым искать новые месторождения столь необходимых руд. Докладчик на заседании комиссии сообщил, что целесообразно изучить залежи на территории Туркестана, но для этого, как минимум, требуется 500 рублей на снаряжение экспедиции. И вот тут наступило тягостное молчание,- пишет академик Крылов. Обстановку разрядил автор мемуаров. Он вынул из бумажника собственную пятисотрублевую ассигнацию и передал ее председательствующему.

Неудивительно, что крупные открытия вольфрамовых руд были совершены только после Великой Октябрьской социалистической революции. Новые месторождения вольфрама были найдены в Забайкалье и Якутии, в районах вечной мерзлоты, на побережье Охотского моря, в безбрежных степях Казахстана и, наконец, вопреки прогнозам некоторых специалистов, в европейской части страны, среди отрогов Кавказского хребта. Многие поисковые экспедиции возглавлял академик С. С. Смирнов. Вслед за геологами приходили строители, и в безлюдных диких местах возникали рудники, возводились корпуса заводов, росли кварталы жилых поселков. Год от года расширялась география успешно эксплуатируемых вольфрамовых месторождений. Они появились в Амурской области, в горных хребтах Алтая, во многих новых районах Сибири.

Но если месторождений так много, почему же мы продолжаем считать вольфрам редким металлом? Да все из-за тех же 0,007 процента. Ведь это значит, что вольфрама в земле в 600 раз меньше железа, в 1000 с лишним раз меньше алюминия, в 3700 раз меньше кремния. Да и эти тысячные доли процента разбросаны, рассеяны, раскиданы по необозримым пространствам континентов, упрятаны в горы, в пустыни, в толщу недр.

Даже беглого взгляда на кривую, отражающую динамику добычи вольфрама, вполне достаточно, чтобы уловить одну характерную закономерность: годы мировых войн отмечены крутыми пиками. А в мирное время - лишь плавный неторопливый подъем. И только к началу второй половины столетия наметилась тенденция, в чем-то схожая с эпохой битв. Серебристый кудесник становится жизненно необходимым во многих отраслях мировой экономики. Таково следствие бурного развития науки и техники.

А сколько же добывает человечество из этих самых семи тысячных?

Судите сами: в 1944 году накануне окончания второй мировой войны во всех капиталистических странах ежегодно поступало в переработку всего около 53 тысяч тонн обогащенной вольфрамовой руды. Насколько возросла эта цифра за истекшие десятилетия, информационные источники развитых промышленных стран умалчивают. Да и неудивительно - серебристый кудесник одним из первых зачислен в список стратегических материалов и абсолютные показатели его производства составляют военную тайну любого государства. Что касается нашей страны, то она надежно обеспечивает себя вольфрамом. Мало того, в значительном количестве этот остро дефицитный продукт мы экспортируем торговым партнерам.