«Принцы» и «нищие» в царстве минералов

Хвосты сульфидной флотации содержат шеелит, кальцит, кварц и другие минералы пустой породы. В пульпу добавляют в качестве подавителя пустой породы жидкое стекло (обычный силикатный клей) и собиратель — смесь жирных кислот (олеиновой и др.) или мыл (растворимых натриевых солей жирных кислот). В пенный продукт поднимается в основном шеелит. Чтобы перечистить его и окончательно освободить от кальцита, черновой концентрат пропаривают при температуре 90 °C с жидким стеклом, а затем вновь флотируют мылами. В результате получают вольфрамовый концентрат с содержанием 40–65 % трехокиси вольфрама и около 5 % изоморфно вкрапленного в шеелит молибдена. Сюда же извлекается и несульфидный молибден в виде родственного шеелиту повеллита (СаМоО₄).

Вольфрамо-молибденовый концентрат перевозят в Нальчик. Здесь на гидрометаллургическом заводе вольфрам и молибден выщелачивают содой в автоклавах. В раствор переходят растворимые Na₂WO₄ и Na₂MoO₄, а в твердом остатке — кеке — остается СаСО₃.

Растворы очищают от примесей железа, магния и др. Затем молибден осаждают сернистым натрием в виде трисульфида MoS₃. В раствор добавляется кислота, вольфрамат натрия превращается в вольфрамовую кислоту, которая после обжига представляет собой чистую трех-окись вольфрама WO₃. Из этого продукта уже можно получать металлический вольфрам. Ио большая часть концентрата используется как легирующая добавка в стали, при производстве твердых сплавов, карбида вольфрама и по другим назначениям.

На долгом и сложном пути извлечения естественных минералов из руд, превращения их в искусственные минералы и металлы возникает множество проблем.

Как извлечь из руды все ценное наиболее полно? Как утилизировать отходы? Как получить из бедных продуктов высококонцентрированные и чистые металлы с содержанием 99,99 % (четыре девятки, как говорят металлурги). Как извлечь сопутствующие рассеянные элементы, концентрирующиеся в растворах, пылях и газах металлургического производства: например, рений, сопутствующий молибдену; селен и теллур, сопутствующие сульфидам меди, и т. д.? По сравнению с этими труднейшими проблемами поиск иголки в стоге сена представляется элементарной школьной задачей. Тем более что концентрация иголки в стоге сена даже выше, чем концентрация некоторых редких элементов в рудах (граммы и доли грамма на тонну). Любой обогатитель скажет, что нужно просто пропустить стог сена через магнитный сепаратор. Вот и все.

Изумруд и его бедный родственник

Еще в начале XX в. в справочниках и энциклопедиях о бериллии как химическом элементе говорилось, что практического значения он не имеет. Другое дело драгоценные бериллы, имеющие, как и промышленный, одну и ту же формулу Аl₂[Ве₃ (Si₆O₁₈)]. Изумруд (его древнее название «смарагд») имеет незначительные примеси хрома, ванадия и двухвалентного железа. Но по красоте и ценности зеленоватые крупные кристаллы массой более 5 карат соперничают с бриллиантами. Аквамарин (в переводе с латинского — «морская вода») обязан своим цветом примесям железа, а эффекту «кошачьего глаза» — тончайшим полым канальцам в кристалле. Он издавна считался амулетом моряков. Не менее прекрасны розовый воробьевит с примесями соединений церия, рубидия и двухвалентного марганца и золотисто-желтый гелиодор, окрашенный ионами трехвалентного железа.

Наиболее интересен в семье берилловых самоцветов зеленый хризоберилл и его загадочная разновидность — александрит. Александрит — камень-хамелеон, о котором говорят, что «утро у него зеленое, а вечер красный», и в самом деле — густо-зеленый днем и кроваво-красный при искусственном освещении.

Изумруд в отличие от других зеленых камней сохраняет свою окраску при искусственном освещении. С ним связано множество суеверий: благотворно действует на глаза (действительно, зеленый цвет успокаивает глаз), ослепляет змей и т. п.

Более 3000 лет назад месторождения изумрудов разрабатывались в темных слюдистых сланцах Аравийской пустыни. Для их добычи на побережье Красного моря уже тогда египтянами были пройдены сотни шахт глубиной свыше 200 м. Изумруды античного времени происходили из так называемых копей Клеопатры в Верхнем Египте. Копи были заброшены и забыты, но в XIX в. открыты снова. Однако разработка их вскоре прекратилась, так как по качеству изумрудов они сильно уступали колумбийским.

Во времена инков в джунглях на территории нынешней Колумбии полуголые индейцы каменными топорами и мотыгами рыхлили черные известняки, выбирая яркие прозрачные изумруды, столь восхитившие алчных конкистадоров.