Этот минерал – источник самого востребованного металла XXI века. Без него не существовало бы ни одного современного авиационного двигателя, самолетов и вертолетов, а корабли не смогли бы летать в космос.
Ильменит, так называется минерал, открытый в начале XIX века выдающимся немецким ученым Александром фон Гумбольдтом. В 1829 году опытного эксперта в области прикладных наук пригласил в Россию для изучения, разведки и анализа месторождений Урала министр финансов Егор Канкрин, когда император Николай I поставил перед последним задачу перевести русскую валюту на более надежную платиновую или серебряную основу. В результате совершенной Гумбольтом экспедиции были открыты многие минералы, неизвестные ранее науке. Часть из них передали на изучение в музей Горного кадетского корпуса (сейчас – Санкт-Петербургский горный университет). Среди них и камень ильменит, названный так в честь Ильменских гор, где он был впервые обнаружен.
Первоначально его приняли за уже известный железосодержащий минерал гематит. Но один из участников экспедиции Густав Розе заметил, что при внешней схожести обоих, ильменит отличается неравномерным блеском и меньшим содержанием железа. Когда позднее установили, что в составе камня присутствует титан, сомнений в новизне открытия не осталось. В Петербург кристаллы ильменита, отличающиеся необычной формой и напоминающие лепестки цветка, были доставлены под названием «титановые розы». Такие образцы камня всегда считались большой редкостью и моментально попадали в частные коллекции. Обычно минерал попадался в форме непримечательной плотной зернистой массы. Среди первых уральских находок были экземпляры весом более 50 килограмм.
Ильменит как источник титана, впрочем как и сам металл, еще долгое время после своего открытия не находили промышленного применения. Связано это было со сложностью извлечения полезного компонента из руды. Только в 1940 году люксембуржец Гильом Кролл запатентовал относительно простой метод получения титана, который до настоящего времени остаётся одним из основных.
Настоящий интерес к металлу как к суперпрочному и суперлегкому конструкционному материалу появился в конце второй мировой войны в связи с возникновением реактивной авиации, и основным потребителем его в первое время были военно-воздушные силы. Выбор титана в качестве материала для деталей летательных аппаратов объяснялся его свойствами. Во-первых, этот металл прочнее стали, но при этом легче ее в два раза. Во-вторых, он обладает высокой жаростойкостью и жаропрочностью. Кроме того, титан имеет повышенную коррозионную стойкостью. На пластине из этого материала за десять лет пребывания в морской воде не появится ни одного следа ржавчины. Металл способен выдерживать высокие нагрузки, такие как испытывают, например, летательные аппараты при взлете и посадке.
В СССР титан использовался не только на нужды обороны, но и применялся в разных отраслях народного хозяйства. На химических и металлургических заводах стальные детали заменялись на титановые для повышения надежности техники. После распада Союза Россия осталась как без освоенных месторождений, так и без ведущих перерабатывающих предприятий, которые преимущественно находились на территории Украины. Спустя 20 лет около 99,9% титанового сырья в Россию поступает из других стран.
Сегодня в стране ведутся разработки по разведки месторождений, содержащих титановые руды. Стоимость титана на рынке высока и в будущем эксперты прогнозируют ее взрывной рост.
Минерал ильменит играет не последнюю роль в обеспечении мира титаном. В 2020 году по данным Американского Геологического управления добыча ильменита в мире составила порядка 5 миллионов тонн. Камень удовлетворяет потребность всей планеты в титановом сырье на 90%.
Титан, получаемый из минерала, незаменим и в медицине. Установлено, что он абсолютно безопасен для организма человека, что делает его превосходным материалом для различных хирургических протезов и мазей против кожных болезней. Кроме того, титановые пластины используются в бронежилетах и для изготовления стойких белил.
В Горном университете Санкт- Петербурга ведутся постоянные исследования в области разработки получения новых тугоплавких веществ на основе титана. Эксперименты с целью получения промышленного производства материалов с температурой плавления выше 3 000 градусов по Цельсию, прекрасно себя чувствующих в агрессивных солевых средах, таких, например, как криолит-глиноземные расплавы, в которых происходят электролитические процессы извлечения алюминия, проводятся на факультете переработки минерального сырья.
«Из оксидов титана получают вещество диборид титана. При этом оксиды титана имеют разные модификации - анатаз и рутил, которые могут применяться в пигментировании и даже в разработке солнечных панелей.
Учеными Горного было выдвинуто предположение о том, что в момент перехода из анатаза в рутил кристаллическая решетка имеет повышенную активность, но никто не изучал, что с этим можно сделать. На практике мы доказали в лабораторных условиях Горного университета, что через корректное составление реакционной смеси и четкое следование процессу низкотемпературного синтеза, можно получить диборид титана, то самое тугоплавкое вещество, крайне востребованное в металлургии и космической промышленности», говорит ассистент кафедры автоматизации технологических процессов и производств Сергей Федоров.
Напомним, что в 2019 году немецкие и российские минералоги из Фрайбергской Горной Академии и Санкт-Петербургского горного университета совершили экспедицию полностью повторяющую маршрут натуралиста Александра фон Гумбольдта, пролегавший из Берлина до Петербурга и Москвы, далее по Волге до Казани, Уралу, Сибири и обратно через Каспий.
