Перейти к основному содержанию

«Крылатый» камень

криолит
© Форпост Северо-Запад / Горный музей

Без этого камня не существовало бы самого востребованного металла современности. Спрос на редкий минерал растет с каждым днем, а его месторождения в природе единичны.

Криолит, внешне похожий на кусок льда, впервые был найден среди вечной мерзлоты и снегов Гренландии в конце XVIII века во время датской колонизации. Из-за схожести с замерзшей водой, он получил название «криослитос», что в переводе с греческого означает ледяной камень. Коренное население, давно знакомое с минералом, приписывало ему магические свойства. Люди заметили, что при погружении кусочка камня в стакан с водой, он исчезал. Считалось, что вместе с ним растворяются проблемы и болезни. Объяснить эту особенность позже смогли ученые. Как оказалось, минерал имеет тот же угол преломления света, что и вода, поэтому, если опустить его в жидкость он станет невидимым.

криолит
© Форпост Северо-Запад / Горный музей

Почти девяносто лет с момента открытия криолит не мог найти себе достойного применения, пока его не стали использовать для извлечения алюминия из горных пород. Всем знакомый металл, который в XXI считается одним из самых востребованных, практически не встречается на Земле в чистом виде, а только в составе руды. Алюминий нельзя выплавить в печи, как, например, железо. Новая технология, благодаря которой стало возможным производить алюминий в широких масштабах и с низкой себестоимостью, придумали в 1886 году независимо друг от друга француз Эру и американец Холл. Вначале богатые алюминием руды, такие как бокситы, нефелины, алуниты и каолины обрабатывали щелочью для получения свободного от примесей оксида алюминия или как его еще называют глинозема. Затем проводили электролиз этой смеси. Для этой цели емкость ванны заполняли расплавленным криолитом, который создавал токопроводящую среду при температуре 950 градусов по Цельсию. Роль катода выполняло дно ванны, а анода – погружаемые в криолит угольные блоки. Затем в ванну подавали глинозем и пропускали через все содержимое электрический ток. Под его воздействием связь между алюминием и кислородом разрывалась – металл оседал на дне ванны, а кислород соединялся с углеродом и образовывал углекислый газ. Далее в емкость вновь добавляли глинозем, и процесс повторялся, а чистый металл извлекали по мере накопления. Использование криолитовой крошки помимо эффективности было еще и выгодным решением. Для получения одной тонны алюминия достаточно было всего лишь 32 килограмма измельченного камня. Половину из этой массы можно было использовать повторно.

криолит
© Форпост Северо-Запад / Горный музей

После этого производство алюминия стало стремительно развиваться. Металл начали активно использовать в судо- и автомобилестроении, но настоящую революцию он совершил в авиации. За это он навсегда заслужил свое второе имя – «крылатый металл». Семнадцатого декабря 1903 года американские авиаконструкторы братья Уилбур и Орвилл Райт впервые в истории человечества совершили полет на управляемом летательном аппарате. Для того чтобы заставить его полететь они разработали новый легкий двигатель, большинство деталей которого были изготовлены из алюминия и, конечно, из него же был сделан каркас.

криолит
© Форпост Северо-Запад / Горный музей

С этого момента одно из единичных месторождений минерала, расположенное в Гренландии, не прекращало работу по добычи редкого камня почти век. Нехватка криолита для промышленных нужд стала настолько очевидной, что привела к идее создания искусственного аналога этого минерала. Почти десять лет советские ученые трудились над этой задачей, и в 1933 году недалеко от Свердловска был открыт первый комбинат, специализирующийся на производстве синтетического криолита. Интересно, что минерал спустя время не менее востребован и по сей день используется в промышленности для тех же целей, что и более ста лет назад.

криолит
© Форпост Северо-Запад / Горный музей

Криолит помимо пользы таит в себе и вред. Из-за наличия ионов фтора, минерал ядовит. Любое взаимодействие с ним в большом объёме сопряжено с опасностью для здоровья. Особенно это касается минерала, выращенного в лаборатории и представляющего собой белый порошок. Он огнеопасен и может легко воспламениться, а при воздействии высоких температур выделяет токсины. Отчасти по этой причине, а также из-за хрупкости, редкости и сложности добычи, минерал не нашел себя в ювелирном деле. Нечасто, но украшения с этим камнем все же можно встретить в коллекциях мировых брендов.

криолит
© Форпост Северо-Запад / Горный музей

На сегодняшний день существует всего лишь несколько крупных месторождения криолита, в США, Гренландии, в России и Новой Зеландии, а новые залежи открываются крайне редко. Считается, что намного дешевле синтезировать минерал в условиях лаборатории, чем отыскать его и изъять из недр Земли.