Первым сдался раствор. Вот что рассказал об этом Волластон: "После разбавления этого раствора водой, чтобы избежать осаждения незначительных количеств платины, оставшейся в растворе, я добавил в него цианид калия образовался обильный осадок оранжевого цвета, который при нагревании приобрел серый цвет... Затем этот осадок сплавился в капельку по удельному весу меньше ртути... которая имела все свойства пущенного в продажу палладия".
Еще более трудным орешком для изучения оказалась нерастворимая часть осадка. Теперь известно, что родий образует в нем комплексное соединение, выделить из которого металл удается лишь последовательной обработкой едким натром, аммиаком, аммонием, соляной кислотой. В результате образуется новое комплексное соединение - ярко-желтый триаминтрихлорид родия, из которого при длительном прокаливании удается извлечь металл.
И в наше время технологи считают получение родия одной из самых сложных задач. Поэтому нельзя не восхищаться талантом Волластона: действуя, по существу, вслепую, он быстро преодолел все трудности, получил столько металла, что его хватило для тщательной проверки всем, кто этого желал. Это надо особо подчеркнуть, потому что содержание родия в руде составляло лишь доли процента.
Не успели завершиться проверки, утихнуть страсти, как Волластон, уже в качестве секретаря Королевского общества, объявил о новой сенсации, пригласил всех ученых джентльменов заслушать доклад Смитсона Теннанта о еще двух новых элементах, открытых в платиновой руде.
Это было похоже на шутку: не могут же новые элементы выскакивать из этой руды, как из рога изобилия!
Было известно, что Теннант-приятель Волластона, но считать его таким же шутником оснований не имелось. Смитсон Теннант состоял в Королевском обществе с 1785 года, слыл эрудитом и солидным исследователем: доказал в 1797 году, что равное количество алмаза, графита и древесного угля при окислении образуют равное количество углекислого газа и, следовательно, имеют одинаковую химическую природу. Теннант, начав изучение платиновой руды, объединился для этой цели с Волластоном и сосредоточил свои усилия на решении лишь одной задачи, которая на первый взгляд не имела практического значения.
Песчинки, содержащие платину, растворялись в царской водке при длительном кипячении, но обычно что-то оставалось в осадке, и никакие хитрости не помогали перевести это "что-то" в раствор.
Понять, какой минерал порождает нерастворимый осадок, было невозможно: чтобы ускорить реакцию растворения, руду тщательно измельчали, и осадок выглядел безликим.
Вознамерившись выявить его происхождение, Теннант действовал по той же схеме, что Волластон. Он тщательно сортировал руду, собирал однородные песчинки и проверял их на растворимость.
Подозрение, что в осадке остаются "попутные" минералы, вскоре отпало. Оказалось, что даже самый сильный растворитель бессилен против песчинок, серых, с металлическим блеском, очень тяжелых, почти неотличимых от других, содержащих платину и растворимых.
Между собой нерастворимые песчинки тоже слегка различались: одни имели стально-серый, другие оловянно-серый оттенок.
Каким только способом не пытался Теннант выявить их отличия от растворимых платиновых и между собой! Успех принесла паяльная трубка. В ее пламени все песчинки чернели, утрачивали металлический блеск, но нерастворимые в отличие от растворимых становились пахучими. Резкий, раздражающий запах напоминал о чесноке, хлоре, но и отличался от них.
Терпеливо нюхая песчинки, Теннант установил, что стально-серые издают сильный запах, а оловянно-серые пахнут еле-еле, а некоторые вообще становились пахучими лишь при сплавлении с селитрой.
Поскольку запах ("осмий" по-древнегречески) явился специфическим признаком и указывал на существование какого-то неизвестного вещества, Теннант решил его так и назвать - осмий.
Резонно предположив, что в песчинках, издающих сильный запах, много осмия, он начал за ним погоню все тем же методом "проб и ошибок". И проб было сделано немало, и ошибок тоже, прежде чем удалось нащупать верный путь: измельченные песчинки удалось сплавить с цинком, а затем с перекисью бария и с помощью царской водки отделить в перегонном аппарате четырехокись осмия. А из нее был восстановлен оловянно-белый металл, который (как бы удивились алхимики!) оказался тяжелее не только золота, но и платины!
Все попытки расплавить осмий остались бесплодны, и Теннанту пришлось лишь повторить-"nullis igni, nullis artibus"! Он оставил другим решение этой проблемы, а сам занялся песчинками, какие пахли еле-еле, в них осмий, так же как железо и платина, оказался лишь примесью, а что же было главным - этого не знал никто!
Снова сотни проб и ошибок, и наконец получен хлорид неизвестного вещества, а из него металл, который по физическим свойствам - цвету, твердости, плотности - похож на осмий, но отличается от него хрупкостью, а главное, своей химической характеристикой. Наиболее приметным было то, что соли этого металла имеют разнообразную многоцветную окраску. Это и определило выбор названия - иридий (от древнегреческого "радуга", "радужный").
Теннант очень убедительно продемонстрировал новые металлы и процессы их получения, но все же, вероятно, споры продолжались бы еще долго, если бы в его поддержку не выступили видные французские химики А. Фуркруа и Л. Вокелен. Они сообщили, что тоже изучали нерастворимый остаток платиновой руды и пришли к выводу О СОдержании в нем неизвестного элемента. Ему даже дали имя птен - крылатый, но до конца исследование не довели из-за странностей в поведении птена. Теперь ясно, что птен в этих странностях не виноват, потому что его вообще нет, французские исследователи самокритично признали, что приняли за птен смесь двух элементов - иридия и осмия.
Еще один "дубль" в науке, совершенный Смитсоном Теннантом, стал фактом. Лишь незадолго до этого, не без споров, платина была признана членом семейства благородных металлов, а теперь стало очевидным, что она и сама мать целого семейства платиноидов.
В связи с этим в одной из газет вспомнили шутливую истину: у разбогатевшего всегда обнаруживается много бедных родственников.
Подтвердится ли эта истина на примере платиноидов?
Что сулит их открытие?
МРАЧНЫЙ ПРОГНОЗ
С той поры как платиновая руда приобрела ценность, умение отличать ее стало необходимым. И все же еще по меньшей мере полвека она оставалась таинственным незнакомцем.
По сравнению со сверкающими алмазами, яркими рубинами, золотом, которое от всех отлично, по словам Ломоносова, "через свой изрядно желтый цвет и блестящую светлость", у природной платины нет надежных примет или, можно сказать, приметна она только своей неприметностью! Ни один из признаков, по которым обычно отличали минералы, у нее не выражен надежно. Она бывает серой различных оттенков, желтоватой, черной, серебристо-белой. В одних россыпях ее зерна окрашены одинаково, в других разнообразно, и нередко по-разному окрашенные зерна находятся рядом. Различен и блеск зерен, он меняется от яркого до тусклого. Их форма тоже особых примет не имеет, они бывают округлые и угловатые, пластинчатые, крючкообразные, чешуйчатые. У одних зерен поверхность гладкая, блестящая, у других ямчатая, невзрачная.
Не только внешние признаки, но и некоторые свойства природной платины тоже изменчивы. Например, она бывает и сильно магнитной и вовсе не магнитной. Значительно изменяется ее удельный вес - для большинства зерен характерен интервал 15-20 г/см3, но попадались более легкие и более тяжелые. И все же тяжесть долгое время оставалась единственным надежным критерием. Платиновыми считали все зерна, какие оставались при промывке вместе с золотом, но были на него непохожи.
Для тех, кто добывал руду, такое определение было удобно и даже выгодно, оно давало возможность "подсаливать" концентрат трудноотличимыми тяжелыми минералами, такими, как хромит или вольфрамит.
То, что платиновая руда неоднородна, замечали, конечно, многие, но уровень познания был слишком низок, чтобы разобраться в причинах. Да и не выглядела проблема актуальной, пока существовала уверенность в том, что все эти разнообразные зерна содержат только один металл.
Доказав ошибочность этого, Волластон сосредоточил усилия на минералогическом изучении руд. Собрав коллекцию из россыпей Колумбии и Бразилии, он систематизировал зерна по их форме, строению, окраске, блеску, излому, твердости, хрупкости, тяжести, магнитности и определил химический состав всех разновидностей.
Какой потребовался титанический труд, станет понятным, если вспомнить, что каждый химический анализ на платиновые металлы продолжался тогда примерно месяц, а таких анализов он выполнил множество. Судя по последовательности, в какой были опубликованы результаты, Волластон начал минералогические исследования с зерен малораспространенных, имеющих, так сказать, особые приметы. В 1803 году он установил, что в составе природной, или, как ее обычно называли, самородной платины подлинно самородная, то есть почти химически чистая, платина - большая редкость. Только в некоторых золотых россыпях Бразилии попадались ее зерна и даже мелкие самородки, характерные серебристо-белым цветом, ярким, нетускнеющим блеском, неровным изломом, а иногда и радиально-лучистым строением. Плотность такой самородной платины несколько ниже, чем у получаемой на заводах, как оказалось, из-за многочисленных мельчайших включений газа.
Следующий минерал, охарактеризованный Волластоном, отличался от самородной платины желтовато-серым оттенком, меньшим удельным весом, а главное - значительным содержанием палладия (от 7 до 40 процентов), что и определило его название - палладистая платина.
Во многом эти минералы оказались сходны: оба они ковки, хорошо полируются, не магнитны и имеют одинаковую невысокую твердость - 4 по 10-балльной шкале Мооса, в которой за единицу принят тальк, а десяти соответствует алмаз.
В 1805 году Волластон объявил, что в платиновой руде есть минерал, платины вовсе не содержащий. Оловянно-серые зерна, из которых Теннант впервые извлек иридий и осмий, представляют собой природный сплав этих элементов, никаких других в заметных количествах не содержит. Твердость осмистого иридия - 7, удельный вес - 21 г/см3.
Охарактеризовав эти "приметные" минералы, Волластон занялся изучением невзрачных, разноликих зерен, преобладающих в составе руды. Год за годом он упорно изучал их разновидности, но четких границ установить между ними не удалось. Удельный вес зерен в пределах 14-19 г/см3 твердость от 4 до 6, магнитность от сильной до слабой. Изменчивым и многокомпонентным оказался химический состав: содержание платины составляло 85-90 процентов, железа 7-11 процентов, а все остальное приходилось на долю палладия, иридия, родия, меди, свинца, никеля и других металлов (содержание каждого из них "плясало" от 0,1 до 2 процентов).
Удалось подметить, что с увеличением содержания железа окраска зерен темнеет, усиливается их магнитность, возрастает твердость и уменьшается удельный вес - все это без резких скачков.
Волластон в 1807 году опубликовал эти данные и смелый вывод: несмотря на многочисленные различия, все изученные разновидности характеризуют всего лишь один минерал - природный сплав платины и железа с множеством примесей, состав и свойства которого изменчивы, так сказать, от природы.
Доказательства Волластона были признаны, и в 1813 году главный минерал платиновой руды занял место в минералогическом справочнике, получив по наиболее характерной своей особенности название поликсен, что значит в переводе с древнегреческого "многопримесный".
Установленный Волластоном состав платиновой руды - пять элементов, пять минералов - получил общее признание, и никому из исследователей дополнить его не удалось.
Изучение минералогии помогло Волластону усовершенствовать переработку руды, повысить извлечение платиноидов. В магазине Форстера началась бойкая торговля ими. Многие стремились выяснить свойства и возможности практического использования новых металлов, но угнаться в этом за Волластоном не сумел никто.
Установив, что минерал осмистый иридий, как и получаемые из него металлы, не только тверд, но и очень стоек на истирание, он изобрел "вечные" перья - золотые и платиновые с кончиком из "осмиридия". Такие перья гораздо долговечнее всех иных, писать ими быстрее, и рука не устает.
Эти перья быстро получили широкое распространение. (Имеются сведения о том, что Гёте послал в подарок Пушкину золотое перо, возможно, из категории "вечных".)
Волластон установил также, что иридий и осмий не только тверды сами по себе, но и передают это свойство некоторым сплавам. При добавлении 10 процентов иридия была получена "твердая платина", неизменная во всех отношениях, незаменимая для изготовления эталонов и деталей, несущих значительную нагрузку, в том числе и для "вечных" зубов. (Нержавеющая сталь тогда не была известна, и платиновые зубы, превосходя все иные по прочности, выглядели очень престижно, особенно украшенные бриллиантами была и такая мода.) Все это определило высокий спрос на иридий и осмий. Вскоре они не только догнали, но и превзошли по цене платину.
Родий тоже быстро пошел в дело, оказалось, что небольшая его добавка делает платиновые тигли огнестойкими, они перестают "худеть" под воздействием пламени.
По содержанию в руде из платиноидов на первом месте стоит палладий, и попутное его извлечение обходится недорого. Этот серебристый металл красив, хорошо полируется и не тускнеет.
Фирма Жанетти, отстав от Волластона лет на пять, все же освоила извлечение платиноидов по методу, разработанному Вокеленом, и достигла успехов в применении палладия для ювелирных изделий, в частности, ввела в моду "палладиевые столовые и чайные сервизы, приборы и вазы отменно искусной отделки, украшенные резьбой", как было указано в рекламах.
За какие-нибудь десять лет стало очевидным, что все платиноиды "родственники" богатые! Цена на платиновую руду быстро возрастала, а ее поступало все меньше. В 1810 году в Колумбии началась война за независимость, и работы на приисках почти прекратились.
Европа стала ощущать платиновый голод, и это побуждало совершенствовать технологию, более экономно расходовать металл, перерабатывать толстостенные изделия.
В 1813 году Волластон разработал способ получения тончайших пластин и проволоки. Его рекорд - платиновая нить толщиной 0,001 миллиметра для визира телескопа. (Подсчитано: чтобы опоясать такой нитью земной шар, достаточно куска платины размером с кулак!)
Это было последней сенсацией Волластона, связанной с платиной. Вскоре он, сохранив за собой секретную стадию получения металла, передал руководство делами своему помощнику, ювелиру Джонсону, который впоследствии основал фирму, продолжающую и в наши дни играть важную роль на международном платиновом рынке, под названием "Джонсон, Маттей и К°" - о ее делах еще не раз предстоит напомнить.
И Волластон и Теннант, по-видимому, пришли к выводу, что платиновая тема для них исчерпана. Теннант посвятил себя преподаванию химии в Кембриджском университете, а Волластон в своей "платиновой" лаборатории занялся совсем иными проблемами: он доказал, что электрический ток разлагает химические соединения, на основе изучения солей ввел в науку понятие эквивалентного веса, открыл явление плеохраизма < Плеохраизм-многокрасочность, изменение цвета кристаллических веществ в зависимости от направления светового луча>, обнаружил темные полосы в солнечном спектре и т. д. После того как он отошел от практических платиновых дел, для фирмы Джонсона настали трудные времена. Руды из Колумбии поступало все меньше, а возрастающий спрос на изделия из платины способствовал появлению конкурентов - возникли новые фирмы "Бреан", "Демутис", "Малет" и др. Все они стремились заполучить руду, посылали своих агентов в колонии, обещали награды тому, кто ее найдет. Успеха не достиг никто. Лишь на острове Гаити удалось организовать незначительное извлечение платины при разработке золотых россыпей.
Платиновый голод становился все сильнее, и в 1815 году лондонская биржа отметила небывалое: вчерашнее "презренное серебришко" стало стоить дороже золота!
Впервые за всю историю "кумир священный", он же и "желтый дьявол", уступил первенство другому металлу.
Ювелирам, которые наловчились добавлять платину в золото, пришлось переучиваться. Покупатели теперь уже остерегались иной подделки, чтобы золото не было добавлено к платине!
Вскоре для заводских нужд начали изготовлять котлы "второго" сорта, из сплава золота и платины. В них царю металлов отводилась жалкая роль эрзаца, снижающего качество и стоимость изделия! Юмористы утверждали, что вслед за этим произошло изменение и в арсенале ласковых слов, на первое место вышла "моя платинка", потеснив извечное "мое золотко".
Шутка эта вряд ли могла развеселить тех, кто бесплодно финансировал поиски платины.
Прогноз был мрачен - мир обречен на платиновый голод.
"ПЛАТИНЫ НЕТ В РОССИИ..."
Блистательное возвышение платины имело свои последствия и для России. Здесь тоже не пожелали отстать от моды, начали выписывать платиновые сервизы. И уж подавно не могли русские аристократы допустить, чтобы их жены и дочери выглядели провинциально из-за устаревшей желтой оправы бриллиантов. Пришлось отправлять фамильные драгоценности в Париж на переделку. Английское оружие "с платиновым усовершенствованием" стало нужно всем военным, охотникам, дуэлянтам.
Пришлось раскошелиться и казне, за платиновый эталон метра в 1820 году уплатили французам 20 000 рублей, сумму по тем временам громадную. Еще больше пришлось затратить на изготовление эталонов для отечественных мер длины и веса. С ростом промышленности и торговли путаница в измерениях становилась все большей и опасней. Чтобы ее уменьшить, учредили в крупных городах "пробирные палатки" (прославленные тем, что в одной из них работал бессмертный философ Козьма Прутков), и надо было каждую палатку обеспечить дубликатом эталонов аршина, фунта и других мер.
Предпринимателям тоже было над чем задуматься, читая, например, такие сообщения:
"Ныне известно, что во Франции фабрики серной кислоты употребляют предпочтительно платиновые сосуды. Подобный сосуд... может служить для приготовления в сутки в семь оборотов шестидесяти трех пудов кислоты. Из сего видеть можно, какое множество стеклянной посуды заменяет один платиновый сосуд, избавляя от всякого опасения потери кислоты, от разбития стекла и сокращая вчетверо время выпаривания. Посему неудивительно, что фабриканты серной кислоты не щадят иждивения на приобретение платинового котла. Издержка сия скоро окупается, и при том платиновый котел цены своей не теряет. Польза платиновой посуды во многих фабриках весьма ощутительная: в платиновом сосуде очищают за одни сутки такое количество сахарной кислоты, какой в фарфоровых чашах едва успеть бы обработать за две недели. В Париже употребляют платиновые сосуды и при разделении золота и серебра серной кислотой".
Вывод был ясен: отстанешь - задавят конкуренты! И приходилось владельцам заводов, "не щадя иждивения", приобретать платиновую посуду технологическую и лабораторную.
Конечно, платить втридорога не нравилось никому. Сознавали, что улучшить положение может только своя, "домашняя" платина.
Какими же представлялись возможности ее найти?
Напомним, что освоение недр страны началось со строительных материалов, соли и железа (болотных руд), залегающих на поверхности, а позднее и бурых железняков, образующих слои среди осадочных пород в среднерусской полосе.
Перечень открытых и используемых полезных ископаемых пополнялся медленно, трудно.
В Карелии обнаружили богатые залежи минерала, который назвали слюдой по сходству со слудом - тонким слоем льда. Без слюдяных окошек невозможно и представить облик Московской Руси, и это "московитское стекло" стало первым продуктом русского минерального экспорта в другие страны.
В начале XVIII века в Поволжье нашли крупные скопления серы, необходимой для изготовления "огневого зелья", то есть пороха.
А металлы (за исключением железа) на протяжении первого тысячелетия русской истории приходилось покупать. И это не было результатом неумения их отыскивать. Границы государства не выходили тогда из пределов равнины, где изверженные породы, перспективные в отношении рудных месторождений, перекрыты чехлом осадочных, бедных полезными ископаемыми.
Положение существенно изменилось, лишь когда границы государства расширились и в его состав вошли Урал и Сибирь, где в верхней, доступной для освоения зоне представлены все геологические формации и полезные ископаемые.
Энергичное освоение новых регионов началось при Петре 1. Всех открытий "про мед, олово, свинец, серебро и железо и камень" не перечесть. Пожалуй, из наиболее необходимых тогда государству полезных ископаемых не удалось обнаружить только золото, хотя усилий и затрат не жалели, приглашали лучших специалистов из европейских стран и посылали туда на обучение отечественных рудознатцев.
Было известно, что природное золото подразделяется на рудное (оно же коренное, "ломовое") и россыпное (оно же "песошное", промывное).
В тех странах, с которыми была у России связь, тогда добывали только рудное золото - из кварцевых жил (в которых ему обычно сопутствуют другие рудные минералы).
О россыпном золоте было известно значительно меньше. В пределах Старого Света его месторождения были опустошены еще в начале новой эры, и с тех пор основательно подзабыли, как их искать и как разрабатывать.
Знали только, что вымывать золото из песков куда легче, чем "выгрызать" его из крепчайшего кварца, но надежд найти россыпи в России не было. Вот что об этом сказано в "Общем географическом описании России", составленном в 1737 году Василием Татищевым, одним из образованнейших людей своего времени, руководившим горными делами при Петре 1: "Чтоб в Сибири так студеном климате золотая руда могла, об этом сумнение немалое, если токмо рассудить, какого великого жара солнечного... потребно".
Отметим, что Татищев говорил только о песчаной руде. В понятие "Сибирь" тогда входил и Урал, а следовательно, бесперспективной в отношении россыпей Татищев считал всю территорию, где горное дело развивалось успешно. Не он придумал, что для возникновения россыпей нужен жар солнечный. Алхимиками всех школ и народов была признана "двуликость" золота. Только рудное, жильное золото считали они результатом трансмутации, перерождения "простых" металлов, происходящего в недрах. Золотые песчинки в наносном слое, там где их находили вблизи золотоносных жил, отличались не только своей формой, но и цветом, более высокой пробой и другими признаками. Если золото в жилах обычно сопровождалось другими рудными минералами, то в россыпях оно само по себе. Золотые песчинки находили в самых разнообразных условиях: в долинах рек, на склонах и возвышенностях, под густой растительностью и в безводных пустынях, общим было только одно: они там где касаются земли солнечные лучи, и не всякие, а самые жаркие. И это не было выдумкой. Россыпи тогда действительно были известны только в жарких странах
Связь между обилием "солнечного жара" и местоположением россыпей казалась настолько очевидной, что лучшие умы того времени всерьез утверждали: золотые россыпи могут быть только там, где живут негры, почерневшие под палящими лучами солнца.
Позднее, когда были обнаружены россыпи в Южной Америке, европейцы усмотрели такую же связь и там. Доказательством служил красный цвет кожи индейцев.
В Колумбии, на Гаити, в Эфиопии - словом, везде где обнаружили платину, она была в россыпях, сопутствовала золоту солнечного происхождения, а следовательно, и сама возникла таким же способом. "Недозревшим" золотом считали ее алхимики.
В 1745 году на Урале крестьянин Ерофей Марков случайно нашел обломок кварца с золотом. После двух лет разведочных работ удалось выявить золотоносную жилу, и не одну. Так после двух веков бесплодных поисков, было открыто первое коренное месторождение - Березовское, а за ним другие. И везде золотоносными были только кварцевые жилы, а в наносах, их перекрывающих, золота не находили. Это послужило косвенным доказательством того, что россыпи в северных странах искать бесполезно.
С критикой таких представлений выступил М. В. Ломоносов. Относительно трактата Бехера "О неубывающей и беспрестанной песчаной руде" он иронически заметил, что "все это больше до алхимии, нежели до горных дел надлежит", и, развенчав вековое заблуждение, обосновал теорию возникновения россыпей при разрушении коренных пород, вне зависимости от солнечных лучей. Сделал Ломоносов из этого и практические выводы: в 1761 году он представил в сенат проект - "для государственной пользы и славы... пески промывать", "Уповательно,- писал он,- что в толиком множестве рек, протекающих в различных местах по России, сыщется песчаная золотая руда".
Ломоносов вскоре умер, его проект не был осуществлен, оказался забытым.
Утратив свои позиции в химии, алхимические представления еще долго господствовали на стыке наук, учение о золотых россыпях - один из примеров этому.
Начался XIX век. Освоение золоторудных месторождений Урала шло мучительно трудно, особенно из-за сильного притока подземных вод. Убедились, что найти золото отнюдь не значит разбогатеть.
Еще более трудным орешком для изучения оказалась нерастворимая часть осадка. Теперь известно, что родий образует в нем комплексное соединение, выделить из которого металл удается лишь последовательной обработкой едким натром, аммиаком, аммонием, соляной кислотой. В результате образуется новое комплексное соединение - ярко-желтый триаминтрихлорид родия, из которого при длительном прокаливании удается извлечь металл.
И в наше время технологи считают получение родия одной из самых сложных задач. Поэтому нельзя не восхищаться талантом Волластона: действуя, по существу, вслепую, он быстро преодолел все трудности, получил столько металла, что его хватило для тщательной проверки всем, кто этого желал. Это надо особо подчеркнуть, потому что содержание родия в руде составляло лишь доли процента.
Не успели завершиться проверки, утихнуть страсти, как Волластон, уже в качестве секретаря Королевского общества, объявил о новой сенсации, пригласил всех ученых джентльменов заслушать доклад Смитсона Теннанта о еще двух новых элементах, открытых в платиновой руде.
Это было похоже на шутку: не могут же новые элементы выскакивать из этой руды, как из рога изобилия!
Было известно, что Теннант-приятель Волластона, но считать его таким же шутником оснований не имелось. Смитсон Теннант состоял в Королевском обществе с 1785 года, слыл эрудитом и солидным исследователем: доказал в 1797 году, что равное количество алмаза, графита и древесного угля при окислении образуют равное количество углекислого газа и, следовательно, имеют одинаковую химическую природу. Теннант, начав изучение платиновой руды, объединился для этой цели с Волластоном и сосредоточил свои усилия на решении лишь одной задачи, которая на первый взгляд не имела практического значения.
Песчинки, содержащие платину, растворялись в царской водке при длительном кипячении, но обычно что-то оставалось в осадке, и никакие хитрости не помогали перевести это "что-то" в раствор.
Понять, какой минерал порождает нерастворимый осадок, было невозможно: чтобы ускорить реакцию растворения, руду тщательно измельчали, и осадок выглядел безликим.
Вознамерившись выявить его происхождение, Теннант действовал по той же схеме, что Волластон. Он тщательно сортировал руду, собирал однородные песчинки и проверял их на растворимость.
Подозрение, что в осадке остаются "попутные" минералы, вскоре отпало. Оказалось, что даже самый сильный растворитель бессилен против песчинок, серых, с металлическим блеском, очень тяжелых, почти неотличимых от других, содержащих платину и растворимых.
Между собой нерастворимые песчинки тоже слегка различались: одни имели стально-серый, другие оловянно-серый оттенок.
Каким только способом не пытался Теннант выявить их отличия от растворимых платиновых и между собой! Успех принесла паяльная трубка. В ее пламени все песчинки чернели, утрачивали металлический блеск, но нерастворимые в отличие от растворимых становились пахучими. Резкий, раздражающий запах напоминал о чесноке, хлоре, но и отличался от них.
Терпеливо нюхая песчинки, Теннант установил, что стально-серые издают сильный запах, а оловянно-серые пахнут еле-еле, а некоторые вообще становились пахучими лишь при сплавлении с селитрой.
Поскольку запах ("осмий" по-древнегречески) явился специфическим признаком и указывал на существование какого-то неизвестного вещества, Теннант решил его так и назвать - осмий.
Резонно предположив, что в песчинках, издающих сильный запах, много осмия, он начал за ним погоню все тем же методом "проб и ошибок". И проб было сделано немало, и ошибок тоже, прежде чем удалось нащупать верный путь: измельченные песчинки удалось сплавить с цинком, а затем с перекисью бария и с помощью царской водки отделить в перегонном аппарате четырехокись осмия. А из нее был восстановлен оловянно-белый металл, который (как бы удивились алхимики!) оказался тяжелее не только золота, но и платины!
Все попытки расплавить осмий остались бесплодны, и Теннанту пришлось лишь повторить-"nullis igni, nullis artibus"! Он оставил другим решение этой проблемы, а сам занялся песчинками, какие пахли еле-еле, в них осмий, так же как железо и платина, оказался лишь примесью, а что же было главным - этого не знал никто!
Снова сотни проб и ошибок, и наконец получен хлорид неизвестного вещества, а из него металл, который по физическим свойствам - цвету, твердости, плотности - похож на осмий, но отличается от него хрупкостью, а главное, своей химической характеристикой. Наиболее приметным было то, что соли этого металла имеют разнообразную многоцветную окраску. Это и определило выбор названия - иридий (от древнегреческого "радуга", "радужный").
Теннант очень убедительно продемонстрировал новые металлы и процессы их получения, но все же, вероятно, споры продолжались бы еще долго, если бы в его поддержку не выступили видные французские химики А. Фуркруа и Л. Вокелен. Они сообщили, что тоже изучали нерастворимый остаток платиновой руды и пришли к выводу О СОдержании в нем неизвестного элемента. Ему даже дали имя птен - крылатый, но до конца исследование не довели из-за странностей в поведении птена. Теперь ясно, что птен в этих странностях не виноват, потому что его вообще нет, французские исследователи самокритично признали, что приняли за птен смесь двух элементов - иридия и осмия.
Еще один "дубль" в науке, совершенный Смитсоном Теннантом, стал фактом. Лишь незадолго до этого, не без споров, платина была признана членом семейства благородных металлов, а теперь стало очевидным, что она и сама мать целого семейства платиноидов.
В связи с этим в одной из газет вспомнили шутливую истину: у разбогатевшего всегда обнаруживается много бедных родственников.
Подтвердится ли эта истина на примере платиноидов?
Что сулит их открытие?
МРАЧНЫЙ ПРОГНОЗ
С той поры как платиновая руда приобрела ценность, умение отличать ее стало необходимым. И все же еще по меньшей мере полвека она оставалась таинственным незнакомцем.
По сравнению со сверкающими алмазами, яркими рубинами, золотом, которое от всех отлично, по словам Ломоносова, "через свой изрядно желтый цвет и блестящую светлость", у природной платины нет надежных примет или, можно сказать, приметна она только своей неприметностью! Ни один из признаков, по которым обычно отличали минералы, у нее не выражен надежно. Она бывает серой различных оттенков, желтоватой, черной, серебристо-белой. В одних россыпях ее зерна окрашены одинаково, в других разнообразно, и нередко по-разному окрашенные зерна находятся рядом. Различен и блеск зерен, он меняется от яркого до тусклого. Их форма тоже особых примет не имеет, они бывают округлые и угловатые, пластинчатые, крючкообразные, чешуйчатые. У одних зерен поверхность гладкая, блестящая, у других ямчатая, невзрачная.
Не только внешние признаки, но и некоторые свойства природной платины тоже изменчивы. Например, она бывает и сильно магнитной и вовсе не магнитной. Значительно изменяется ее удельный вес - для большинства зерен характерен интервал 15-20 г/см3, но попадались более легкие и более тяжелые. И все же тяжесть долгое время оставалась единственным надежным критерием. Платиновыми считали все зерна, какие оставались при промывке вместе с золотом, но были на него непохожи.
Для тех, кто добывал руду, такое определение было удобно и даже выгодно, оно давало возможность "подсаливать" концентрат трудноотличимыми тяжелыми минералами, такими, как хромит или вольфрамит.
То, что платиновая руда неоднородна, замечали, конечно, многие, но уровень познания был слишком низок, чтобы разобраться в причинах. Да и не выглядела проблема актуальной, пока существовала уверенность в том, что все эти разнообразные зерна содержат только один металл.
Доказав ошибочность этого, Волластон сосредоточил усилия на минералогическом изучении руд. Собрав коллекцию из россыпей Колумбии и Бразилии, он систематизировал зерна по их форме, строению, окраске, блеску, излому, твердости, хрупкости, тяжести, магнитности и определил химический состав всех разновидностей.
Какой потребовался титанический труд, станет понятным, если вспомнить, что каждый химический анализ на платиновые металлы продолжался тогда примерно месяц, а таких анализов он выполнил множество. Судя по последовательности, в какой были опубликованы результаты, Волластон начал минералогические исследования с зерен малораспространенных, имеющих, так сказать, особые приметы. В 1803 году он установил, что в составе природной, или, как ее обычно называли, самородной платины подлинно самородная, то есть почти химически чистая, платина - большая редкость. Только в некоторых золотых россыпях Бразилии попадались ее зерна и даже мелкие самородки, характерные серебристо-белым цветом, ярким, нетускнеющим блеском, неровным изломом, а иногда и радиально-лучистым строением. Плотность такой самородной платины несколько ниже, чем у получаемой на заводах, как оказалось, из-за многочисленных мельчайших включений газа.
Следующий минерал, охарактеризованный Волластоном, отличался от самородной платины желтовато-серым оттенком, меньшим удельным весом, а главное - значительным содержанием палладия (от 7 до 40 процентов), что и определило его название - палладистая платина.
Во многом эти минералы оказались сходны: оба они ковки, хорошо полируются, не магнитны и имеют одинаковую невысокую твердость - 4 по 10-балльной шкале Мооса, в которой за единицу принят тальк, а десяти соответствует алмаз.
В 1805 году Волластон объявил, что в платиновой руде есть минерал, платины вовсе не содержащий. Оловянно-серые зерна, из которых Теннант впервые извлек иридий и осмий, представляют собой природный сплав этих элементов, никаких других в заметных количествах не содержит. Твердость осмистого иридия - 7, удельный вес - 21 г/см3.
Охарактеризовав эти "приметные" минералы, Волластон занялся изучением невзрачных, разноликих зерен, преобладающих в составе руды. Год за годом он упорно изучал их разновидности, но четких границ установить между ними не удалось. Удельный вес зерен в пределах 14-19 г/см3 твердость от 4 до 6, магнитность от сильной до слабой. Изменчивым и многокомпонентным оказался химический состав: содержание платины составляло 85-90 процентов, железа 7-11 процентов, а все остальное приходилось на долю палладия, иридия, родия, меди, свинца, никеля и других металлов (содержание каждого из них "плясало" от 0,1 до 2 процентов).
Удалось подметить, что с увеличением содержания железа окраска зерен темнеет, усиливается их магнитность, возрастает твердость и уменьшается удельный вес - все это без резких скачков.
Волластон в 1807 году опубликовал эти данные и смелый вывод: несмотря на многочисленные различия, все изученные разновидности характеризуют всего лишь один минерал - природный сплав платины и железа с множеством примесей, состав и свойства которого изменчивы, так сказать, от природы.
Доказательства Волластона были признаны, и в 1813 году главный минерал платиновой руды занял место в минералогическом справочнике, получив по наиболее характерной своей особенности название поликсен, что значит в переводе с древнегреческого "многопримесный".
Установленный Волластоном состав платиновой руды - пять элементов, пять минералов - получил общее признание, и никому из исследователей дополнить его не удалось.
Изучение минералогии помогло Волластону усовершенствовать переработку руды, повысить извлечение платиноидов. В магазине Форстера началась бойкая торговля ими. Многие стремились выяснить свойства и возможности практического использования новых металлов, но угнаться в этом за Волластоном не сумел никто.
Установив, что минерал осмистый иридий, как и получаемые из него металлы, не только тверд, но и очень стоек на истирание, он изобрел "вечные" перья - золотые и платиновые с кончиком из "осмиридия". Такие перья гораздо долговечнее всех иных, писать ими быстрее, и рука не устает.
Эти перья быстро получили широкое распространение. (Имеются сведения о том, что Гёте послал в подарок Пушкину золотое перо, возможно, из категории "вечных".)
Волластон установил также, что иридий и осмий не только тверды сами по себе, но и передают это свойство некоторым сплавам. При добавлении 10 процентов иридия была получена "твердая платина", неизменная во всех отношениях, незаменимая для изготовления эталонов и деталей, несущих значительную нагрузку, в том числе и для "вечных" зубов. (Нержавеющая сталь тогда не была известна, и платиновые зубы, превосходя все иные по прочности, выглядели очень престижно, особенно украшенные бриллиантами была и такая мода.) Все это определило высокий спрос на иридий и осмий. Вскоре они не только догнали, но и превзошли по цене платину.
Родий тоже быстро пошел в дело, оказалось, что небольшая его добавка делает платиновые тигли огнестойкими, они перестают "худеть" под воздействием пламени.
По содержанию в руде из платиноидов на первом месте стоит палладий, и попутное его извлечение обходится недорого. Этот серебристый металл красив, хорошо полируется и не тускнеет.
Фирма Жанетти, отстав от Волластона лет на пять, все же освоила извлечение платиноидов по методу, разработанному Вокеленом, и достигла успехов в применении палладия для ювелирных изделий, в частности, ввела в моду "палладиевые столовые и чайные сервизы, приборы и вазы отменно искусной отделки, украшенные резьбой", как было указано в рекламах.
За какие-нибудь десять лет стало очевидным, что все платиноиды "родственники" богатые! Цена на платиновую руду быстро возрастала, а ее поступало все меньше. В 1810 году в Колумбии началась война за независимость, и работы на приисках почти прекратились.
Европа стала ощущать платиновый голод, и это побуждало совершенствовать технологию, более экономно расходовать металл, перерабатывать толстостенные изделия.
В 1813 году Волластон разработал способ получения тончайших пластин и проволоки. Его рекорд - платиновая нить толщиной 0,001 миллиметра для визира телескопа. (Подсчитано: чтобы опоясать такой нитью земной шар, достаточно куска платины размером с кулак!)
Это было последней сенсацией Волластона, связанной с платиной. Вскоре он, сохранив за собой секретную стадию получения металла, передал руководство делами своему помощнику, ювелиру Джонсону, который впоследствии основал фирму, продолжающую и в наши дни играть важную роль на международном платиновом рынке, под названием "Джонсон, Маттей и К°" - о ее делах еще не раз предстоит напомнить.
И Волластон и Теннант, по-видимому, пришли к выводу, что платиновая тема для них исчерпана. Теннант посвятил себя преподаванию химии в Кембриджском университете, а Волластон в своей "платиновой" лаборатории занялся совсем иными проблемами: он доказал, что электрический ток разлагает химические соединения, на основе изучения солей ввел в науку понятие эквивалентного веса, открыл явление плеохраизма < Плеохраизм-многокрасочность, изменение цвета кристаллических веществ в зависимости от направления светового луча>, обнаружил темные полосы в солнечном спектре и т. д. После того как он отошел от практических платиновых дел, для фирмы Джонсона настали трудные времена. Руды из Колумбии поступало все меньше, а возрастающий спрос на изделия из платины способствовал появлению конкурентов - возникли новые фирмы "Бреан", "Демутис", "Малет" и др. Все они стремились заполучить руду, посылали своих агентов в колонии, обещали награды тому, кто ее найдет. Успеха не достиг никто. Лишь на острове Гаити удалось организовать незначительное извлечение платины при разработке золотых россыпей.
Платиновый голод становился все сильнее, и в 1815 году лондонская биржа отметила небывалое: вчерашнее "презренное серебришко" стало стоить дороже золота!
Впервые за всю историю "кумир священный", он же и "желтый дьявол", уступил первенство другому металлу.
Ювелирам, которые наловчились добавлять платину в золото, пришлось переучиваться. Покупатели теперь уже остерегались иной подделки, чтобы золото не было добавлено к платине!
Вскоре для заводских нужд начали изготовлять котлы "второго" сорта, из сплава золота и платины. В них царю металлов отводилась жалкая роль эрзаца, снижающего качество и стоимость изделия! Юмористы утверждали, что вслед за этим произошло изменение и в арсенале ласковых слов, на первое место вышла "моя платинка", потеснив извечное "мое золотко".
Шутка эта вряд ли могла развеселить тех, кто бесплодно финансировал поиски платины.
Прогноз был мрачен - мир обречен на платиновый голод.
"ПЛАТИНЫ НЕТ В РОССИИ..."
Блистательное возвышение платины имело свои последствия и для России. Здесь тоже не пожелали отстать от моды, начали выписывать платиновые сервизы. И уж подавно не могли русские аристократы допустить, чтобы их жены и дочери выглядели провинциально из-за устаревшей желтой оправы бриллиантов. Пришлось отправлять фамильные драгоценности в Париж на переделку. Английское оружие "с платиновым усовершенствованием" стало нужно всем военным, охотникам, дуэлянтам.
Пришлось раскошелиться и казне, за платиновый эталон метра в 1820 году уплатили французам 20 000 рублей, сумму по тем временам громадную. Еще больше пришлось затратить на изготовление эталонов для отечественных мер длины и веса. С ростом промышленности и торговли путаница в измерениях становилась все большей и опасней. Чтобы ее уменьшить, учредили в крупных городах "пробирные палатки" (прославленные тем, что в одной из них работал бессмертный философ Козьма Прутков), и надо было каждую палатку обеспечить дубликатом эталонов аршина, фунта и других мер.
Предпринимателям тоже было над чем задуматься, читая, например, такие сообщения:
"Ныне известно, что во Франции фабрики серной кислоты употребляют предпочтительно платиновые сосуды. Подобный сосуд... может служить для приготовления в сутки в семь оборотов шестидесяти трех пудов кислоты. Из сего видеть можно, какое множество стеклянной посуды заменяет один платиновый сосуд, избавляя от всякого опасения потери кислоты, от разбития стекла и сокращая вчетверо время выпаривания. Посему неудивительно, что фабриканты серной кислоты не щадят иждивения на приобретение платинового котла. Издержка сия скоро окупается, и при том платиновый котел цены своей не теряет. Польза платиновой посуды во многих фабриках весьма ощутительная: в платиновом сосуде очищают за одни сутки такое количество сахарной кислоты, какой в фарфоровых чашах едва успеть бы обработать за две недели. В Париже употребляют платиновые сосуды и при разделении золота и серебра серной кислотой".
Вывод был ясен: отстанешь - задавят конкуренты! И приходилось владельцам заводов, "не щадя иждивения", приобретать платиновую посуду технологическую и лабораторную.
Конечно, платить втридорога не нравилось никому. Сознавали, что улучшить положение может только своя, "домашняя" платина.
Какими же представлялись возможности ее найти?
Напомним, что освоение недр страны началось со строительных материалов, соли и железа (болотных руд), залегающих на поверхности, а позднее и бурых железняков, образующих слои среди осадочных пород в среднерусской полосе.
Перечень открытых и используемых полезных ископаемых пополнялся медленно, трудно.
В Карелии обнаружили богатые залежи минерала, который назвали слюдой по сходству со слудом - тонким слоем льда. Без слюдяных окошек невозможно и представить облик Московской Руси, и это "московитское стекло" стало первым продуктом русского минерального экспорта в другие страны.
В начале XVIII века в Поволжье нашли крупные скопления серы, необходимой для изготовления "огневого зелья", то есть пороха.
А металлы (за исключением железа) на протяжении первого тысячелетия русской истории приходилось покупать. И это не было результатом неумения их отыскивать. Границы государства не выходили тогда из пределов равнины, где изверженные породы, перспективные в отношении рудных месторождений, перекрыты чехлом осадочных, бедных полезными ископаемыми.
Положение существенно изменилось, лишь когда границы государства расширились и в его состав вошли Урал и Сибирь, где в верхней, доступной для освоения зоне представлены все геологические формации и полезные ископаемые.
Энергичное освоение новых регионов началось при Петре 1. Всех открытий "про мед, олово, свинец, серебро и железо и камень" не перечесть. Пожалуй, из наиболее необходимых тогда государству полезных ископаемых не удалось обнаружить только золото, хотя усилий и затрат не жалели, приглашали лучших специалистов из европейских стран и посылали туда на обучение отечественных рудознатцев.
Было известно, что природное золото подразделяется на рудное (оно же коренное, "ломовое") и россыпное (оно же "песошное", промывное).
В тех странах, с которыми была у России связь, тогда добывали только рудное золото - из кварцевых жил (в которых ему обычно сопутствуют другие рудные минералы).
О россыпном золоте было известно значительно меньше. В пределах Старого Света его месторождения были опустошены еще в начале новой эры, и с тех пор основательно подзабыли, как их искать и как разрабатывать.
Знали только, что вымывать золото из песков куда легче, чем "выгрызать" его из крепчайшего кварца, но надежд найти россыпи в России не было. Вот что об этом сказано в "Общем географическом описании России", составленном в 1737 году Василием Татищевым, одним из образованнейших людей своего времени, руководившим горными делами при Петре 1: "Чтоб в Сибири так студеном климате золотая руда могла, об этом сумнение немалое, если токмо рассудить, какого великого жара солнечного... потребно".
Отметим, что Татищев говорил только о песчаной руде. В понятие "Сибирь" тогда входил и Урал, а следовательно, бесперспективной в отношении россыпей Татищев считал всю территорию, где горное дело развивалось успешно. Не он придумал, что для возникновения россыпей нужен жар солнечный. Алхимиками всех школ и народов была признана "двуликость" золота. Только рудное, жильное золото считали они результатом трансмутации, перерождения "простых" металлов, происходящего в недрах. Золотые песчинки в наносном слое, там где их находили вблизи золотоносных жил, отличались не только своей формой, но и цветом, более высокой пробой и другими признаками. Если золото в жилах обычно сопровождалось другими рудными минералами, то в россыпях оно само по себе. Золотые песчинки находили в самых разнообразных условиях: в долинах рек, на склонах и возвышенностях, под густой растительностью и в безводных пустынях, общим было только одно: они там где касаются земли солнечные лучи, и не всякие, а самые жаркие. И это не было выдумкой. Россыпи тогда действительно были известны только в жарких странах
Связь между обилием "солнечного жара" и местоположением россыпей казалась настолько очевидной, что лучшие умы того времени всерьез утверждали: золотые россыпи могут быть только там, где живут негры, почерневшие под палящими лучами солнца.
Позднее, когда были обнаружены россыпи в Южной Америке, европейцы усмотрели такую же связь и там. Доказательством служил красный цвет кожи индейцев.
В Колумбии, на Гаити, в Эфиопии - словом, везде где обнаружили платину, она была в россыпях, сопутствовала золоту солнечного происхождения, а следовательно, и сама возникла таким же способом. "Недозревшим" золотом считали ее алхимики.
В 1745 году на Урале крестьянин Ерофей Марков случайно нашел обломок кварца с золотом. После двух лет разведочных работ удалось выявить золотоносную жилу, и не одну. Так после двух веков бесплодных поисков, было открыто первое коренное месторождение - Березовское, а за ним другие. И везде золотоносными были только кварцевые жилы, а в наносах, их перекрывающих, золота не находили. Это послужило косвенным доказательством того, что россыпи в северных странах искать бесполезно.
С критикой таких представлений выступил М. В. Ломоносов. Относительно трактата Бехера "О неубывающей и беспрестанной песчаной руде" он иронически заметил, что "все это больше до алхимии, нежели до горных дел надлежит", и, развенчав вековое заблуждение, обосновал теорию возникновения россыпей при разрушении коренных пород, вне зависимости от солнечных лучей. Сделал Ломоносов из этого и практические выводы: в 1761 году он представил в сенат проект - "для государственной пользы и славы... пески промывать", "Уповательно,- писал он,- что в толиком множестве рек, протекающих в различных местах по России, сыщется песчаная золотая руда".
Ломоносов вскоре умер, его проект не был осуществлен, оказался забытым.
Утратив свои позиции в химии, алхимические представления еще долго господствовали на стыке наук, учение о золотых россыпях - один из примеров этому.
Начался XIX век. Освоение золоторудных месторождений Урала шло мучительно трудно, особенно из-за сильного притока подземных вод. Убедились, что найти золото отнюдь не значит разбогатеть.