Металлы драгоценные Алексеев Иван

Растворы цианистых и роданистых комплексных солей родия не образуют осадков из-за выделения водорода.

При комнатной температуре и плотности тока 0,003 А/см2 получаются плотные осадки из электролитов, состоящих из раствора гидроокиси родия в фосфорной кислоте. Обильные осадки образуются при растворении гидроокиси родия в серной кислоте, а также в электролите, полученном путем растворения гидроокиси родия в щавелевой и хлорной кислотах.

Высокие каталитические свойства родия отмечены достаточно давно. Это предопределило его применение в химической промышленности, а в более позднее время – в производстве фильтров для нейтрализации автомобильных выхлопных газов, причем наиболее частое сочетание используемых металлов платина – палладий – родий. Эта сфера потребляет подавляющее количество производимого родия.

В химической промышленности он используется в качестве катализатора для гидрирования органических соединений в некоторых специфических случаях, причем количество родия составляет около 10 % массы гидрируемого вещества. Коричная кислота восстанавливается в гидрокоричную с выходом 35 %; малеиновая кислота – в янтарную с выходом 82 %.

Ряд специалистов считают, что наилучшим из исследованных сплавов катализаторов для окисления аммиака в азотную кислоту являются сплавы платины с 7-10 % родия или 20 % палладия, применяемые в производстве азотной кислоты.

Высокий выход (почти 100 %) дает родий при превращении бензонитрила в дибензиламин, ацетона в циклогексан и аммиак,

В сплаве с платиной он применяется в пирометрии для изготовления термопар, лабораторного оборудования, а также наконечников для перьев, ювелирных изделий, контактов.

Родий употребляется для приготовления керамических красок (черного цвета) и различных оттенков жидкого золота (глянцгольда), так как он увеличивает прочность слоя золота на керамической массе.

Из сплавов родия с платиной изготовляют коррозионно-стойкие спинареты, применяемые в производстве шелка и искусственного волокна.

В медицине родий используют в виде коллоидного раствора при лечении гриппа, а также для изготовления хирургических инструментов (в сплаве с платиной). Родий обладает превосходными бактерицидными свойствами – он обезвреживает воду, убивает болезнетворные микроорганизмы. Правда, серебро по понятным причинам в этой функции все же предпочтительнее.

Было и такое…

…И 78 ГРАММОВ РОДИЯ

Трудно сказать, для каких целей воруют очень редкие металлы, ведь им непросто найти применение на бытовом уровне. Неужели изъятый у преступников родии предназначался для хирургических инструментов или жидкокристаллических дисплеев?

По сведениям МВД Новосибирска за сентябрь 2001 г., при попытке сбыта крупной партии редких драгоценных металлов в городе задержана преступная группа в составе четырех человек, которая пыталась сбыть за несколько тысяч долларов США 350 г палладия и 78 г родия. Столь крупная партия таких редких металлов в Новосибирске изымается впервые.

Родиевый рынок сегодня и завтра

Потребление родия в мире в год составляет немногим более 16 т (правда, в 2000 г, оно превысило 20 т), Около 87 % приходится на производство катализаторов, примерно по 5 % используется при производстве стекла и в химической промышленности, более 1 % в электронике и около 2 % в других отраслях. Прирост использования родия в автомобилестроении наблюдается в Европе, более значительный – в Японии с одновременным снижением спроса в США. Частично этот рост был нейтрализован увеличением утилизации отработанных катализаторов и снижением потребления родия в промышленности.

В Европе увеличению потребления родия способствовал рост производства автомобилей. Кроме того, некоторые автомобилестроители увеличили вложения родия еще до введения в действие 3-й стадии законодательства по выхлопам газов, требующего значительного снижения содержания в выхлопах окислов азота. Эти новые стандарты полностью вступили в силу с 2001 г. и, как ожидается, будут способствовать дальнейшему росту спроса на родий в Европе в ближайшие три года.

Несмотря на то, что спрос на этот металл превышал предложение, ранее накопленные запасы позволили обеспечить снабжение действующего производства. Следствием этого является добавление родия к ряду чисто палладиевых каталитических систем для улучшения контроля за выбросами окислов азота и некоторого замещения палладия.

Ожидается дальнейший рост спроса на родий в Северной Америке. В частности, в 1998 г. Калифорния приняла вторую часть программы АНВ, в рамках которой предельное содержание окислов азота с 2004 г. будет сокращено на 75 %. В то же время ожидается, что прогресс в разработке двигателей и катализаторных технологий будет лимитировать степень дополнительной потребности в родии.

Спрос на родий со стороны японской автомобильной промышленности возрос, несмотря на сокращение объемов внутреннего автомобильного рынка. В ближайшие годы ожидается увеличение спроса на родий в связи с ужесточением законодательства по выхлопам как внутри страны, так и на экспортных рынках,

Б других странах мира спрос на родий уменьшился из-за снижения продаж и производства автомобилей, особенно в Корее и Бразилии. Эта тенденция «перевесила» увеличение выпуска автомобилей в Мексике и ужесточение законодательства по выхлопам в Индии, Малайзии и Аргентине.

Колебания спроса именно в этой сфере определяют цену родия, и, надо сказать, менялась она, возможно, не менее драматично, чем в случае с палладием. Как говорилось раньше, в конце 70-х годов во многих развитых странах началась активная борьба с загрязнением окружающей среды автомобильным транспортом, В связи с этим в производстве фильтров-нейтрализаторов стали использовать платиноиды. Сначала это были сплавы на основе родия, и цены на него начали быстро расти-с 312 долл. за унцию в 1983 г. до 929 долл. за унцию в 1985 г. За период с 1986 по 1988 г. среднемесячные цены родия среди нью-йоркских дилеров варьировались в пределах 1 1 50-1300 долл. за тройскую унцию. В начале 1989 г. из-за проблем южноафриканского производителя Rustenburg Platinum Holdings цены на родий подпрыгнули до 2000 долл. за унцию. Дальше-больше: 3 июля 1990 г. цена на него подскочила до самого высокого за всю историю уровня – 7000 долл. за унцию.

К концу 90-х годов цена металла постепенно снижалась в связи с тем, что производители фильтров стали заменять родий более дешевым палладием, и в 1997 г. среднегодовая цена родия составила всего 298 долл. за унцию. Но через год она выросла почти в два раза – до 640 долл. за унцию, а к февралю 2000 г. превысила 2100 долл. Это самый высокий уровень с октября 1992 г. Однако в апреле цена опустилась до 1800 долл. В 2001 г. отмечено дальнейшее понижение, в отдельные месяцы даже менее 800 долл. за унцию. В начале 2002 г. унция родия временами еще стоила 1000 долл., но в феврале – марте ее цена была 960–980 долл.

В целом считается, что ценовая конъюнктура рынка родия будет зависеть от поставок металла из России, в частности «Норильским никелем», а также от развития производства металла в странах, не занимающих в настоящее время существенных позиций в поставках, и совершенствования технологий использования вторичного металла.

Перейдем к положению в других секторах рынка родия. В последнее время продолжались его закупки для катализаторов, используемых при производстве лекарственных препаратов.

За пределами Северной Америки спрос на родий наблюдается в основном для производства крупнотоннажной химической продукции, такой как уксусная кислота и оксоалкоголи. В то же время спрос со стороны производителей уксусной кислоты был низкий – они продолжали использовать имеющиеся у них складские запасы родия. В последние три года построено несколько установок по производству уксусной кислоты, в которых применяется иридиево-рутениевый катализатор вместо традиционной родиевой технологии, Вполне вероятно, что более широкое использование этого нового процесса будет способствовать снижению потребления родия в будущем.

Продажи родия для производства стеклоплавильных аппаратов несколько снижаются и составили менее 1 т. Слабая экономика азиатских и латиноамериканских стран препятствовала увеличению мощностей по выпуску стекловолокна, хотя ряд китайских предприятий модернизировал свои производства. Инвестиции в новые производства стекла для жидкокристаллических дисплеев тоже замедлились.

Наблюдалось также небольшое сокращение потребления родия в электрической промышленности, где он применяется в основном в термопарах, используемых при производстве стали и полупроводников. Негативное влияние на спрос оказало падение мирового производства стали и снижение инвестиций в новые мощности по производству полупроводниковых подложек.

Вот как выглядело соотношение спроса и предложения родия на конец XX – начало XXI столетия (по данным компании «Джонсон Матти»).

Родий: предложение по странам на рубеже столетий, тыс. унций

Родий: спрос по отраслям на рубеже столетий, тыс. унций

В заключение о странах-потребителях. Потребление родия по регионам на стыке двух веков распределялось следующим образом: Европа – 34  %, Северная Америка – 33 %, Япония и другие страны – примерно по 16 %.

Осмий – самый редкий платиноид

Ученый должен обладать чутьем или хотя бы развитым обонянием

Осмия так мало в природе и стоит он так дорого, что одну известную поговорку следовало бы переделать и для большей точности определять истинную редкость и ценность чего-либо словами «на вес осмия». Английский химик XIX в. Смитсон Теннант, открывший осмий, не был обеспокоен его редкостью, он зафиксировал другое качество металла.

Г-н Теннант начал изучение платиновой руды примерно в то же время, с тем же упорством и в итоге получил такой же блестящий результат, как и открыватель двух платиноидов Уильям Волластон.

Как и другие экспериментаторы, Теннант заметил, что песчинки, содержащие платину, растворялись в «царской водке» при длительном кипячении, но обычно что-то оставалось в осадке и никакие химические хитрости не помогали его растворить. Чутье подсказывало ему, что это какой-то металл или минерал. Для проверки самого себя Теннант стал действовать по той же схеме, что и 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 по цветовым оттенкам. В поисках их отличия от растворимых платиновых и между собой Теннант испробовал многое, а успех принесла обычная 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 и хлоре.

Терпеливо нюхая песчинки, Теннант установил, что одни издают сильный запах, другие – очень слабый, а некоторые становились пахучими лишь при сплавлении с селитрой.

Поскольку запах был специфическим признаком и указывал на существование какого-то неизвестного вещества, Теннант решил его так и назвать – осмий (по-гречески «запах»).

Предположив, что в песчинках, издающих сильный запах, много осмия, он начал за ним погоню проверенным и трудным методом проб и ошибок. И того и другого было немало, 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 оказался тяжелее золота, платины и обладал другими повышенными характеристиками.

Основные свойства осмия

Осмий – металл оловянно-белого цвета с серо-голубым оттенком. Он легко поглощает водород, после чего может воепламениться при обыкновенной температуре. В мелкораздробленном состоянии осмий и некоторые его соединения являются энергичными катализаторами. При нагревании осмий окисляется перекисями натрия, калия, бария и смесью селитры с щелочью. Окисленный осмий растворим в «царской водке» и соляной кислоте. Атомная масса осмия 190,2.

Коэффициент линейного расширения при повышении температуры на ГС в интервале от 0 до 100 °C составляет 0,0000068.

При нагревании на воздухе осмий теряет массу вследствие образования летучих окислов.

Осмий абсолютно не поддается обработке давлением.

Плотность – 22,5 г/см3 (самый тяжелый МПГ).

Плавка осмия производится аппаратом, состоящим из кислородно-водородной горелки, печи и тигля. При наивысшей температуре кислородно-водородного пламени осмий не сплавляется, а превращается в синеватый порошок с металлическим блеском, В атмосфере кислородно-водородного пламени осмий легко улетучивается в виде осмиевой кислоты, вредной для здоровья, поэтому осмий и его сплавы лучше изготовлять в электропечи,

Температура плавления 3050 °C (наивысшая для платиноидов).

Температура кипения 5300 °C (самая высокая для МПГ),

Твердость по шкале Мооса 7,0 (самый твердый платиноид).

Существуют различные сплавы осмия, их насчитывается около десяти: осмий-железо, осмий-медь, осмий-олово, осмий-сера, осмий-иридий и т. д.

Чистый металлический осмий в виде мелкого порошка с металлическим блеском содержит 99,9 % осмия и 0,014 % рутения.

Запасы осмия

Содержание осмия в земной коре по одним данным составляет 9-10-10 %, по другим 5-10»6 %.

Месторождения платиновых металлов можно подразделить на два типа. Месторождения первого типа приурочены к ультраосновным породам, преимущественно дунитам, нередко ассоциирующимся с залежами хромита. К другому типу относятся месторождения, содержащие главным образом в основных породах (нориты, габбро-долериты) скопления сульфидов меди, никеля, железа. Осмий содержится в рудах месторождений обоих типов. Месторождения первого типа особенно распространены на Урале, второго типа – в Садбери (Канада) и в районе г. Норильска. Дунитовые месторождения находятся также в Южной Африке, Колумбии и США. В настоящее время руды медно-никелевых сульфидных месторождений являются одним из наиболее важных источников добычи металлов платиновой группы.

Осмий в природе встречается в виде минералов и в рассеянной форме, в виде изоморфной примеси во многих других минералах. Большинство известных минералов осмия связано с массивами ультраосновных пород, расположенных на Урале, в Южной Африке, Колумбии и США.

Основными минералами осмия следует считать природные сплавы иридия и осмия, имеющие собирательное название «осмистый иридий». Классификация различных видов осмистого иридия по их составу дана академиком В.И. Вернадским. По содержанию главных составных частей осмия и иридия ученый выделяет два главных вида: сысертскит (иридистый осмий), в котором преобладает осмий, и невьянскит (осмистый иридий), основной составной частью которого является иридий, Каждый из этих видов В.И. Вернадский делит на подвиды по признаку преобладания одной из второстепенных примесей – платины, рутения или родия.

В отличие от платины осмий не образует крупных месторождений, его кларки в 10-100 раз меньше кларков платины и палладия, что подтверждается соотношением платины и осмия в рудах различных платиноносных месторождений (табл. 3.2).

Месторождения наиболее известных типов осмистого иридия подразделяют на несколько видов.

1. Магматические, связанные:

с платиноносными дунитовыми массивами;

с перидотитовыми массивами;

с норитовым комплексом.

2. Гидротермальные – кварцевые золотоносные жилы.

3. Россыпные: элювиально-делювиальные; аллювиальные.

4. Метаморфизованные, связанные с норитовым комплексом (расположены в ЮАР).

Разнообразие типов месторождений осмистого иридия обусловливает различный состав этого минерала.

Таблица 3.2 Содержание платины и осмия в рудах различных месторождений

Месторождения сульфидных медно-никелевых руд, содержащие металлы платиновой группы, находятся в Садбери (Канада), Бушвельде (ЮАР), в районе Норильска и т. д. Первое детальное описание платиновой минерализации в медно-никелевых сульфидных рудах дано А.Д, Генкиным. Однако формы нахождения осмия в рудах этого типа до настоящего времени изучены недостаточно. Есть основания считать, что осмий, наряду с другими металлами платиновой группы, входит в кристаллические решетки сульфидов.

Установлено, что одним из основных концентратов платиновых металлов является пирротин. Различные разновидности этого минерала содержат значительную часть платины и палладия, изоморфно замещающих в них железо и никель, и, главным образом, редкие платиновые металлы – рутений, родий, иридий и осмий. Высокое содержание пирротина в перерабатываемых медно-никелевых сульфидных рудах свидетельствует о том, что абсолютное содержание в них такого ценного компонента, как осмий, довольно значительно.

Природные объекты, содержащие осмий в заметных количествах, не исчерпываются перечисленными породами и рудами.

Установлено, что изотоп рений-187, содержание которого в природном рении составляет 62,93 %, является радиоактивным и в результате р-распада превращается в изотоп осмий-187. Вследствие этого природные материалы, обогащенные рением, должны содержать повышенное количество осмия. В результате применения оригинальной методики это предположение подтверждено учеными на примере руд Джезказганского месторождения.

Заметные количества осмия определяются и в метеоритах: в каменных – 5-10 -5 и 0,91–10-4 %, в железных – 0,2-10-3 %.

Производство осмия

Итак, несмотря на то, что кларк осмия в земной коре примерно равен кларку платины, объем производства этого редкого платинового металла в мире невелик и составляет без учета запасов бывшего СССР немногим более 100 кг в год. Это объясняется весьма ограниченными и быстро истощающимися запасами осмистого иридия во всем мире, В то же время переработку сульфидных медно-никелевых руд – крупного источника получения осмия – осуществляют по различным технологическим схемам получения меди и никеля. В процессе переработки такого сырья осмий как бы «размазывается» по различным полупродуктам, отвальным шлакам, сбросным и оборотным растворам, пылям и газам. Извлечь осмий из множества указанных продуктов – сложная задача, которая стоит в настоящее время перед химиками и металлургами,

Определение основных продуктов концентрирования осмия на различных переделах металлургического производства и изучение форм нахождения его в каждом агрегатном состоянии представляют значительный интерес в связи с тем, что повышенные концентрации этого металла обусловливают необходимость разработки технологических схем извлечения осмия из того или иного продукта.

Основным источником получения металлов платиновой группы являются сульфидные медно-никелевые руды. Технологические схемы переработки таких руд включают операцию обогащения. Процесс ведут, как правило, способом коллективной флотации с последующим получением селективных никелевого и медного концентратов, а также отвальных хвостов обогащения. Осмий содержится во всех рудных и нерудных минералах, а также в пирротине и магнетите, которые в значительных количествах имеются в медно-никелевых сульфидных рудах.

В процессе обогащения наряду с нерудными минералами пирротин и магнетит частично переходят в отвальные продукты, в которых концентрируются значительные количества осмия и других редких платиновых металлов.

С целью извлечения никеля, меди и снижения потерь платиновых металлов с хвостами обогащения разработана автоклавно-окислительная технология переработки пирротиновых концентратов. Новая технологическая схема предусматривает выделение основной массы железа на головных операциях обогащения руд и получение сульфидного медно-никелевого концентрата, пригодного для пирометаллургической переработки по имеющейся технологии. Химические формы нахождения осмия и поведение их на каждой операции при окислительном выщелачивании концентратов, содержащих пирротин, чрезвычайно сложны.

Интересной особенностью осмия является то, что в технологии производства меди и никеля он распределяется по многочисленным продуктам – растворам, осадкам, шламам, газам и др. С целью концентрирования и последующего извлечения этого металла могут быть применены различные способы – экстракция, сорбция, осаждение, дистилляция.

Наиболее широкое применение экстракционного способа извлечения платиновых металлов обусловлено особыми свойствами платиноидов: склонностью их к комплексообразованию; легкостью перехода из одного валентного состояния в другое, что изменяет экстракционные свойства металлов и дает возможность разделить их; возможностью получения комплексов с разнообразными лигандами, что позволяет изменять знак заряда и, следовательно, применять все основные виды экстракции.

Наряду с экстракцией широко используются сорбционные методы разделения, очистки и выделения редких и благородных металлов. Применение ионного обмена для концентрирования металлов платиновой группы из растворов с большим содержанием примесей ограничивается в основном сорбцией примесей с оставлением платиноидов в растворе. Имеются способы отделения микрограммовых количеств осмия и рутения от меди, железа и никеля с использованием анионного обмена, осмия от рения, галогенокомплексов осмия от других платиновых металлов. Разработан способ извлечения осмия и других благородных металлов сорбцией их на модифицированном целлюлозном волокне. Способ позволяет отделять осмий от неблагородных металлов – никеля, меди, железа, кобальта и др., концентрация которых на три порядка превышает содержание благородных металлов, при извлечении из солянокислых и сульфатных растворов.

Что касается способа осаждения, то с помощью ряда неорганических и органических реагентов, выбор которых зависит от природы раствора, можно количественно осадить осмий из кислых и щелочных сред. Путем обработки щелочного раствора OsО4 избытком сульфида аммония и подкисления смеси соляной кислотой осмий осаждают в виде OsS2 Выделение осмия из раствора в форме его дисульфида можно осуществить также осаждением его сероводородом из кислых растворов, содержащих осмий.

В технологической и аналитической практике для выделения осмия из сложных смесей применяют способ дистилляции. Он основан на способности осмия образовывать летучую четырехокись при окислении твердых и жидких продуктов, содержащих этот металл. Способ дистилляции позволяет отделять осмий от основной массы сопутствующих платиновых и неблагородных металлов. Необходимо учитывать, что образование летучей четырехокиси свойственно не только осмию, но и рутению, Однако применение таких окислителей, как серная кислота – перекись водорода или азотная кислота, позволяет избирательно окислить и отделить осмий и от ближайшего аналога – рутения.

При переработке сульфидных медно-никелевых руд осмий с высокими показателями извлечения концентрируется в файнштейнах. Дальнейшее поведение осмия зависит от технологии переработки файнштейна.

При п и ро металлурги чес кой переработке продуктов флотации файнштейна осмий возгоняется на стадии обжига никелевого концентрата флотации файнштейна и в конце процесса конвертирования медных штейнов частично осаждается в оборотные пыли. При утилизации газов осмий концентрируется в промывной кислоте СКЦ, откуда успешно извлекается в течение многих лет на комбинате «Североникель». На Норильском ГМК газы не подвергаются мокрой очистке, и основная часть осмия теряется безвозвратно.

Гидрометаллургические методы переработки файнштейнов (Falkonbridge, Sumitomo и др.) с использованием гидрохлорирования или автоклавного окислительного выщелачивания создают предпосылки для обеспечения попутного высокого извлечения осмия.

Концентрирование платиновых металлов в файнштейнах применяется и при переработке собственно платиновых руд ЮАР и США. Файнштейны подвергаются окислительному автоклавному выщелачиванию с получением богатых платиновыми металлами остатков, направляемых на аффинаж. В отдельных случаях поведение осмия нуждается в экспериментальном уточнении. Однако, несомненно, при любом распределении осмия между концентратом платиновых металлов, растворами и абгазом возможно организовать его извлечение с незначительными затратами.

Альтернативная технология, запатентованная для собственно платиновых руд, обжиг – хлорное выщелачивание платиновых металлов также позволяет извлечь осмий из газов обжига, что экспериментально подтверждено российскими учеными.

Все перечисленные способы обеспечивают уровень извлечения осмия, приближенный к уровню извлечения платины.

Помимо этих традиционных источников платинометалльного сырья, содержащего осмий, имеется специфическое нетрадиционное сырье, например хромиты офиолитовых массивов, которые характеризуются относительно низким содержанием платины и палладия и высоким содержанием металлов – спутников платины. Содержание осмия в данных рудах в 3–5 раз превышает его содержание в медно-никелевых рудах. При переработке хромитовых концентратов в монохромат методом спекания их с содой и другими добавками осмий практически полностью возгоняется в газовую фазу и может быть выделен в виде богатого концентрата. Учитывая большие масштабы производства монохромата, этот источник позволит получить дополнительно значительное количество осмия.

Осмия предлагают и требуют мало, но возможны перемены

Осмий – наименее потребляемый металл среди платиноидов. В чистом виде он обычно не применяется вообще из-за хрупкости, окисляемости и летучести его окислов.

В сплавах с платиной и палладием его используют для изготовления электрических контактов; в сплавах с вольфрамом, кобальтом и никелем – для производства неистирающихся и коррозионно-устойчивых плавленых технических наконечников, способных выдерживать очень высокие удельные нагрузки. Из сверхтвердых сплавов на основе осмия изготовляют наконечники перьев авторучек, штифты для приборов, иглы компасов, детали часовых механизмов, ответственные части точных измерительных приборов. Эти сплавы, которые заменили применявшийся ранее природный иридосмин, содержат 60 % осмия, небольшое количество рутения, остальное – другие металлы платиновой группы. Некоторое количество осмия используют для изготовления медицинского инструмента.

В связи с высокой каталитической активностью осмий применяют в химической и нефтяной промышленности. Осмий в виде четырехокиси ОзО4 успешно служит мягким окислителем в медицине, биологии, при анализе новых полимерных материалов. Уникальные физические свойства этого металла позволяют применять его в качестве небольших легирующих добавок для придания сплавам особых свойств-прочности, химической стойкости, смачиваемости, пластичности и т. д.

Металлический осмий используется в лампах накаливания Ауера (часто вместе с вольфрамом), а также в качестве катализатора при синтетическом производстве аммиака.

Осмиевая кислота применяется при микроскопических исследованиях животных и растительных тканей, для окрашивания нервных волокон и жировых включений, а также в медицине. В фарфоровой промышленности с использованием осмия получают яркую, сочную черную краску.

Есть сведения о применении осмия в качестве одного из компонентов сплавов, обладающих сверхпроводимостью, о способности этого металла связывать молекулярный азот.

Также он находит применение в некоторых секретных производствах.

Было и такое…

ОСМИЙ ПО СТРАННОЙ ЦЕНЕ

Август 2001 г. В Москве пресечена попытка продать осмий. В руки милиции попал очень экстравагантный вор. При нем оказалась небольшая пробирка, в которой содержалось ровно 2 г этого ценнейшего металла. Если учесть, что в мире используется всего-несколько килограммов осмия, то 2 г в одних-руках приобретают совсем другой вес.

Входе следствия выяснилось, что пойманный с наличным гражданин похитил металл давно – в 70-х годах XX в., когда работал на секретном заводе и имел доступ к осмию. Есть все основания предполагать, что было вынесено большее количество металла.

Надо сказать, что похититель дешево (на его взгляд) оценил свое почти тридцатилетнее ожидание момента, когда можно будет продать украденное и стать богаче: <Я недорого просил, – сказал он, – 23 тысячи долларов за эти два грамма, хотя я знаю, что на Западе один грамм стоит более 150 тысяч. Просто хотелось быстрее реализовать ».

КОНТРАБАНДИСТЫ ИСКАЛИ В МОСКВЕ ПОКУПАТЕЛЕЙ ОСМИЯ

Сотрудники оперативно-розыскного бюро Главного управления МВД по Центральному федеральному округу проводят проверку ряда московских НИИ с целью выявления проведения в них обогащения нелегальной продукции – изотопа осмия-187. 11 января оперативники задержали у одного из столичных коммерческих банков пятерых граждан, у которых была обнаружена ампула с 6 г этого вещества, стоимость 1 г которого на международных рынках колеблется от 200 тыс. до 600 тыс. долл. США.

Рынка сбыта такого металла в России практически нет. По данным оперативников, в странах бывшего СССР существует только одно крупное месторождение руды, содержащее изотопы осмия, – в Казахстане. Изотоп осмия-187 не радиоактивен. Этот металл платиновой группы применяется при производстве ядерного оружия и в аэрокосмической сфере.

В связи с этими происшествиями следует сделать одно замечание – по поводу цены, Изотоп осмия-187, действительно, очень дорог, но все же не настолько. По мнению некоторых специалистов, более реальной представляется цена 510 тыс. долл. за 1 г. Сам же металл (не изотоп) стоит намного меньше – по данным Mining Journal, около 400–450 долл. за унцию. Так что s первом криминальном событии речь шла. видимо, об изотопе осмия. Вместе с тем нельзя исключить, что из-за отсутствия нормального рынка этого редчайшего металла начинают действовать цены спекулятивного черного рынка, а на нем может быть все что угодно.

Как уже было отмечено, осмий, несмотря на ряд уникальных свойств, наименее потребляемый металл из платиноидов,

Широкие исследования по изысканию новых областей применения осмия не проводились ввиду малого масштаба его производства. Однако результаты отдельных работ позволяют ожидать, что, если производство осмия выйдет на новый количественный уровень и, главное, если потребители будут уверены как в стабильности объемов его производства, так и в стабильности поставок, рынок осмия наберет силу. Высокие физические и каталитические свойства осмия дают возможность предположить, что такой вариант развития событий вполне вероятен.

Ряд сибирских ученых установили высокую эффективность использования осмата калия для катализа процессов органического синтеза. В частности, результаты использования осмия в катализаторах нейтрализации выхлопных газов значительно выше, чем у аналогичных устройств на основе платины и палладия. Эти области потребления могут полностью поглотить все мировое производство осмия даже при значительном его расширении,

Но можно ли обеспечить существенное увеличение выпуска осмия и его стабильные поставки?

Важнейшая задача в этом направлении – разработка технологий, уменьшающих потери металла при его извлечении из различного сырья, Низкое по сравнению с другими платиновыми металлами извлечение осмия обусловлено его специфическим технологическим поведением: образованием в окислительных пирометаллургических процессах летучего тетраоксида осмия, повышенными потерями с кеками и растворами, что способствует его техногенному рассеянию.

Особенно низкое извлечение его наблюдается при переработке медно-никелевых сульфидных руд, так как осмий теряется не только в процессе обогащения и металлургической переработки этого сырья, но и при обогащении анодных шламов – продуктов, наиболее богатых платиновыми металлами. Значительные потери осмия обусловлены тем, что поведение осмия в процессах пиро-и гидрометаллургической переработки медно-никелевого сырья изучено недостаточно. Перед исследователями стоит задача – систематически и детально изучать химию осмия, поведение и формы нахождения его на различных этапах переработки сырья, содержащего платиновые металлы.

В настоящее время поставщиками продукции на основе осмия являются более 40 компаний. Учитывая небольшие количества производства осмия, можно полагать, что большинство этих компаний ограничивается граммовыми или первыми килограммовыми количествами. Наиболее крупные производители осмиевой продукции за рубежом – компании Alfa Aesar, Johnson Matthey, Degussa Merck, Sigma-Aldnch и др.

Анализ данных о платине позволяет сделать достаточно оптимистический вывод. С учетом того, что мировое производство платины составляет более 130 т в год и в ближайшее время по прогнозу может достигнуть 200 т в год, объем производства осмия также может в принципе вырасти до 2 т и более в год.

Определенные надежды связывают и с производством монохромата; как сказано выше, этот источник может дать значительное количество осмия.

Обзор конъюнктуры рынка платиновых металлов и, в частности, осмиевого рынка показал, что наиболее востребованными в мире формами осмия являются металлический осмий, осмат калия и тетраоксид осмия. Ниже приведены характеристики некоторых соединений осмия.

В институте «Гипроникель» разработаны технологии получения этих аффинированных товарных форм осмиевой продукции непосредственно из полупродуктов комбината «Североникель». Таким образом, значительное увеличение выпуска осмия и стабилизация его поставок возможны без существенных капитальных вложений в рамках применяемой в России технологии за счет использования внутренних ресурсов. Одновременно целесообразно организовать исследования по изучению наиболее рационального использования осмия, изысканию новых областей его применения и наладить выпуск наиболее перспективных в настоящее время форм осмиевой продукции.

Иридий – яркий представитель МПГ

Краткая история второго английского дубля

Иридий и в природе, и в истории соседствует с героем предыдущей главы – осмием.

Оба металла примерно в одно время (около 1804 г.) открыл английский химик Смитсон Теннант.

Исследуя черный порошок, остающийся после растворения самородной платины в «царской водке», он сначала выделил из него осмий, соли которого отличались резким запахом. Затем ученый занялся песчинками, запах которых был еле уловим, и определил, что в них осмий, так же как железо и платина, оказался лишь примесью, а что было главным-это предстояло выяснить.

После множества опытов Теннант получил хлорид неизвестного вещества, а из него металл, который по некоторым физическим свойствам был похож на осмий, но отличался от него хрупкостью, а главное – своими химическими свойствами. Наиболее приметным было то, что соли этого металла имели яркую многоцветную окраску. Это и определило выбор названия – иридий (от греческого iris – радуга, радужный).

Так получилось, что открытие Теннантом нового металла привело к отмене другого элемента, над которым в тот же период работали видные французские химики А. Фуркруа и Л. Вокелен. В отличие от Уильяма Волластона, Теннант не был сторонником засекречивания своих достижений или, тем более, превращения их в шутку. Он открыто и, главное, очень убедительно продемонстрировал новые металлы и процессы их получения, и французские ученые его поддержали. Для них это было морально нелегко, но по-научному честно. Они сообщили, что тоже изучали нерастворимый остаток платиновой руды и сделали вывод о содержании в нем неизвестного элемента. Ему даже дали имя «птен» – крылатый, но до конца исследование не довели из-за странностей в поведении нового элемента. Теперь стало 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.

Так, открыв осмий и иридий, Теннант, вслед за своим соотечественником Волластоном, тоже совершил «дубль» в науке-семейство платиноидов пополнилось еще двумя металлами.

Свойства, запасы и применение иридия

Иридий относится к тяжелым платиноидам, по основным характеристикам (плотность, температура плавления и др.) он лишь немного уступает признанному уникальным осмию.

Атомная масса иридия 192,2.

Плотность 22,42 г/см3.

Скрытая теплота плавления при 2300 °C составляет 109,25 Дж/г.

Твердость иридия по шкале Мооса 6,0–6,5. Температура кипения выше 4400 °C. Температура плавления 2450 °C.

Металлический иридий плавится в кислородно-водородном пламени в обычной известковой печи, В пламени светильного газа и кислорода не плавится.

Коэффициент линейного расширения иридия при повышении температуры на 1 °C в интервале температур от 0 до 100 °C составляет 0,0000067.

Природа бедна иридием: земные запасы его не превышают миллионных долей процента. Один из основных источников его получения – осмистый иридий.

Минералы группы осмистого иридия генетически связаны главным образом с ультраосновными изверженными породами (дунитами и перидотитами), в которых они встречаются в тесной ассоциации с минералами группы платины, хромшпинелидами, изредка с сульфидами меди. Известны находки осмистого иридия также в гидротермальных кварцевых золотоносных жилах (встречались сростки невьянскита с золотом).

При выветривании руд осмистый иридий вследствие химической устойчивости вместе с минералами группы платины и золотом переходит в россыпи. Он широко распространен в платиноносных россыпях Свердловской области (Невьянский, Сысертский и другие районы). В незначительных количествах осмистый иридий присутствует во многих золотоносных россыпях Урала, Сибири, а также в россыпях штатов Калифорния и Орегон (США), Британской Колумбии (Канада), Бразилии и в других местах. На о-ве Тасмания (Австралия) известны россыпи, в которых минералы группы осмистого иридия преобладают над платиновыми минералами. Попутно с золотом они добываются в месторождении Витватерсранд (Южная Африка).

В наше время чистый иридий выделяют из самородного осмиридия и остатков платиновых руд, но прежде из них, действуя различными реагентами, извлекают платину, осмий, палладий и рутений и лишь после этого наступает очередь иридия. Полученный при этом порошок либо прессуют в полуфабрикаты и сплавляют, либо переплавляют в электрических печах в атмосфере аргона. При обычной температуре иридий хрупок и не поддается никакой обработке, но в горячем состоянии может подвергаться ковке.

Во всем мире производится около 1 т этого металла в год. Это обстоятельство сдерживает спрос и сужает сферы использования иридия. Другим фактором, который осложняет применение иридия, является упомянутая хрупкость. Склонность к хрупкому межзеренному разрушению (ХМР) – одна из главных причин плохой обрабатываемости иридия.

В иридии технической чистоты снижение пластичности происходит за счет сегрегации примесей по границам зерен, что делает такой металл практически необрабатываемым. В высокочистом поликристаллическом иридии ХМР также вызывает снижение пластичности по сравнению с монокристаллом, но сегрегация примесей наблюдается далеко не на всех границах зерен. Иными словами, в таких случаях границы зерен в металле сами по себе являются «опасными» местами. В качестве причины склонности к хрупкости рассматривается торможение дислокаций на границах зерен из-за их специфической структуры.

Существуют два способа подавления межзеренной хрупкости или повышения обрабатываемости иридия. Первый-путем микролегирования повысить «прозрачность» границ для дислокаций. Второй – вывести границы зерен из материала, т. е. вырастить массивный монокристалл, и не допускать рекристаллизации металла при термомеханической обработке. Последний способ применяется, например, на Екатеринбургском заводе ОЦМ, что позволяет получать изделия из иридия любых требуемых размеров и форм.

Поэтому, несмотря на значительные, но преодолимые трудности, иридий используется в целом ряде сфер. И надо сказать, что ему находили применение еще в XIX в.

Если вспомнить о выпуске в России в 1828 г. первой платиновой монеты, то следует отметить, что тот белый червонец не был чисто платиновым, хотя на нем и была надпись: «2 зол. 41 дол, чистой уральской платины». На деле же монета содержала около 97 % платины и 1,2 % иридия (остальное составляли палладий, родий, медь и железо). Это было, если так можно сказать, анонимное применение иридия. Но в том же веке для него было найдено официальное и важное назначение – материал для эталонов мер и весов.

Известно, что такие эталоны должны обладать неизменяемыми с течением времени объемом и длиной, иметь достаточную механическую прочность и не иметь на поверхности даже легких следов окислов. Этим требованиям наилучшим образом отвечал сплав платины и иридия.

Еще в 1872 г. Международная метрическая комиссия постановила изготовить 31 эталон длины – «архивный метр» в виде брусков из сплава платины с 10 % иридия, а через 17 лет в качестве прототипа килограмма была утверждена гиря, выполненная из того же платиноиридиевого сплава, а международными эталонами стали 40 ее точных копий, которые поступили в хранилища разных городов.

В XX в, «архивный метр» был отменен (в 1960 г эталоном метра стала длина, равная 1650763,73 длины волны оранжевого излучения атома изотопа крилтона-86), но платиноиридиевая гиря в форме цилиндра диаметром и высотой 39 мм до конца столетия оставалась международным эталоном килограмма.

В наши дни иридий благодаря своим уникальным свойствам находит применение прежде всего там, где он незаменим в качестве конструкционного материала изделий, эксплуатируемых в агрессивных средах и при высоких температурах. Обычно для этих изделий используются сплавы иридия с платиной. Основная область применения иридия – в качестве контейнерного материала, который может успешно эксплуатироваться до температуры 2100 °C. Из него изготовляют, например, тигли для выращивания оксидных монокристаллов.

Освоены технологии изготовления тиглей из металла электронно-лучевой плавки, монокристаллической заготовки, а также тиглей, полученных методом гальванопластики. На эти цели идет около 40 % общего потребления иридия.

Кроме тиглей изготовляются контейнеры для малогабаритных источников тепловой и электрической энергии, обмотки для электропечей, катодов, другие изделия.

Наиболее ходовыми являются сплавы платины с 1, 5, 10, 15, 20 и 25 % иридия.

Для производства искусственного шелка применяются фильеры из сплава платины с 2,5 % lr. Этот сплав обладает твердостью по Бринеллю около 45 кгс/мм2 и сопротивлением разрыву около 20 кгс/мм2.

Сплавы с 20–25 % иридия используются для изготовления магнето авиационных и других моторов.

Сплавы платины с 5-10 % иридия применяются в ювелирной промышленности.

Несколько лет назад сплавам с иридием была предложена новая ответственная роль в медицине: из них изготовили зажимы электродов электрических стимуляторов сердечной деятельности. Электроды вживляются в сердце человека, страдающего стенокардией; в теле больного находится и крохотный приемник, присоединенный к электродам и генератору с кольцевой антенной, закрепляемой рядом с приемником (генератор же может располагаться, например, в кармане костюма). Как только начинается приступ стенокардии, больной включает генератор. Поступающие при этом в кольцевую антенну импульсы передаются в приемник, из него – на электроды, а затем через платиноиридиевые зажимы – на нервы, которые заставляют сердце работать активнее.

Многие ценные свойства присущи и сплавам иридия с другими металлами. Незначительные добавки иридия к вольфраму и молибдену позволяют им сохранять прочность при высоких температурах.

Термоэлементами с парой иридий – рутений можно измерять температуру в пределах от 1600 до 2000 °C и выше.

Сплав осмий-иридий благодаря твердости и отсутствию магнитных свойств применяется для изготовления морских компасов.

Окись иридия используется в живописи по фарфору для придания ему черного цвета.

Продолжаются закупки иридия для использования в нейтрализаторах, установленных на автомобильных двигателях прямого впрыска, однако ожидается, что в будущем они снизятся в связи с введением более строгих экологических нормативов по выхлопам в Европе и Японии. У двигателей прямого впрыска могут возникнуть определенные проблемы с соответствием новому законодательству, и представляется вероятным, что, хотя будут найдены новые каталитические комбинации, они не потребуют использования иридия.

В других областях автомобильной промышленности ожидается увеличение использования платиново-иридиевых сплавов для электродов свечей зажигания. Испытания показали, что ресурс таких электродов может достигать 250 тыс, км пробега и более.

Иридий применяется также для изготовления точных измерительных приборов, лампочек накаливания, наконечников для перьев и хирургических инструментов, игл для шприцев, неамальгамирующих катодов. Правда, есть вероятность замены иридия в некоторых изделиях. Например, сплав платины с 10 % иридия, применяемый для изготовления игл медицинских шприцев, может быть заменен сплавом палладия с платиной, так как иглы работают при малых температурах и в условиях, не вызывающих интенсивной коррозии. В электротехнических приборах, в которых сплав платины с 10 % иридия используется в качестве контактов, иридий может быть заменен палладием.

Весьма перспективны прочные и износостойкие иридиевые покрытия. Сегодня их применяют реже, чем, скажем, платиновые, палладиевые, родиевые. Это объясняется технологическими трудностями, возникающими при нанесении иридия на другие металлы. Иридиевое покрытие можно получить электролитическим путем из расплавленных цианидов калия и натрия при температуре 600 °С. Несколько проще другой способ – плакирование. В этом случае на тот или иной металл накладывают тонкий слой иридия, а затем образовавшийся «бутерброд^ попадает под горячий пресс, в результате чего покрытие прочно прилипает к основному металлу. Сходным способом изготовляют и иридированную проволоку: на заготовку из вольфрама или молибдена надевают «рубашку» – иридиевую трубку и горячей ковкой с последующим волочением получают биметаллическую проволоку нужной толщины. Такая проволока служит для производства управляющих сеток в электронных лампах.

Разработан и химический способ нанесения иридиевых покрытий на металлы и керамику. При этом на поверхность изделия наносят раствор комплексной соли иридия, например с фенолом или другим органическим соединением, и в контролируемой атмосфере нагревают изделие до 350400 °C; органическое вещество улетучивается, а слой иридия остается.

В чистом виде либо в союзе с другими металлами иридий находит применение в химической промышленности: иридиево-никелевые катализаторы помогают получать пропилен из ацетилена и метана; платиновые катализаторы, в состав которых входит иридий, ускоряют реакцию образования окислов азота в процессе получения азотной кислоты.

Другой областью, где используется иридий, является производство радиоизотопа иридий-191, применяемого в качестве датчика для контроля различных материалов и процессов, в том числе и в медицине. В настоящее время известно 15 изотопов этого элемента с массовыми числами от 182 до 198. У самого тяжелого изотопа – самая короткая жизнь: его период полураспада меньше минуты. Любопытно, что период полураспада иридия-183 – ровно час. Стабильных же изотопов у элемента всего два – иридий-191 и иридий-193. На долю более «весомого» из них в природной смеси приходится примерно 62 % атомов.

Изотопы иридия находят все новые области применения. Например, несколько лет назад во Франции специалисты Центра атомных исследований разработали гамматрон – прибор, позволяющий следить за состоянием мостов, плотин и других сооружений из железобетона: под действием гамма-лучей радиоактивного иридия-192 на стеклянной пластинке, покрытой светочувствительным слоем, появляется четкое изображение «внутренностей» контролируемых узлов и деталей, С помощью подобных дефектоскопов проверяют качество металлических изделий и сварных швов: на фотопленке фиксируются все пустоты, непроверенные места и инородные включения. В доменном производстве малогабаритные контейнеры с тем же изотопом иридия служат для контроля уровня материалов в печи.

В России изотоп иридия-192 также применяется для подобных целей. В октябре 2000 г, об этом стало известно из хроники происшествий. Сначала речь не шла о криминале, скорее всего причиной опасного случая стала халатность, но она, как и простота, иногда хуже воровства.

Было и такое…

ТЕПЕРЬ В АМУРЕ ЕСТЬ ИРИДИЙ?

В р. Амур, в Хабаровском крае, затонула баржа, на борту которой, помимо контейнеров с оборудованием, находился контейнер с радиоактивным элементом иридий-192. Радиационный фон в районе затопления баржи находится в норме. К поиску контейнера приступили водолазы. Правда, их работу на 10-метровой глубине затрудняет сильное течение. Специалисты утверждают, что при аварии контейнер должен сохранить герметичность. Опрокидывание баржи произошло на повороте реки. При сильном течении и возникших волнах баржа стремительно затонула, опустившись на глубину 10 м. При аварии никто не пострадал, однако на речном дне оказалось 220 бочек с нефтепродуктами и трехтонный контейнер с двумя источниками ионизирующего излучения – изотопом иридий-192, предназначавшимся оборонному предприятию ОАО «Николаевский-на-Амуре судостроительный завод». Иридий-192 используется на заводе при изготовлении дефектоскопов, оценивающих надежность сварных соединений, Что стало причиной аварии – халатность капитана или перегруженность баржи, еще предстоит выяснить. Между тем известно, что ущерб Николаевского-на-Амуре судостроительного завода, которому принадлежало все затонувшее оборудование, составил 1,5 млн долл.

По предварительным данным, герметичность контейнера, рассчитанного на экстремальные нагрузки, не нарушилась. Однако Дальневосточный региональный центр) МЧС России предпринимает экстренные меры к его поднятию. Одновременно идет «отлов» бочек с маслом, пока они целы. Сложнее обстоит дело с контейнерам: водолазы, спускавшиеся к барже, не смогли подвести тросы под ее корпус из-за того, что видимость на дне Амура на этом участке очень слабая. Зафиксировать приспособления для подъема судна в нужном положении мешает и сильное течение. Тем не менее спасатели намерены поднять баржу и контейнер в самые ближайшие дни.

По имеющимся данным, контейнер с изотопом все-таки подняли и в Амуре теперь нет иридия. Видимо.

Иридий в конце ХХ – начале XXI В

До настоящего времени в промышленно развитых и развивающихся странах произведено 20 т иридия чистотой 99,999,95 %, из них 10–20 % из осмиридиума, встречающегося в месторождениях Колумбии, Японии, Зимбабве, Эфиопии, Тасмании и Бразилии.

Спрос на иридий по отраслям, тыс. унций

По дачным компании «Джонсон Мали».

Как видно из приведенных данных, мировое потребление иридия составляет около 3,5 т. Наибольшее количество используется в химической промышленности – 32 %, в электротехнике – 26 %, в нейтрализаторах – свыше 6 % и других отраслях промышленности примерно 36 %. Цена на иридий в 2000 и 2001 гг. составляла около 415 долл. США за тройскую унцию. Правда, к концу 2001 г. она стала снижаться до 408 долл. в ноябре и 395 долл. в декабре, а к марту 2002 г. опустилась до 360 долл. за унцию.

Рутений – от латинского Россия

Научный подвиг казанского ученого

В 1804 г. закончился период крупных открытий в группе платиноидов. Два знаменитых англичанина, давших миру четыре металла, продолжали жить и работать, но заметных результатов их труды больше не принесли. Другие ученые пытались найти что-то еще в платиновой руде и, бывало, находили, спешили дать название новому веществу, но потом приходилось от него отказываться, поскольку все оказывалось ошибочным, Так случилось, например, с профессором Дерптского университета Готфридом Вильгельмом Озанном, который, как ему показалось, нашел в уральской платине три новых вещества, одно из которых он назвал рутений. От всех трех Озанн вскоре отрекся: ничего нового в них не обнаружилось, все были плохо очищенными уже известными элементами.

И все-таки платиноидов оказалось не пять, а шесть. Доказал это профессор Казанского университета Карл Клаус.

Из Большого энциклопедического словаря: Клаус Карл Карлович (1796–1864), химик, член-корреспондент Петербургской АН (1861). Открыл (1844) химический элемент рутений, описал его свойства и определил атомную массу. Труды по химии платиновых металлов. Известен как ботаник, одним из первых применил (1851) количественные методы в сравнительной флористике.

К открытию Клаус шел долго. Поддержку своим научным интересам он нашел в Казанском университете. Его ректор, известный математик, создатель неевклидовой геометрии Н.И.Лобачевский энергично привлекал к работе способных людей.

В 1840 г. Клаус заинтересовался проблемами переработки уральской платиновой руды. По его просьбе петербургский Монетный двор прислал ему пробы платиновых остатков – нерастворимого осадка, образующегося после обработки сырой платины «царской водкой». «При самом начале работы, – писал позднее ученый, – я был удивлен богатством моего остатка, ибо извлек из него, кроме 10 % платины, немалое количество иридия, родия, осмия, несколько палладия и смесь различных металлов особенного содержания…»

Он был так поглощен исследованиями, что, по его словам, «…внешний мир исчез из кругозора… Два полных года я кряхтел над этой работой с раннего утра до поздней ночи, жил только в лаборатории и неутомимый труд принес свои плоды».

И здесь уместно привести цитату, дающую картину того, как происходило открытие рутения.

«Исследуя ту часть сплава остатков с селитрой, которая нерастворима в воде, – пишет Клаус, – я смешал жидкость (полученную после отделения осмиевой кислоты) с раствором поташа до щелочной реакции, получил обильный осадок водной окиси железа желто-бурого цвета, который я оставил на несколько дней в жидкости, причем он получил черно-бурый цвет. Это окрашивание приписывал я осадившейся окиси иридия, но подозревал в ней также присутствие некоторого количества окиси родия, и потому я собрал нечистую окись железа, растворил ее в соляной кислоте и получил темный, пурпурово-красный, почти черный, непрозрачный раствор. Это явление удивило меня потому, что ни одна из известных мне окисей не растворяется в кислотах таким цветом. Из этого раствора получил я через прибавление цинка металлический порошок, который вел себя не так, как иридий и родий, а именно: смешанный с поваренной солью и обработанный хлором, при калильном жаре, он дал черно-бурую массу, растворившуюся в воде померанцево-желтым цветом. Этот раствор, цвет которого легко можно было различить от растворов иридия и родия и смеси растворов обоих металлов, дал с аммиаком черный бархатный осадок и, обработанный сероводородом, при отделении черного сернистого металла, получил густой сапфирово-синий цвет. Ни иридий, ни родий, и ни один из других металлов не вел себя таким образом. Хлористый калий и аммоний дали с этим веществом труднорастворимые соли, которые не отличались от двойных солей двуххлористого иридия, Такое сходство побудило меня сначала принять металл за нечистый иридий, но необыкновенные реакции могли произойти и от неизвестного мне тела…»

Так началась погоня за «телом», которое от синей окиси иридия отличалось сапфировым оттенком, а в соединении с аммиаком, как выяснилось позднее, обладало вкусом «еще более едким, чем у едкого калия».

Задачу несколько облегчило лишь то, что Клаус имел возможность (и терпение) многократно повторять опыты. 15 фунтов остатков было сплавлено с селитрой и при дальнейшей обработке получено 150 л раствора, содержащего иридий и неизвестное тело. При смешивании с сильнонасыщенным раствором поташа образовался белый осадок.

Нерастворимая часть состояла из кремнезема, содержащего титановую кислоту и, вероятно, цирконовую землю.

Тщательно изучая раствор, полученный при обработке белого порошка соляной кислоты, Клаус получил вещество, которое, «будучи сварено с азотной кислотой, давало померанцево-желтый раствор, окрашиваемый сероводородом в синий цвет».

Так не вело себя никакое известное вещество. При дальнейших долгих опытах были получены «кусочки серовато-белого цвета с металлическим блеском, похожие, но более темные, чем иридий»

Клаус назвал этот металл рутением «в честь нашего отечества» (по-латыни Rutenia – Россия),

«Более целого года трудился я, но наконец открыл легкий и верный способ добывания нового металла рутения на изучение его свойств и соединений».

Любопытно, что для верности Клаус отправил в Стокгольм полученные образцы, чтобы заручиться мнением известного и авторитетного в то время химика Якоба Берцелиуса. Не сразу, со второго захода, но одобрение было получено. Более того, шведский ученый написал Клаусу; «В наше время очень принято, если кому-либо удалось сделать настоящее открытие, вести себя так, как будто не нужно упоминать о прежних работах… в надежде, что ему не придется делить честь открытия с каким-либо предшественником. Это плохое обыкновение, и тем более плохое, что преследуемая им цель все же ускользает. Вы поступили совсем иначе. Вы упомянули о заслугах Озанна и выдвинули их, причем даже сохранили предложенное им название. Это такой благородный и честный поступок, что Вы навсегда вызвали во мне самое искреннее глубокое почтение и сердечную симпатию, и я не сомневаюсь, что у всех друзей доброго и справедливого это встретит такой же отклик…»

25 октября 1844 г. на заседании Академии наук в Петербурге было торжественно объявлено об открытии нового элемента, 57-го по общему счету и первого в нашей стране,

Весь мир облетело сообщение о «русском члене платинового семейства». К этому времени уже было получено 6 г рутения.

Клаус продолжал исследования. Получив в подарок платиновую руду из Южной Америки, он обнаружил в ней рутений, доказал, что этот элемент не составляет специфической особенности уральской руды и оставался не замеченным всеми, кто изучал американские платиновые месторождения. Там. как и на Урале, «собственных» минералов рутения не нашли. Удалось установить, что рутений входит в состав некоторых минералов осмия и иридия (его в рутениевом невьянските и в рутениевом сысертските до 15 %).

Демидовская премия Академии наук за 1845 г. была единогласно присуждена Клаусу, а проделанная им работа охарактеризована как научный подвиг.

Свойства рутения

Рутений – металл серебристо-белого цвета, напоминающий платину.

Атомная масса – 101,07.