Путешествие в Страну элементов

Американский инженер Фраш предложил оригинальное решение. Через систему вложенных друг в друга труб под землю нагнетали перегретые пары воды, которые расплавляли серу и выталкивали ее на поверхность. Так в прошлом веке на небольшом полуострове Флорида забил фонтан чистой расплавленной серы.

В отличие от американских месторождений каракумская сера содержит значительные примеси кварцевого песка; поэтому все известные способы были в данном случае неприемлемыми. Советский инженер Волков нашел выход из положения. Он соорудил простой аппарат, чем-то напоминающий обычный самовар. Этот сосуд заполняли размельченной рудой, которую смешивали с водой и начинали кипятить. Расплавленная сера собиралась внизу и выливалась из «самовара» ровной и чистой струей. В заводских условиях этот способ был усовершенствован. «Самовар» заменили герметически закрывающимся котлом-автоклавом.

Такими способами получается почти стопроцентно чистая сера с ничтожной примесью золы и совсем микроскопическими следами мышьяка и селена. Но первичный продукт — комовая сера, «почти чистая» — еще нуждается в очистке. Для этого используют метод перегонки. В особых камерах серу расплавляют. Твердые частицы опускаются на дно камеры, а жидкая сера поступает в особые чугунные реторты, в которых доводится до кипения. В зависимости от того, как происходила конденсация серы из паров, получается или так называемый серный цвет, или черенковая сера.

Такая рафинированная сера находит широкое применение в жизни человека.

«Огненный камень»

…С трудом добывали огонь первобытные люди. По картинкам в учебниках истории мы представляем себе закутанного в шкуры человека, который высекает искры, ударяя кремнем по камню.

С этим камнем были хорошо знакомы и древние греки. За ярко-желтый цвет, а может быть, за способность под ударом кремня испускать сноп искр они называли его пиритом, что означает огонь.

Коробка спичек избавляет нас от необходимости думать о добыче огня. Но древнейшие пиритные огнива дожили и до наших дней. У эскимосов полярной Америки до сих пор находит употребление «огненный камень».

Трудно переоценить роль пирита в эволюции человеческой жизни. В глубокой древности он помог людям получить огонь. Тем самым они поднялись на более высокую ступень культурного развития. Но так же трудно представить без этого минерала и современное хозяйство. Серный колчедан (так еще называют пирит) — основа сернокислотного производства.

Химическая формула пирита FeS₂. Это так называемый полисульфид железа. Его залежи в земной коре весьма значительны.

Отнимем у молекулы серного колчедана один атом серы. Яркие «огненные» кристаллы пирита превратятся в черные хрупкие кристаллики сернистого железа FeS.

Сернистое железо как минерал не встречается фактически на Земле. Это «гость из космоса»; сульфид железа содержится в основном в метеоритах. Сернистое железо долгое время представляло загадку в металлургии. Даже незначительные его примеси делали сталь ломкой и непригодной для дальнейшей обработки.

Секрет знаменитого русского и шведского железа XVIII века заключался именно в том, что оно делалось из бессернистых руд.

Другой важный сульфид — известная еще в глубокой древности киноварь, сернистая ртуть. За ярко-красный цвет индийцы назвали ее «драконовой кровью». В древней Руси киноварь была одной из самых распространенных минеральных красок: переписчики книг писали ею заставки.

Сера и ртуть легко соединяются между собой. Такое сродство было подмечено еще очень давно, как, впрочем, и обратный процесс — получение ртути из киновари. На основании исторических источников можно считать, что реакция эта была известна еще Демокриту. Во всяком случае, и по сей день природной киноварью пользуются как исходным сырьем для получения ртути.

Близкий родственник киновари — сернистый цинк. Немецкие рудокопы назвали его «цинковой обманкой» за то, что он бывает прозрачным и совсем не напоминает обычную сернистую руду.

Сульфид цинка обладает весьма интересными свойствами. Если его обработать особым способом, он начинает светиться в темноте, фосфоресцировать. Сульфид цинка непосредственно светится под действием рентгеновских или радиоактивных лучей. Эта особенность ZnS широко применяется в рентгеновской технике и при работе с радиоактивными элементами.

Например, с помощью небольшой пластинки, на которую был нанесен тонкий слой сернистого цинка, впервые удалось зрительно наблюдать альфа (α) — распад радиоактивных атомов. Ядра гелия (альфа-частицы), ударяясь о пластинку, вызывали вспышки (сцинтилляции). На этом принципе основано устройство специального прибора для изучения радиоактивности — спинтарископа.

Цинковая обманка, свинцовый блеск PbS и медный колчедан Cu₂S являются основным сырьем для получения соответствующих металлов цинка, свинца и меди.