Материалы размещены исключительно с целью ознакомления учащихся ВУЗов, техникумов, училищ и школ.
Главная - Наука - Биология
Венецкий С.И. - О редких и рассеяных

Скачать книгу
Вся книга на одной странице (значительно увеличивает продолжительность загрузки)
Всего страниц: 57
Размер файла: 382 Кб
Страницы: «« « 17   18   19   20   21   22   23   24   25  26   27   28   29   30   31   32   33   34   35  » »»

образовывало соединение с сурьмой, которое затем обрабатывали струей
воздуха - сурьма улетучивалась в виде трехокиси, и получалось чистое
золото. Этот способ существовал до XVIII века.
  В земной коре сурьмы немного - всего 5состав примерно ста минералов, самый распространенный из которых -
сурьмяный блеск (он же антимонит, он же стибнит), содержащий более 70 %
сурьмы и служащий основным промышленным сырьем для ее получения. Другие
важные минералы этого элемента - кермезит, сервантит (сурьмяная охра),
валентинит.
  Зафиксированы случаи присутствия сурьмы в составе метеоритов, а вот на
Солнце, где спектральным анализом уже обнаружены многие элементы, сурьму
пока найти не удалось.
  Значительные месторождения сурьмяных минералов расположены в Китае,
Чехословакии, Боливии, Мексике, Японии, США, в ряде африканских стран. В
дореволюционной России сурьму совсем не добывали, да и месторождения ее
были не известны (в начале XX века Россия ежегодно ввозила из-за границы
почти по тысяче тонн сурьмы). Правда, еще в 1914 году, как писал в своих
воспоминаниях видный советский геолог академик Д. И. Шербаков, признаки
сурьмяных руд он обнаружил в Кадамджайском гребне (Киргизия). Но тогда
было не до сурьмы. Геологические поиски, продолженные ученым спустя почти
два десятилетия, увенчались успехом, и уже в 1934 году из кадамджайских
руд начали получать трехсернистую сурьму, а еще через год на опытном
заводе была выплавлена первая отечественная металлическая сурьма. Уже к
1936 году полностью отпала необходимость в покупке ее за рубежом.
  Получить сурьму из руды или концентрата - дело несложное: с помощью железа
ее вытесняют из сульфидов, а углерод помогает ей расстаться с кислородом
окисла. Можно воспользоваться и гидрометаллургическими методами: перевести
сурьму сначала в раствор, а затем извлечь ее путем электролиза. Но беда в
том, что получаемая всеми этими способами сурьма не блещет чистотой:
содержание в ней примесей (железа, меди, мышьяка, серы и других) достигает
порой 10-15 %.
  На такой товар охотников найдется немного, поэтому черновую сурьму
приходится подвергать очистке. Ее снова расплавляют, добавляя в печь такие
вещества, которые активно взаимодействуют с примесями: серу связывают
железом, мышьяк выгоняют содой, а железо и медь покорно удаляются после
вмешательства сернистой сурьмы. Этот метод называется огневым
рафинированием.
  Известен другой метод очистки - электролитический. Ток, проходя через
электролит, которым заполнены большие ванны, проявляет особое внимание к
атомам сурьмы и препровождает их на один из электродов (катод), где они
тесно "прижимаются" друг к другу. К примесям же такого почтения нет, и им
приходится оставаться в растворе.
  Рафинированная сурьма содержит уже не более 0,5 - 0,8% чужих атомов, но и
такой металл удовлетворяет не всех потребителей: для полупроводниковой
промышленности, например, требуется сурьма 99,999 %-ной чистоты. Чтобы
получить ее, применяют кристаллофизический метод очистки - зонную плавку.
Длинный цилиндрический слиток сурьмы укладывают в графитовый контейнер (в
виде корытца) и помещают в кварцевую трубку, вокруг которой расположен
кольцевой электрический нагреватель. В процессе плавки нагреватель
перемещается относительно слитка, расплавляя поочередно все новые и новые
порции металла. Когда "покинутая" нагревателем порция сурьмы застывает,
все содержащиеся в ней примеси перебираются в следующую зону, где металл
находится в жидком виде. Это происходит в силу физического закона, по
которому при кристаллизации вещества примеси "не имеют права" застывать
вместе с ним, а должны оставаться в жидкой фазе. (За примерами ходить
далеко не надо: ледяной панцирь, покрывающий зимой северные моря, не
содержит солей, хотя в морской воде их довольно много). Постепенно
перемещаясь вместе с зоной расплавленного металла, все примеси в конце
концов оказываются на краю слитка. Эту часть его отрезают, а всю остальную
сурьму - теперь уже сверхчистую - сдают на склад готовой продукции.
Впрочем иногда, в особо ответственных случаях, зонную плавку повторяют
несколько раз. Для соблюдения химической стерильности процесс ведут в
атмосфере инертного газа (аргона), не желающего вступить ни в какие
реакции.
  Подвергнутый многостадийной очистке металл способен удовлетворить самого
взыскательного потребителя. Не случайно на Всемирной выставке в Брюсселе,
проходившей в 1958 году, сверхчистая сурьма Кадамджайского комбината была
признана лучшей в мире и утверждена в качестве мирового эталона.
  Именно такую сурьму используют как легирующую добавку (всего-навсего
0,000001 %!) к одному из важнейших полупроводниковых материалов -
германию, что заметно улучшает его качество. Но если в ней на тысячу
атомов окажется хотя бы один атом меди, то добавка вместо пользы принесет
только вред. Вот почему прежде чем попасть на заводы, изготовляющие
полупроводниковые приборы, сурьма и проходит тот длинный путь, о котором
было рассказано выше. Кстати, некоторые ее соединения (в частности, с
галлием и индием) - сами отличные полупроводники. Многие полупроводниковые
материалы, содержащие сурьму, были получены в условиях невесомости на
борту советской орбитальной научной станции "Салют-6" и американской
станции "Скайлэб".
  На изготовление полупроводников расходуется сравнительно немного сурьмы.
Основное ее количество идет на производство разнообразных сплавов - их
насчитывается около двухсот. Еще в трудах крупнейшего металлурга
средневековья Георга Агриколы, жившего в XVI веке, мы находим такие
строки: "Если путем сплавления определенная порция сурьмы прибавляется к
олову, получается типографский сплав, из которого изготовляется шрифт,
применяемый теми, кто печатает книги". И сегодня сплав свинца с сурьмой и
оловом (гарт) - непременный атрибут любой типографии. Расплавленная
сурьма, в отличие от других металлов (кроме висмута и галлия), при
затвердевании увеличивает свой объем. Поэтому при отливке шрифта
типографский сплав, содержащий сурьму, застывая в литейной матрице,
расширяется, благодаря чему плотно ее заполняет и, следовательно, очень
точно воспроизводит зеркальное изображение буквы, цифры или какого-либо
иного знака, который затем, при печати, должен быть перенесен на бумагу.
Помимо этого, сурьма придает типографскому сплаву твердость и
износостойкость - весьма важные свойства, если учесть, что каждая литера
выполняет свои функции десятки тысяч раз. На склонности остывающей сурьмы
к "полноте" основано использование ее сплавов для художественного литья,
где необходимо сохранять тончайшие детали оригинала.
  Твердые и коррозионностойкие сплавы свинца с сурьмой применяют в
химическом машиностроении (для облицовки ванн и другой кислотоупорной

Страницы: «« « 17   18   19   20   21   22   23   24   25  26   27   28   29   30   31   32   33   34   35  » »»
2007-2013. Электронные книги - учебники. Венецкий С.И., О редких и рассеяных