Металлы - дар небесных богов

H 2O + C → H 2 + CO

А водород – очень сильный восстановитель (более сильный, чем окись углерода СО), и он активно включается в химические реакции с оксидами металлов, в результате чего можно получить чистый металл по реакции:

MeO + H 2 → Me + H 2O

В такой биреакционной (то есть состоящей из двух реакций) схеме с воды процесс начинается и водой же заканчивается. Образовавшаяся в итоге вода вновь вступает в реакцию с углеродом и так далее…

Суммарно же схему условно можно представить следующей реакцией:

MeO + C → Me + CO

Любопытно, что при такой биреакционной схеме не требуется даже доводить металл до расплавленного состояния – он восстанавливается, оставаясь в твердой фазе. Все необходимое делает мобильный и подвижный водород, передвигаясь в пространстве между частичками шихты.

Но эта мобильность создает и проблему – при обычной тигельной плавке водород быстро покидает зону реакции, улетучиваясь вместе с другими газообразными продуктами. И для того, чтобы восстановление металла проходило по указанной биреакционной схеме, нужно не дать водороду улетучиться.

В опытах, представленных в монографии Дигонского, данная проблема решалась за счет того, что реакция проводилась в закрытой куполообразной печи-реакторе. И опыты дали поразительные результаты.

«…были проведены эксперименты по пирометаллургическому разделению оксидов вольфрама и кальция, связанных в шеелите. Опыты по прямому восстановлению шеелитового концентрата нефтяным коксом осуществлялись при температуре 1100-1150 оС в течение 1 часа. Этого …было недостаточно для восстановления оксида вольфрама до металла, но образовавшийся в вышеуказанных условиях спекшийся продукт состоял из двух частей, причем нижняя часть представляла собой спек нерудных оксидов, а верхняя часть была полностью представлена коричнево-бурым WO 2, восстановленным по реакции:

CaWO 4 + H 2 → WO 2 + CaO + H 2O

При увеличении длительности процесса шеелит восстанавливался до металлического вольфрама [см. Рис. 179 ], образующего смесь с оксидом кальция» (С.Дигонский, «Газофазные процессы синтеза и спекания тугоплавких веществ»).

Рис. 179. Порошок металлического вольфрама, полученный из шеелитового концентрата

Температура 1100-1150 оС вполне достижима в древней металлургической печи. Более того – это ее обычный температурный режим. Вместо нефтяного кокса в качестве источника углерода вполне можно использовать древесный уголь. Вода есть и в руде, и в древесном угле, но можно при необходимости ее и добавить (хотя Дигонский уверил меня, что этого и не потребуется – воды итак будет хватать для получения достаточного количества водорода).

Нужно лишь предотвратить выход водорода из зоны реакции, а для этого можно просто плотно замазать глиной горлышко керамического горшка (который выступает в роли тигля) и… перевернуть его вверх дном. Все – водород уже никуда не денется и будет оставаться в зоне реакции…

Однако нет никаких признаков того, чтобы люди были знакомы с таким простым приемом. Во-первых, на всех древних изображениях, связанных с металлургическими процессами, тигли изображены в обычном, а не в перевернутом положении. А во-вторых, если бы этот прием был известен, он в том или ином виде скорее всего сохранился бы в металлургической традиции. Между тем биреакционная схема была предложена лишь в ХХ веке.

С другой стороны, боги, которые смогли приспособиться к отсутствию сложного оборудования, используя для получения бронзы примитивные печи, вполне могли использовать те же самые печи для получения вольфрама из шеелита по биреакционной схеме. Знаний у них вполне должно было на это хватить.

И вот, что любопытно. В Древнем Египте довольно широко была распространена традиция изготовления сосудов с круглым или закругленным дном (позднее такую форму дна имели некоторые древнегреческие амфоры). Такое дно абсолютно нелогично для обычного сосуда – сосуд опрокидывается на плоской поверхности, и нужно ставить его в специальные подставки либо в ямки в земле. Зато подобная форма совершенно логична и наиболее функциональна для тиглей, которые необходимо переворачивать вверх дном, то есть для получения металлов по биреакционной схеме.

Эти сосуды египтологи относят к так называемой ритуальной посуде, полагая, что они не использовались в быту. Но «ритуальность» связана с богами, так что сосуды и предназначались богам!..