Николай Мезенин - Занимательно о железе

Дно морей и океанов является потенциальным рудником нашей планеты на многие десятилетия. Понадобится сложная техника для извлечения всех элементов из этих кладовых. Здесь человек должен вложить не меньше выдумки, фантазии и труда, чем он вкладывает в освоение космоса. Но и выгода от освоения океанских богатств в длительной перспективе ожидается не менее значительной, чем освоение космического пространства.

Весь наш разговор о сырьевом обеспечении металлургии будущего исходит из наличия и возможных запасов рудных месторождении разных металлов. В таком случае все ценные, крупные и доступные залежи будут, выработаны когда-то в будущем. При подсчете устанавливают сроки исчерпания отдельных полезных ископаемых: от десятилетий до столетий. Есть ли выход из столь сложной ситуации, хотя бы в далеком будущем?

В трудах геохимика В.И. Вернадского есть на этот счет исключительно важное замечание: “Химическая работа человечества должна сделаться интенсивнее; оно будет вынуждено концентрировать руды, т.е. быстро производить природную геологическую работу, идущую медленно — веками и тысячелетиями” [9] Баландин Р. Вернадский: жизнь, смерть, бессмертие. М.: Знание, 1979, с. 158 .

У человека появляется выход: ускорять и направлять течение геохимических процессов, искусственно создавать в земной коре месторождения полезных ископаемых. Пока круг подобных искусственных месторождений еще очень узок и охватывает прежде всего соли: поваренную — минерал галит и сульфат натрия — мирабилит. Но уже появилась новая отрасль техники, использующая возможности регуляции процессов, идущих в земной коре и на земной поверхности — геотехнология.

Таким образом, в ходе развития НТР человечество всегда будет обеспечивать себя надежной сырьевой базой, используя для этого различные источники и способы в зависимости от достигнутого уровня науки и техники.

Наряду с сырьевой проблемой немалую озабоченность вызывает энергетическое обеспечение металлургических процессов. Некоторые ученые считают, что “узким местом” в производстве металла является не природное сырье, а прежде всего энергетические мощности, поставленные на службу общества. По мере увеличения выработки энергии и совершенствования химической технологии меняется само понятие о природе сырья. Важнейшие материалы в любом количестве можно получать из самых обыкновенных горных пород. Например, известно предложение академика Д.И. Щербакова о базальтовой металлургии. Однако экономичность при этом обеспечивается лишь при наличии большого количества дешевой энергии.

Потребность в большом количестве энергии в век НТР резко возрастает: на Земле она удваивается каждые 8–9 лет. Надежда на атомную энергию, которая сможет удовлетворить требования, предъявляемые общим ростом производительных сил, предоставить неограниченные источники энергии.

На вопрос, каковы основные черты атомного века, связанные с атомной энергетикой, но выходящие за ее пределы, профессор Б.Г. Кузнецов отвечает, что для промышленной технологии и для связи “резонансный эффект” атомной энергетики состоит в широком использовании квантовой электроники и в особенности лазеров. Можно предположить, что в 2000 году, когда атомная энергетика станет основной составляющей баланса электроэнергии, квантовая электроника станет главным орудием технологического воздействия на материал, будет создавать сверхтвердые поверхности, преобразовывать структуру кристаллической решетки, а может быть обеспечивать также гораздо более экономичные методы преобразования и передачи энергии.

В своих прогнозах специалисты исходят из предположения, что стоимость тепла, полученного в высокотемпературных ядерных реакторах с газовым охлаждением, будет более низкая, чем стоимость тепла, получаемого при сжигании химического топлива, а стоимость электроэнергии ядерной энергетической установки (ЯЭУ) будет составлять все меньшую часть стоимости электроэнергии обычных электростанций, работающих на угле или мазуте.

Как показывают расчеты, преобразование тепловой энергии в электрическую, а затем снова в тепловую в металлургическом производстве приводит к потере 60–70% первичной энергии. Вот, чем оправдано стремление к непосредственному использованию выделяемой в атомном реакторе энергии в ее первичном виде. Препятствием служит то, что в реакторе с газовым охлаждением можно рассчитывать на температуру охладителя 500–750°С, что весьма ограничивает его применение в металлургии. Для восстановления железа температура газа должна быть не ниже 1000°С.