Удивительные приключения самого редкого элемента

Химический элемент рений, предсказанный Менделеевым полтора века назад, стал последним открытым стабильным элементом (1925г). Он принадлежит к группе рассеянных элементов, не образующих собственных минералов, а встречающихся только в виде ничтожных примесей в минералах других элементов. Почти 40 лет для него не находили применения, но к 70-м всё резко изменилось. До этого автомобили использовали высокоактановый этилированный бензин и выбрасывали в атмосферу свинец, что стало настоящим экологическим бедствием.

Это общеизвестно, скучно, но почитайте дальше.

Спасением неожиданно оказался рений. В сочетании с платиной или палладием он стал катализатором в нефтепеработке, позволившим повысить октановое число бензина без присадок свинца. Этилированный бензин был запрещён в США (1986г), Европе, Китае и России (2002г). Последим запретил его Алжир (2021г). Другое важнейшее свойство рения высокая температура плавления, причём ренивые сплавы выдерживают 2000 гр С, не теряя твёрдости и др. конструктивных качеств. Без них невозможна современная реактивная авиация и космонавтика.

Весь рений, который используется в промышленности, получают как побочный продукт переработки медно-молибденовых руд, в которых содержание его 1:10 000 000. Тем не менее в мире добывают около 70 т рения в год, половина которого производится в Чили и уходит в США. Второе место занимает Казахстан. После распада СССР при стремительном нарастании количества автомобилей и развитии ракетостроения Россия осталась без источников рения.

Всё равно скучно. А вот наконец информация, ради которой написан этот текст.

В 1991г в Южно-Сахалинске начал работать Институт вулканологии и геодинамики РАЕН, созданный известным вулканологом Генрихом Штейнбергом. Коллектив занимался прогнозом извержений вулканов Курильских островов. В 1992г сотрудник этого института В.С.Знаменский в кратере вулкана Кудрявый на о-ве Итуруп обнаружил тонкие полупрозрачные кристаллы с красными внутренними рефлексами, растущие на камнях вокруг фумарол. Они оказались собственным минералом рения, названным «ренит». Это была мировая сенсация; все увидели кристаллы ренита на обложке журнала «Nature».

(Фумаролы - это выходы горячих вулканических газов, вокруг которых едкий дым, отвратительный запах и буйство ярких цветов (жёлтых, оранжевых, зеленоватых), связанных с осаждением самородной серы и её соединений. Серу эту часто добывают, и в кратере вулкана Кудрявый её добвали и вывозили на лошадях японцы).

Ренит (ReS2) образуется из газов фумарол при температурах 400-700 гр. Содержание рения около полграмма на тонну газов. По идее достаточно накрыть поле фумарол колпаком, отводить газы и получать рениевый концентрат так же, как это делают на медно-молибденовых месторождениях. Имея в виду эту перспективу Г.Штейнберг подал заявку на регистрацию первого в мире месторождения рения. При этом, кроме рения газы содержат и другие ценные компаненты - индий, германий, рубидий.

В мире нет ни одного месторождени, где металл добывался бы из потока горячих газов. Поэтому на проведение необходимых изысканий, оценки запасов и выполнение требований законадательства ушло более 10 лет. Было определено, что вулкан в год выбрасывает до 40т рения, половину которого можно извлекать. Месторождение было официально признано, получена лицензия на его разработку и найден инвестор из США, готовый оплатить создание технологии осаждения рения в экстремальных условиях вулканического кратера на высоте 950м. Однако неожиданно правительство России объявило рений стратегическим сырьём, что исключало участие в проекте иностранцев и возможность реализовать металл по рыночным ценам. Ещё 10 лет проект удавалось удерживать «на плаву» благодаря авторитету Г.Штейнберга. Российский инвестор появился лишь в последние годы.

А теперь самое интересное.

Всё это время в кратере вулкана работали отряды, которые вели измерения, поддерживали хозяйство, испытывали различные технологии извлечения рения. Добиться эффективного осаждения металла на фильтрах оказалось нелегко. В первых схемах концентрат получался бедный - около 200г на тонну. С тех пор эффективность опытной установки удалось повысить на порядок. Отдельная задача - обеспечение «живучести» оборудования в условиях высоких температур, агрессивной химии и частых сильных ветрах.

Людям тоже нелегко работать в «горячей зоне». Они должны быть чисто выбриты, чтобы к лицу плотно прилегала маска. Фильтрующие банки от военных противогазов вешают на спину, чтобы при наклоне они не опускались к земле, где высокая температура быстро выводит фильтры из строя. На ногах пожарные сапоги или валенки: лишь в них можно простоять на раскалённом грунте 50 секунд. Любые операции с датчиками, образцами или установкой оборудования приходится разбивать на множество коротких ходок, за которые можно выполнить одно или два действия. При этом, чтобы не потерять ориентировку в условиях сильной  задымлённости, выходы бывают только парными.

Людей и грузы доставляют только в навигацию попутными судами в бухту Медвежью (5 км от вулкана). Разгрузка производится на плоскодонных лодках кунгасах. Потом вызывают вертолёт МЧС, которому разрешена посадка на не оборудованных площадках, и он перебрасывает грузы в кратер на высоту 950м. За годы удалось наладить быт. Есть электричество и интернет через спутник. Несколько лет назад в кратере смонтировали полусферический каркасный жилой дом, окна которого сделаны из особого прочного пластика. Поставщик демонстрировал, что его не разбить кувалдой. Однако тайфун со скорость ветра 65км/час принёс обломок, который вдребезго разнёс оконный пластик. Спасло двойное остекление, но команде пришлось несколько часов удерживать второе стекло сначала руками, а затем распорками. Прорвись ветер в окно, всю конструкцию разметало бы, а в такую погоду выжить на вершине без крыши над головой весьма проблемотично.

Рассчитывать на помощь Большой земли можно не всегда даже при ЧП из-за частых тайфунов. Когда один из участников экспедиции, столкнувшись на тропе с медведем, получил глубокую рваную рану на плече, из-за нелётной погоды пришлось зашивать рану самим. Санрейс прилетел только через неделю.

Добычу рения подвижники планируют круглый год. Чтобы продемонстрировать реалистичность этих планов, зимой 2021г на вулкан была организована экспедиция на снегоходах.

К сожалению, Г.Штейнберг не успел сам реализовать свою мечту. Последний раз он работал там в 2017г в возрасте 82 лет. Скончался в декабре 2020г и согласно завещанию похоронен на своём любимом вулкане, где сын продолжает его дело.

Всё задумываюсь, почему одни люди 30 лет в экстремальных условиях стремятся реализовть полезный стране проект, а другим интереснее фланировать ночами по Малой Бронной на рольс-рольсах, делая невыносимой жизнь окружающих.

(В тексте использована статья А.Сергеева из журнала «Вокруг Света» №1, 1922 г)