СССР – потерянный рай

При выплавке ферросилиция для производства очень небольшого сортамента сталей требуется марка ФС-75 с очень низким содержанием алюминия. В мое время, а, возможно, и сейчас снижение алюминия в требуемых объемах этого сплава было довольно большой головной болью. Кварциты Советского Союза – то, из чего извлекается кремний в ферросилиций, – всегда имеют примеси глины, а в глине всегда содержится глинозем – окись алюминия. При восстановлении кварцита в ферросплавной печи восстанавливается не только кремний из кремнезема – из окиси кремния, но и алюминий из глинозема, и советским ферросплавщикам деться от этого было некуда – чистого по глинозему сырья для ферросилиция в СССР было мало, и стоило оно очень дорого. Соответственно, выход виделся в том, чтобы убрать алюминий из уже полученного жидкого ферросилиция. Традиционным реагентом, используемым, чтобы убрать нежелательный элемент из жидкого металла, в чёрной металлургии был и остается кислород. И жидкий ферросилиций ФС-75 продували кислородом, если требовалось снизить в нём алюминий с его обычных 2,0–2,5 % до 1,0 % или даже до 0,1 %. Но при этом горел (окислялся) и кремний – то, за что мы деньги получаем. Причём кремний горел в непропорционально больших количествах: его за продувку угорало 7– 10 %.

И вот я как-то просматривал новый справочник термодинамических величин различных химических соединений – книгу, состоящую из таблиц с цифрами. Посмотрел теплоту соединения с кислородом алюминия и кремния – у алюминия она была больше, т. е. алюминий соединялся с кислородом охотнее и прочнее, чем кремний. Если бы это было не так, то тогда выжечь алюминий из сплава кремния было бы нельзя до тех пор, пока мы не выжгли бы кислородом весь кремний. А так при попадании в ферросилиций кислорода, он в первую очередь соединялся с алюминием, превращался в глинозем и удалялся из сплава. Но беда в том, что в ферросилиции алюминия всего 2 %, а кремния до 80 % и, упрощая процесс, можно сказать так: если атом кислорода подходит к находящимся рядом атомам алюминия и кремния, то кислород соединится с алюминием, более того – если атом кислорода соединится с кремнием, а рядом будет атом алюминия, то алюминий отберет у кремния кислород. Но за счет того, что количество атомов кремния в ферросилиции очень большое и химическая активность их очень велика, при продувке ферросилиция все же горит не только алюминий, но и кремний.

Так вот, просматривая таблицу теплоты соединения кремния и алюминия с кислородом, я обратил внимание, что разница этих теплот велика в общих числах, но не велика в относительных, скажем (числа «с потолка»), теплота соединения с алюминием – 100, а с кремнием – 80. Возникла мысль – а нет ли еще какого-либо химического элемента, который бы, как и кислород, тоже соединялся с кремнием и алюминием, но с большей относительной разницей? Тогда, если рафинировать (очищать) ферросилиций этим элементом, то на единицу удаленного алюминия кремния должно удаляться меньше, чем при рафинировании кислородом. Начал шуршать страницами и нашел, что сера, химический аналог кислорода, при соединении с алюминием дает тепловой эффект (тоже «с потолка») 50, а с кремнием – 30. Соответственно возникла идея очищать ферросилиций от алюминия серой, и мои первые авторские свидетельства на изобретение выданы мне именно за эту идею. Но об этом позже, поскольку сейчас я хочу подчеркнуть только этот момент – идея изобретения возникла из знания теории вопроса.

Кто-то сказал, что нет ничего практичнее хорошей теории. Вообще-то данный афоризм – это обычная глупость, которой наши ученые привыкли подменять отсутствие результатов для практики, а на самом деле нет ничего практичнее, чем понимать суть того, чем занимаешься, а не быть тупым исполнителем заданного тебе перечня операций.

Мы, металлурги, по своей сути химики-неорганики, поэтому в институте нам давали чисто ознакомительный курс органической химии, однако специфика моей карьеры была такова, что мне однажды потребовались даже эти знания. Тут, пожалуй, нужно немного предыстории.

Я уже упомянул нашего тогдашнего люксембургского торгового партнера Роже Эрманна, фактического владельца фирмы «Минрэ». Я знал его, вернее, был знаком с ним лет 15, к описываемому времени ему было лет 55. Повторю, он был евреем, который сделал себя сам. Мальчишкой сидел в немецком концлагере, потом занялся торговлей и вывел свою фирму на 3 – 4-е место в мире среди фирм, торгующих сырьем металлургической промышленности. Счастливый человек – он жил своей работой. Его работа торговца должна была приносить прибыль, и он ее имел, но, по моему мнению, он получал удовольствие от работы своего ума, от различных новых комбинаций.