Открытия этого металла ученые не ждали. Просто пытались получше очистить платину. Он стал последним компонентом группы платиноидов, пополнившим таблицу Менделеева. Его используют серьезные отрасли, но раскрытие потенциала осмия впереди.
На предмет обнаружения осмия исследуются серные, мышьяковые соединения, вещество железных метеоритов.
Доля осмия на планете по массе – 0,007 г на тонну породы.
Поставщики сырья
Месторождениями руд с осмием в составе располагают следующие страны:
- Россия;
- Южно-Африканская Республика;
- США;
- Колумбия;
- Австралия;
- Канада.
Однако чистый металл попадает на мировой рынок эксклюзивно: только из Казахстана.
Глобальный годовой объем добычи осмия – 100 кг.
Технология получения
Подобно другим платиноидам, Osmium извлекают из материнской породы: медно-никелевой, платиновой, золотой.
Добыча осмия проходит по-разному:
- На аффинажном предприятии в процессе очистки платины. Это отработанная, но технологически сложная многоэтапная процедура. Вначале получается осадочный осмиридий. Он ценен сам по себе, но иногда два компонента требуется разделить. Для этого проводят цепочку химических реакций.
- Второй способ получения осмия – прокаливание обогащенной породы при 800-900°С. Осмий получается губчатым.
- Металл чистотой 99,99% получают методом химического транспортирования.
Однако потери при производстве металла велики, поэтому разрабатываются более эффективные технологии.
Где используется металл
Osmium – самый малопотребляемый из платиноидов. Практическое применение тормозят редкость в природе и тугоплавкость: чтобы расплавить порошок, требуется выше 3000°С. Обеспечить такую температуру плавления по силам не каждому предприятию.
Первые идеи
Новый металл долго оставался невостребованным: люди не знали, куда его приспособить. Идею подали практичные немцы. Они решили делать из осмия нить накаливания. Такая лампочка светила ярко, потребляя втрое меньше энергии. Однако выгоды все равно не было, поэтому эксперимент свернули: победил более дешевый вольфрам.
Компромиссный вариант нашелся в конце ХХ века: транснациональная корпорация Osram выпускала бытовые лампочки накаливания под одноименным брендом. Он образован от слов осмий и вольфрам: из такого сплава были сделаны их нити накаливания.
Сегодня Osmium оставлен отраслям, где заменить его нечем.
Промышленность
Супертвердое сырье востребовано передовыми отраслями:
- Это материал сплавов узлов, деталей особо точных приборов.
- Из него сделаны стрелки часовых механизмов, измерительной техники.
- Это микропокрытие деталей, испытывающих при работе повышенные нагрузки по трению
Изделия, выполненные из сплавов с осмием, устойчивы к износу. Служат десятилетиями.
Выбор вида сплава определяется функциями изделий в технике:
- Осмий плюс платина либо палладий становятся электрическими контактами.
- Сплав с никелем, вольфрамом, кобальтом – материал стойких механически и химически наконечников.
- Многофункциональны соединения с рутением, иридием.
Они используются военно-промышленным комплексом, авиастроителями (гражданский и военный сегмент).
Слитки осмия
Химическая отрасль
Данной сферой востребованы премиальные свойства осмия как катализатора – он эффективнее платиновых аналогов.
С разными целями закупается четырехокись металла:
- Фармацевтическими гигантами – для синтеза лекарственных препаратов.
- Без нее невозможно синтезировать аммиак, молекулярный азот, прогидрировать органические соединения.
Химия и нефтепереработка забирают половину наличного осмия.
Благодаря осмиевому компоненту стало возможным получение густо-черного пигмента для нужд фарфорового производства.
Медицина
Осмиевая составляющая присутствует в изделиях, к которым предъявляются повышенные требования по твердости:
- хирургический инструментарий;
- имплантанты;
- кардиостимуляторы.
Материалам служит сплав осмия с платиной (осмия – 11%).
Как и «рутениевый красный», осмиевый пигмент создает контрастность при исследовании под микроскопом биологических субстанций (например, тканей человека).
Неоценимую пользу Osmium может принести как блокиратор онкологии. Данное направление – приоритет исследовательских работ.
Ювелирное дело
В данном сегменте благородный металл – лигатура платиновых сплавов. Ювелирные изделия в таком исполнении особо прочны, красивы, долговечны. Но это единичные случаи: сырья мало.
Предостережение
Порошковый Osmium дурно пахнет. Однако реальную опасность представляют его соединения: они весьма токсичны, образуются даже на воздухе при обычных условиях.
Допустимая концентрация в воздухе – 0,002 мг/ м3. Ее превышение чревато слепотой, поражением верхних дыхательных путей, внутренних органов, даже смертью.
Ценовые парадоксы
Это не самый дорогой элемент: из благородных металлов на бирже дешевле только рутений и серебро.
За последние 20 лет продукт подорожал впятеро: в 2021 году за грамм осмия дают 950 руб. ($13).
Другое дело стоимость природных изотопов. Например, Osmium-187. Его получение затратно, поэтому Казахстан – единственный продавец в мире – установил цену за 1 грамм в $10 тыс.
Источник: