С давних времен были известны не только сама медь или ее сплавы, но и другие соединения этого элемента. Английский химик Г. Дэви, производя химические анализы древних фресок, обнаружил в них уксуснокислую медь в виде ярко-зеленой краски, носившей в старину название «яр-медянки». Рецепт приготовления ее в Древней Руси, например, был несложен: «Возьми сыр козий, да меду пресного, да положи в медный сосуд и наклади туда меди и покрой медью. Запечатай крышку тестом и поставь на печь на две недели». И все дела! Яр-медянка была найдена и в живописи терм (бань) римского императора Тита, в стенных фресках Помпеи.
Среди товаров, которыми торговали в далекие времена александрийские купцы, большой популярностью пользовалась «медная зелень». С помощью этой краски модницы подводили зеленые круги под глазами - тогда это считалось проявлением хорошего вкуса. Впрочем, история повторяется, и уже сегодня такой «грим» снова вошел в моду.
На территории нашей страны медные рудники появились приблизительно за два тысячелетия до н. э. При раскопках в Закавказье, Сибири, на Алтае были найдены медные ножи, наконечники стрел, бронзовые щиты, шлемы и другие предметы, относящиеся к VIII - VI векам до н. э. Первые же попытки организовать промышленную выплавку меди относятся лишь к началу XIII века, когда на севере страны (примерно в районе теперешней Архангельской области) было открыто Цильменское месторождение «медяной руды».
В начале XVI века в Москве уже давали продукцию такие «оборонные предприятия», как «Пушечная изба», и «Пушечный двор», где отливались бронзовые орудия разных калибров. В отливке орудий русские мастера достигли совершенства. Шедевром литейного искусства по сей день считается 40-тонная Царь-пушка, отлитая из бронзы в 1586 году Андреем Чоховым. Другой замечательный памятник техники - бронзовый Царьколокол весом более 200 тонн - был отлит в 1735 году мастерами отцом и сыном Маториными и предназначался для колокольни Ивана Великого. Кстати, купол этого великолепного памятника архитектуры XVI века покрыт позолоченными листами из чистой меди. Медными листами покрыта и южная дверь Успенского собора - главного храма Древней Руси.
Во время реконструкции храма Василия Блаженного в Москве намечено заменить железные купола медными, точно сохранив их первоначальную форму и размеры. Эта замена вызвана тем, что за время существования храма в столице заметно изменился микроклимат и железные купола постепенно ржавеют.
Испытывая недостаток в меди, Россия вынуждена была постоянно вести поиски новых месторождений. В середине XVII века «для сыску медныя руды» в Олонецкий уезд был направлен купец Семен Гаврилов. Поездка оказалась удачной: руды действительно нашлись. Сохранился датированный 1673 годом документ, согласно которому олонецкий воевода должен был очистить дорогу от рудника до завода длиной в полторы версты. Несколько раньше, в 1652 году, казанский воевода сообщил царю, что медной руды «сыскано много и заводы... к медному делу заводим».
И все же меди не хватало. Особенно остро дефицит меди сказался во время войны со шведами (любопытно, что на протяжении всей войны Россия покупала медь и железо в... Швеции).
В бою под Нарвой в 1700 году шведы нанесли русским войскам тяжелое поражение. Петр I, понимая необходимость создания мощной артиллерии, наряду с увеличением выплавки меди, принимает решение о реквизиции у церкви бронзовых колоколов и других изделий. Несмотря на возражения церковников, Петр пускает всю бронзу на военные цели.
Полтавский бой подтвердил мудрость Петра: шведские войска, располагавшие лишь четырьмя орудиями, были сокрушены огнем 72 русских бронзовых пушек. Разгром шведов имел важнейшее значение для последующего развития русской экономики.
После победы под Полтавой Петр I проводит еще одну реформу. Развивавшаяся внутренняя торговля требовала дешевого денежного материала, способного вытеснить серебро, которое в качестве валютного металла было необходимо для внешней торговли. И снова в ход идут колокола: теперь их переливают уже не на пушки, а в медную монету.
Позднее, в 1763 году, на Алтае был открыт новый монетный двор - Колыванский, чеканивший медные монеты достоинством в 1, 5 и 10 копеек. По ободку их шла надпись: «Сибирская монета». Уже к 1781 году было выпущено монет почти на 4 миллиона рублей.
В последующие годы производство меди в стране продолжает развиваться. Десятки медеплавильных заводов возникают на Урале, на Алтае. К концу XIX века медь выплавляли уже на Кавказе и в Казахстане.
К этому же времени относится и возникновение металлургии меди на Крайнем Севере (в бывшей Енисейской губернии). В 1919 году геолог Н. Н. Урванцев обнаружил в Норильске остатки медеплавильной печи. Выяснилось, что печь была сооружена в 1872 году, причем ее постройке предшествовали довольно интересные события.
О том, что на Таймыре есть медные руды, было тогда уже известно, но медеплавильная промышленность не могла развиваться из-за дороговизны строительных материалов, особенно кирпича. И вот в 1863 году купец Киприян Сотников решается на остроумный «ход конем». Он просит у губернатора позволения построить в селе Дудинка на собственные средства деревянную церковь. Разумеется, губернатор не мог отказать «рабу божьему» в этой священной просьбе - купцу было выдано соответствующее разрешение. Фокус же заключался в следующем. Губернаторской канцелярии не было известно, что в Дудинке уже существует церковь, притом каменная. Поэтому, быстро построив деревянную церковь, предприимчивый купец разбирает каменную и из «святых» кирпичей сооружает шахтную печь для выплавки меди - «прабабушку» современного гиганта цветной металлургии Норильского комбината, пущенного незадолго до Великой Отечественной войны.
К началу XX века почти 3/4 всей медной промышленности России находилось в руках иностранных капиталистов. В 1913 году было произведено лишь 17 тысяч тонн рафинированной меди. Это ни в коей мере не соответствовало потребностям страны.
Гражданская война и интервенция Антанты свели производство меди фактически к нулю. Многие медные рудники были разрушены или затоплены, заводы замерли: не было ни рабочей силы, ни материалов, ни топлива.
В эти тяжелые годы напомнил о себе один из бывших концессионеров крупный английскийпромышленник Лесли Уркварт. Он вызвался «помочь» нам в восстановлении богатейшего по тем временам Карабашского медного рудника, поставив при этом кабальные для нас условия. В. И. Ленин ответил ему категорическим отказом. Но желание Уркварта погреть руки на русской меди было велико. Зная, как богаты недра нашей земли, он обратился к Советскому правительству с новым «деловым» предложением: «Не дадите ли вы мне... возможность поковыряться в киргизской степи, около Балхаша и дальше? - писал он. - Раньше чем через 50, а может быть и 100 лет вы этими местами все равно не займетесь.»
Но руководители советской промышленности понимали, что такое «ковыряние» было бы прямым подкопом под экономику молодого государства, и Уркварту пришлось расстаться со своими заманчивыми идеями. Народ сам взялся за восстановление промышленности.
Для осуществления Ленинского плана ГОЭЛРО нужна была медь, много меди. 5 мая 1922 года дал первую продукцию восстановленный Калатинский (ныне Кировоградский) медеплавильный завод. Дату пуска этого предприятия можно с полным правом считать днем рождения советской цветной металлургии.
Вскоре дошла очередь и до Балхаша. Уже осенью 1928 года (а не через 50 и не 100 лет!) в этот район был направлен поисковый отряд. И вот у подножья горы Бентау-Ата, там, где так хотел «поковыряться» Уркварт, геологам удалось найти медь. Спустя некоторое время Председатель ВСНХ
В. В. Куйбышев докладывал делегатам XVI съезда партии: «Открыты совершенно новые меднорудные месторождения, в частности Коунрадское».
В 1932 году здесь было начато строительство «Медной Магнитки» - Балхашского горно-металлургического комбината. Стройка велась в исключительно тяжелых условиях. Нередко единственным видом транспорта служили караваны верблюдов, доставлявшие грузы за 400 километров. Но энтузиазм людей преодолевал все трудности и лишения. В 1938 году была получена первая медь Балхаша.
В годы первых пятилеток и в послевоенное время были сооружены многие другие медеплавильные предприятия. Сейчас медная промышленность - одна из ведущих отраслей советской цветной металлургии.
В каких же областях современной техники применяют медь - один из самых древних металлов, известных человеку?
Важнейшие свойства меди - ее отличная электропроводность и теплопроводность. Только один металл обладает еще более высокими показателями этих свойств - серебро. Но этот металл дорог и не может так широко применяться в технике. По способности проводить электрический ток медь в 5 раз превосходит железо, в 1,5 раза - алюминий, в 3 раза - цинк, в 35 раз - титан. Вот почему медь по праву называют главным металлом электротехники.
Медь можно встретить в трансформаторе и автомобильном двигателе, в телевизоре и радиоприемнике, в сложнейших электронных устройствах и металлообрабатывающих станках. Из нее изготовляют детали химической аппаратуры и инструмент для работы с взрывоопасными или легковоспламеняющимися веществами, где нельзя применять «искрометную» сталь.
Постоянно увеличивается число медных сплавов, используемых в различных отраслях промышленности. Если каких-нибудь 30 - 40 лет назад бронзой называли только сплавы меди с оловом, то сегодня уже известны алюминиевые, свинцовые, кремниевые, марганцевые, бериллиевые, кадмиевые, хромовые, циркониевые бронзы.
Из алюминиевой бронзы (сплав меди примерно с 5% алюминия) делают, в частности, медные монеты. Впервые на Руси медные монеты были введены в середине XVII века. Это событие привело в Москве к восстанию (1662 год), вошедшему в историю под названием «Медного бунта». Непосредственным поводом к восстанию послужила замена серебряных денег медными, что вызвало повышение цен на хлеб и другие продукты. Измученный длительной войной с Польшей и Швецией, испытывавший крайнюю нужду из-за частых неурожаев и больших налогов народ восстал. Но царь сумел подавить «Медный бунт» и жестоко расправился с восставшими: несколько сот человек было убито, повешено, утоплено, несколько тысяч арестовано, более тысячи сослано в Сибирь и Астрахань.
Первые советские монеты появились вскоре после революции. В 1920 году в Хорезме, за два года до возобновления деятельности Монетного двора в Ленинграде, по постановлению Совета Народных назиров (комиссаров) Хорезмской народной советской республики начали чеканить медные монеты достоинством в 20, 25, 100 и 500 рублей. Эти монеты с надписями на русском и узбекском языках прекратили хождение лишь после выпуска советских общегосударственных знаков.
Как ни парадоксально, иногда медные монеты оказываются намного дороже золотых. Несколько лет назад в Лондоне происходил необычный аукцион, на котором продавался лишь один предмет - медная монета достоинством всего в 1 пенни. Но присутствовавшие в зале знали, что этому потускневшему кружочку металла отнюдь не «грош цена».
В 1933 году монетный двор в Англии отчеканил всего шесть таких монет, причем пять из них хранятся в английском казначействе и Британском национальном музее, а шестая оставалась эти годы в частных коллекциях. Новому обладателю ее пришлось выложить на аукционе кругленькую сумму, более чем в 600 тысяч раз превышавшую номинальную стоимость монеты - 2600 фунтов стерлингов.
Большую группу сплавов на основе меди составляют латуни, в которых как уже говорилось, вторым основным компонентом служит цинк. Добавки других элементов позволяют получать латуни с самыми разнообразными свойствами.
В последнее время в некоторых областях техники медь и ее сплавы заменяют другими металлами, прежде всего алюминием. В США, например, алюминий полностью вытеснил медь в высоковольтных линиях электропередач. Можно предположить, что в ближайшие годы успешно конкурировать с медью будут изделия из пластических масс.
Тенденция к замене меди во многом объясняется относительным дефицитом этого металла. Вот почему большое значение уделяется открытию и разработке новых месторождений медной руды. Совсем недавно было обнаружено уникальное Удоканское месторождение меди. По разведанным запасам эта крупнейшая в стране кладовая меди превосходит богатства другого значительного месторождения Джезказганского (в Казахстане). Залежи полиметаллических руд, в состав которых, наряду с другими ценными элементами, входит и медь, найдены даже за полярным кругом, в районе Талнаха.
Не так давно медная руда стала... виновником аварии, которую потерпело норвежское грузовое судно «Анатина». Трюмы теплохода, направлявшегося к берегам Японии, были заполнены медным концентратом. Внезапно прозвучал сигнал тревоги: судно дало течь. Оказалось, что коварную шутку с моряками сыграл их груз: медь, содержащаяся в концентрате, образовала со стальным корпусом «Анатины» неплохую гальваническую пару, а испарения морской воды послужили электролитом. Возникший гальванический ток разъел обшивку судна до такой степени, что в ней появились пробоины, куда и хлынула океанская вода.
Представляет интерес еще одна сторона деятельности меди, но уже не как металла. Она принадлежит к числу так называемых биоэлементов, необходимых для нормального развития растений и животных. В ее «обязанности» входит ускорение химических процессов, протекающих внутри клеток.
При отсутствии или недостатке меди в растительных тканях уменьшается содержание хлорофилла, листья желтеют, растение перестает плодоносить и может погибнуть. Не случайно, медный купорос широко применяют в сельском хозяйстве.
Из представителей животного мира наибольшие количества меди содержат осьминоги, каракатицы, устрицы и некоторые другие моллюски. В крови ракообразных и головоногих медь, входящая в состав их дыхательного пигмента - гемоцианина (0,33 - 0,38%), - играет ту же роль, что железо в крови других животных. Соединяясь с кислородом воздуха, гемоцианин синеет (потому-то у улиток и «голубая кровь»), а отдавая кислород тканям, - обесцвечивается. У животных, стоящих на более высокой ступени развития, и у человека медь содержится главным образом в печени. Ежедневная потребность человеческого организма - примерно 0,005 грамма этого элемента. При недостаточном поступлении меди с пищей у человека развивается малокровие, появляется слабость.
Должно быть, поэтому многие народы приписывают меди целебные свойства. Непальцы, например, считают медь священным металлом, который способствует сосредоточению мыслей, улучшает пищеварение и лечит желудочно-кишечные заболевания (больным дают пить воду из стакана, в котором лежат несколько медных монет). Один из самых больших и красивых непальских храмов носит название «Медный».
Польские ученые установили, что в тех водоемах, где присутствует медь, карпы отличаются крупными габаритами. В прудах или озерах, где меди нет, быстро развивается грибок, который поражает карпов.
Если карпы неравнодушны к меди, то более солидные обитатели подводного мира - акулы - терпеть не могут этот элемент, точнее его серное соединение - сульфат меди. Широкие эксперименты по проверке этого антиакульего препарата были проведены в США в начале второй мировой войны, когда от торпед и бомб тонуло немало кораблей и нужда в надежном средстве защиты от акул была велика.
В решении этой проблемы приняли участие многие ученые и охотники на акул. Кстати, не остался в стороне и Эрнест Хемингуэй - он показал места, где сам не раз охотился на морских хищниц.
Успех экспериментов превзошел все ожидания: акулы с жадностью хватали приманки без сульфата меди и «за версту» обходили контрольные приманки с препаратом.
В действенности «антиакулина» поначалу усомнились австралийские специалисты. «Для наших акул (а австралийские хищницы считаются самыми кровожадными), - иронизировали они, - это вроде порошка от головной боли.
Он послужит лишь острой приправой к жаркому». Однако когда в знаменитом Акульем заливе, у западного побережья Австралии, препарат был испробован, его эффективность превысила 95%.
С биологическими процессами связан и один из способов добычи меди. Еще в начале нашего века в Америке были закрыты медные рудники в штате Юта: решив, что запасы руды уже исчерпаны, хозяева рудников затопили их водой. Когда спустя два года воду откачали, в ней оказалось 12 тысяч тонн меди. Подобный случай произошел и в Мексике, где из заброшенных рудников, на которые все махнули рукой, только за один год было «вычерпано» 10 тысяч тонн меди.