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第4章 “黑宝石”之谜(1)

黑石头为何被珍视

1801年的一天,在大英博物馆里,参观的人像往常一样,熙熙攘攘、川流不息。一位名叫哈切特的英国化学家,正站在一个不大的陈列柜前,出神地看着陈列柜中红色绒布上摆着的那块黝黑发亮的石头。

大英博物馆外貌图

“喂,哈切特先生!”

“啊,是馆长先生,您好!”

“什么东西如此吸引您啊?”馆长问。

“一块石头。请问,这是块什么石头?”

“嗯,不知道。它是别人捐送的,放在这里已经几十年了。”馆长说。

原来,这石头的主人是一个叫小温思罗普的人,他是17世纪中期美国康涅狄格州的第一任州长。小温思罗普喜欢研究化学和地质学,他有一个特别的爱好,就是搜集各种矿物标本。他常常只身走进深山用锤子敲敲打打,那些黑的、黄的、红的各种闪亮的石头,就像巨大的磁石吸引着他。

一次,小温思罗普在哥伦比亚的泉边,看到一块乌黑发亮的石头。他觉得这块石头十分可爱,便带回家收藏起来。

几十年过去了,小温思罗普去世后,那些珍贵的矿物标本便由他的孙子保存着。小孙子感到这块黑石头有些不一般,说不定是块宝物,便把它赠给了大英博物馆。

提炼后的铌粉

“既然您对它这样感兴趣,”馆长略微考虑了一下说:“那就把它送给您,说不定能从中发现点什么呢!”哈切特欣喜若狂,拿着石头直奔回自己的实验室。

不久,哈切特在分析这块矿石时,果真发现了一种新元素。他给元素取名钶,为纪念最早发现这石头的地方——美国的哥伦比亚。1801年11月26日,哈切特在英国皇家学会宣布了这一发现。

铌的综合制成品

一块石头,在不同人的手中,命运竟是如此的不同。然而,这新元素并没有立即被科学界所承认,原因是钶与另一种元素钽的性质太相像了,大家都误认为它们是同一种元素。直到1844年,德国化学家罗泽终于区分开钶和钽。

这时,钶作为一种独立的元素才被承认。钶和钽的性质是如此的相似,以至于分开它们竟耗费了化学家们40多年的精力。由于这个缘故,罗泽决定给钶改名为“铌”。因为元素钽是以希腊神话中一位英雄坦塔拉斯来命名的,而坦塔拉斯的女儿叫尼奥勃,将钶改名为铌,象征着钽和铌的关系,就像父女一般亲密无间。铌可以制造高温金属陶瓷,这种陶瓷可以用来制造高空火箭和喷气发动机。

黑石头怎样进入人们生活

煤也是一种黑石头,它可以燃烧,这点我国劳动人民早在2000多年以前就知道了。

煤的火力既猛,又那么耐烧,这不是顶好的燃料吗?

1千克煤完全燃烧时放出来的热量,如果全部加以利用,可以使70千克冰凉的水烧到开始沸腾。

煤有这么高的发热能力,矿物燃料里只有石油和天然气可以和它媲美。它的发热能力比木炭大1/2倍,比木柴高1~3倍;2千克泥炭才抵得上1千克煤。

煤的这些热量,首先可以用来满足人们日常生活的需要。

人们随时随地都可以感觉到煤在为自己服务。可能你家住在城市,大多数城市里的居民都用煤球、煤砖、蜂窝煤以至煤气作燃料。煤球、煤砖、蜂窝煤和煤气都是煤的“孩子”。

煤气是用煤在煤气工厂里制造出来的。用煤气作燃料比直接烧煤具有更多的优点:便于储存、运输,使用方便,容易控制,清洁卫生,而且热能的利用效率也高。

煤球、煤砖、蜂窝煤等都是所谓的“成型煤”。煤球是椭圆形的球体;煤砖是长方形的;蜂窝煤成圆柱形,中间有12个上下贯穿的小孔。成型煤是用价值比较小的粉煤,掺和一种具有黏结性的黏结剂,比如黄土、石灰、石膏、水泥、水玻璃、沥青、造纸厂的纸浆废液等制成,这样可以代替块煤,节约煤炭,烧起来也比较方便。

假如你生活在祖国的北方,煤还可以用来生火取暖,帮助你更好地度过严寒的冬天。

一个五口之家,一个月就要烧掉几十千克煤。每年我国为了满足人民日常生活需要而烧用的煤量,总数达几千万吨。而且这个数字年年在增长。就拿我国农村来说吧,过去农村都用植物的茎、叶、秸秆等作燃料,这些东西不仅可以作牛、马、羊等牲畜的饲料,而且还是轻工业许多部门的原料。随着畜牧业和轻工业的不断发展,农村里可以用作燃料的植物的茎、叶、秸秆等越来越少,而煤的使用量必将越来越大。

目前我国的民用煤量,在全部煤炭销售量中约占1/3,所以煤是我们极重要的生活资料之一。

煤为什么被称为“工业的粮食”

人活着要吃饭,工业维持“生命”也得有“粮食”。

煤就是工业的“粮食”。

这可是一个十分光荣的称号呢!煤是怎么得到这样光荣的称号的呢?

你也许听说过瓦特发明蒸汽机的故事。要知道,在蒸汽机发明以前,人们差不多都是凭着自己的体力或者依靠牲畜的力量来工作;水力、风力也用了一些,但很少很少。自从蒸汽机发明以后,人们就开始使用强有力的机器来帮忙干活了。

蒸汽机把手工操作推进到大机器生产,从而促成了第一次产业革命。这就怪不得世界上的第一批现代化工业区,差不多都出现在煤矿区附近。

即使到现在,蒸汽动力在工业特别是在交通运输业中仍旧占有很重要的地位。那些运输量大、运输费用低的交通工具,比如火车、轮船等,不少还要依靠蒸汽作动力。

祖国辽阔的原野上每天都有许许多多的蒸汽机车牵引着长长的货物或旅客列车在铁道上呼啸奔驰,每完成10000吨的运输任务,通常要烧煤100千克;一台蒸汽机车每年要烧煤3000多吨。

除了煤以外,电也是生活的必需品。

我们的生产和生活中随时随地都用到电。电灯、电话、电影、电动机、电子计算机……电在工业、农业、交通运输、国防建设以及科学技术的各个领域都很重要。

煤同电也有关系。

在火力发电厂里,电是靠烧煤的办法生产出来的。煤把锅炉里的水烧成蒸汽,蒸汽推动汽轮机,汽轮机带动发电机,发电机就发出电来。在这里,煤里的热能变成为电能供我们利用。生产1度电,大约要消耗0.4~0.6千克煤。一座100万千瓦的大型火力发电厂,每天要用上万吨燃料。

煤的费用要占火力发电电能成本的1/2以上。

要知道,火力发电厂是我国目前电力工业的主要组成部分;发电部门是煤的主要用户之一。

钢铁工业是一切工业的基础。可是,钢铁又是从哪里来的呢?大自然可没有这样慷慨,愿意把大量的天然金属献给人类。绝大多数的金属都隐藏在石头里,形成各种各样的矿石。人们需要通过自己的劳动从矿石当中把各种金属冶炼出来。

从矿石当中冶炼金属要有很高的温度,所以要用上等的煤作燃料。虽然用煤之前人们已经用过铁,但是炼铁事业的发展却是同采煤事业的发展分不开的。

冶炼1吨生铁,要往高炉里装进400~600千克焦炭。而焦炭正是由煤炼成的。

煤球成型机

银白色的富有气孔而坚硬的焦炭,不仅是炼铁的燃料,而且也是炼铁的原料——还原剂。有了好的焦炭,才能炼出好的钢铁,所以对于焦炭以至炼焦煤的质量,要求十分严格。

如果每吨生铁的成本是100元,那么焦炭的费用往往要占1/2左右,即40~50元。

人不能一日断粮,高炉也不能一天缺煤。大力发展炼焦工业是我国社会主义建设事业中的一项重要任务。

不仅炼钢炼铁要用煤,生产铁合金、铸铁件、碳化物以及冶炼其他有色金属,也要直接或间接用煤作燃料或原料。某些重要有色金属,比如铜、锌、铝、镁等的生产,需要的煤量往往等于它们自身重量的几倍甚至十几倍。

这样看来,作为燃料,作为工业动力的资源,煤的用处的确是太大了。

有人说,煤炭工业在生产部门中占有中心的位置,那也有一定的道理,因为所有其他的生产部门,差不多都要依靠煤的生产。

不可再生资源——值得珍惜的煤

我们已经说过,从人们的日常生活到工农业生产,煤的用途非常广泛,煤炭工业在国民经济中占有很重要的地位。

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