Мы говорили уже о боре как о микроудобрении, но он нужен не только земледельцам.
Раньше их достоинства бора признали металлурги и керамики. Сотни тысяч тонн буры и других борных соединений потребляются в качестве плавня при плавке металла, чтобы повысить плавкость шлаков. Много борной кислоты и буры расходуется в производстве эмали для железа, глазури для фарфора, огнеупорных красок. Настоятельно требуют борные соединения текстильщики, изготовляющие не боящиеся огня ткани; электротехники — для сплавления проволоки и изготовления деталей высокой электропроводности; работники стекольных заводов — для производства специального сорта оптического стекла — флинтгласа. Не могут обойтись без соединений бора в резиновой, лакокрасочной и фармацевтической промышленности. В нашей стране долгое время борные соединения ввозились из-за границы; миллионы рублей золотом уходили за рубеж. Иностранные монополисты получили крупные барыши на поставках борных минералов в Россию.
Ученые-геологи еще в царское время усиленно искали борные минералы в Крыму и на Кавказе, в Средней Азии и на Урале. Но шли годы, а месторождения этих минералов не обнаруживались.
Лишь в 1902 г. В. И. Вернадским и С. Т. Поповым была найдена бура на востоке Крыма, около города Керчи. В 6—7 км от древнего города, насчитывающего почти 30 веков, тянется с севера на юг большая котловина. На дне и склонах ее имеется ряд действующих и потухших сопок. Во время извержений сопки выбрасывают из своих кратеров потоки грязи, и за тысячелетия вокруг сопок скопились огромные количества грязи, заполнившей котловину плотным слоем; толщина слоя достигает нескольких десятков метров.
В поисках бора Вернадский и Попов решили сделать анализ сопочных грязей, поскольку уже давно было известно, что в извержениях и газах вулканов содержатся пары борной кислоты. Надежды ученых оправдались: в сопочной грязи была обнаружена бура, правда в количестве, не превышающем 0,5%. Чтобы получить 1 т буры или борной кислоты, нужно было промыть водой сотни тонн грязи. Затем водный раствор извлеченной из грязи буры требовалось выпарить досуха и отделить полученные кристаллы от примесей.
Получение буры и борной кислоты таким способом было громоздким, требовало много времени и стоило дорого, однако, несмотря на это, в 20-х годах был построен завод, вырабатывавший сотни тонн буры в год.
После Великого Октября, по мере становления советской промышленности спрос на борные соединения возрос и поиски их усилились. За несколько лет были обнаружены борные соли на Каме, в березниковских рассолах, в Средней Азии — в солончаках и соляных отложениях рек Чу, Камкалы-Куль и Айкансансор, на Кавказе — в сопочных грязях у горы Каработка. Но все это не утоляло борного голода, так как слишком мало бора было в месторождениях и слишком дорого стоило его получение. Поиски борных соединений продолжались в разных районах страны. Одновременно велись работы по разведке калийных солей, крупные залежи которых были открыты в 1925 г. в Соликамске.
На ровных беспредельных степях Западного Казахстана высятся крутые холмы с ущельями и глубокими расщелинами. Сложенные из гипсов, песчаников, конгломератов, они местами образуют группы и цепи. Их называют Индерскими горами. С севера и северо-востока они окаймляют берега большого соляного озера Индер. Летом вся поверхность озера покрыта плотным слоем соли, и оно, словно огромное ледяное поле, ослепительно сверкает в лучах солнца.
Индерское озеро издавна привлекало к себе внимание ученых. Первым посетил и описал его в XVIII в. известный путешественник и географ академик Паласе. Спустя 60 лет здесь побывал другой русский путешественник — Гебель. Он исследовал не только окрестности озера, но и состав его воды. Наряду с поваренной солью и другими солями в ней было обнаружено много калия. Однако в те времена никто не придал этому значения, так как представление о пользе калийных солей для удобрения полей было тогда весьма смутным.
Спустя полвека анализ соленых вод Индерского озера сделал Шредер, тоже отметивший необычайно высокое содержание в них хлористого калия. Однако и после этого никто не задумался над возможностью использования богатств Индерского озера на полях нашей страны, хотя калийные удобрения, привозимые из Германии, уже начали применяться.
Шли годы. Нужда в калийных удобрениях все возрастала, и все настоятельнее требовалось наладить добычу отечественных калийных солей. Особенно остро сказалась зависимость от заграницы во время первой империалистической войны, когда ввоз калийных солей из Германии был прекращен.
В 1916 г. Н. С. Курнаков высказал предположение, что в связи с повышенным содержанием калия в воде Индерского озера вокруг него должны быть большие отложения калийных солей. Для проверки своей гипотезы он просил послать в Индерские горы геологическую экспедицию, однако царское правительство не сочло возможным уважить просьбу академика.
По-иному отнеслись к предложению Н. С. Курнакова при Советской власти. В 1927 г. в район озера Индер Геологическим комитетом была послана небольшая поисковая партия под руководством А. Н. Волкова. Геологи облазили Индерские горы, внимательно изучая гипсовые толщи. Однажды на склоне одного из холмов они заметили небольшие выходы какого-то белого крепкого минерала. Кое-где пласты минерала были прикрыты тонкими, просвечивающимися шелковистыми кристалликами белого цвета. Местами кристаллики располагались в виде красивых небольших звездочек. При рассмотрении в лупу куски минерала казались опутанными волокнистой массой и напоминали плотно спрессованную вату.
Геологи отобрали наиболее характерные образцы минерала и отвезли их в Ленинград в Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт, где Т. Б. Поленова сделала анализ кусков минерала. Оказалось, что по химическому составу минерал тождествен борному минералу — гидроборациту.
Кристаллооптическое определение подтвердило заключение химиков.
Теперь ни у кого не оставалось сомнений, что найдено месторождение борных минералов, в которых так нуждалась страна. Оставалось только выяснить, насколько велики залежи гидроборацита и пригодны ли они для промышленной эксплуатации.
В Индерские горы была послана новая поисковая партия, в составе которой кроме геологов были и химики. Уже в первые два месяца работы геологи нашли девять выходов гидроборацита на земную поверхность, подсчитали запасы залежей и выяснили возможности постройки рудника для добычи борных минералов. В дальнейшем разведка была продолжена и найдено свыше сорока новых месторождений борных минералов. Среди них кроме гидроборацита оказались ашарит и индерит.
Так исполнились мечты ученых о создании отечественной базы борного сырья. Советский Союз больше не нуждался в заграничных борных соединениях; запасы борных минералов в Индерских горах так велики, что их хватит на тысячи лет.
Индерские борные минералы идут на металлургические заводы, в стекловаренные печи, их используют как удобрение на полях.
Глыбы белого камня — гидроборацита — сначала измельчают на дробилках, а затем на мельницах размалывают в тонкий порошок, напоминающий муку-крупчатку. Точно так же приготовляют и ашаритовую муку. Крупинки борного порошка, попадая в почву, легко растворяются в воде. Растения корнями всасывают из почвы растворы борных солей и насыщают свои клетки и ткани их живительными молекулами.
Откуда же взялись в пустынных местах столь обширные месторождения борных минералов? Ведь давно установлено, что источниками отложений борных солей служат вулканы или морская вода. При испарении воды лучами солнца сначала в осадок выпадает сернокислый кальций, затем поваренная соль и другие соли; борные соли «садятся» последними.
В отличие от крупных залежей боратов за рубежом (в Калифорнии, Чили, Малой Азии), Индерские месторождения борных минералов не имеют никаких признаков вулканической деятельности в далеком прошлом и никаких следов древних вулканов. Выходит, что борные «камни» родились в море, которое несколько сот миллионов лет назад покрывало Индерский район.
Чтобы проверить это предположение, советские ученые поставили опыты по испарению воды озера Индер. Можно было бы испарять и морскую воду, но в ней содержится так мало бора (0,0002%), что такой опыт был бы очень громоздким и длительным.
Однако испарять соленую воду при обычном давлении довольно трудно, так как по мере ее кипения при определенной температуре падает упругость пара раствора и испарение все больше замедляется. Потому советские химики разработали особый способ испарения — при пониженном давлении и без откачки воздуха. В небольшую стеклянную колбу, соединенную с двумя водопоглощающими склянками, наливают соленую воду (500—600 мл), которую нагревают до 25° С. (Эта небольшая температура выбрана во избежание потерь борной кислоты при испарении.) Колбу через поглотительные склянки соединяют с двухступенчатым масляным насосом. Спустя 2—3 минуты в рассоле появляется множество пузырьков воздуха, и через 7—10 минут он закипает. После 12—15-минутной откачки насос отсоединяют от колбы, в которой кипение рассола продолжается еще в течение суток. При этом в колбе выпадает осадок солей; его время от времени удаляют и подвергают анализу.
Эти опыты блестяще доказали, что индерские борные минералы действительно рождены морем.