Описание олова

 Описание олова

Олово было известно человеку уже в глубокой древности. Распространенность олова в земной коре ∼8-10^-3 масс. %. Использовать его начали примерно тогда же, когда начали применять медь (6-6,5 тысяч лет назад – бронзовый век).

Известно более 20 минералов, содержащих олово; чрезвычайно редко встречается самородное олово (часто вместе с золотом). По своему химическому составу минералы олова разделяют на окислы (касситерит), сульфиды (кольбекин), сульфостаннаты (станнин), силикаты (арандизит), бораты (порденшильдит) и танталаты (хьеллит). Состав основных минералов олова приведен в таблице.

Промышленное значение имеют касситерит (оловянный камень) и в меньшей степени станнин (оловянный колчедан).

Содержание олова в касситерите колеблется от 70 до 78 %. В качестве примесей касситерит часто содержит Fe, Nb, Та, Mn и другие элементы, окрашивающие его в желтый или буро-черный (до черного) цвет. Структура кристаллов тетрагональная. Окрашенные в черный цвет разновидности касситерита богаты железом и обладают магнитными свойствами.

Станнин встречается в оловянных рудах значительно реже, чем касситерит. В качестве примесей он часто содержит Sb, Cd, Pb и Ag. Станнин – минерал серо-стального цвета с зеленоватым оттенком. Обычно встречается в виде неправильных зерен и зернистых масс. Структура кристаллов тетрагональная.

Промышленные концентрации олова выше его кларка в коренных месторождениях в 100-300 раз, а в россыпных – только в 5-10 раз; руды обычно содержат не более 1 % Sn, а россыпи – иногда только 0,01-0,02 % Sn. Классификация оловянных руд сложна, так как руды из месторождений различной формации отличаются по своему минералогическому составу. Руды обогащают гравитацией, магнитной сепарацией, флотацией и флоте гравитацией, а россыпи – преимущественно гравитацией и при этом получают 40-70 %-ные концентраты.

Производство олова из концентратов основано на восстановлении двуокиси олова углем в отражательных или электрических печах. Для удаления примесей серы и мышьяка концентраты предварительно обжигают при 600-700 °С; примеси Fe, Bi. Sb выщелачивают конц. НСl. Очищенные концентраты плавят с углем и флюсами.

Для плавки оловянных концентратов используют также электрические печи.

Большое значение имеет вторичное олово, потребление его составляет более 30 % общего потребления олова. Лом и отходы перерабатывают по различным схемам в зависимости от состава и вида сырья.

Черновое олово, получаемое в результате плавки концентратов в отражательных или электрических печах, содержит ряд примесей, концентрация которых колеблется в широких пределах: Sn 96-99 %; Fe 3,0 %: Pb 2,0 %; Sb 0,3 %; Bi 0,1 %; As 0,4 %; S 0,1 %; Cu 0,5 %.

Требования к чистоте товарного олова довольно высокие, поэтому черновое олово нуждается в дополнительной очистке. Очистку от примесей проводят методами огневого или электролитического рафинирования, а в некоторых случаях оказывается целесообразным последовательное применение обоих методов.

В настоящее время более одной трети полученного олова используют для изготовления белой жести, потребляемой почти полностью консервной промышленностью. Олово входит в состав многих важных сплавов: бронз (сплавы с медью), припоев (сплавы со свинцом), сплавов для подшипников (баббиты – содержат кроме олова, свинец, сурьму и медь), типографских сплавов (сплавы олова со свинцом и сурьмой). Олово применяют и в атомной энергетике. Сплавы циркония с оловом, обладающие малым поперечным сечением захвата нейтронов, повышенной коррозионной стойкостью и прочностью, используют как конструкционный материал для атомных реакторов. Производство сплавов потребляет более половины производимого олова.

Олово применяют также для лужения; двуокись олова служит главной составляющей при изготовлении жаростойких эмалей и свинцово-оловянных глазурей. Соли олова (станнаты) используют при крашении тканей.

Оловоорганические соединения получили практическое применение в качестве стабилизаторов виниловых смол (наиболее оправдали себя дибутиллауратолово и мономерный дибутилмалеатолово), стабилизаторов электроизоляционных синтетических масел, антиокислительных присадок к смазочным и растительным маслам для текстильной промышленности, инсектицидов, лекарственных веществ.

 Литература

1. Аналитическая химия олова / В.Б. Спиваковский. М.: Наука. 1975. – 250 с.
2. Справочник металлурга по цветным металлам. Т.1 / Под ред. Н.Н. Мурача. М.: Металлургиздат. 1953. – 1154 с.
3. Промышленные цветные металлы и сплавы / А.П. Смирягин, Н.А. Смирягина, А.В. Белова, М., Металлургия, 1974, 488 с.