- Добыча и производство олова
- Производство олова
- Применение олова
- Оловянные метки
- Месторождения олова
- Олово: свойства, формы, способы получения добыча и использование
- Формы в природе
- Твердая фаза. Минералы
- Самородные элементы, сплавы и интерметаллические соединения
- Соединения оксида олова
- Касситерит
- Гидроксид соединения
- Силикаты
- Веретена
- Соединения сульфидов олова
- Станнин
- Коллоидная форма
- Формы в жидкой фазе
- Способы добычи
- Дноуглубительные работы
- Использование песковых насосов
- Аффинаж
- Термический
- Электролитический
- Область применения
- Подшипники в России и мире
- Видео-гайд: Где производят олово страны
- Мировые запасы
- Оловодобывающие страны
Добыча и производство олова
Бронза, смесь металлов, таких как олово и медь, известна с четвертого тысячелетия до нашей эры. А данные о чистом металле появились примерно во втором тысячелетии до нашей эры. мне. В то время из этого металла изготавливали украшения и посуду. Однако из-за малой доступности и высокой цены оловянная посуда не часто встречается среди римских и греческих древностей. Информация об этом металле присутствует даже в Библии.
Производство олова
Производство олова связано с процессом дробления, который должен пройти через минеральная порода (или касситерит). В ходе этой операции руда измельчается до среднего размера частиц 10 мм. Делается это на специальных мельницах промышленного назначения. Касситерит также из-за его относительно значительной плотности и веса отделяется от пустой породы виброгравитационным методом безрезультатно. Кроме того, может быть использован флотационный метод обогащения и очистки породы. Концентрированная смесь оловянной руды, полученная в результате этого процесса, плавится в печи. При реализации плавильной печи ее приводят в свободное состояние путем включения древесного угля в процесс восстановления. Для плавки руду покрывают древесным углем.
Марка | Химический состав, % | Область применения | |||
Sn, не менее | Примеси, не более | ||||
Pb | Cu | Sb | |||
O1FC | 99,915 | 0,025 | 0,01 | 0,015 | В полупроводниковой технике; производство белой жести для консервирования и приготовления химреактивов; производство стержней, полос и других изделий электротехнического назначения; производство баббитов, сплавов, припоев, оловянного порошка, модифицированного серого чугуна. |
О1 | 99,9 | 0,04 | 0,01 | 0,015 | |
О2 | 99,565 | 0,25 | 0,03 | 0,05 | |
О3 | 98,49 | 1,0 | 0,1 | 0,3 |
Применение олова
Олово является чрезвычайно важным составным компонентом в процессе производства конструкционных титановых сплавов. Диоксид олова является относительно хорошим абразивом, используемым для «отделки» поверхности оптических стекол. Раньше в качестве красителей для шерсти использовали соли олова. Кроме того, этот металл широко используется в качестве основного элемента анодного материала для источника питания. химический поток.
Эксперты говорят, что использование олова для изготовления свинцово-кислотных аккумуляторов очень перспективно. Согласно научным исследованиям, при одном и том же напряжении свинцово-кислотный аккумулятор имеет в 2,5 раза большую емкость, а также в 5 раз большую плотность энергии на единицу объема по сравнению с свинцово-кислотным аккумулятором. В то же время такой аккумулятор имеет меньшее внутреннее сопротивление.
Олово также используется в процессе создания белой жести при производстве упаковки для пищевых продуктов, в припоях для электроники, в сплавах, из из которых сделаны подшипники. Еще одним популярным сплавом является олово. Из этого материала делают пластины.
Оловянные метки
Оловянные сплавы часто используются в качестве антифрикционных материалов или припоев. Используя антифрикционные составы, специалистам удается экономить машины и оборудование за счет снижения потерь на трение. А сварные швы скрепляют металлические части механизмов. Среди антифрикционных сплавов наиболее популярными можно назвать баббиты. Все виды олова производятся в виде слитков. По химическому составу различают следующие марки:
Месторождения олова
Основное производство олова сосредоточено в месторождениях, расположенных в Юго-Восточной Азии, в основном в Китае, Индонезии, Малайзии и Таиланде. Месторождения этого металла есть и в странах Южной Америки, конкретно в Боливии, Перу, Бразилии.
Российская промышленность очень нуждается в олове. Ежегодно потребляется около 6,5-7 тысяч тонн. Однако 90% этого количества импортируется. Основные месторождения оловянной руды в нашем государстве расположены в восточных районах. Около тридцати лет назад в состав оловодобывающего кластера входили девять горно-обогатительных комбинатов и более 20 рудников в Якутске, Хабаровском крае, Приморском и Забайкальском краях, а также Еврейской автономной области. Но некоторые компании быстро обанкротились.
В последние годы ситуация начала улучшаться, но до «советских» связей еще далеко. Введение нулевой ставки налога на добычу оловянных руд, добываемых на Дальнем Востоке, в 2013 г. не оказало существенного влияния. В текущем году реализуется большая инвестиционная программа, задачей которой является повышение эффективности производства.
Источник
Олово: свойства, формы, способы получения добыча и использование
Олово — легкий, блестящий, серебристо-белый металл. Различают четыре структурные модификации этого химического элемента:
- При температуре выше +13,2 0 С образуется белое олово.
- При температуре ниже +13,2 0 С появляется серая структура олова.
- Под действием высоких давлений образуются аллотропы минерала в виде γ-олова и σ-олова.
- Мягкий, податливый, податливый материал.
- Плотность при комнатной температуре составляет 7,3 г/см3.
- Температура плавления +231,91 0 С.
- Температура кипения … +2620 0 С.
- При нагреве до температуры выше 170 0 С металл становится хрупким.
- В нормальных условиях олово представляет собой хрупкий материал, который легко деформируется при физическом воздействии.
- На поверхности олово в нормальных условиях образует оксидную пленку, предохраняющую минерал от химического воздействия. воздействие.
- При нагревании становится активным и взаимодействует с кислородом и неметаллами.
Формы в природе
Олово — редкий химический элемент в природе. По этому показателю он занимает лишь 47-е место среди других полезных ископаемых, а его содержание в земной коре не превышает сотой доли процента. Представители последних являются предметом промышленного интереса. Основным извлекаемым минералом является касситерит, который содержит 78,8% олова, а станин, содержащий 27,5% минерала, играет второстепенную роль.
К природным образованиям, содержащим этот химический элемент, относятся:
- горные породы: базальты, диориты, дуниты,
- граниты,
- глины,
- морская вода,
- почва,
- биомасса,
- пепел от сгоревших растений,
- каменные метеориты.
Твердая фаза. Минералы
Фактов существования в осадках рассеянной формы этой фазы нет. На обогатительных фабриках олово присутствует в минеральной форме вместе с рядом других минералов, таких как: биотиты, гранаты, магнезиты, пироксены, турмалины и железо Fe+2. Он также изоморфно встречается среди месторождений сульфидов сфалерита, пирита и халькопирита.
Самородные элементы, сплавы и интерметаллические соединения
Шары драгоценных и цветных металлов, обнаруженные среди различных формаций геологических ресурсов часто содержат в своем составе олово. Встречается также в сплавах с сурьмой и свинцом, с медью и сурьмой. В виде интерметаллических соединений встречается среди атакитов, звягинцевитов, стистаитов, таймиритов и штумирлитов.
Все эти образования представлены в следующих расовых группах:
- интрузивные и эффузивно-магматические,
- гидротермально-метасоматические изменения,
- современные образования,
- осадочные.
Соединения оксида олова
Соединения оксида олова встречаются в химии:
- Оксид олова SnO 2 — касситерит.
- Оксид олова SnO — коричневый оксид.
- Оксид олова SnO2 — ангидрид олова.
Касситерит
Основная промышленная руда для добычи олова, содержащая почти четыре пятых необходимого вещества. Представляет собой белый аморфный порошок плотностью 7036 кг/м 3 или бесцветные кристаллы плотностью 6950 кг/м 3 . Обе фракции в месторождениях различаются по форме зерен, разделенных скоплениями, твердыми массами.
Касситерит химически стоек, плохо реагирует с жидкостями, имеет тусклый блеск и излом раковины.
Гидроксид соединения
Получают взаимодействием политиновых кислот или другими способами соединения:
- варламовита,
- гидромартита,
- гидротинат меди,
- мушистонит,
- затвердевший раствор магнетита и олова.
Эти полезные ископаемые не играют существенной роли в промышленном производстве металлов.
Силикаты
Породообразующие соединения земной коры представлены в природе следующими оловосодержащими веществами:
- малаятит, который образует скопления, представляющие интерес для исследователей полезных ископаемых.
- Пабстит, редкий бенитонитовый минерал, обнаруженный в окремненных известняках.
- Стон.
Веретена
Важная группа октаэдрических кристаллов. Он окружен нигеритом, минералом, содержащим олово в своем составе и названным в честь страны, где он обнаружен: Нигерия.
Соединения сульфидов олова
В сочетании с серой олово образует несколько соединения промышленного значения:
- Герценбергит — коричневый минерал.
- Берндтит представляет собой ярко-желтое вещество.
- Кестерит.
- Делай.
- Франкетт.
Станнин
С точки зрения практической значимости является вторым среди оловосодержащих минералов, часто встречающихся на территории России. Пириты класса сульфидов олова, обычно в сочетании с варламовитом, составляют одну треть олова, имеющегося в месторождениях. Кристаллическое вещество с металлическим блеском, часто подверженное разложению.
Коллоидная форма
Клеевые соединения олова являются переходной формой на пути: от внутренне горячих земных растворов к осажденным твердым минералам. Однако наряду с кремнистыми соединениями олова малоизучены и коллоиды этого химического элемента. Имеются факты, свидетельствующие о высокой степени растворимости оксида олова в хлоркремнийсодержащих жидкостях. Однако этого недостаточно для создания полной картины представления о происхождении оловосодержащих минералов в земной коре.
Формы в жидкой фазе
Исследования и текущие научные исследования опыты свидетельствуют в пользу содержания олова в минеральных растворах с известной долей вероятности. Остается сказать, что эта тема требует дальнейшего изучения.
Однако формы присутствия минералов в растворах, образовавшихся в ходе опытов, можно сгруппировать следующим образом:
- Ионные соединения, к которым относится группа: галогениды, гидроксильные соединения, простые ионы олова и сульфиды.
- Комплексные соединения, образующиеся при растворении касситерита во фторированной среде.
- Олово-кремниевые и коллоидные соединения.
Способы добычи
Способы добычи полезных ископаемых всегда будут определяться формой и условиями залегания. Наиболее простыми в разработке являются аллювиальные (аллювиальные) месторождения, насыщенные зернистыми песками.
Дноуглубительные работы
Способ заключается в извлечении оловоносной россыпи со дна озер, рек, искусственных водоемов или водоемов. даже в море с помощью грейферов или грейферов.
Земснаряд — это мобильная землечерпальная машина, установленная на деревянном или стальном понтоне, которая собирает подводный грунт спереди и сбрасывает обработанную породу в плотина сзади, за кормой. Таким образом, этот добывающий и перерабатывающий агрегат, перемещающийся по поверхности воды, решает сразу несколько задач:
- Производит добычу.
- Выполняет гравитационный процесс, включающий просеивание, минеральную фильтрацию и концентрацию.
- Углубляет водяное ложе.
Касситеритовый концентрат получают дноуглублением.
Использование песковых насосов
Здесь первичное вскрытие верхнего слоя хвостохранилища осуществляется специальными оборудование. После этого рудное тело промывается струями воды высокого давления, в результате чего образующиеся сточные воды поступают в прилегающий пруд-накопитель. галерея. Далее жидкая фракция через промывочные колпаки стекает вниз, а более тяжелый касситерит остается на дне, откуда затем берется на отсадку и обогащение. Результатом процесса является сырье с содержанием олова 70-76%.
Аффинаж
Производство олова включает не только добычу и обогащение руд, но и плавка с последующим рафинированием
Плавка производится в специальных отражательных или шахтных печах с использованием углеродистых материалов. С помощью этого технологического процесса получают черную жесть. Непосредственно перед плавкой руда подвергается технологическому обжигу или выветриванию для удаления ненужных пород.
Аффинаж – это очистка материала от примесей для последующего использования в более концентрированном виде.
Термический
Выполняется в полусферических стальных котлах при температуре +300 0 С. При термическом рафинировании удаляются:
- Железо и медь с серой и углеродом.
- Мышьяк и сурьма путем сплавления их с алюминием.
- Свинец под воздействием хлорида двухвалентного олова.
- Висмут за счет реакций связывания с магнием и кальцием.
В результате концентрация олова в рафинированном металле достигает 99,75-99,95%.
Электролитический
Использованием этого метода впервые при испытаниях на сильно загрязненных боливийских минералах достигается чистота исходного материала 99,98%. В его основе лежит процесс электролиза в ванне при 30 0 С, когда добавляется электролит, содержащий отверждающую кислоту и двухвалентное олово.
Для использования в производстве полупроводниковой продукции сырье, полученное после электролитического рафинирования дополнительно подвергается зонной плавке, что позволяет добиться чистоты металла 99,995%.
Область применения
Благодаря своим свойствам: низкая температура плавления, большой набор легкообрабатываемых сплавов, устойчивость к кислотам, олово нашло широкое применение в ряде отраслей промышленности.
Сам металл в значительной степени используется в качестве нетоксичного антикоррозионного покрытия, ценного при изготовлении пищевых контейнеров. Он также содержится в припоях, химикатах, оловянном порошке и сером чугуне. Чаще всего встречается в виде красивых декоративных покрытий, а также на поверхности эксплуатируемых труб. Кроме того, олово служит анодным материалом в химических источниках тока и является легирующим материалом при производстве конструкционных титановых сплавов.
Однако сплавы олова получили гораздо большее распространение. Бронза, различные припои, типографские краски, крашение текстиля и шерсти, сверхпроводники, тугоплавкие материалы, гамма-излучатели — все это создано благодаря большому разнообразию сплавов этого серебристо-белого металла.
Подшипники в России и мире
Крупнейшими месторождениями оловосодержащих руд в мире являются:
- в Азии: Китай, Индонезия, Таиланд, Малайзия, Мьянма;
- в Южной Америке – Боливия, Бразилия, Перу;
- континент и страна Австралия.
Видео-гайд: Где производят олово страны
На территории нашей страны имеется 271 месторождение олова: 147 россыпных и 124 коренных. Они расположены в Карелии, Иркутской и Магаданской областях, Забайкальском, Хабаровском и Приморском краях, в Еврейской автономной области Бурятии, Якутии и Чукотке.
Мировые запасы
Доказанные мировые запасы оловянных полезных ископаемых составляют 8,174 млн тонн. Из них 0,3 млн тонн сосредоточено в России (91% в России). территория Дальнего Востока федерального округа).
Месторождения олова по континентам:
- Азия (без России) — 4,903 млн. тонн.
- Америка — 2,095 млн тонн.
- Африка: 0,415 млн тонн.
- Австралия: 0,247 млн тонн.
- Европа (исключая Россию): 0,214 млн тонн.
Оловодобывающие страны
Мировыми лидерами по добыче олова в 2019 году были:
- Китай — 85,0 тыс. тонн.
- Индонезия — 80,0 тыс. тонн.
- Мьянма — 54,0 тыс. тонн.
- Перу — 18,5 тыс. тонн.
- Боливия — 17,0 тыс. тонн.
- Бразилия — 17,0 тыс. тонн.
- Конго — 10,0 тыс. тонн.
- Нигерия — 7,5 тыс. тонн.
- Австралия — 7,0 тыс. тонн.
- Вьетнам — 4,5 тыс. тонн.
- Малайзия — 4,0 тыс. тонн.
- Руанда — 3,0 тыс. тонн.
- Россия — 1,4 тыс. тонн.
- Лаос — 1,0 тыс. тонн.
Источник