Извлечение олова из отходов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство высшего и средне-специального образования Республики Узбекистан

Алмалыкский филиал

Ташкентского Государственного Технического

Университета имени Ислама Каримова

Кафедра: Горное дело и металлургия

Практическая работа

По предмету: Механическое оборудование металлургических заводов

Тема: Извлечение олова из отходов

Выполнила студент гр.: 10-18 «Мет»

Алимова Айша

Алмалык 2020 г



План

1. История

2. Происхождение названия

3. Физические свойства

3.1 Серое и белое олово

3.2 Изотопы

4. Химические свойства

4.1 Металлическое олово

4.2 Олово (II)

4.3 Олово (IV)

5. Нахождение в природе

5.1 Месторождения

5.2 Распространённость в природе

5.3 Формы нахождения

5.4 Твёрдая фаза. Минералы

5.5 Собственно минеральные формы

5.6 Коллоидная форма

5.7 Формы нахождения олова в жидкой фазе

5.8 Промышленные типы месторождений олова

6. Производство

7. Применение

8. Физиологическое действие

9. Галерея изображений

10. Вторичное олово

Литература



Олово
< Индий | Сурьма >
50 Ge ^ Sn v Pb 50Sn
Внешний вид простого вещества
Серебристо-белый мягкий, пластичный металл (в-олово) или серый порошок (б-олово)
В-олово
Свойства атома
Название, символ, номер	Омлово / Stannum (Sn), 50
Атомная масса (молярная масса)	118,710(7)[1] а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация	[Kr] 4d10 5s2 5p2
Радиус атома	162 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус	141 пм
Радиус иона	(+4e) 71 (+2) 93 пм
Электроотрицательность	1,96 (шкала Полинга)
Электродный потенциал	?0,136
Степени окисления	+4, +2
Энергия ионизации (первый электрон)	708,2 (7,34) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)	7,31 г/смі
Температура плавления	231,91 °C[2]
Температура кипения	2893 K, 2620 °C[3]
Уд. теплота плавления	7,19[2]; кДж/моль
Уд. теплота испарения	296[4] кДж/моль
Молярная теплоёмкость	27,11[4] Дж/(K·моль)
Молярный объём	16,3 смі/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	тетрагональная
Параметры решётки	a=5,831; c=3,181 Е
Отношение c/a	0,546
Температура Дебая	170,00 K
Прочие характеристики
Теплопроводность	(300 K) 66,8 Вт/(м·К)
Номер CAS	7440-31-5

Омлово (химический символ -- Sn; лат. Stannum) -- элемент 14-й группы периодической системы химических элементов (по устаревшей классификации -- элемент главной подгруппы IV группы), пятого периода, с атомным номером 50[5]. Относится к группе лёгких металлов. При нормальных условиях простое вещество олово -- пластичный, ковкий и легкоплавкий блестящий металл серебристо-белого цвета. Известны четыре аллотропические модификации олова: ниже +13,2 °C устойчиво б-олово (серое олово) с кубической решёткой типа алмаза, выше +13,2 °C устойчиво в-олово (белое олово) с тетрагональной кристаллической решёткой[4]. При высоких давлениях обнаружены также г-олово и у-олово.



1. История

Олово было известно человеку уже в IV тысячелетии до н. э. Этот металл был малодоступен и дорог, поэтому изделия из него редко встречаются среди римских и греческих древностей. Об олове есть упоминания в Библии, Четвёртой Книге Моисея. Олово является (наряду с медью) одним из компонентов оловянистой бронзы, изобретённой в конце или середине III тысячелетия до н. э. Поскольку бронза являлась наиболее прочным из известных в то время металлов и сплавов, олово было «стратегическим металлом» в течение всего «бронзового века», более 2000 лет (очень приблизительно: XXXV--XI века до н. э.).

Чистое олово получено не ранее XII века, о нем упоминает в своих трудах Р. Бэкон. До этого олово всегда содержало переменное количество свинца. Хлорид SnCl4 впервые получил А. Либавий в 1597 г. Аллотропию олова и явление «оловянной чумы» объяснил Э. Коген в 1911 г.

Расплавленное олово



2. Происхождение названия

Латинское название stannum, связанное с санскритским словом, означающим «стойкий, прочный», первоначально относилось к сплаву свинца и серебра, а позднее к другому, имитирующему его сплаву, содержащему около 67 % олова; к IV веку н. э. этим словом стали называть собственно олово[6].

Слово олово -- общеславянское, однако в некоторых славянских языках такое же или однокоренное слово (польск. oіуw, чеш. olovo, серб. олово и др.) используется для обозначения другого, внешне похожего металла -- свинца. Слово олово имеет соответствия в балтийских языках (ср. лит. alavas, alvas, латыш. alva -- «олово», прусск. alwis -- «свинец»). Оно является суффиксальным образованием от корня ol- (ср. древневерхненемецкое elo -- «жёлтый», лат. albus -- «белый» и пр.), так что металл назван по цвету[7].



3. Физические свойства

Плотность: в твёрдом состоянии при +20 °С -- 7,3 г/смі; в жидком состоянии при температуре плавления -- 6,98 г/смі.

Температура: плавления -- 231,91 °С[2]; кипения -- 2620 °С.

Коэффициент линейного расширения:

при температуре 0 °С равен 1,99·10?5 К?1;

при +100 °С равен 2,38·10?5 К?1[4];

средний в диапазоне 0--100 °C равен 2,62·10?5 К?1[2].

Удельная теплоёмкость: в твёрдом состоянии при +20 °С -- 226 Дж/(кг·К); в жидком состоянии при температуре плавления -- 268 Дж/(кг·К).

Молярная теплоёмкость при постоянном давлении: при 0 °C равна 27,11 Дж/(моль·К) (белое олово), 25,79 Дж/(моль·К) (серое олово).[4]

Теплота плавления равна 7,19 кДж/моль.[2]

Теплота испарения равна 296 кДж/моль.[4]

Теплопроводность при +20 °С -- 65,26 Вт/(м·К)[4].

Удельное электрическое сопротивление при +20 °С -- 0,115 мкОм·м[4] (по другим данным 0,128 мкОм·м при +25 °С[2]).

Термический коэффициент сопротивления равен 4,5·10?3 К?1[2].

Удельная электропроводность при +20 °С -- 8,69 МСм/м.

Температура Дебая равна 200 К (белое олово), 212 К (серое олово)[2].

Механические и технологические свойства:

модуль упругости 55 ГПа при 0 °С[4][2] и 48 ГПа при 100 °С;

модуль сдвига 16,8--8,1 ГПа[2];

временное сопротивление разрыву -- 20 МПа;

относительное удлинение -- 40 %[4];

твёрдость по Бринеллю -- 152 МПа (белое олово), 62 МПа (серое олово)[4];

температура литья -- 260--300 °С.

При температуре немного выше 170 °С олово становится хрупким[2].

Стандартный электродный потенциал E °Sn2+/Sn равен ?0,136 В, а E пары °Sn4+/Sn2+ около 0,151 В.

3.1 Серое и белое олово

Серое и белое олово

Простое вещество олово полиморфно. В обычных условиях оно существует в виде в-модификации (белое олово), устойчивой выше +13,2 °C. Белое олово -- серебристо-белый, мягкий, пластичный металл, образующий кристаллы тетрагональной сингонии, пространственная группа I4/amd, параметры ячейки a = 0,58197 нм, c = 0,3175 нм, Z = 4. Координационное окружение каждого атома олова в нём -- октаэдр. Плотность в-Sn равна 7,228 г/см3. При сгибании прутков олова слышен характерный хруст от взаимного трения кристаллитов[8].

При охлаждении белое олово переходит в б-модификацию (серое олово). Серое олово образует кристаллы кубической сингонии, пространственная группа Fd3m, параметры ячейки a = 0,646 нм, Z = 8 со структурой типа алмаза. В сером олове координационный полиэдр каждого атома -- тетраэдр, координационное число 4. Фазовый переход в-Sn в б-Sn сопровождается увеличением удельного объёма на 25,6 % (плотность б-Sn составляет 5,75 г/см3), что приводит к рассыпанию олова в порошок. Энтальпия перехода б > в ДH = 2,08 кДж/моль. Одна модификация переходит в другую тем быстрее, чем ниже температура окружающей среды. При ?33 °C скорость превращений становится максимальной. Тем не менее белое олово можно переохладить до гелиевых температур. Белое олово превращается в серое также под действием ионизирующего излучения[9].

Из-за сильного различия структур двух модификаций олова разнятся и их электрофизические свойства. Так, в-Sn -- металл, а б-Sn относится к числу полупроводников. Ниже 3,72 К б-Sn переходит в сверхпроводящее состояние. Атомы в кристаллической решётке белого олова находятся в электронном s2p2-состоянии. Серое олово -- ковалентный кристалл со структурой алмаза и электронным sp3-состоянием. Белое олово слабо парамагнитно, атомная магнитная восприимчивость ч = +4,5·10?6 (при 303 К), при температуре плавления становится диамагнитным, ч = ?5,1·10?6. Серое олово диамагнитно, ч = ?3,7·10?5 (при 293 К).

Соприкосновение серого олова и белого приводит к «заражению» последнего, то есть к ускорению фазового перехода по сравнению со спонтанным процессом из-за появления зародышей новой кристаллической фазы. Совокупность этих явлений называется «оловянной чумой». Нынешнее название этому процессу в 1911 году дал Э. Коген (он называл его также «музейной болезнью»[10]), однако это явление было известно ещё в античности, оно упоминается Аристотелем и Плутархом[10]. Начало научного изучения этого фазового перехода было положено в 1870 году работами петербургского учёного, академика Ю. Фрицше. Много ценных наблюдений и мыслей об этом процессе высказано Д. И. Менделеевым в его «Основах химии».

Одним из средств предотвращения «оловянной чумы» является добавление в олово стабилизатора, например висмута. С другой стороны, ускоряет процесс перехода белого олова в серое при не очень низких температурах катализатор хлорстаннат аммония (NH4)2SnCl6[11].

«Оловянная чума» -- одна из причин гибели экспедиции Скотта к Южному полюсу в 1912 году. Она осталась без горючего из-за того, что топливо просочилось из запаянных оловом баков, поражённых «оловянной чумой»[12].

Некоторые историки указывают на «оловянную чуму» как на одно из обстоятельств поражения армии Наполеона в России в 1812 году -- сильные морозы привели к превращению оловянных пуговиц на мундирах солдат в порошок[13].

Оловянная чума погубила многие музейные экспонаты. В музейных собраниях России оловянные предметы большой древности отсутствуют, имеются лишь единичные предметы начиная с XIV века, существующие экспонаты относятся в основном к XVIII и последующим векам. Так, разрушился целый ряд блюд и мисок XVII века из казны царевны Татьяны Михайловны, сестры царя Алексея Михайловича, и из казны его дочерей Феодосии Алексеевны и Софья Алексеевны в ризнице Троицкого собора Успенского девичьего монастыря в Александрове, где во время послереволюционной разрухи после 1917 года надолго прекращалось отопление[10].

Олово, поражённое «чумой», после переплавки снова становится белым. Однако для превращения серого олова в белое достаточно выдержать его при повышенной температуре, по одним источникам, выше +40 °C, по другим -- выше +59 °C[10]. Реставраторы для остановки разрушения предметов, поражённых «оловянной чумой», выдерживают их в кипящей воде в течение часа и более[10].

При высоких давлениях обнаружены ещё две модификации олова: г-олово (переход при температуре 161 °C и давлении около 4 ГПа, при комнатной температуре и давлении 10 ГПа) и у-олово (переход при температуре около 1000 °C и давлении выше 21 ГПа)[14].

3.2 Изотопы

Основная статья: Изотопы олова

Природное олово состоит из десяти стабильных нуклидов с массовыми числами 112 (в смеси 0,96 % по массе), 114 (0,66 %), 115 (0,35 %), 116 (14,30 %), 117 (7,61 %), 118 (24,03 %), 119 (8,58 %), 120 (32,85 %), 122 (4,72 %) и 124 (5,94 %). Для некоторых из них энергетически возможен двойной бета-распад, однако экспериментально он пока (2018 г.) не наблюдался, поскольку предсказываемый период полураспада очень велик (более 1020 лет)[15].

Олово обладает наибольшим среди всех элементов числом стабильных изотопов, что связано с тем, что 50 (число протонов в ядрах олова) является магическим числом -- оно составляет заполненную протонную оболочку в ядре и повышает тем самым энергию связи и стабильность ядра. Известны два дважды магических изотопа олова, оба они радиоактивны, так как удалены от полосы бета-стабильности: нейтронодефицитное 100Sn (Z = N = 50) и нейтроноизбыточное 132Sn (Z = 50, N = 82).

Изотопы олова 117Sn и 119Sn являются мёссбауэровскими изотопами и применяются в гамма-резонансной спектроскопии.



4. Химические свойства

4.1 Металлическое олово

При комнатной температуре олово, подобно соседу по группе германию, устойчиво к воздействию воздуха или воды. Такая инертность объясняется образованием поверхностной плёнки оксидов. Заметное окисление олова на воздухе начинается при температурах выше 150 °C:

{\displaystyle {\mathsf {Sn+O_{2}\rightarrow SnO_{2}}}}

При нагревании олово реагирует с большинством неметаллов. При этом образуются соединения в степени окисления +4, которая более характерна для олова, чем +2. Например:

{\displaystyle {\mathsf {Sn+2Cl_{2}\rightarrow SnCl_{4}}}}

Растворяется в разбавленных кислотах (HCl, H2SO4)[16]:

{\displaystyle {\mathsf {Sn+2HCl\rightarrow SnCl_{2}+H_{2}\uparrow }}}

Олово реагирует c концентрированной соляной кислотой. При этом серое олово (б-Sn) образует раствор хлорида олова (II), а белое (в-Sn) хлорида олова (IV)[17]:

{\displaystyle {\mathsf {Sn+3HCl\rightarrow H[SnCl_{3}]+H_{2}\uparrow }}}Размещено на http://www.allbest.ru/



{\displaystyle {\mathsf {Sn+6HCl\rightarrow H_{2}[SnCl_{6}]+2H_{2}\uparrow }}}Размещено на http://www.allbest.ru/

Состав продукта реакции олова с азотной кислотой зависит от концентрации кислоты. В концентрированной азотной кислоте (60%) образуется оловянная кислота в-SnO2·nH2O[16] (иногда её формулу записывают как H2SnO3). При этом олово ведёт себя как неметалл:

{\displaystyle {\mathsf {Sn+4HNO_{3}\rightarrow \ SnO_{2}\cdot H_{2}O+4NO_{2}+H_{2}O}}}Размещено на http://www.allbest.ru/

При взаимодействии с разбавленной азотной кислотой (3-5%) образуется нитрат олова(II)[16]:

{\displaystyle {\mathsf {4Sn+10HNO_{3}\rightarrow 4Sn(NO_{3})_{2}+NH_{4}NO_{3}+3H_{2}O}}}Размещено на http://www.allbest.ru/

Окисляется растворами щелочей до гидроксостанната (II), который в горячих растворах склонен к диспропорционированию[16]:

{\displaystyle {\mathsf {Sn+NaOH+2H_{2}O\rightarrow Na[Sn(OH)_{3}]+H_{2}\uparrow }}}Размещено на http://www.allbest.ru/

{\displaystyle {\mathsf {2Na[Sn(OH)_{3}]\rightarrow Sn+Na_{2}[Sn(OH)_{6}]}}}Размещено на http://www.allbest.ru/

{\displaystyle {\mathsf {Sn+2NaOH+4H_{2}O\rightarrow Na_{2}[Sn(OH)_{6}]+2H_{2}\uparrow }}}Размещено на http://www.allbest.ru/



4.2 Олово (II)

Менее устойчивая степень окисления чем (IV). Вещества имеют высокую восстановительную активность и легко диспропорцианируют[16]:

{\displaystyle {\mathsf {2SnO\xrightarrow {^{o}t} \ SnO_{2}+Sn}}}Размещено на http://www.allbest.ru/

На воздухе соединения быстро окисляются кислородом, как в твердом виде[16], так и в растворах[17]:

{\displaystyle {\mathsf {2SnO+O_{2}\rightarrow 2SnO_{2}}}}Размещено на http://www.allbest.ru/

{\displaystyle {\mathsf {2Sn^{2+}+O_{2}+4H^{+}\rightarrow 2Sn^{4+}+2H_{2}O}}}Размещено на http://www.allbest.ru/

Сильным восстановителем является «оловянная соль» {\displaystyle SnCl_{2}\cdot 2H_{2}O}[16]

Оксид можно получить действием аммиака на горячий раствор хлорида олова в атмосфере СO2[16]:

{\displaystyle {\mathsf {SnCl_{2}+2NH_{3}+H_{2}O\rightarrow SnO+2NH_{4}Cl}}}

Также при слабом нагревании гидроксида олова(II) Sn(OH)2 в вакууме или осторожном нагревании некоторых солей:

{\displaystyle {\mathsf {Sn(OH)_{2}\rightarrow SnO+H_{2}O}}}

{\displaystyle {\mathsf {SnC_{2}O_{4}\rightarrow SnO+CO\uparrow +CO_{2}\uparrow }}}[16]



В растворах солей олова идёт сильный гидролиз[16]:

{\displaystyle {\mathsf {[Sn(H_{2}O)_{3}]^{2+}+H_{2}O\rightarrow [Sn(H_{2}O)_{2}OH]^{+}+H_{3}O^{+}}}}

При действии на раствор соли Sn(II) растворами сульфидов выпадает осадок сульфида олова(II):

{\displaystyle {\mathsf {Sn^{2+}+S^{2-}\rightarrow SnS\downarrow }}}

Этот сульфид может быть легко окислен до сульфидного комплекса раствором полисульфида натрия, при подкислении превращающегося в осадок cульфида олова(IV)[16]:

{\displaystyle {\mathsf {SnS+Na_{2}S_{2}\rightarrow Na_{2}SnS_{3}}}}

{\displaystyle {\mathsf {Na_{2}SnS_{3}+2HCl\rightarrow SnS_{2}+2NaCl+H_{2}S\uparrow }}}

4.3 Олово (IV)

Оксид олова(IV) (SnO2) образуется прямым окислением кислородом. При сплавлении с щелочами образует станнаты, при обработке водой образующие гидроксостаннаты[16]:

{\displaystyle {\mathsf {SnO_{2}+2NaOH\xrightarrow {^{o}t} \ Na_{2}SnO_{3}+H_{2}O}}}

При гидролизе растворов солей олова (IV) образуется белый осадок -- так называемая б-оловянная кислота[16]:



{\displaystyle {\mathsf {SnCl_{4}+4NH_{3}+6H_{2}O\rightarrow H_{2}[Sn(OH)_{6}]+4NH_{4}Cl}}}

{\displaystyle {\mathsf {H_{2}[Sn(OH)_{6}]\rightarrow \ SnO_{2}\cdot nH_{2}O+3H_{2}O}}}

Свежеполученная б-оловянная кислота растворяется в кислотах и щелочах[16]:

{\displaystyle {\mathsf {SnO_{2}\cdot nH_{2}O+2KOH\rightarrow K_{2}[Sn(OH)_{6}]}}}

{\displaystyle {\mathsf {SnO_{2}\cdot nH_{2}O+4HNO_{3}\rightarrow Sn(NO_{3})_{4}+(n+2)H_{2}O}}}

При хранении б-оловянная кислота стареет, теряет воду и переходит в в-оловянную кислоту, которая отличается большей химической инертностью. Данное изменение свойств связывают с уменьшением числа активных HO-Sn группировок при стоянии и замене их на более инертные мостиковые -Sn-O-Sn- связи[16].

Гидрид олова -- станнан SnH4 -- можно получить по реакции:

{\displaystyle {\mathsf {SnCl_{4}+Li[AlH_{4}]\rightarrow SnH_{4}\uparrow +LiCl+AlCl_{3}}}}

Этот гидрид весьма нестоек и медленно разлагается уже при температуре 0 °C.

Четырёхвалентное олово образует обширный класс оловоорганических соединений, используемых в органическом синтезе, в качестве пестицидов и др.



5. Нахождение в природе

Олово -- редкий рассеянный элемент, по распространённости в земной коре олово занимает 47-е место. Кларковое содержание олова в земной коре составляет, по разным данным, от 2?10?4 до 8?10?3 % по массе. Основной минерал олова -- касситерит (оловянный камень) SnO2, содержащий до 78,8 % олова. Гораздо реже в природе встречается станнин (оловянный колчедан) -- Cu2FeSnS4 (27,5 % Sn).

5.1 Месторождения

Мировые месторождения олова находятся в основном в Китае и Юго-Восточной Азии -- Индонезии, Малайзии и Таиланде. Также есть крупные месторождения в Южной Америке (Боливии, Перу, Бразилии) и Австралии.

В России запасы оловянных руд расположены в Хабаровском крае (Солнечный район -- месторождения Фестивальное, Солнечное, Лунное, Придорожное, Перевальное и Соболиное[18]; Верхнебуреинский район -- Правоурмийское месторождение), в Чукотском автономном округе (Пыркакайские штокверки; рудник/посёлок Валькумей, Иультин -- разработка месторождений закрыта в начале 1990-х годов), в Приморском крае (Кавалеровский район), в Якутии (месторождение Депутатское) и других районах.

5.2 Распространённость в природе

Распространённость в природе отражена в следующей таблице[19]:

В незагрязнённых поверхностных водах олово содержится в субмикрограммовых концентрациях. В подземных водах его концентрация достигает единиц микрограмм на литр, увеличиваясь в районе оловорудных месторождений, оно попадает в воды за счёт разрушения в первую очередь сульфидных минералов, неустойчивых в зоне окисления. ПДКSn = 2 мг/дмі.

Кристаллы касситерита -- оловянная руда

Олово является амфотерным элементом, то есть элементом, способным проявлять кислотные и основные свойства. Это свойство олова определяет и особенности его распространения в природе. Благодаря этой двойственности олово проявляет литофильные, халькофильные и сидерофильные свойства. Олово по своим свойствам проявляет близость к кварцу, вследствие чего известна тесная связь олова в виде окиси (касситерита) с кислыми гранитоидами (литофильность), часто обогащёнными оловом, вплоть до образования самостоятельных кварц-касситеритовых жил. Щелочной характер поведения олова определяется в образовании довольно разнообразных сульфидных соединений (халькофильность), вплоть до образования самородного олова и различных интерметаллических соединений, известных в ультраосновных породах (сидерофильность).

5.3 Формы нахождения

Основная форма нахождения олова в горных породах и минералах -- рассеянная (или эндокриптная). Однако олово образует и минеральные формы, и в этом виде часто встречается не только как акцессорий в кислых магматических породах, но и образует промышленные концентрации преимущественно в окисной (касситерит SnO2) и сульфидной (станнин) формах[20].

5.4 Твёрдая фаза. Минералы

Кристаллы касситерита

В общем можно выделить следующие формы нахождения олова в природе:

Рассеянная форма: конкретная форма нахождения олова в этом виде неизвестна. Здесь можно говорить об изоморфно рассеянной форме нахождения олова вследствие наличия изоморфизма с рядом элементов (Ta, Nb, W -- с образованием типично кислородных соединений; V, Cr, Ti, Mn, Sc -- с образованием кислородных и сульфидных соединений). Если концентрации олова не превышают некоторых критических значений, то оно изоморфно может замещать названные элементы. Механизмы изоморфизма различны.

Минеральная форма: олово установлено в минералах-концентраторах. Как правило, это минералы, в которых присутствует железо Fe+2: биотиты, гранаты, пироксены, магнетиты, турмалины и так далее. Эта связь обусловлена изоморфизмом, например, по схеме Sn+4 + Fe+2 > 2Fe+3. В оловоносных скарнах высокие концентрации олова установлены в гранатах (до 5,8 вес. %) (особенно в андрадитах), эпидотах (до 2,84 вес. %) и так далее.

На сульфидных месторождениях олово входит как изоморфный элемент в сфалериты (Силинское месторождение, Россия, Приморье), халькопириты (Дубровское месторождение, Россия, Приморье), пириты. Высокие концентрации олова выявлены в пирротине грейзенов Смирновского месторождения (Россия, Приморье). Считается, что из-за ограниченного изоморфизма происходит распад твёрдых растворов с микровыделениями Cu2+1Fe+2SnS4 или тиллита PbSnS2 и других минералов.

5.5 Собственно минеральные формы

Самородные элементы, сплавы и интерметаллические соединения

Хотя концентрации этих минералов в породах очень низки, однако распространены они в широком круге генетических образований. Среди самородных форм вместе с Sn выявлены Fe, Al, Cu, Ti, Cd и так далее, не считая уже известные самородные платиноиды, золото и серебро. Эти же элементы образуют между собой и различные сплавы: (Cu + Sn + Sb), (Pb + Sn + Sb) и другие, а также твёрдые растворы. Среди интерметаллических соединений установлены стистаит SnSb, атакит (Pd,Pt)3Sn, штумырлит Pt(Sn,Bi), звягинцевит (Pd,Pt)3(Pb,Sn), таймырит (Pd,Cu,Pt)3Sn и другие[21][22].

Приведённые формы нахождения олова и других элементов встречаются в различных геологических образованиях[22]:

Группа интрузивных и эффузивных магматических пород: траппы, пикриты Сибирской платформы, гипербазиты и габброиды Камчатки, кимберлиты Якутии, лампроиты Алдана и так далее; гранитоиды Приморья, Дальнего Востока, Тянь-Шаня.

Группа метасоматически и гидротермально изменённых пород: медно-никелевые руды Сибирской платформы, золоторудные объекты Урала, Кавказа, Узбекистана и так далее.[23]

Группа современного рудообразования: пелагические осадки Тихого океана, продукты Большого Трещинного Толбачинского извержения, гидротермальная система Узон на Камчатке и прочие.

Группа осадочных пород различного происхождения.

Окисные соединения олова

Наиболее известной формой является главный минерал олова -- касситерит SnO2, представляющий собой соединение олова с кислородом. В минерале по данным ядерной гамма-резонансной спектроскопии присутствует Sn+4.

Касситерит

Основная статья: Касситерит

Касситерит (от греч. kassiteros -- олово) -- главный рудный минерал для получения олова, химическая формула SnO2. Теоретически содержит 78,62 % Sn. Образует отдельные выделения, зерна, сплошные массивные агрегаты, в которых зёрна минерала достигают в размере 3--4 мм и даже больше. В чистом виде бесцветные кристаллы, примеси придают минералу самые различные цвета.

Плотность 6040--7120 кг/мі (наиболее низкая у светлоокрашенных касситеритов).

Твёрдость по Моосу 6,5.

Блеск -- матовый, на гранях -- алмазный.

Спайность несовершенная.

Излом раковистый.

Основные формы выделения касситерита:

микровключения в других минералах;

акцессорные выделения минерала в породах и рудах;

сплошные или вкрапленные руды: игольчатые радиально-лучистые агрегаты (месторождения Приморья), коломорфные и криптокристаллические выделения и скопления (месторождения Приморья); кристаллическая форма -- главная форма выделения касситерита.

В России месторождения касситерита имеются на Северо-Востоке, в Приморье, Якутии, Забайкалье; за рубежом -- в Малайзии, Таиланде, Индонезии, КНР, Боливии, Нигерии и других странах.

Гидроокисные соединения

Второстепенное место занимают гидроокисные соединения олова, которые можно рассматривать как соли полиоловянных кислот. К ним можно отнести минерал сукулаит Ta2Sn2+2O[24]; твёрдый раствор олова в магнетите вида Fe2SnO4 или Fe3SnO3 (Бретштейн Ю. С., 1974; Воронина Л. Б., 1979); «варламовит» -- продукт окисления станнина; считается, что он представляет собой смесь аморфных и полуаморфных соединений Sn, метаоловянной кислоты, поликонденсированной фазы и гидрокасситеритовой фазы. Известны также гидратированные продукты окисления -- гидромартит 3SnO·H2O; мушистонит (Cu,Zn,Fe)Sn(OH)6; гидростаннат меди CuSn(OH)6 и другие.

Силикаты

Известна многочисленная группа силикатов олова, представленная малаяитом CaSn[SiO5][25]; пабститом Ba(Sn, Ti)Si3O9[24], стоказитом Ca2Sn2Si6O18·4H2O и др. Малаяит образует даже промышленные скопления.

Шпинелиды

Из других окисных соединений известны также шпинелиды, например, минерал нигерит Sn2Fe4Al16О32 (Peterson E. U., 1986).

Сульфидные соединения олова

Включает различные соединения олова с серой. Это вторая по промышленному значению группа минеральных форм нахождения олова. Наиболее важным из них является станнин, второй по значению минерал. Кроме этого, отмечаются франкеит Pb5Sn3Sb2S14, герценбергит SnS, берндтит SnS2, тиллит PbSnS2 и кестерит Cu2ZnSnS4. Выявлены и более сложные сульфидные соединения олова со свинцом, серебром, медью, имеющие в основном минералогическое значение. Тесная связь олова с медью обусловливает частое присутствие на оловорудных месторождениях халькопирита CuFeS2 с образованием парагенезиса касситерит -- халькопирит. Станнин

Основная статья: Станнин

Станнин (от лат. stannum -- олово), оловянный колчедан, минерал из класса сульфидов с общей формулой вида Cu2FeSnS4. Она следует из формулы халькопирита путём замены одного атома Fe на Sn. Содержит 29,58 % Cu, 12,99 % Fe, 27,5 % Sn и 29,8 S, а также примеси Zn, Sb, Cd, Pb и Ag. Широко распространённый минерал в оловорудных месторождениях России. На ряде месторождений России (Приморье, Якутия) и Средней Азии (Таджикистан) он является существенным элементов сульфидных минералов и часто вместе с варламовитом составляет 10--40 % общего олова. Часто образует вкрапленность в сфалерите ZnS, халькопирите. Во многих случаях наблюдаются явления распада станнина с выделением касситерита.

5.6 Коллоидная форма

Коллоидные и олово-кремнистые соединения играют значительную роль в геохимии олова, хотя детально она не изучена. Значительное место в геологии элемента играют коломорфные соединения и продукты его кристаллических превращений в скрытокристаллические разности. Коломорфный касситерит рассматривается как форма выражения вязких гелеобразных растворов.

Независимые исследования выявили аномально высокую растворимость SnO2 в хлор-кремниевых растворах. Максимальная растворимость достигается при отношении {\displaystyle {\frac {{\mathsf {SnO}}_{2}}{{\mathsf {SiO}}_{2}}}=1{,}5}Размещено на http://www.allbest.ru/

.

Анализ свойств соединения Sn(OH)4 и близость их к соединению Si(OH)4 выявляет способность его к полимеризации с образованием в конечном счёте соединений H2SnkO2k+1, SnkO2k?1(OH)2. В обоих случаях возможно замещение группы (ОН) на анионы F и Cl.

Таким образом, полимеризация молекул Sn(OH)4 и соединение их с молекулами Si(OH)4 ведёт к образованию геля (коллоида) и появлению цепочек HmSn2nSinOp, причём m ? 8[26], или Hs[SiO2n(SnOm)d] (Некрасов И. Я. и др., 1973).

Имеющиеся данные говорят о том, что коллоидная форма является естественным промежуточным звеном при осаждении олова из гидротермальных растворов.

5.7 Формы нахождения олова в жидкой фазе

Наименее изученная часть геохимии олова, хотя в газово-жидких включениях установлены касситериты в виде минералов-узников (Кокорин А. М. и др., 1975). Работ по анализу конкретных оловосодержащих природных растворов нет. В основном вся информация основана на результатах экспериментальных исследований, которые говорят только о вероятных формах нахождения олова в растворах. Существенную роль в разработке методики этих исследований принадлежит академику В. Л. Барсукову[20].

Вся совокупность экспериментально установленных форм нахождения олова в растворах разбивается на группы:

Ионные соединения. Эти соединения и их структура описываются с позиций классических валентных и стереохимических представлений. Выделяются подгруппы:

Простые ионы Sn+2 и Sn+4 в основном обнаружены в магматических расплавах, а также в гидротермальных растворах, обладающих низкими значениями рН. Однако в существующих гидротермальных системах, отражаемых составом газово-жидких включений, такие условия не установлены.

Галогениды -- SnF2, SnF40, SnCl40. Считается, что роль хлора в переносе и отложении олова и сопутствующих металлов более значительна, чем роль фтора.

Гидроксильные соединения. В щелочных условиях исходными являются соединения H2SnO2, H2SnO4, H2SnO3. Эти формы часто устанавливаются на основе известных минеральных форм. Часть этих форм имеет как искусственное (CaSnO3, Ca2SnO4), так и природное (FeSnO2, Fe2SnO4) происхождение. В кислых средах эти соединения ведут себя как слабые основания типа Sn(OH)2, Sn(OH)4. Считается, что одной из форм проявления подобных соединений является варламовит. Согласно экспериментальным данным Sn(OH)4 отлагается только при Т < 280 °C в слабокислых или нейтральных условиях при рН = 7--9. Соединения Sn(OH)4 и Sn(OH)3+ устойчивы при рН= 7--9, тогда как Sn(OH)2+2 и Sn(OH)+2 -- при рН < 7. Довольно часто группы (ОН)?1 замещаются на F и Cl, создавая галогенозамещённые модификации гидросоединений олова. В общем виде эти формы представлены соединениями Sn(OH)4-kFk или Sn(OH)4?kFk-nCln. В целом соединение Sn(OH)3F устойчиво при Т = +25…+50 °C, а Sn(OH)2F2 -- при Т = 200 °C.

Сульфидные соединения. По экспериментальным данным в растворе присутствуют соединения SnS4?4 или SnS3?2 при рН > 9; SnS2O?2 (pH = 8--9) и Sn(SH)4 (pH = 6). Имеется упоминание о существовании соединения типа Na2SnS3, неустойчивого в кислой среде.

Комплексные соединения олова изучены при растворении касситерита во фторированных средах. Эти соединения отличаются высокой растворимостью. Этими же свойствами обладают соединения, полученные в хлоридных растворах. В качестве основных форм комплексных соединений, известных из экспериментов, можно назвать Na2[Sn(OH)6], Na2[SnF6], Na2[Sn(OH)2F4] и пр. Эксперименты показали, что комплекс Sn(OH)4F2?2 будет преобладать при Т = 200 °C.

Коллоидные и олово-кремнистые соединения. Об их существовании говорит присутствие на многих месторождениях коломорфных выделений касситерита.

5.8 Промышленные типы месторождений олова

Описанные выше геохимические особенности олова находят косвенное отражение в формационной классификации оловорудных месторождений, предложенной Е. А. Радкевич с последующими дополнениями.

А. Формация оловоносных гранитов. Касситерит установлен в акцессорной части гранитов.

Б. Формация редкометальных гранитов. Это граниты литионит-амазонит-альбитового типа (апограниты по А. А. Беусу). Касситерит в акцессорной части вместе колумбит-татнатлитом, микролитом и прочими.

В. Формация оловоносных пегматитов. Оловянная минерализация характерна для Be-Li-, Be-Ta-, F-Li- типов.

Г. Формация полевошпат-кварц-касситеритовая. Выделена Ив. Ф. Григорьевым. Это кварц-полевошпатовые жилы с касситеритом и другими минералами.

Д. Формация кварц-касситеритовая. Распространена на северо-востоке России. Это жильные зоны, грейзены с кварцем, мусковитом, вольфрамитом, касситеритом и другим.

Е. Формация касситерит-силикатно-сульфидная с турмалиновым и хлоритовым типами. Одна из основных продуктивных формаций Приморья России.

Ж. Формация касситерит-сульфидная. Также основная оловопродуктивная формация. В ней выделяют основные типы:

1) штокверковое олово-вольфрамовое оруденение;

2) рудные тела квар-касситерит-арсенопиритового типа;

3) продуктивные кварцевые жилы сульфидно-касситерит-хлоритового типа.

З. Формация оловянно-скарновая.

И. Формация деревянистого олова (риолитовая формация).

К. Формация основных и ультраосновных пород (по И. Я. Некрасову)[26].

Л. Формация щелочных пород Украины (по В. С. Металлиди, 1988).



6. Производство

В процессе производства рудоносная порода (касситерит) подвергается дроблению до размеров частиц в среднем ~10 мм, в промышленных мельницах, после чего касситерит за счет своей относительно высокой плотности и массы отделяется от пустой породы вибрационно-гравитационным методом на обогатительных столах. В дополнение применяется флотационный метод обогащения/очистки руды. Таким образом удается повысить содержание олова в руде до 40--70 %. Далее проводят обжиг концентрата в кислороде для удаления примесей серы и мышьяка. Полученный концентрат оловянной руды выплавляется в печах. В процессе выплавки восстанавливается до свободного состояния посредством применения в восстановлении древесного угля, слои которого укладываются поочередно со слоями руды, или алюминием (цинком) в электропечах: {\displaystyle {\mathsf {SnO_{2}+C=Sn+CO_{2}}}}Размещено на http://www.allbest.ru/

. Особо чистое олово полупроводниковой чистоты готовят электрохимическим рафинированием или методом зонной плавки[27].



7. Применение

Олово используется в основном как безопасное, нетоксичное, коррозионностойкое покрытие в чистом виде или в сплавах с другими металлами. Главные промышленные применения олова -- в белой жести (лужёное железо) для изготовления тары пищевых продуктов, в припоях для электроники, в домовых трубопроводах, в подшипниковых сплавах и в покрытиях из олова и его сплавов. Важнейший сплав олова -- бронза (с медью). Другой известный сплав -- пьютер -- используется для изготовления посуды. Для этих целей расходуется около 33 % всего добываемого олова. До 60 % производимого олова используется в виде сплавов с медью, медью и цинком, медью и сурьмой (подшипниковый сплав, или баббит), с цинком (упаковочная фольга) и в виде оловянно-свинцовых и оловянно-цинковых припоев. В последнее время возрождается интерес к использованию металла, поскольку он наиболее «экологичен» среди тяжёлых цветных металлов. Используется для создания сверхпроводящих проводов на основе интерметаллического соединения Nb3Sn.

Дисульфид олова SnS2 применяют в составе красок, имитирующих позолоту («поталь»). олово сплав губчатый электролит

Искусственные радиоактивные ядерные изомеры олова 117mSn и 119mSn -- источники гамма-излучения, являются мёссбауэровскими изотопами и применяются в гамма-резонансной спектроскопии.

Интерметаллические соединения олова и циркония обладают высокими температурами плавления (до 2000 °C) и стойкостью к окислению при нагревании на воздухе и имеют ряд областей применения.

Олово является важнейшим легирующим компонентом при получении конструкционных сплавов титана.

Двуокись олова -- очень эффективный абразивный материал, применяемый при «доводке» поверхности оптического стекла.

Смесь солей олова -- «жёлтая композиция» -- ранее использовалась как краситель для шерсти.

Олово применяется также в химических источниках тока в качестве анодного материала, например: марганцево-оловянный элемент, окисно-ртутно-оловянный элемент.

Исследуются изолированные двумерные слои олова (станен), созданные по аналогии с графеном[28][29].



8. Физиологическое действие

О роли олова в живых организмах практически ничего не известно. Ежедневное поступление олова с пищей составляет 0,2--3,5 мг, при регулярном потреблении консервированной пищи -- до 38 мг. В теле человека содержится примерно (1--2)·10?4 % олова, наибольшая концентрация наблюдается в кишечнике.[30]

Металлическое олово не токсично, что позволяет применять его в пищевой промышленности. Олово представляет опасность для человека в виде паров, различных аэрозольных частиц и пыли. При воздействии паров или пыли олова может развиться станноз -- поражение лёгких. Станнан (оловянистый водород) -- сильнейший яд. Также очень токсичны некоторые оловоорганические соединения. Временно допустимая концентрация соединений олова в атмосферном воздухе 0,05 мг/м3, ПДК олова в пищевых продуктах 200 мг/кг, в молочных продуктах и соках -- 100 мг/кг. Токсическая доза олова для человека -- 2 г, интоксикация организма начинается при содержании в организме 250 мг/кг.[30]

Вредные примеси, содержащиеся в олове в обычных условиях хранения и применения, в том числе в расплаве при температуре до 600 °C, не выделяются в воздух в объёмах, превышающих предельно допустимую концентрацию (в частности, определенную по ГОСТ 12.1.005--76. Длительное (в течение 15--20 лет) воздействие пыли олова оказывает фиброгенное воздействие на лёгкие и может вызвать заболевание работающих пневмокониозом[31].



9. Галерея изображений

Оловянный куб

Оловянная руда



Оловянный кубок из г. Гданьска (Польша)

Консервная банка с оловянным покрытием

Оловянный солдатик в форме после литья

Зональный кристалл касситерита в шлифе (поляризованный свет, ширина изображения -- 3,3 мм)



Кристаллы касситерита (тёмные)



10. Вторичное олово

Статистические сведения о производстве и потреблении вторичного олова показывают, что возврат вторичного олова во многих странах достигает значительных размеров. Вторичное олово используется в промышленности главным образом в виде сплавов (бронзы, припоев, баббитов), но некоторая его часть возвращается в виде чистого металла при регенерации из различных отходов.

Классификация оловосодержащих отходов промышленности, поступающих в переработку для получения вторичных сплавов или чистого олова, приведена ниже.

Лом и отходы перерабатывают по различным схемам в зависимости от состава и вида сырья. Лом и стружка оловянистых бронз, а также отходы латуни и других оловянных сплавов после предварительной подготовки плавят в отражательных или электрических печах, при этом чистый лом и отходы предпочтительно переплавляют в электрических печах.

Плавку ведут при температуре до 1250--1350° в окислительной среде, что способствует выгоранию алюминия, являющегося обычной примесью в виде соров в отходах бронзы.

Флюсом служит смесь гранулированного шлака (65%), соды (30%) и буры (5°/о). Флюс добавляют в количестве 5% от садки металлов, удельный расход топлива 15--20% от веса слитков.

В некоторых случаях для переработки бронзовых отходов применяют гидрометаллургические способы, в том числе электролиз. Отходы бронзы после грануляции растворяют в азотной кислоте с окислением выделяющейся окиси азота в азотную кислоту воздухом или кислородом, благодаря чему кислота регенерируемся.

Раствор, содержащий медь, направляют на электролиз с нерастворимыми анодами, а олово выделяется в виде метаоловянной кислоты.

В промышленности был осуществлен электролиз с анодами, отлитыми из вторичной бронзы, причем для предупреждения обеднения электролита ионами меди в раствор вводилось необходимое количество меди в виде медного купороса. Осадок выпавшей метаоловянной кислоты отфильтровывали.

Другим способом разделения бронз служит продувка их в конвертера к под слоем кокса. При конвертировании бронз олово распределяется примерно следующим образом: остается в меди 4%, в шлаках 20%, переходит в возгоны 76%.

Сложнее перерабатывать отходы, в состав которых помимо слова входит свинец, сурьма, цинк, медь, железо.

После дробления и измельчения таких сплавов до 48 меш их обжигают и выщелачивают серной кислотой для отделения меди. Остаток после фильтрации направляют на сплавление с оловом, свинцом и сурьмой.

В некоторых случаях для извлечения олова и сопутствующих металлов применяют схемы с последовательной обработкой сначала растворами серной кислоты, а затем соляной, что позволяет раздельно извлекать из них цинк и свинец, получая богатые оловом остатки.

Ввиду большого разнообразия состава вторичного сырья не существует общей схемы для его переработки, а для каждого рода отходов выбирают наиболее подходящую из известных схем.

Одним из важнейших источников вторичного олова являются отходы белой жести, образующиеся при штамповке разных изделий, а также использованные консервные банки и прочие вышедшие из употребления луженые изделия.

В России и за рубежом существует большое количество установок небольших масштабов, задача которых -- регенерация олова из таких отходов. Многочисленные предложенные способы снятия олова с жестяного скрапа подразделяются на пирометаллургические и гидрометаллургические, включая электролиз.
К числу первых относится способ, основанный на применении нагрева отходов жести до температуры оплавления слоя олова с последующим удалением оплавленного слоя встряхиванием и перемешиванием отходов с абразивными материалами (песок, селикагель и т. д.) во вращающихся барабанах. При этом оплавление следует вести в восстановительной атмосфере во избежание окисления мельчайших крупинок оплавленного олова. Однако такой способ регенерации олова может быть рентабелен только при высоком содержании олова в отходах.

Применяемый в промышленности хлорный способ заключается в обработке отходов жести газообразным хлором с предварительной промыв кой и сушкой отходов. При хлорировании образуется четыреххлорное олово, которое находит непосредственное применение в промышленности, а также может быть переработано на двухлористое или восстановлено до металла. Этот способ применяли как в России, так и за рубежом. Щелочной способ извлечения олова основан на обработке растворами едкой щелочи в присутствии окислителей, например селитры, что ускоряет растворение олова в виде станнатов.

Карбонизацией полученных растворов осаждают окись олова, а содовый раствор после каустификации известью подают в оборот. Из окиси олова может быть выплавлено металлическое олово, а при достаточной ее чистоте она может найти непосредственное применение в промышленности, например в производстве эмалей или молочного стекла. Наибольшее распространение получили электролитические способы регенерации олова с жестяного скрапа. В течение длительного времени для этой цели применялись простые щелочные электролиты, содержащие в растворе в свободном и связанном виде около 10% NaOH. Электролиз осуществляли в железных ваннах, в которые отходы жести загружали в перфорированных железных корзинах или перевязанными проволокой тюками. Катодами служили листы железа или стенки ванны.

При плотности тока 100 а/м2 напряжение на ванне составляло 0,8--1,0 в. По мере растворения олова с отходов жести напряжение росло и к концу процесса поднималось до 2--2,5 в. Этот простой способ имел существенный недостаток: олово осаждалось на катоде в губчатом виде, что усложняло снятие его с катодов, требовало промывки и брикетирования перед плавкой. Все это неизбежно приводило к потерям олова и дополнительной затрате труда.

Проведенными исследованиями было установлено, что причиной образования губчатых осадков олова в щелочных электролитах является присутствие, наряду с Sn4+, Sn2+. Поэтому пробовали добавлять окислители, например перекись водорода и др., или погружали аноды в ванну под током, что способствовало окислению двухвалентных ионов, препятствовало растворению олова в виде Sn и улучшало качество осадка. Однако эти меры полностью не устраняли появления губчатых осадков. Лучшие результаты были получены при введении в состав щелочных растворов некоторых органических веществ.

Согласно предложению Фольмера, добавка в щелочные растворы метанитробензойной кислоты ускоряет растворение полуды. Из таких растворов электролизом с нерастворимыми анодами могут быть получены плотные катодные осадки олова.

Применение таких растворов позволяет вести электролиз с плотностью тока до 300 а/м2, напряжение на ванне при этом достигает 2,5--3 в. Несмотря на повышенный расход энергии и применение относительно дорогой метанитробензойной кислоты этот способ нашел широкое применение в промышленности.

Необходимо подчеркнуть разницу в качестве двух видов исходного сырья для снятия олова: обрезков жести и старых консервных банок.

Первые являются относительно чистым сырьем, не требуют особой подготовки перед снятием олова; кроме того, на них обычно нет ржавчины, так как они образуются на предприятиях, где принимаются меры, предохраняющие их от коррозии. Условия хранения и сбора использованной консервной тары обычно неизбежно вызывают частичную коррозию ее поверхности. Кроме того, длительное хранение консервированных продуктов вызывает частичное растворение олова на внутренней поверхности консервной тары. По этим причинам содержание олова в старых консервных банках обычно значительно меньше, чем на обрезках жести. Старые банки обязательно требуется подготавливать перед снятием олова -- превращать их в куски жести и тщательно удалять из этих кусков загрязнения.

Содержание олова в жестяном скрапе зависит от количества олова, затраченного на лужение жести.

Расход олова на изготовление жести непрерывно снижается, причем этому в большой степени способствует распространение электролитического способа покрытия. Ho и при горячем способе изготовления жести удельный расход олова уменьшается, хотя составляет в настоящее время около 18--20 кг/т.

При электролитическом лужении среднее содержание олова на жести в зависимости от ее назначения колеблется в широких пределах -- от 5 до 9 кг/т.

По имеющимся данным, большую часть белой жести в США выпускают электролитическим способом со средним содержанием около 6 кг олова на тонну. В России все шире внедряется электролитическое лужение, что также приводит к экономии олова и сокращению его расхода в производстве белой жести.

Однако и при таком уменьшающемся содержании олова регенерация олова из отходов жести окупается, так как кроме олова позволяет вернуть в промышленность большое количество высокосортного обезлуженного железного скрапа.

На рис. 27 показана технологическая схема регенерации олова и жестяного скрапа.

Регенерация вторичного олова из отходов жести имеет существенное значение в общем балансе олова. Поэтому несмотря на все трудности, главным образом связанные со сбором использованных банок, регенерация олова с этих отходов должна расширяться.

В процессе горячего лужения белой жести образуются отходы -- флюсовый и масляный скраф, в которые переходит около 20% Sn от расходуемого на лужение жести. Содержание олова в этих отходах колеблется в пределах 30--50% и извлекается оно непосредственно на металлургических заводах, выпускающих белую жесть.

В течение длительного времени для извлечения олова из скрафа применяют метод рекуперации, состоящий в выплавке олова из скрафа при температуре около 750--800°. Этот метод позволяет извлекать только около 70% Sn, содержащегося в отходах. Большое количество олова при этом теряется и переходит в изгарь.

Более совершенными методами переработки отходов от лужения жести являются гидрометаллургический и электроплавка. При применении гидрометаллургического метода флюсовый скраф предварительно гранулируют в воде, в результате чего в водный раствор переходит хлористый цинк, содержащийся в скрафе. Остатки от выщелачивания обрабатывают растворами соляной кислоты. Олово из растворов соляной кислоты цементируют цинком или алюминием, а полученные кристаллы цементного олова промывают, брикетируют и переплавляют на чушковой металл. Применение этого способа позволяет повысить извлечение олова из скрафа до 85%.

Еще более эффективна электроплавка для переработки скрафа. Этот метод аналогичен методу переработки съемов, получаемых при рафинировании чернового олова. Электроплавке должно предшествовать удаление хлоридов из скрафа выщелачиванием во избежание уноса хлористых соединений при плавке.

При электроплавке с переработкой в той же печи оборотов извлечение олова из скрафа повышается до 95%.

В процессах обогащения рудного сырья образуется большое количество хвостов, в которых накапливается много олова. В ряде случаев переработка хвостов позволяет получать бедные полупродукты, содержащие примерно 3% Sn, переработка которых повышает общее извлечение олова из рудного сырья.

Источниками получения вторичного олова служат также различные отходы (шлаки, пыль и др.), образующиеся при переработке оловосодержащих сплавов в значительных количествах.

Значение вторичного олова, получаемого из отходов, образующихся в промышленности в виде сплавов или в виде чистого металла, весьма велико, что побуждает принимать меры к дальнейшему совершенствованию способов переработки этих отходов.



Литература

1. Ррофессор М. П. Русаков. Олово // журнал "Наука и жизнь", № 1, 1940. стр.9-14

2. Н. К. Чертко и др. Биологическая функция химических элементов. -- Справочное пособие. -- Минск, 2012. -- 172 с. -- ISBN 978-985-7026-39-5.

Размещено на Allbest.ru