Меню

Рафинирование добытого материала

Добыча и получение олова

Добыча и получение олова

Олово стало одним из первых видов металлов, которые научились добывать и применять в определенных отраслях промышленности. Металл имеет серебристо-белый цвет, обладая мягкой и пластичной структурой. Процесс изготовления включает в себя предварительную добычу оловянной руды, из которой реализуется выплавка и последующее рафинирование металла.

  • Свойства олова
  • Разновидности и марки
  • Добыча оловянной руды
  • Выплавка
  • Рафинирование добытого материала
  • Применение олова

Свойства олова

При вступлении в химическую реакцию, проявляется полиморфизм. На открытом воздухе и водной среде поверхность олово быстро покрывается оксидной пленкой, которая защищает материал от коррозийного воздействия. Имеет несколько его структурных форм:

  • серый порошок, относится к полупроводникам;
  • белое олово является модификацией ковкого металла серебристого цвета;
  • твердое, белого цвета, достаточно хрупкое.

Олово без проблем вступает в реакции с неметаллами, при этом достаточно проблемно взаимодействует с серной и соляной концентрированными кислотами. Если кислоты разбавляются, то реакции с металлом не произойдет. С азотной кислотой взаимодействует по-разному, результатом реакции может стать нитрат или кислота олова.

На щелочные элементы реагирует только при сильном нагревании. При контакте с кислородом могут быть образованы несколько оксидов, имеющих степени окисления 2 или 4. Металл выступает основой для всего класса оловоорганических соединений.

Разновидности и марки

Природа насчитывает более 20 видов минералов олова. Основным является касситерит, в нем содержится порядка 78,8 % полезного вещества, а станин выступает минералом с наименьшим содержанием олова — до 27,5 %.

Оловянные сплавы используются как антифрикционные материалы. Баббиты в этой отрасли являются наиболее популярными. С их помощью фиксируют необходимые детали машинного оборудования, тем самым снижая инертные потери с трением отдельных элементов. Готовые изделия производятся в виде чушек, анодов или прутков. Классифицируются согласно химическим составляющим компонента, от содержания которых зависит конечная маркировка:

  • О1пч;
  • О1;
  • О2;
  • О3;
  • О4.

В сплаве О1пч находится наименьшее количество сторонних примесей. В О4 — наоборот, содержание свинца, сурьмы и меди на порядок выше.

Добыча оловянной руды

Методы, при помощи которых добывают руду, напрямую зависят от типа и источника. Гораздо легче разрабатываются аллювиальные месторождения. Такие места богаты содержанием мелкозернистого песка, а главным способом извлечения полезных минералов выступает драгирование. Посредством больших многоковшовых драг, оловоносная россыпь поднимается со дна водоемов. Драга – это плавучее устройство, относящееся к категории горно-обогатительных агрегатов, использующее разнообразные функции для гравитационного обогащения.

Добыча оловянной руды

Также для добычи могут применяться специальные насосы, закачивающие песок. Подобные работы выполняются по следующей технологии:

  • месторождение вскрывается механическими приемами;
  • водяные струи под сильным напором размельчают руду и отправляют ее к накопителю, расположенному внизу;
  • насос подает грязевую суспензию с водной основой в промывную область, на верхнем уровне;
  • суспензия проходит через специальные шлюзы, а тяжелый касситерит оседает на дно для дальнейшего отбора, полученный концентрат может содержать до 76 % олова.

К другим местам разработки относятся коренные месторождения. Некоторые случаи предусматривают добычу открытым методом, но зачастую используется наклоненная штольня с непрерывным дренированием воды. Далее щековые дробящие и измельчающие устройства превращают руду в песок. Последующее концентрирование зависит от содержания олова в добытом материале.

Определенные сульфидные компоненты сначала обжигают, а потом выщелачивают за несколько этапов, для отделения других металлов серебра, меди или свинца. После этого руда подвергается гравитационному обогащению. Концентрация олова в коренных месторождениях значительно ниже — от 18 до 60 процентов.

Выплавка

Восстановление происходит путем плавления касситерита с углесодержащими материалами в специализированных печах отражательного или шахтового типа. Шахтные печи принято использовать издавна: в них, чередуя, грузят слоями древесный уголь и касситерит. Отражательные устройства являются более современными и распространенными. Топливом выступает каменный уголь, а руда перемешивается с антрацитом и известняковыми породами.

Результат восстановительных работ — шлаки, обогащенные до 25 % оловом. Полученные материалы подвергают дальнейшей обработке, с последующей переплавкой под более высокими температурными режимами. Весь процесс имеет особый контроль со своей технологией, которая строго соблюдается, во избежание получения слишком больших остатков олова в шлаках после вторичной обработки.

Рафинирование добытого материала

Чистота добываемого ресурса напрямую зависит от исходного качества руды. Для получения наиболее качественного олова выполняется рафинирование материалов следующими способами:

  1. Термический. Подразумевает использование специализированных котлов, где проходит весь процесс очищения. Температура кипения внутри доводится до 300 градусов. Добавление угля или серы, позволяет добиться расщепления железа и меди.
  2. Электролитический. Процедура выполняется в отдельных электролизных ваннах, где устанавливается необходимое вспомогательное оборудование. Рабочая температура фиксируется на уровне 35 градусов. Олово, полученное таким способом, наиболее чистое.

Использование полупроводниковой техники подразумевает дополнительную очистку путем зонного плавления.

Применение олова

Основная масса олова применяется в металлургии для производства разнообразных сплавов, которые в дальнейшем используют при изготовлении более привычных предметов:

  • упаковочная фольга;
  • припои разного класса;
  • пищевая жесть;
  • провода;
  • конденсаторы.

упаковочная фольга

Часто используется в качестве поверхностного антикоррозийного покрытия на железных изделиях. Олово также является одним из немаловажных компонентов при производстве аккумуляторов и красок определенных цветов.

Источник



Добыча олова

Прежде чем олово попадает в руки наших потребителей в виде чушек или блоков, его необходимо добыть в виде породы.

Олово было одним из первых металлов, которыми научился пользоваться человек, и многие виды его применения дали начало процветающим отраслям промышленности. Производство олова включает добычу и обогащение оловянной руды, а также выплавку и рафинирование олова. Хотя олово имеет важное промышленное значение, годовой объем его производства сравнительно невелик и редко превышает 250 000 тн. Преобладающая доля этого объема получается из минерала касситерита – диоксида олова SnO2.

Добыча и обогащение руды: Способы добычи зависят от вида и источника оловянной руды. Проще всего разрабатывать аллювиальные (россыпные) месторождения. Касситерит, будучи довольно тяжелым минералом, хорошо поддается гравитационному обогащению.

Россыпные месторождения: Такие месторождения содержат преимущественно мелкозернистые пески. Основные методы их разработки – драгирование и добыча песковыми насосами. При методе драгирования большие многоковшовые или землесосные драги добывают оловоносную россыпь со дна рек, искусственных водоемов и даже с морского дна. Драга представляет собой плавучий горно-обогатительный агрегат, который выполняет различные процессы гравитационного обогащения (грохочение, отсадку и концентрирование на столах) и, сбрасывая пустую породу за корму, выдает концентрат касситерита. При разработке песковыми насосами месторождение сначала вскрывают механическими средствами. Затем мощными водяными струями дробят руду и смывают ее в пруд-накопитель на нижнем уровне карьера. Погружной песковый насос подает водно-грязевую суспензию на промывную галерею, расположенную на более высоком уровне. Суспензия стекает по промывным шлюзам, которые представляют собой длинные деревянные лотки. Тяжелый касситерит оседает на дно и периодически отбирается для отсадки и концентрирования на столах. Полученный концентрат касситерита содержит 70–76% олова.

Коренные месторождения: Отдельные жильные месторождения могут разрабатываться открытым способом. Но чаще проходится наклонная штольня в косогоре, наклоном которой обеспечивается непрерывное дренирование воды. В некоторых случаях необходим вертикальный шахтный ствол. Щековые дробилки и мельницы размельчают необогащенную руду до крупности песка. Методы дальнейшего концентрирования зависят от характера руды. Отделение породных хвостов и пирита обычно осуществляется методами гравитационного и флотационного обогащения. Некоторые комплексные сульфидные руды обжигают и выщелачивают в два этапа для улавливания серебра, золота, меди и свинца. После обжига может проводиться магнитное отделение олова от железа и вольфрама. За обжигом и выщелачиванием следует гравитационное обогащение отходов. Концентраты коренных месторождений беднее, чем концентраты россыпных. Так, содержание олова в типичных боливийских концентратах составляет 18–60%. Восстановление и рафинирование требуют более значительных затрат, так как процессы осложняются присутствием больших количеств других минералов.

Выплавка: Для восстановления касситерит плавят с углеродсодержащими материалами в отражательных или особого типа шахтных печах. Шахтные оловоплавильные печи применяются с давних времен; в них с использованием дутья сжигается служащий восстановителем древесный уголь, который загружается слоями, чередующимися со слоями касситерита. В более распространенных отражательных печах в качестве топлива используется каменный уголь; они действуют аналогично мартеновским сталеплавильным печам, причем руда смешивается с антрацитом и известняком. Печи обоих типов дают шлаки, богатые оловом (до 25%). Шлаки подвергают доработке переплавкой при значительно более высокой температуре с добавлением новых количеств восстановителя. В результате получается черновое олово с высоким содержанием железа – так называемая железистая печная настыль. Процесс требует строгого контроля, иначе и вторичные шлаки будут содержать слишком большой процент олова.

Читайте также:  Весы это средство измерения или оборудование

Рафинирование: Чистота первичного олова зависит от исходной руды, но чаще всего оно требует рафинирования, которое может проводиться либо термическим, либо электролитическим способом.

Термическое рафинирование: Черновое олово, содержащее 97–99% Sn (олово О1 — О3), рафинируют от примесей в обогреваемых стальных полусферических котлах при температуре около 300°С. Железо и медь удаляют добавлением в расплав угля и серы, мышьяк и сурьму отделяют в виде соединений и сплавов с алюминием, свинец – действием SnCl2 , а висмут – в виде соединений с кальцием и магнием. Рафинированный металл содержит 99,75–99,95% Sn. Электролитическое рафинирование: Метод электролитического рафинирования был разработан компанией «Америкэн смелтинг энд рифайнинг» в применении к боливийским рудам, отличающимся высокой степенью загрязненности. Электролит содержит 8% серной кислоты, 4% крезол- и фенолсульфокислоты и 3% двухвалентного олова (Sn 2+). Электролизные ванны и вспомогательное оборудование примерно такие же, как и при рафинировании меди. Рабочая температура 35°С. Чистота электролитического олова (>99,98%) выше, чем термически рафинированного. Дополнительной очисткой по методу зонной плавки получают особо чистое олово для полупроводниковой техники (99,995% Sn).

Источник

Особенности структуры, состав и технология производства олова

Олово известно человечеству еще с IV тысячелетия до н. э. Причем первоначально использовалось не само олово, а его сплав со свинцом, который и подарил металлу название: в переводе с санскрита олово означает «стойкий». Распространение, однако, металл получил позже, когда стал использоваться при изготовлении оловянистой бронзы.

И сегодня область применения металла весьма широка. Поэтому данная статья будет посвящена изучению структуры, состава для пайки, производства олова, мы расскажем, какая удельная температура плавления и кипения олова, а также рассмотрим технологии изготовления и известных производителей металла.

Структура и состав олова

Итак, давайте для начала узнаем, где содержится олово, и каков его химический и молекулярный состав.

Олово относится к легким металлом – молекулярная масса равна 50. При нормальной температуре +20 С, это блестящий серебристо-белый металл, легкоплавкий и ковкий.

По химическим свойствам это амфотерный элемент, то есть, проявляющий и кислотные, и основные свойства. С этим связано его распространенность и форма распространения – рассеянная.

Для физических свойств олова имеет значение его структура. Как и многие металлы, вещество может иметь разные модификации, существенно влияющие на качества.

  • При нормальной температуре и выше устойчивой является β-модификация, то есть, белое олово – тот самый серебристый легкий металл с прекрасной ковкостью и пластичностью. Температура плавления его довольно низка – +231 С, температура кипения – +2270 С. Эта фаза устойчива выше температуры в +13, 2 С. β-модификация проводит ток как типичный металл.
  • При температуре менее +13,2 С металл переходит в α-модификацию – серое олово. Для него характера кубическая кристаллическая решетка, аналогичная алмазной. Вещество отличается меньшей плотностью, не ковкое и является полупроводником.Фазовый переход между β- и α-оловом из-за разницы в плотности обуславливает увеличение объема. При этом оловянные изделия рассыпаются в порошок.
  • Выделяют еще одну фазу – γ-олово, существующее в температурном диапазоне от 161 до 232 С. Однако практического применения фаза не получила.

Металлическое олово не является токсичным, поэтому металл допускается применять в пищевой промышленности. Опасность представляют пары олова и некоторые его соединения. Плотность олова — 7280 (кг/м3).

На основании специальной технической литературы мы можем далее рассказать вам о технологии производства олова.

О составе олова расскажет данное видео:

Производство такого металла

Технология получения олова напрямую связана с формой нахождения. В остальном она не слишком отличается от традиционных методов получения цветных металлов. Схема включает следующие стадии:

  • обработка руды;
  • восстановительная плавка – получение чернового металла;
  • рафинирование чернового металла допустимыми методами.

Необходимое оборудование и материалы

olovo-proizvodstvo

  • Форма нахождения олова составляет значительные трудности в его производстве. Целесообразным считается переработка руды, содержащей 0,1% металла. А в россыпях его содержанием может быть даже меньше – 0,01%. Часто олово сопровождают ценные и редкоземельные металлы – W, Zr, Та, Nb, что делает обработку бедной руды более перспективным делом.
  • Самой известной минеральной формой вещества является касситерит – оксид олова. Называют так, собственно, не оксид, а рудный минерал. Оксид образует собой зерна, выделения и агрегаты, в которых размер зерна может быть равным 3–4 мм. Минерал обладает очень широкой цветовой гаммой – от желтого до черного. Красный камень называют «рубиновым оловом». Прозрачные кристаллы встречаются крайне редко и высоко ценятся.
  • Сульфидные соединения – станнины, выступают второй группой, имеющей промышленное значение. В российских месторождениях эта форма очень распространена.
  • Разрабатывают минералы, в состав которых входят гидроксидные соединения, а также силикаты и шпинелиды – нигерит, например.

Получение сырья

Метод добычи и получение годного для плавки сырья зависит от типа месторождения. Россыпные, например, разрабатывать проще.

Россыпное месторождение составляют, как правило, пески – мелкозернистые. Разрабатывают их драгированием или с помощью песковых насосов.

  • Драгирование – включает элементы гравитационного обогащения. Драга – горно-обогатительная установка, который извлекает руду со дна рек, озер или искусственных водоемов. При этом производятся и все остальные процедуры гравитационного обогащения – грохочение, отсадка, концентрирование. Отходы сбрасываются во время работы.
  • При использовании песковых насосов, грунт вскрывают каким-либо механическим методом, а затем песок смывают водяными струями в искусственный водоем. Затем песковым насосом руда подается на промывную галерею – систему длинных промывных лотков. Так как касситерит довольно тяжел, он оседает на дне. Затем концентрат собирают и подают на обогатительный стол.

Коренное месторождение чаще всего представляют собой наклонную, реже вертикальную штольню. Руда подается на мельницы и щековые дробилки, где измельчается до состояния песка. Затем руду обогащают: пирит и породные хвосты отделяют методами гравитационного или флотационного обогащения. Сульфидные руды отжигают или выщелачивают – так улавливают свинец, золото, медь. Так как руда коренного месторождения более бедна, то после обжига опять проводится гравитационное обогащение.

В целом на россыпных месторождениях получают концентрат касситерита с долей металла в 70–76%, а на коренных – 18–60%.

О добыче олово расскажет этот видеоролик:

Технологии

На завод по плавке цветного металла руда попадает уже обогащенная. При необходимости процесс обогащения повторяется, например, путем возгонки олова. Затем руду измельчают в порошок и промывают на специальных устройствах. Таким образом получают рудный шлих.

Шлих обязательно подвергается обжигу, чтобы удалить мышьяк и вольфрам. Для извлечения вольфрама может производиться спекание с содой.

Восстановительная плавка

Для восстановления, то есть, получения металла из оксида, применяют плавку с углеродсодержащими соединениями. В качестве оборудования используют 2 вида аппаратов.

  • Шахтные оловоплавильные – восстанавливает оксид древесный уголь, который загружают послойно вместе с касситеритом. При нагревании металл восстанавливается.
  • Отражательные печи – здесь руда подается вместе с каменным углем и известняком.

В обоих случаях получают шлаки чересчур «богатые» – содержащие до 25% вещества, поэтому они подвергаются вторичной плавке при более высокой температуре и с новыми порциями угля. В итоге выплавляют черновое олово с большой долей железа – железистая печная настыль.

Рафинирование

Черновое олово включает слишком много примесей, причем зачастую ценных, поэтому практически обязательным этапом производства является рафинирование. Обычно прибегают к 2 методам.

  • Термическое – вещество помещают в стальной полусферический котел, где прогревают до 300 С. Для удаления посторонних примесей поэтапно добавляют различные ингредиенты: так, свинец извлекают при добавлении хлорида олова, мышьяк и сурьму сплавляют с алюминием, железо и медь удаляют углем и серой. В результате термического рафинирования получают металл, содержащий до 99,95% вещества.
  • Электролитическое рафинирование проводится в электролизной ванной при температуре в 35С. Как электролит применяется раствор, включающий 8% серной кислоты, 3% соли двухвалентного олова и 4% крезол- и фенолсульфокислоты. Чистота металла достигает 99,995%.
Читайте также:  Полезная информация по гидроабразивной резке

Далее мы расскажем про заводы по производству олова в России и мире.

Известные производители

olovo-proizvodstvo-dobyicha

Производство олова развивается вовсе не столь большими темпами, как должно было бы при учете сильнейшего дефицита металла на рынке. Причин тому несколько:

  • большинство месторождений – более 55%, разрабатываются шахтным методом, что увеличивает расходы на добычу руды;
  • исчерпываются запасы известных крупных месторождений – в Перу, например;
  • жесткие экологические ограничения, которые, например, заметно влияют на добычу руды в Индонезии;

большинство новых месторождений относятся к малым, с небольшими ресурсами.

В результате рейтинг производителей не меняется почти десятилетие.

  • Главным поставщиком олова на рынок металлов остается Китай, в частности, компания Yunnan Tin Co, а также Yunnan Chengfeng Nonferrous Metals Co и Gejiu Zili Mining & Smelting Co.
  • Индонезию представляет PT Timah – на ее «совести» производство почти 25% олова.
  • Третье место занимает Малайзия – Malaysia Smelting Corp и Перу – Minsur.
  • Известны также Thailand Smelting & Refining Co. из Таиланда, и бельгийская компания Metallo Chimique.

В России добыча олова в постсоветский период пришла в упадок. На сегодня к самым крупным предприятиям относится ОАО «НОК» – Новосибирский оловянный комбинат, производящий до 11 тыс. тонн металла в год. Учитывая, что месторождения России считаются самыми богатыми в мире, такое положение вещей удручает.

Олово – металл, имеющий немалое народнохозяйственное значение. Производство – процесс непростой и не самый дешевый, так как содержание металла в руде невелико. Однако современные технологии компенсирует этот недостаток.

О том, как можно изготовить серное олово, расскажет данное видео:

Источник

Добыча оловянной руды

Предлагаем широкий ассортимент технологии для добычи оловянной руды, которые характеризуется высокой производительностью, эффективностью, определяющими затраты труда на изготовление, эксплуатацию или ремонт машины.

Технология для добычи оловянной руды в наличии

Добыча оловянной руды

Процесс добычи оловянной руды часто выполняется через открытой способ. Потому что открытая добыча оловянной руды может уменьшить стоимость эксплуатации для владельцев карьера и обеспечивать безопасные условии труда. В карьерах оловянной руды, технологическая линия для добычи оловянной руды часто состоит из нескольких этапов, таких как взрыв, транспортирование, дробление и измельчение и т. д. Как профессиональный производитель горно-шахтного оборудования, SBM можем предложить всесторонние интеллектуальные решения для добычи оловянной руды согласно их практических ситуаций и конкретных требований. Мы считаем, что SBM сможет дать вам индивидуальные решения по переработке оловянной руды для ваших карьерных разработок.

После многолетного опыта в разработке и продаже горно-шахтного оборудования для добычи оловянной руды, SBM превратился в профессиональный поставщик комплекса по дроблению и измельчению оловянной руды, которая состоит из конвейерной системы, вибропитателя, дробильной установки, мельничного оборудования и автоматической упаковочной машины. Мы можем поставить комплексные обслуживания, а также бесплатный сервис консультаций, установки и обучения. Если у вас есть некоторый интерес в нашем продукте для обгащения оловянной руды, пожалуйста, свяжитесь с нами через Сервис Онлайн !

Дробилки для добычи оловянной руды

В принципе, процесс дробления оловянной руды может быть разделен на два этапа, то есть крупное дробление и мелкое дробление. Во время процесса дробления, дробилка для добычи оловянной руды является основным дробильным оборудованием, и другие вспомогательные машины включают в себя вибропитатель,вибросито и система транспортировки. У нас можно покупать различные дробилки для добычи оловянной руды,щековая дробилка используется для первичного дробления, и конусная дробилка применяется на стадии мелкого дробления. После грубого дробления, частицы оловянной руды доставляются через транспортируя систему и поступает в конусную дробилку для мелкого дробления. Если карьера владельцы хотят получить оловянные руды в хорошей форме, то в технологии добычи оловянной руды должно оборудовать роторные дробилки и центробежно-ударные дробилки.

Мельница для добычи оловянной руды

Оловянные руды должны быть дополнительно измельчать с использованием мельниц. Типы мельницы для добычи оловянной руды разнообразны, в том числе шаровая мельница, мельница Raymond, вертикальная мельница, трапецеидальная мельница, крупнозернистая мельница, и сверхтонкая мельница, и т. д. Как для отбора мельницы для добычи оловянной руды, Зенит специалисты предлагает молотковые мельницы, которая подходит для средне-твердых полезных ископаемых. Рамка молотковой мельницы включает в себя верхнюю часть и нижнюю части, остальные части соединяются в одно целое. Высокой марганца лайнеры стали усеяны внутри рамки, чтобы облегчить замену новых лайнеров после изношены, кроме того, основные валы установлены несколько групп шпинделя распределение молотки, которые состоят из ротора с молотками и ось поворотного стола. Он имеет низкое энергопотребление, однородный размер частиц, низкую стоимость инвестиций, и удобное управление.

Наши услуги в горнодобывающей промышленности

Мы способны проектировать и профессионально конструировать подходящее решение по специальным требованиям заказчика. Мы оказываем широкий спектр услуг для своих клиентов и стремимся максимально удовлетворить потребности каждого.

  • 0086-21-58386256 , 58386258
  • [email protected]
  • 0086-21-58385887

Заполните форму и не забудьте вашу почту или телефон. Данная онлайн-заявка не нужно дополнительная программа.

Источник

Олово: свойства, формы, способы добычи и применение

Олово представляет собой лёгкий блестящий металл серебристо-белого цвета. Существуют четыре структурные модификации этого химического элемента:

  • Формы нахождения в природе
  • Твёрдая фаза. Минералы
    • Самородные элементы, сплавы и интерметаллические соединения
    • Окисные соединения олова
    • Сульфидные соединения олова
  • Коллоидная форма
  • Формы в жидкой фазе
  • Способы добычи
    • Драгирование
    • С помощью песковых насосов
  • Рафинирование
    • Термическое
    • Электролитическое
  • Сфера применения
  • Месторождения в России и мире
  • Мировые запасы
  • Страны, добывающие олово
  • При температуре свыше +13,2 0 C формируется белое олово.
  • При температуре ниже +13,2 0 C возникает структура серого олова.
  • Под воздействием высоких давлений аллотропические формы минерала принимают вид γ-олова и σ-олова.
  • Мягкий, ковкий, пластичный материал.
  • Плотность при комнатной температуре составляет 7,3 г/см 3 .
  • Температура плавления равняется +231,91 0 C.
  • Температура кипения … +2620 0 C.
  • При нагревании до температуры свыше 170 0 C металл приобретает хрупкость.
  • В нормальных условиях олово – непрочный материал, легко деформирующийся под физическим воздействием.
  • На поверхности при нормальных условиях олово образует оксидную плёнку, защищающую минерал от химических воздействий.
  • При нагревании проявляет активность, вступая во взаимодействие с кислородом и неметаллами.

Формы нахождения в природе

Олово – малораспространённый в природе химический элемент. Среди других минералов, по этому показателю оно занимает лишь 47 место, а содержание его в земной коре не превышает одной сотой доли процента.

В недрах олово имеет две формы присутствия: рассеянную и минеральную. Представители последней и представляют промышленный интерес. Основным среди добываемых минералов выступает касситерит, содержащий в себе 78,8% олова, второстепенную роль играет станнин с 27,5% минерала.

К натуральным природным образованиям, содержащим в себе этот химический элемент, относятся:

  • горные породы: базальты, диориты, дуниты,
  • гранитоиды,
  • глины,
  • морская вода,
  • почва,
  • биомасса,
  • зола, образовавшаяся при сжигании растений,
  • каменные метеориты.

Твёрдая фаза. Минералы

Фактов встречи рассеянной формы данной фазы в отложениях не имеется. В то время как в минерал-концентраторах, на ряду с целым рядом других минералов, таких как: биотиты, гранаты, магнезиты, пироксены, турмалины и железо Fe +2 , олово в минеральной форме присутствует. Имеется также оно в изоморфной форме среди сульфидных залежей сфалеритов, пиритов и халькопиритов.

Самородные элементы, сплавы и интерметаллические соединения

Встречающиеся среди целого ряда геологических образований самородки цветных и драгоценных металлов нередко содержат в своём составе олово. Имеется оно и в сплавах с сурьмой и свинцом, с медью и сурьмой. В виде интерметаллических соединений его можно найти среди атакитов, звягинцевитов, стистаитов, таймыритов и штумырлитов.

Читайте также:  Как определить производительность оборудования примеры

Олово

Все эти образования присутствуют в следующих группах пород:

  • интрузивных и эффузивных магматических,
  • гидротермально и метасоматически изменённых,
  • современного образования,
  • осадочных.

Окисные соединения олова

Соединения олова с кислородом представлены в химии:

  • Оксидом олова SnO2 – касситеритом.
  • Оксидом двухвалентного олова SnO – коричневым оксидом.
  • Оксидом четырёхвалентного олова SnO2 – оловянным ангидридом.

Касситерит

Основной промышленный минерал для извлечения олова, содержащий в себе почти четыре пятых искомого вещества. Представляет собой аморфный порошок белого цвета, плотностью 7036 кг/м 3 или кристаллы, не обладающие цветом, плотностью в 6950 кг/м 3 . Обе фракции в залежах бывают выделены в виде зёрен, отдельных скоплений, сплошных массивов.

Касситерит химически устойчив, плохо взаимодействует с жидкостями, имеет матовый блеск и раковистый излом.

Гидроокисные соединения

Образующиеся в результате взаимодействия полиоловянных кислот или с помощью других методов соединения:

  • варламовит,
  • гидромартит,
  • гидростаннат меди,
  • мушистонит,
  • затвердевший магнетитный раствор олова.

Эти минералы не играют значительной роли в промышленном производстве металла.

Силикаты

Породообразующие соединения земной коры представлены в природе следующими оловосодержащими веществами:

  • Малаятитом, образующим скопления, вызывающие интерес разработчиков полезных ископаемых.
  • Пабститом – редким минералом группы бенитонитов, обнаруженном в окремнелом известняке.
  • Стоказитом.

Шпинделиды

Значительная группа окаэдрических кристаллов. В их среде присутствует нигерит – минерал, имеющий в своём составе олово и названный так в честь страны своего нахождения – Нигерии.

Сульфидные соединения олова

При соединении с серой, олово образует ряд достаточно важных в промышленном отношении соединений:

  • Герценбергит – минерал, имеющий бурую окраску.
  • Берндтит – ярко-жёлтое вещество.
  • Кестерит.
  • Тиллит.
  • Франкеит.

Станнин

По своему практическому значению второй среди оловосодержащих минералов, часто встречающийся на территории России. Оловянный колчедан класса сульфидов, обычно в сочетании с варламовитом представляющий треть имеющегося олова в месторождениях. Кристаллическое вещество с металлическим блеском, часто подверженное распаду.

Коллоидная форма

Клеевидные соединения олова являются промежуточной формой на пути: от горячих внутри земных растворов к твёрдым осаждённым минералам. Однако наряду с кремнистыми соединениями олова, коллоиды этого химического элемента также недостаточно изучены. Имеются факты, доказывающие высокий уровень растворимости оксида олова в жидкостях, содержащих хлор-кремний. Но для создания полной картины представления о формировании оловосодержащих минералов в земной коре, этого недостаточно.

Формы в жидкой фазе

Проводимые научные исследования и эксперименты свидетельствуют в пользу содержания олова в минеральных растворах с некоторой долей вероятности. Остаётся констатировать, что данный вопрос требует дальнейшего изучения.

Тем не менее, установленные в ходе проведённых экспериментов формы присутствия минерала в растворах вполне можно группировать следующим образом:

  • Ионные соединения, в группу которых входят: галогениды, гидроксильные соединения, простые ионы олова и сульфиды.
  • Комплексные соединения, образующиеся при растворении во фторированных средах касситерита.
  • Олово-кремнистые и коллоидные соединения.

Способы добычи

Методы рудо добычи всегда определятся формой и условиями залегания. Проще всего поддаются разработке россыпные (аллювиальные) месторождения, насыщенные зернистыми песками.

Драгирование

Способ заключается в том, что со дна озёр, рек, искусственных водохранилищ или даже морей с помощью землесосных или многоковшовых драг извлекается россыпь, содержащее в своём составе олово.

Добыча олова

Драга – это движущаяся землечерпальная машина, установленная на деревянном или стальном понтоне, которая спереди забирает подводный грунт, а сзади – за кормой выгружает обработанную породу в отвал. Тем самым этот перемещающийся по водной поверхности горно-обогатительный агрегат решает сразу несколько задач:

  • Производит добычу полезного ископаемого.
  • Осуществляет гравитационный процесс обогащения, включающий в себя грохочение, отсадку минерала и концентрирование.
  • Углубляет русло водоёма.

В результате драгирования получается концентрат касситерита.

С помощью песковых насосов

Здесь производится первоначальное вскрытие верхнего слоя пустой породы с помощью специальной техники. После чего направленными под высоким давлением водяными струями размывается рудное тело, в результате чего образующиеся стоки поступают в нижерасположенный накопительный пруд.

Водо-грязевая суспензия при помощи песковых агрегатов подаётся вверх на галерею промывки. Далее жидкая фракция по промывным шлюзам стекает вниз, а более тяжёлый касситерит остаётся на дне, откуда затем забирается для отсадки и концентрирования. В результате процесса сырьё получается с 70-76% содержанием олова.

Рафинирование

Оловянное производство включает в себя не только извлечение и обогащение руд, но и выплавку с последующим рафинированием.

Выплавка производится в отражательных или специальных шахтных печах с использованием углеродсодержащих материалов. С помощью этого технологического процесса получают черновое олово. Непосредственно перед выплавкой руду для удаления ненужных пород подвергают обжигу или технологическому выветриванию.

Рафинирование – это очистка материала от примесей, с целью его дальнейшего использования в более концентрированном виде.

Термическое

Выполняется в изготовленных из стали котлах полусферической формы при температуре +300 0 C. С помощью термического рафинирования добиваются удаления:

  • Железа и меди с помощью серы и угля.
  • Мышьяка и сурьмы посредством сплавления их с алюминием.
  • Свинца под воздействием хлорида олова.
  • Висмута, вследствие проведения соединительных реакций с магнием и кальцием.

В результате чего концентрация олова в прошедшем рафинирование металле достигает 99,75-99,95%.

Электролитическое

С помощью данного метода, впервые опробованного на сильно загрязнённых боливийских рудах, достигается 99,98% очистка исходного материала. В основе его лежит процесс электролиза в ваннах при 30 0 C, куда добавляется электролит, содержащий в себе кислотный набор и двухвалентное олово.

Для использования при изготовлении полупроводниковых изделий сырьё, полученное после электролитического рафинирования, дополнительно подвергается зонной плавке, позволяющей достичь 99,995% чистоты металла.

Сфера применения

Благодаря своим свойствам: низкой температуре плавления, большому набору легко производимых сплавов, устойчивости к кислотным воздействиям, олово нашло широкое применение в ряде отраслей промышленности.

Непосредственно сам металл в значительной степени используется в качестве нетоксичного антикоррозийного покрытия, ценимого при изготовлении пищевой тары. Также он входит в состав припоев, химических реактивов, оловянного порошка и серого чугуна. Чаще всего его можно встретить в виде красивых декоративных покрытий, хотя также и на поверхности пребывающих в эксплуатации труб. Кроме того, олово служит в качестве анодного материала в химических источниках тока и является легирующим материалом в производстве титановых конструкционных сплавов.

Однако значительно большее распространение получили оловянные сплавы. Бронза, разнообразные припои, типографские краски, покрытие красителями текстиля и шерсти, сверхпроводники, жаропрочные материалы, гамма излучатели – всё это появилось на свет благодаря широкому набору сплавов этого серебристо-белого металла.

Месторождения в России и мире

Наиболее крупными залежами оловосодержащих руд в мире располагают:

  • в Азии – Китай, Индонезия, Таиланд, Малайзия, Мьянма;
  • в Южной Америке – Боливия, Бразилия, Перу;
  • континент и страна Австралия.

На территории нашей страны имеются 271 рудных месторождений олова: 147 россыпных и 124 коренных. Располагаются они в Карелии, Иркутской и Магаданской областях, в Забайкальском, Хабаровском и Приморском краях, Еврейской АО Бурятии, Якутии и на Чукотке.

Мировые запасы

Подтверждённые мировые запасы оловянных руд составляют 8,174 млн. тонн. Из них в России сосредоточено 0,3 млн. тонн (91% располагается на территории Дальневосточного федерального округа).

Расположение залежей 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 (без России) – 0,214 млн. тонн.

Страны, добывающие олово

Мировыми лидерами олово добычи в 2019 году стали:

  • 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