Сторінка
1

Олово

ПЛАН

Загальні відомості

Як одержують олово з руд

Ще одне джерело

Олово у сплавах

Сполуки з неметалами

Про оловоорганіку

Про сіре олово

Ще раз про дефіцит

Додаткова інформація

ІЗОТОПИ.

ЧОМУ БРОНЗУ НАЗВАЛИ БРОНЗОЮ?

НА ЧЕСТЬ ВИНАХІДНИКА

ЖЕРСТЬ ДЛЯ КОНСЕРВУВАННЯ.

Загальні відомості

Олово – один з небагатьох металів, відомих людині ще з доісторичних часів. Олово і мідь були відкриті раніше заліза, а їхній сплав, бронза, – це, очевидно, найперший «штучний» матеріал, перший матеріал, виготовлений людиною.

Результати археологічних розкопок дозволяють вважати, що ще за п'ять тисячоліть до нашої ери люди уміли виплавляти й чисте олово. Відомо, що древні єгиптяни олово для виробництва бронзи возили з Персії.

За назвою «трапові» цей метал описаний у давньоіндійській літературі. Латинська назва олова stannum походить від санскритського «ста», що означає «твердий».

Згадування про олово зустрічається й у Гомера. Майже за десять століть до нової ери фінікійці доставляли олов'яну руду з Британських островів, що називалися тоді Касситеридами. Звідси назва каситериту – найважливішого з мінералів олова; сполука його SnО2. Інший важливий мінерал – станин, або олов'яний колчедан: Cu2FeSn4. Інші 14 мінералів елементу № 50 зустрічаються набагато рідше і промислового значення не мають.

Між іншим, наші предки мали у своєму розпорядженні багатші олов'яні руди, ніж ми. Можна було виплавляти метал безпосередньо з руд, що знаходяться на поверхні Землі і збагачених у ході природних процесів вивітрювання і вимивання. У наш час таких руд уже немає. У сучасних умовах процес одержання олова багатоступінчастий і трудомісткий. Руди, з яких виплавляють олово тепер, складні за складом, окрім елемента № 50 (у виді окислу або сульфіду) у них звичайно присутні кремній, залізо, свинець, мідь, цинк, миш'як, алюміній, кальцій, вольфрам та інші елементи. Нинішні олов'яні руди рідко містять більше 1 % Sn. Це значить, що для одержання кілограму олова необхідно добути і переробити щонайменше центнер руди.

Як одержують олово з руд

Виробництво елементу № 50 з руд і розсипів завжди починається зі збагачення. Методи збагачення олов'яних руд досить різноманітні. Застосовують, зокрема, гравітаційний метод, заснований на розходженні густини основного і супутнього мінералів. При цьому не можна забувати, що супутні далеко не завжди бувають порожньою породою. Часто вони містять коштовні метали, наприклад вольфрам, титан, лантаноїди. У таких випадках з олов'яної руди намагаються витягти усі цінні компоненти.

Сполука отриманого олов'яного концентрату залежить від сировини й від того, яким способом цей концентрат одержували. Вміст олова в ньому коливається від 40 до 70 %. Концентрат направляють у печі для випалу (при 600– 700° С), де з нього віддаляються відносно леткі домішки миш'яку та сірки. А велику частину заліза, сурми, вісмуту і деяких інших металів уже після випалу виділяють соляною кислотою. Після того як це зроблено, залишається відокремити олово від кисню і кремнію. Тому остання стадія виробництва чорнового олова – плавка з вугіллям і флюсами у відбивних або електричних печах. З фізико-хімічної точки зору цей процес аналогічний доменному: вуглець «віднімає» в олова кисень, а флюси перетворюють двоокис кремнію в легкий у порівнянні з металом шлак.

У чорновому олові домішок ще досить багато: 5– 8 %. Щоб одержати метал сортових марок (96,5–99,9 % Sn), використовують вогневе або рідше електролітичне рафінування. А потрібне напівпровідниковій промисловості олово чистотою майже шість дев'яток – 99,99985 % Sn – одержують переважно методом зонної плавки.

Ще одне джерело

Для того, щоб одержати кілограм олова, не обов'язково переробляти центнер руди. Можна вчинити інакше: «обдерти» 2000 старих консервних банок.

Усього лише півграма олова приходиться на кожну банку. Але помножені на масштаби виробництва ці «півграми» перетворюються в десятки тонн… Частка «вторинного» олова в промисловості капіталістичних країн становить приблизно третину загального виробництва. У нашій країні працюють десятки промислових установок по регенерації олова.

Як же знімають олово з білої жерсті? Механічними способами зробити це майже неможливо, тому використовують розходження в хімічних властивостях заліза й олова. Найчастіше жерсть обробляють газоподібним хлором. Залізо під час відсутності вологи з ним не реагує. Олово ж з'єднується з хлором дуже легко. Утвориться паруюча рідина – хлорне олово SnCl4, що застосовують у хімічній і текстильній промисловості або відправляють у електролізер, щоб одержати там з нього металічне олово. І знову почнеться «круговерть»: цим оловом покриють сталеві аркуші, одержать білу жерсть. З неї зроблять банки, банки заповнять їжею й закриють. Потім їх розкриють, консерви з'їдять, банки викинуть. А потім вони (не всі, на жаль) знову потраплять на заводи «вторинного» олова.

Інші елементи роблять круговорот у природі за участю рослин, мікроорганізмів і т. д. Круговорот олова – справа рук людських.

Олово у сплавах

На консервні банки йде приблизно половина світового виробництва олова. Інша половина – у металургію, для одержання різних сплавів. Ми не будемо докладно розповідати про найвідоміший зі сплавів олова – бронзу, адресуючи читачів до статті про мідь – інший найважливіший компонент бронзи. Це тим більше виправдано, що є безолов'яні бронзи, але немає «безмідних». Одна з головних причин – створення безолов'яних бронз – дефіцитність елементу № 50. Проте бронза, що містить олово, як і раніше залишається важливим матеріалом і для машинобудування, і для мистецтва.