Олово. Характеристика и применение

Одним из средств предотвращения «оловянной чумы» является добавление в олово стабилизатора, например висмута.

Любопытные факты:

• «Оловянная чума» — одна из причин гибели экспедиции Скотта к Южному полюсу в 1912 г. Она осталась без горючего из-за того, что топливо просочилось из запаянных оловом баков, поражённых «оловянной чумой». Нынешнее название этому процессу в 1911 году дал Г. Коэн.
• Некоторые историки указывают на «оловянную чуму» как на одно из обстоятельств поражения армии Наполеона в России в 1812 г. — сильные морозы привели к превращению оловянных пуговиц на мундирах солдат в порошок.
• «Оловянная чума» погубила многие ценнейшие коллекции оловянных солдатиков. Например, в запасниках петербургского музея Александра Суворова превратились в труху десятки фигурок — в подвале, где они хранились, лопнули зимой батареи отопления.

 

7. Физиологическое действие

О роли олова в живых организмах практически ничего не известно. В  теле человека содержится примерно (1-2)· 10^–4% олова, а его ежедневное поступление с пищей составляет 0,2-3,5 мг. Олово представляет опасность для человека в виде паров и различных аэрозольных частиц, пыли. При воздействии паров или пыли олова может развиться станноз — поражение легких. 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.

 

8. Получение

Для добычи олова в настоящее  время используют руды, в которых  его содержание равно или немного  выше 0,1%. На первом этапе руду обогащают (методом гравитационной флотации или  магнитной сепарации). Таким образом  удается повысить содержание олова  в руде до 40-70%. Далее проводят обжиг  концентрата в кислороде для  удаления примесей серы и мышьяка. Затем  полученный таким образом оксид SnO₂ восстанавливают углем или алюминием (цинком) в электропечах:

SnO₂ + C = Sn + CO₂. Особо чистое олово полупроводниковой чистоты готовят электрохимическим рафинированием или методом зонной плавки.

 

9. Запасы олова в мире

Запасы олова на земле  достаточно невилики и составляют около 5,6 млн.тонн. Крупными запасами олова обладает Китай – 30,52% в мировых. Достаточно заметны на общем фоне запасы олова в Индонезии – 14,4%, Перу – 12,8%, Боливии – 8%, Бразилии – 9,7% и Малайзии – 9% в мировых запасах олова на январь 2010 года. 

3. Глава 2

1. Применение 

Очень широкое использование  олова в самых различных отраслях промышленности делает его одним  из важнейших стратегических металлов.

Как уже указывалось, еще  в древнейшие времена олово широко использовалось в виде сплавов с  медью – бронзы, первоначально  употреблявшейся в качестве материала  для самых разнообразных 
поделок.

В дальнейшем бронза в производстве оружия и инструментов была вытеснена  железом и сохранила свое первенствующее значение лишь при изготовлении предметов, требующих материала, обладающего  весьма высокими литейными качествами,- пушек, колоколов, различных украшений  и т. д.

По мере развития техники  на первый план выдвинулись антифрикционные  качества бронзы, наряду с механической ее прочностью обусловившие применение этого сплава при изготовлении подшипников  скольжения, несущих тяжелые нагрузки при высоких скоростях движения.

Широкое применение в качестве подшипниковых материалов, обладающих высокими антифрикционными свойствами, получили также баббиты – сплавы свинца, цинка и других металлов на оловянной основе. Они применяются  для заливки подшипников и  вкладышей турбин, компрессоров, двигателей внутреннего сгорания и т. д.

Низкая температура плавления  олова и его способность к  смачиванию других металлов нашли применение в изготовлении на его основе разнообразных  легкоплавких сплавов (в основном со свинцом, висмутом и кадмием), известных  под названием припоев. Их применение позволяет надежно соединять  различные детали, получая при  необходимости герметичные швы. Сплав олова со свинцом и сурьмой  известен под названием «типографский  металл» – из него изготовляют  типографские шрифты.

Большое значение в промышленности имеют различные соли олова. В  частности, хлорное олово применяется  в производстве шелковых тканей и  ситцепечатании. Двусернистое олово используется в качестве золотой краски («сусальное золото»). Гидрат натриевой соли хлороловянной кислоты входит в состав протравы, употребляемой при крашении тканей.

Олово используется для изготовления различных труб и прокатки фольги. Тонкодисперсная двуокись олова  является одним из лучших материалов для полировки мрамора.

Высокие антикоррозионные свойства этого металла позволяли использовать его еще в средние века для  изготовления столовой посуды и кухонной утвари. Однако оловянная посуда из-за высокой ее стоимости и незначительной механической прочности широкого распространения  в то время не получила.

Еще со времен Древнего Рима был освоен способ покрытия медных предметов, в первую очередь различных  сосудов, тонким слоем олова, известный  под названием лужение. Производство луженой посуды, сочетающей низкую стоимость и значительную механическую прочность основного материала  – красной меди или бронзы с  высокими антикоррозионными качествами покрытия – олова, требовало лишь минимального расхода последнего.

Резкому повышению мирового спроса на олово способствовало открытие в начале прошлого века способа изготовления белой жести, т. е. способа покрытия тонким слоем олова листового  железа. Применение белой жести открыло перспективы для бурного производства консервов, создало возможность создания необходимых запасов продуктом питания широкого ассортимента.

На протяжении длительного  времени предпринимались многочисленные попытки заменить белую жесть  в производстве консервов каким-либо другим менее ценным материалом, например, стеклом, пластмассой или шестью, покрытой различными лаками. Однако ощутимых результатов получить не удалось. Предлагаемые заменители либо оказывались нетранспортабельными, либо ухудшали качество консервов, не допускали их длительного хранения. Таким образом, по способности к  длительному хранению консервов  без изменения их качеств, а также  механической прочности, универсальности, транспортабельности, легкости и низкой стоимости жестяная тара в консервной промышленности до сих пор не знает  себе равных.

Защитные свойства олова  используются и в наиболее современных  отраслях техники. Так, имеются сведения об эффективном применении оловянно-циркониевых  покрытий в американских атомных  реакторах для защиты их деталей  от воздействия горячей воды.

В последнее время при  производстве полированного стекла стал применяться оригинальный метод, сущность которого сводится к следующему. Стеклянная масса непосредственно  из варочной печи изливается на поверхность  ванны, наполненной расплавленным  оловом. Постепенно остывая, стекло в  виде непрерывной ленты поступает  в обжиговую печь, при выходе из которой режется на куски требуемого размера. Дополнительная полировка стекла не требуется: идеально гладкая поверхность его обеспечивается остыванием на расплавленном металле. Этот метод получения полированного стекла нашел широкое применение в мировой практике.

 

 

Заключение

Несколько лет назад американское Горное бюро опубликовало расчеты, из которых следовало, что разведанных запасов олова хватит миру самое большее на 35 лет. Правда, уже после этого было найдено несколько новых месторождений, в том числе крупнейшее в Европе, расположенное на территории Польской Народной Республики. И тем не менее дефицит олова продолжает тревожить специалистов. Поэтому, заканчивая рассказ  об олове, я хотела упомянуть о необходимости экономить и беречь олово. Нехватка этого металла  волновала даже классиков литературы. Помните у Андерсена? «Двадцать  четыре солдатика были совершенно одинаковые, а двадцать пятый солдатик был  одноногий. Его отливали последним, и олова немного не хватило». Теперь олова не хватает не немного. Недаром  даже двуногие оловянные солдатики  стали редкостью – чаще встречаются  пластмассовые. Но при всем уважении к полимерам заменить олово они  могут далеко не всегда.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Источники информации:

1. Россошинский А.А., Лапшов Ю.К., Яценко Б.П., Олово в процессах пайки, К., 1985;
2. Спиваковский В.Б. Аналитическая химия олова. М., 1975; 
3. Большаков К.А., Федоров П.И. Химия и технология малых металлов. М., 1984;  
4. Тихонов Б.С. Олово. Справочник: Тяжелые цветные металлы / Б.С. Тихонов. – М.: ЦНИИцветмет, 1999. – Т.1., С. 394-415; 
5. Димов Л.М. Влияние термообработки гидрофосфата олова (II) на  ионообменные свойства / Л.М. Димов, Г.И. Смирнов, Н.В. Чебунина // Известие ВУЗов. Химия и химическая технология. – 2008. - № 8. – с. 43-46
6. http://www.bestreferat.ru/referat-145996.html
7. http://mineralgid.ru/olovo-i-civilizaciya.html#more-81
8. http://www.bibliotekar.ru/spravochnik-181-enciklopedia-tehniki/index.htm
9. http://www.xumuk.ru/bse/1909.html