Олово какой металл тяжелый или легкий

Олово

Легкий металл «олово», состоящий из 10 изотоп, относится к группе цветных металлов и в природе не встречается в чистом виде. Самые большие залежи касситерита (оловянного камня) и станнина (оловянного колчедана) находятся в Китае и Восточной Азии.

Касситерит (оловянный камень)

Также местонахождения кристаллов, содержащих станнин, активно разрабатываются в России. На местах добычи получают руду, содержание самого олова в которой составляет в среднем 0,1%, но и этого достаточно для производства металла.

В периодической таблице Менделеева олово обозначается латинским словом Stannum с символьным кодом Sn. Атомная масса 118,710 (г/мoль.

История олово

Происхождение слова «олово» относят ко временам славянского языка, в котором оно обозначало «белый». Так металл был назван из-за своего светлого, еле выраженного оттенка. По сравнению с медью (в таблице Менделеева Cuprum, Cu), железом (Fe) и серебром (Ag) он действительно выглядел белесо. Но времена древних славян – это далеко не первое упоминания о металле.

В древнем Египте и Месопотамии еще в III тысячелетии до нашей эры были известны так называемые «семь металлов древности». К ним относились медь, серебро, золото, свинец, железо, ртуть и олово.

Оловянных руд в те времена было очень мало, поэтому олово не имело широкой распространенности и им в в основном покрывались дорогая посуда или украшения богатых людей. Такая посуда не окислялась на воздухе, лучше сохраняла вкус и запах продуктов, и была безвредна для здоровья.

Завозилась руда из Испании, Персии и Кавказа. В то время олово называлось «kasiterros», и само слово имело восточные корни.

Более современное название Stannum металл получил уже во времени Великой Римской Империи и обозначал дословно «пруд», «озеро», однако реже римляне употребляли его в значении «море». Ученые предполагают, что люди стали использовать название Stannum, так как руду привозили по воде, по морю.

Описание

На сегодняшний день олово в чистом виде практически не используется. В самых популярных и прочных сплавах,задействованных в промышленности, объем его равен примерно 44.5%.

Олово

Для прочности и идеальных физических свойств к нему добавляют никель, медь, цинк, алюминий, свинец и прочие металлы. С ними улучшается качество итогового сплава и, в зависимости от концентрации добавок, олово образует разные модификации по уровню прочности, плавкости и гибкости.

Существует три основных типа металла:

  • Серое олово (с обозначением a-Sn)
  • Белое (b-Sn).
  • Непосредственно серебристо-белый металл (y-Sn).

Важная информация

При критически низких температурах олово может перейти из состояния b-Sn в a-Sn. Например, при -30°C, белое олово становится серым и при механическом воздействии на него рассыпается.

Читать статью  Алюминий: свойства химические и физические

Свойства и характеристики

Серое aльфа-олово является прекрасным проводником, но в промышленности используется крайне редко. Переход из состояния минерала в порошкообразное происходит при низких температурах и называется «оловянная чума».

Серое aльфа-олово

При данной «чуме» материал становится очень хрупким и при давлении рассыпается в порошок. Он имеет кубическую кристаллическую решетку, по типу алмазной, которая по своей структуре очень хрупкая.

В бета-фазе олово находится при температуре от +13,2 °С и выше. Оно имеет тетрагональную кристаллическую решетку и представляет собой мягкий, очень пластичный метал бело-серого оттенка. Прекрасно подходит для ковки, и именно из него в древние века делали украшения, так как для работы не требовались тяжелые инструменты и плавка.

И третье состояние – гамма-олово – выглядит тоже как металл, но по физическим свойствам достаточно хрупкое, чтобы работать с ним вручную. Из состояния «бетта» в «гамма» олово переходит при температуре не менее +161°С.

Месторождения

Оловянная руда встречается редко, стоит дорого и находится в общем списке ископаемых всего на сорок седьмом месте. Касситерит (оловянный камень), в котором содержится до 80% олова – самая распространенная для добычи руда.

Полезная информация

Нахождение станнина в природе встречается реже, и в минеральных соединениях составляет только до 23%. Следовательно, его добыча не так выгодна.

В природе касситерит добывается с примесями других минералов (например, угля), от которых он отделяется промышленным путем на местах разработки.

Самые популярные и «богатые» до оловянной руды месторождения находятся в Китае, Юго-Восточной Азии и Южной Америке. Много разработок в Малайзии, Индонезии, Таиланде, Австралии, Боливии, Перу и Бразилии. Несколько крупных добывающих предприятий есть в центральной части Казахстана. В России оловянные руды добывают в Хабаровском крае, на Чукотке и в Якутии.

Как получают

Процесс получения олова из минералов – сложный и высокотехнологичный. Для добычи 1кг металла, необходимо обработать несколько центнеров руды в несколько этапов, прежде чем получится желаемый материал.

В процессе добычи касситерит дробится промышленными мельницами на мелкие частицы до 1см, после чего на обогатительных столах вибрационно-гравитационным методом частицы металла отделяются от основной породы. Далее методом флотации (основанном на различии в удельных поверхностных энергиях) руда обогащается и содержание олова в ней увеличивается до 40-70%.

Как получают олово

Полученный концентрат в печах обжигается при температуре +600-700°С, благодаря чему от минерала отделаются твердые кислоты. Далее, из готовой руды удаляют серу и мышьяк, путем обжига в кислороде. Уже на 80-99% чистый концентрат оловянной руды переплавляется в специальных промышленных печах.

В полученном «черновом» материале будет присутствовать 6-7% примесей. Для того, чтобы из него сделать металл сортовой марки, применяют способы огневого или электролитического рафинирования. Таким образом можно «подогнать» процент чистоты до 97-99.9%.

Читать статью  Физиология системы органов выделения

Самое «чистое» оловоSn 99,999% применяют в изготовлении полупроводников. Для достижения такого качества металла, на итоговой стадии обработки к нему применяют зонную плавку.

Сплавы

В любой промышленности металлы в чистом виде используются крайне редко. Для улучшения физических свойств, руду переплавляют в сплавы. При этом параметры сплава зависят от сфер их применения.

Олово считается экологичным металлом, устойчивым к коррозии. Оно прекрасно себя ведет в качестве основного или побочного компонента в сплаве, поэтому широко применяется в подшипниковой, легкосплавной промышленности и в изготовлении припоев.

Баббиты

Этот тип сплавов прекрасно подходит для изготовления подшипников. В основном они используются в качестве слоя-покрытия или напыления.

Сплав на основе олова Баббиты

Среди баббитовых сплавов наиболее популярны следующие варианты:

  • Олово 90%, медь 10%.
  • Олово 89%, сурьма 7%, медь 4%.
  • Свинец 80%, сурьма 15%, олово 5%.

В данных соединениях помимо касситерита в большем процентном соотношении может выступать также свинец. Добавление сурьмы и меди уравнивает физические и химические свойства сплавов, благодаря чему они взаимозаменяемые.

Температура плавления баббитов – 300°С. Детали с таким напылением (или верхним слоем) очень устойчивы к высоким температурам и к трению. Поэтому их часто применяют в изготовлении подшипников.

Бронзы

В эпоху Бронзового века, 2500-3000 лет до н.э. древние люди открыли технологию сплавов из олова и меди, в результате которых они получали бронзу. Основной составляющей тут является медь, которую также переплавляют с цинком, свинцом и прочими элементами.

Оловянная бронза

Содержание олова в бронзе небольшое (от 4 до 15%), но с ним сплав обладает дополнительной прочностью, приобретает теплопроводность и становится более твердым. Бронзовые детали считаются очень износостойкими и имеют огромный ресурс работы, поэтому наиболее часто применяются в транспортной промышленности.

Оловянная бронза устойчива к деформации, коррозии, влиянию атмосферных осадков. За счет этого детали из нее служат долго и используются, например, в качестве автомобильных расходников. При этом бронзовые сплавы легкоплавкие (что хорошо для переработки и повторного использования) стоят недорого, что делает изделия из них доступными на потребительском рынке.

Припои

Припои имеют разные типы маркировок, в зависимости от содержащихся в них металлов и плотности активного вещества. Наиболее популярный тип – ПОС, в котором олова содержится от 40 до 90%. Чем выше этот процент и меньше масса других веществ, тем «чище» сплав.

Припои ПОС из олова

Такие высокопроцентные сплавы используют, например, в пищевой промышленности, так как олово не взаимодействует с пищевыми продуктами и не вредно для здоровья. Из ПОС-90 изготавливают медицинские инструменты, банки, посуду.

ПОС-60 и ПОС-40 используются в основном для пайки радиоприборов, из ПОС-30 изготавливают кабели и обрабатывают им листовой цинк.

Читать статью  Кальций – полезные свойства и особенности металла

Пьютер

Пьютер – это сплав олова со свинцом. Иногда в свинцово-оловянном сплаве можно найти висмут, сурьму и медь. Эти лигатуры обозначаются буквами JJ.

Сплав на основе олова Пьютер

На вид такие сплавы очень эстетичны за счет того, что поддаются глубокой полировке, позволяя создавать любые формы. Поэтому соединения класса JJ чаще всего применяются в создании посуды, медицинских инструментов и бижутерии.

Где применяется

В зависимости от марки олова и сплава, оно может иметь разное применение.

Данный металл легкоплавкий, надежный, имеет стойкость к коррозии и создает нетоксичное соединение с другими металлами.

  • В качестве припоя широко используется в производстве электроприборов.
  • Очень распространены чушки, аноды и проволока из олова.
  • В составе сплавов играет большую роль в изготовлении автозапчастей.
  • Олово нетоксичное, поэтому распространено в пищевой и медицинской промышленностях в качестве основы для изготовления инструментов и тары (например, изготовление консервных банок, покрытие медицинских приборов).

В составе сплавов, например, бронзы, металл используется для изготовления украшений, декоративных элементов и отшлифовки поверхности посуды и деталей интерьера.

Какие есть преимущества и недостатки

Металл очень прочный, ковкий, имеет небольшой удельный вес, легко поддается плавке и отлично взаимодействует с другими металлами в качестве сплава. Благодаря нему изделия не подвержены коррозии, износостойкие, имеют приятный металлический цвет и не реагируют на окружающую среду, а также долго служат даже при критических нагрузках.

Если олово применяется в изготовлении посуды или украшений, наравне с серебром и медью оно требует ухода и постоянной полировки. В противном случае из-за процессов окисления изделия темнеют и теряют привлекательный внешний вид.

Посуда из олова

Кроме того, олово – редкий элемент, его добыча и выплавка стоят достаточно дорого. Но даже несмотря на это радиус его применения очень широк. Все благодаря тому, что станнум проявляет себя как надежный и качественный материал, особенно в сплавах.

Стоимость

Самой высокой ценовой отметки на всемирной лондонской бирже металлов ЛМЕ олово достигло 8 марта 2022 года. Цена за одну тонну составила 48650 долларов. В январе 2022 года 1 тонна стоила 41750 долларов, а к середине 2022 года опустилась до 26774 долларов.

Внутри РФ на рынке цветных металлов 1кг олово стоит в пределах 2300 рублей за кг, при оптовых заказах (от 300 кг и выше) 700-900 рублей за кг.

Владислав Суркин

В моём личном блоге я познакомлю вас с особенностями разных драгоценных камней, влиянием зодиакальных камней в отношении каждого знака зодиака, а также целебными свойствами некоторых из них.

Источник https://1kamni.ru/olovo/

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *