Как получить олово

Природные источники олова

В природе олово встречается в виде:

• элемента, рассеянного в породе,
• в виде минералов.

Основным минеральным источником олова является – касситерит, другое название – оловянный камень. Он содержит до 78,8% олова. Станнин, он же оловянный колчедан (27,5% олова) встречается гораздо реже. Залежи минералов олова расположены в Юго-Восточной Азии, в Южной Америке, в России (Чукотка, Якутия, Хабаровский край, Приморье) и Австралии.

Касситерит – минерал формирует зерна, отдельные, обособленные выделения матового цвета как микро включения в других минералах, как выделения в породах, как вкрапленные руды, как коломорфные скопления.

Применение олова

Олово и сплавы на его основе применяется в различных областях хозяйства и производства:

Получение олова

• для производства припоев,
• для нанесения защитных и декоративных покрытий на посуду и предметы декора,
• для изготовления отделочной плитки,
• для изготовления узоров и украшений и т.д.

Львиная доля получаемого олова направляется на производство так называемой белой жести, металла покрытого слоем олова, используемого для производства консервных банок.

Кустарные способы получения

Получить чистое олово можно различными не промышленными (кустарными) способами. Если есть доступ к природным источникам олова (оловянной руде и колчедану), то породу смешивают с углем. Уголь разжигают в обыкновенном кузнечном горне. Подавая с помощью мехов поток воздуха поднимают и удерживают температуру немного выше температуры плавления олова. В результате такого обжига из породы получается расплавленное олово.

Если под рукой нету доступа к природным минералам, то получить олово можно из подручных материалов, например, припоев или консервных банок. Покрытие консервной банки содержит в среднем 0,5 грамма олова.

К прочтению: Особенности фрезерной обработки

В консервную банку необходимо налить концентрированный раствор соды, довести до кипения и кипятить пол часа. Это удалит загрязнение. Банка ополаскивается водой и заполняется электролитом. Он готовится из небольшой порции 7% хлористого олова и 9-10% раствора щелочи. Реакция происходит с образованием гидроксид олова и выпаде в виде белого осадка, который растворится в избытке щелочи и тем самым образует станнит.

Определить окончание химической реакции можно по прозрачности раствора. Если жидкость стала прозрачной – это означает, что электролит готов. Банка накрывается крышкой с установленным в ней катодом в виде угольного стержня, анод подсоединяется к корпусу банки. Источником тока служат пара батареек с напряжением 4В.

Губчатое олова собирается с угольного стержня и плавится в тигле. Для увеличения выхода количества осаждаемого олова в электролит можно добавить обрезки других банок, главное, чтобы они не соприкасались с катодом.

Источник: xn—-ntbhhmr6g.xn--p1ai

Как сделать олово в домашних условиях? Пошаговый процесс литья

Сегодня олово — привычный металл. Однако в 16-17 веках оно было довольно редким и ценным, поэтому Россия покупала его в других странах. Олово использовалось для покрытия железных изделий для предохранения их от ржавчины. Из этого металла русскими умельцами создавалась посуда с рельефными узорами, поскольку мягкое, податливое олово легко поддавалось обработке резцом.

После отлива изделия мастер декорировал его затейливым орнаментом или гравированной надписью. Сегодня Московский Исторический музей имеет различные образцы посуды из олова, которая сохранилась с давних времён.

Кратко о податливом олове

Металлическое олово имеет такую структуру кристаллов, что при его сгибании кристаллы металла хрустят в результате трения друг о друга. Этот хруст является отличительным признаком чистого олова от его сплавов, которые при изгибе звуков не издают.

Наносить разные декоративные покрытия на основе олова или какого-либо сплава, сделанного из него, возможно и в домашних условиях. При этом может возникнуть вопрос, как сделать олово самостоятельно? Добывается оно с помощью электрохимических способов травления с использованием раствора электролита, который потребуется изготовить своими руками, применив для этого чистое олово и его соли.

Умельцы могут получать олово в домашних условиях следующими способами:

• Использовать химические реакции для получения окиси олова с последующей его плавкой в тигле. В результате этого выделится чистое олово.
• Получить хлорид олова, а далее с помощью электролиза банок из-под консервов с электролитом на основе имеющегося хлорида выделить олово.

Как получить хлорное олово в домашних условиях?

Более простым и дешевым методом получения хлорида олова является применение оловянно-свинцового припоя.

1. Необходимо взять концентрированную соляную кислоту, довести её до кипения и растворить в ней припой.
2. Следующий шаг — сильное охлаждение раствора, в процессе которого в нём будет наблюдаться выпадение осадка хлорида свинца.
3. Полученный осадок фильтруют с декантацией, и на основе отфильтрованного раствора готовится электролит (который является практически чистым хлоридом олова с незначительным количеством примеси).
4. Из-за быстрого окисления хлористого олова применение полученного раствора должно быть незамедлительным.

Видео о том, как получить хлорное олово в домашних условиях

Как получить чистое олово в домашних условиях?

Для того чтобы сделать электролит, необходимо взять небольшую порцию хлорида олова для затравки. Позже, после выделения, появится возможность приготовления более чистого раствора хлорида. Для этого потребуется взять царскую водку или соляную кислоту и растворить металл. В 7% раствор SnCl2 (хлорид олова) влить, постоянно помешивая, щелочной раствор (9-10%), в результате чего будет наблюдаться образование и выпадение белого осадка — гидроксида олова. Перемешивать раствор необходимо до тех пор, пока он не станет полностью прозрачным, что будет указывать на готовность электролита.

Как сделать олово в домашних условиях? Для этого потребуется консервная банка довольно большого размера (3-5 литров) и крышка из диэлектрического материала. Банки имеют луженную внутреннюю поверхность — то есть, слой олова, защищающий саму железную банку от окисления, а пищевой продукт, находящийся в ней — от порчи. Поэтому возможно извлечение олова из банок для повторного его использования. С банки требуется снять наклейку и удалить с неё загрязнения, для чего нужно прокипятить её в крепком содовом растворе в течение 30 минут. Далее делается следующее:

1. В центр банки помещается угольный катод.
2. К корпусу банки подключить анод.
3. Залить электролит и подключить питание (4В). Для этого можно взять несколько последовательно соединённых батареек или аккумулятор.
4. Чтобы увеличить количество получаемого олова, нарежьте несколько старых банок из-под консервов на части и засыпьте их в электролизер. При этом необходимо предотвратить их контакт с катодом. В одной консервной банке среднего размера содержится 0,5 г олова.
5. Результат опыта — выделение на катоде губчатого олова. Его требуется собрать и переплавить в тигле в металл характерного серебристого цвета. Почему олово можно расплавить в домашних условиях? Потому что оно имеет температуру плавления 239˚C, а железо, для сравнения — 1538, 85 ˚C.

Видео о литье из олова в домашних условиях

Литьё из олова в домашних условиях

Изготавливать мелкие фигурки и изделия из олова в домашних условиях сегодня не только интересно, но и довольно прибыльно. Ведь многие коллекционеры за оловянного солдатика, модель военной техники или просто сувенир готовы заплатить немалые деньги. Художники-любители, желающие научиться отливать детали, используют для этого, как правило, олово, поскольку оно имеет следующие положительные качества:

• Привлекательный красивый цвет, похожий на цвет серебра.
• Олово технологично, имеет низкую температуру плавления.
• Пластично, легко гравируется и чеканится, «лепится» паяльником.

Умелый мастер, используя нехитрое оборудование, способен превратить небольшой серебристый слиток в прекрасную скульптуру, фонарик, подсвечник, ларец, медаль, брошь, браслет, запонку и многое другое. Кроме того, из олова создаются ажурные и рельефные пластины для украшения шкатулок, декорирования дверных петель, ручек, замочных скважин. Как происходит литьё олова в домашних условиях? Этот процесс состоит из следующих этапов и особенностей:

1. Производство будущих изделий начинается с создания цветных эскизов на листе бумаги.
2. После берётся полимерная глина и из неё готовится фигурка для создания формы. При этом каждую мельчайшую деталь наносят стеком и тоненьким шилом.
3. Изготовление формы — самый ответственный этап. Она должна иметь идеальный разъём. Это необходимо для лёгкого и безопасного извлечения отливки. Как правило, формы для литья делают разборные, состоящие из 2-х частей.
4. Наиболее оптимальный материал для формы — гипс или силикон, но для того чтобы сделать силиконовую форму, необходимо затратить гораздо больше материала и времени.
5. Кроме того, в магазинах продаются специальные герметики, которые заливаются на модели, они застывают и, таким образом, получают многоразовые формы для заливок.

1. В тех случаях, когда в будущем изделии будет присутствовать множество мелких деталей, форма изготавливается с вкладышем.
2. Большую роль играет размер канала в форме, через который в неё заливается металл. Чем оно меньше, тем медленнее заполняется форма, при этом существует опасность быстрого остывания металла, что может привести к образованию полостей.
3. Отливая деталь, две половины формы следует сложить вместе и поместить между фанерным листом толщиной около 12 миллиметров. Затем их нужно стянуть тугой резинкой.
4. После подготовки формы разогревается металл. Готовность сплава к заливке определяется по образованию желтоватой плёнки. Если же металл перегреть, то плёнка приобретёт синий или фиолетовый оттенок.
5. Заливка металла в форму должна обязательно производиться тонкой струйкой, при этом следует немного постукивать по форме, предотвращая, таким образом, задержку в ней воздуха. Необходимо при этом помнить о правилах безопасной работы с разогретыми сплавами.
6. После того как форма будет залита металлом, требуется оставить её на некоторое время для остывания и затвердевания сплава внутри неё.
7. Затем форма открывается, и из неё аккуратно, щипцами извлекается готовое изделие. Как правило, на первом изделии всегда бывают дефекты. Поэтому фигурка дополнительно обрабатывается — удаляются облои (металл, который затёк в швы между двух частей формы). Их счищают с помощью таких инструментов, как скальпель или шабер.
8. Далее швы шлифуются довольно мелкой наждачной бумагой. При изготовлении сложных фигурок и изделий, отливающихся отдельными частями, эти части соединяются паяльником.

1. Для того чтобы приклеить мелкие детали, используется эпоксидный клей. Места, в которых детали спаивались и склеивались, тщательно и аккуратно шлифуются.
2. Затем следует приготовить крепкий раствор соды и помыть в нём готовую фигурку тоненькой щеточкой, чтобы удалить флюс.
3. При необходимости готовое изделие раскрашивается акриловыми красками.

Успешно овладев этим увлекательным старинным ремеслом, умелый мастер получит возможность не только заниматься любимым делом, но и зарабатывать неплохие деньги. К тому же, это будет отличным подарком на 10 лет свадьбы (оловянную годовщину).

А Вы задумывались над тем, как получить олово в домашних условиях? Получилось ли у Вас? Расскажите об этом в комментариях.

Источник: rutvet.ru

Получение олова

Что такое получение олова это процесс переработки олово содержащих руд минерала касситерита SnО2.

Получение происходит в несколько этапов: обогащение, восстанавливают в электрических печах, рафинирование пирометаллургическими способами, или электролитически.

В лабораторных условиях получение олова заключается в восстановлении оксида или оловянной кислоты с углеродом.

Применение олова

Олово применяют для лужения жести, в производстве сплавов (бронз, баббитов), для пайки и припоя, для изготовления фольги. Мировое производство олова составляет сейчас около 250 тыс. т в год. В природе олово встречается в виде минерала касситерита SnО2. Оловянные руды, содержащие этот минерал, вначале обогащают (преимущественно гравитацией). Концентраты после предварительной обработки для удаления основного количества примесей (обжига, магнитной сепарации, спекания с содой и т. д.) подвергают восстановительной плавке в отражательных или электрических печах с получением чернового олова.

Помимо рафинирования, в производстве олова получило значительное распространение электролитическое извлечение олова из отходов луженой жести (обрезков жести и лома консервных банок), Это важная отрасль металлургии вторичных цветных металлов, так как на лужение жести расходуется 30—45% всего выплавляемого из руд олова.

Получение электролитическим рафинированием чернового олова

Стандартный потенциал двухвалентного олова φ°Sn/Sn 2+ = —0,136 в, четырехвалентного φ°Sn/Sn 4+ =+0,010 в. Из других ме таллов близким потенциалом обладает лишь свинец φ°Sn/Sn 2+ = —0,126в), поэтому электролитическое рафинирование олова в растворах, содержащих ионы Sn 2+ или Sn 4+ , при условии отсутствия в электролите ионов Рb 2+ , должно протекать достаточно успешно.

Черновое олово, поступающее на рафинирование, содержит примеси Fe, Сu, Sb, As и др. Железо и другие электроотрицатель ные металлы растворяются на аноде и остаются в растворе, не осаждаясь на катоде. Медь, сурьма, мышьяк и другие электроположительные металлы выпадают в шлам. Перенапряжение водорода на олове при средних плотностях тока составляет около 0,5 9 поэтому совместного выделения водорода с оловом на катоде при умеренной катодной поляризации, как правило, не приходится опасаться.

Проверь хорошо ли Вы знаете науки
Ты получил <> снаружи >

Электролиз в щелочно-сульфидном электролите может быть начат с раствором, не содержащим олова. По мере электролиза олово анодно растворяется, переходя в раствор в виде тиостанната. Содержание олова возрастает, пока не достигает некоторого стабильного значения (8—10 г/л). После этого концентрация основных компонентов в растворе удерживается постоянной в течение длительного времени, и электролит не требует никакой корректировки в течение 5—8 месяцев (не считая добавки воды для компенсации испарившейся).

Рафинирование ведут в железных освинцованных ваннах с помещенными на дне паровыми змеевиками для подогрева раствора. Аноды отливают из чернового олова (толщиной 10—15 мм), катоды представляют собой железные, тщательно луженые оловом листы, съем катодного металла производится путем опускания катодных листов с наросшим на них осадком в ванну с расплавленным оловом.

Выход анодного скрапа при электролизе в щелочно-сульфидном растворе составляет около 20%. В шлам переходит порядка 2% Sn.

Процесс электролиза ведут при 80—90° С с катодной плотностью тока 50—80 а/м 2 и напряжением на ванне 0,1—0,3 в. Катодный выход по току равен примерно 95%; удельный расход электроэнергии составляет при этом 100—300 квт • ч/т.

Достоинства электролиза в щелочно-сульфидном электролите — простота и дешевизна аппаратуры, возможность рафинирования.

Относительно грязного анодного металла. Недостатки способа — малая производительность ванн (высокая плотность тока увеличивает опасность выделения водорода), высокая температура электролита, антисанитарные условия работы в цехе (выделение сероводорода).

В настоящее время преимущественное распространение для рафинирования олова получили кислые электролиты. Существенным преимуществом электролиза в кислых растворах является то, что олово в них находится в виде двухвалентных катионов Sn 2+ и поэтому выход катодного металла при одной и той же затрате тока оказывается .вдвое большим. Кроме того, поскольку потенциал двухвалентного олова отрицательнее потенциала четырехвалентного, при электролизе в кислых растворах большее количество металлов-примесей (таких, как висмут, мышьяк, сурьма) остается нерастворенным на аноде и переходит в шлам.

Из группы кислых электролитов до недавнего времени наибольшее распространение имели электролиты, содержащие кремнефтористоводородную кислоту H2SiF6. Такой электролит содержит около 200 г/л H2SiF6; 1 г/л H2SО4 и 60 г/л Sn 2+ в виде кремнефторида олова. Электролиз проводился при катодной плотности тока около 120 а/м 2 .

Кремнефтористоводородные электролиты позволяют получать весьма чистый катодный металл, при этом удается полностью избавиться также от свинца (введением в электролит серной кислоты). В кремнефтористоводородном электролите (как и в других кислых электролитах) катодное олово склонно образовывать игольчатые кристаллы, однако введение поверхностно-активных веществ позволяет получить достаточно ровные осадки. Недостатком этого электролита является его дороговизна и малая стойкость, а также то, что в нем может происходить пассивирование анода.

Более высокие показатели, чем при электролизе в чисто кремнефтористоводородном электролите, дает процесс в смешанном растворе. Такой электролит содержит порядка 30—50 г/л H2SiF6, 60—80 г/л H2SО4, 30 г/л Sn (в виде SnSО4); в качестве поверхностно-активных добавок используют столярный клей, крезоловую кислоту и др. Электролиз проводят при 30—35° С с катодной плотностью тока порядка 60—70 а/м 2 . Напряжение на ванне равно 0,3—0,4 в, катодный выход по току составляет около 90%. Раствор более дешев по сравнению с чисто кремнефтористоводородным, явление пассивирования анодов проявляется в нем слабее, аппаратура наиболее проста и дешева. Недостатком кремнефтористых электролитов является их малая стойкость, приводящая к выделению из ванн ядовитого фтористого водорода.

Хорошие показатели электролитического рафинирования олова дают растворы, состоящие из серной и фенолсульфоновой (С6Н4ОНSO3Н) или крезолсульфоновой (СН3С6Н 3ОНSO 3H) кислот. Такие электролиты содержат около 70—80 г/л H2SO4,40 г/л фенол- или крезолсульфоновой кислоты и 30 г/л Sn (в виде SnSO4). Процесс ведут при 35° С с катодной плотностью тока 85—100 а/ж 2 , напряжением на ванне 0,2—0,35 в и выходом по току 85—90%. Электролит позволяет получать достаточно плотный и ровный катодный осадок, не вызывает пассивирования анода и обеспечивает высокую чистоту металла. Сульфокислоты в этом электролите — поверхностно-активные добавки.

Для рафинирования олова используют также сульфаминовый электролит, в котором олово находится в виде сульфамината (соль сульфаминовой кислоты NH2SO3H). Раствор содержит около 80—100 г/л свободной сульфаминовой кислоты, 35—40 г/л H 2SO4, 40—50 г/л Sn 2+ , а также добавки (клей, β-нафтол) порядка 4—5 г/л.

Сульфаминат олова склонен к гидролизу; для его предупреждения в электролит добавляют серную кислоту. Гидролизу способствует также повышение температуры, поэтому процесс ведут при умеренном температурном режиме. Процесс проводят при 20—30° С с катодной плотностью тока 300—500 а/м 2 и выходом по току 94—96%.

Из примесей, содержащихся в аноде, наибольшую опасность представляет свинец. Несмотря на присутствие в растворе серной кислоты переход его в катодный осадок происходит в заметных количествах (пропорционально его содержанию в аноде). Прочие примеси мало влияют на чистоту осадка.

Достоинства сульфаминового электролита — простота его приготовления, отсутствие явления пассивации анода (анодная поляризация в этом электролите очень незначительна). Основной недостаток этого электролита — высокий расход сульфаминовой кислоты (около 70 кг/т олова) и добавок, что удорожает процесс.

Электролитическое снятие олова с белой жести

Процесс состоит в том, что луженое железо (белая жесть) помещается в электролизер и анодно поляризуется. Олово переходит в раствор и осаждается на катоде. Электролит должен быть таким, чтобы обеспечить растворение олова при одновременной пассивации железа анода. Таким электролитом служит раствор едкого натра.

Анодное растворение олова может происходить с образованием ионов Sn 2+ и Sn 4+ . Так как стандартный потенциал φ°Sn/Sn 2+ более электроотрицателен, чем стандартный потенциал φ°Sn/Sn 4+ , то олово в раствор переходит преимущественно в виде Sn 2+ , однако за счет анодной поляризации может образовываться и некоторое количество ионов Sn 4+ . Кроме того, уже непосредственно в растворе часть Sn 2+ окисляется до Sn 4+ кислородом воздуха. В щелочном растворе ионы Sn 2+ и Sn 4+ образуют анионы станнита и станната

На катоде прежде всего должно идти восстановление ионов Sn 4+ , как обладающих более электроположительным стандартным потенциалом. Так как концентрация Sn 4+ в растворе мала, катодная поляризация быстро смещает потенциал катода до равновесного потенциала осаждения Sn 2+ , поэтому происходит одновременный разряд ионов Sn 2+ и Sn 4+ .

Осаждение олова из растворов

Электроосаждение олова из щелочных растворов, в которых оно находится в виде станнитов и станнатов, приводит к получению рыхлых губчатых осадков, не прочно удерживающихся на катоде, поэтому процесс сопровождается выпадением части катодного металла в шлам. Качество осадка ухудшается при повышении плотности тока и понижении температуры.

Электролиз ведется в железных ваннах. Предварительно обезжиренную жесть прессуют в неплотные пакеты, которые загружают в корзины, изготовленные из железной сетки. Корзины-аноды подвешивают в ванну, между ними размещают железные катоды. Основная масса олова осаждается в виде губки на катодах, некоторая часть падает на дно ванны.

Средний состав электролита: 100—120 г/л NaOH, 20 г/л Sn. Катодная плотность тока 100 а/м 2 , температура электролиза 70° С. Условный выход по току (считая на Sn 4+ ) 90%, на практике это соответствует примерно затрате тока 1 а •ч на 1 г катодно осажденного олова. Удельный расход электроэнергии составляет около 1800—2000 кет • ч/т. Катодный металл содержит около 99,85% Sn (остальное — свинец, сурьма, медь).

Статья на тему Получение олова

Похожие страницы:

Соединения олова с неметаллами Из этих веществ наибольшее значение имеют хлориды. В тетрахлориде олова SnCl4 растворяются йод, фосфор, сера, многие.

История олова Олово — один из немногих металлов, известных человеку еще с доисторических времен. Олово и медь были открыты раньше.

Сплавы олова На консервные банки идет примерно половина мирового производства олова. Другая половина — в металлургию, для получения различных сплавов.

Электролитическое рафинирование олова Испытывалось и применялось в нескольких вариантах: в хлоридном, кремнефтористом, сульфатном, сульфатоорганических и щелочно-сульфидных электролитах; однако ни один.

Олова сплавы это сплавы на основе олова в состав которых входят другие химические элементы, которые повышают или понижают его свойства.

МЕТАЛЛУРГИЯ ОЛОВА Наиболее распространенный минерал олова — касситерит SnО2 в чистом виде белый, а минерал окрашен примесями в серый, желтый.

Понравилась статья поделись ей

Leave a Comment

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Источник: znaesh-kak.com