Производство олова

29 мая 2017 20683 0

( Голосов: 1 )

Олово — редкий рассеянный элемент, по распространенности в земной коре олово занимает 47-е место. Кларковое содержание олова в земной коре составляет, по разным данным, от 2·10−4 до 8·10−3 % по массе. Основная форма нахождения олова в горных породах и минералах — рассеянная (или эндокриптная). Однако олово образует и минеральные формы, и в этом виде часто встречается не только как акцессорий в кислых магматических породах, но и образует промышленные концентрации преимущественно в окисной (касситерит SnO2) и сульфидной (станнин) формах.

В промышленных масштабах оловянные руды добываются лишь в 13 странах мира, где лидирующие позиции занимают Китай и страны Юго-Восточной Азии. Оловоплавильные заводы размещаются, как правило, в непосредственной близости от мест добычи сырья, причём в последние годы резко возросла морская добыча оловянных руд в странах Юго-Восточной Азии.

Общемировое производство металлического олова составляет более 270 тыс. тонн. В 2006 году только на долю пяти стран — Китая, Индонезии, Перу, Боливии и Бразилии приходилось более 90% производства металлического олова.

Схема получения олова

оксидное сырье с As, W. Возгонка Sn;
восстановительная плавка;
рафинирование чернового металла ликвацией, дразнением, сульфидированием, электролизом.

Подготовка к плавке

Применяется предварительная химическая обработка руды для отделения W спеканием с содой с целью перевода CaWO4 в растворимый Na2WO4.
Используется обжиг для снижения содержания As.
Возгонка Sn из бедных руд и обогащение им летучей фазы (≥65 % Sn) в виде SnS (температура кипения 1230°С) и частично SnO (температура кипения 1425°С).

Два метода возгонки Sn в виде SnS:

Возгонка фьюмингованием. Вдувание смеси угольной пыли, воздуха и сульфидизатора в оксидный расплав;
вельцевание. Перемешивание смеси исходного сырья, воздуха, восстановителя (топлива) и сульфидизатора в трубчатой печи: SnO₂ + 4СО + SO₂→SnS_(газ) + 4СO₂.

Предпочтительные сульфидизаторы: CaSO₄*FeS₂(FeS). Окисление: SnS_(газ)+ 2O₂→SnO₂+SO₂. В оставшемся шлаке (при фьюминговании) или клинкере (при вельцевании) содержится 0,1—0,3 Sn.

Производство чернового олова

Исходный материал: обогащенный концентрат (≥65 % Sn); возгоны (пылевидный концентрат) (≥65 % Sn).

Восстановительная плавка. Косвенное восстановление в шахтных или отражательных печах с использованием малозольного антрацита: SnO₂ + 2CO→Sn+ 2СO₂.

Эффективность восстановления снижается по следующим причинам:

восстановление SnO2 проходит, очевидно, через стадию образования SnO;
окислы примесей образуют соединения с SnO;
окислы Fe образуют гартлинг (FeSn2); при высоком содержании Feвосстановление проводят в отражательной печи.

Рафинирование чернового металла

Черновое олово содержит ≥97 % Sn. Основные примеси — Fe, Pb, Сu, As, Sb, Bi.

Способы рафинирования:

ликвация при нагреве для отделения Fe(гартлинга); ~ 240 °С;
дразнение для удаления механических примесей при помощи древесины или водяного пара;
очистка от меди сульфидированием; вмешивание серы при ~350°С;
электролиз с растворимым анодом в растворе Na2S.