Олово — стратегическое минеральное сырье

Примерное время чтения: 9 мин.

Современное общество с большим вниманием относится к вопросам, связанным с сохранением и защитой окружающей среды. В XXI веке олово стало более востребованным в мировой экономике из-за его применения в новых отраслях промышленности, внедрения инновационных технологий и в том числе из-за экологичности этого металла.

Олово (Sn) — мягкий ковкий металл серебристо-белого цвета, кристаллической структуры, имеющий плотность 7,3 г/см³, температуру плавления 231,8 °С и кипения 243 °С. При нормальной температуре олово может быть прокатано в листы толщиной 0,005 мм (оловянная фольга). С повышением температуры его ковкость резко возрастает и достигает максимума при 100 °С. Олово используют издавна, так как его легко обрабатывать при нормальной температуре, легко смешивать с другими металлами. Он устойчив к кислотам и воздействию атмосферных факторов. Олово относится к рассеянным элементам и не самым распространенным на земле, встречается в природе в виде различных минералов.

Специфические свойства олова (антикоррозийность, легкоплавкость, способность давать антифрикционные сплавы с рядом цветных металлов, безвредность солей олова для здоровья человека и др.) обусловили широкое его использование во многих отраслях промышленности: пищевой, автомобильной, тракторной, авиационной, химической, стекольной, электротехнической и др. Основное применение олово находит в сплавах (припоях, баббитах, бронзах, типографском и др.), а также при изготовлении белой жести и фольги. Соли олова употребляются при производстве эмалей, в красильном деле, стекольной промышленности, гальванопластике, сельском хозяйстве. Олово высокой чистоты используется в производстве полупроводников. Также олово применяется в атомной энергетике.

Этот металл принадлежит к малораспространенным элементам, среднее содержание его в земной коре составляет 2,5·10^–4% (по массе), в различных горных породах оно колеблется от 0,5·10^–4% до 3·10^–4%. В природе известно более 90 оловосодержащих минералов, и список их ежегодно пополняется. Они представлены самородным оловом, интерметаллическими соединениями (станнопалладинит), оксидами (касситерит, воджинит, торолит), гидроксидами (варламовит), силикатами (малайяит, стокезит, арандизит), сульфидами (станнин, тиллит, герценбергит), сульфосолями (франкеит, канфильдит, цилиндрит), гидростаннатами (викманит, натанит). В ряде случаев значительные количества олова содержатся в минералах-концентраторах, таких как гранат, пироксен, людвигит, магнетит и других.

При понижении температуры воздуха ниже 0 °С белое олово переходит в модификацию серого олова. При этом объем вещества увеличивается почти на четверть, оловянное изделие трескается и превращается в серый порошок. Это явление стали называть «оловянной чумой».

Некоторые историки считают, что «оловянная чума» послужила одной из причин поражения армии Наполеона в России, так как превратила пуговицы на одежде французских солдат и пряжки для ремней в порошок, и тем самым оказала на армию деморализующее влияние. А вот настоящий исторический факт: экспедиция английского полярного исследователя Роберта Скотта к Южному полюсу закончилась трагически, в том числе потому, что все их топливо вылилось из запаянных оловом баков, они лишились своих мотосаней, а дойти пешком сил не хватило.

Несмотря на то, что запасы этого вещества широко распространены по всему миру, вплоть до XVIII века его в основном добывали в Англии, Саксонии и Богемии. В нынешнее время, за исключением некоторых запасов в Нигерии, Китае, Конго и Австралии, крупные залежи обнаружены в Юго-Восточной Азии и Боливии. Мировые запасы олова, заключенные в недрах 17 стран, составляют около 5,6 млн тонн; ресурсы, оцененные в недрах 39 стран — 17,3 млн тонн. Производство олова в концентратах осуществляется в 22 странах мира; в 2022 году составило около 303 тысяч тонн, больше половины этого количества обеспечили Китай и Индонезия. Производство рафинированного олова в 2022 году, по данным International Tin Association (ITA), составило 380 тысяч тонн.

Российская сырьевая база олова освоена слабо. Всего 7,2% запасов заключено в разрабатываемых объектах, еще 19,6% — в подготавливаемых к освоению и разведываемых. В нераспределенном фонде недр остается 73,2% запасов олова. По состоянию на 1 января 2023 года балансовые запасы олова в России, заключенные в 214 месторождениях (89 коренных и 125 россыпных) составили 2103,5 тысяч тонн. Еще 58 месторождений (35 коренных и 23 россыпных) содержат только забалансовые запасы.

Олово входит в перечень основных видов стратегического минерального сырья, утвержденный Распоряжением Правительства Российской Федерации от 30.08.2022 № 2473-р. В соответствии со Стратегией развития минерально-сырьевой базы Российской Федерации до 2035 года, утвержденной распоряжением Правительства Российской Федерации от 22.12.2018 № 2914-р, олово относится к полезным ископаемым первой группы, сырьевая база которых достаточна для обеспечения потребностей экономики в долгосрочной перспективе при любых сценариях ее развития и не требует проведения активных геологоразведочных работ, направленных на ее воспроизводство.

Практически все запасы олова (98%) сосредоточены в пределах Дальневосточного федерального округа, главным образом в Республике Саха (Якутия) (36,3%), Приморском (22,4%) и Хабаровском (14,4%) краях, Чукотском автономном округе (16%). Остальные запасы заключены в Иркутской области (в трех месторождениях оловосодержащих редкометалльных пегматитов) и в Республике Карелия (в единственном учитываемом в стране скарново-оловорудном Кительском месторождении, в рудах которого содержание олова составляет 0,56%).

Олово считается безопасным для человека, оно есть в нашем организме, и каждый день мы получаем его в минимальных количествах с пищей. Суточная потребность в олове чётко не установлена, считается, что человеку достаточно 2-10 мг в день. Но известно, что в присутствии нитратов и хлоридов токсическое влияние олова значительно повышается и становится особо опасным. Пары олова и его аэрозольные частицы опасны, так как при длительном и регулярном вдыхании оно может вызвать заболевания легких; ядовиты также органические соединения олова, поэтому работать с ним и его соединениями надо в средствах защиты.

У рабочих оловоплавильных заводов при длительном воздействии пыли оксида олова (черное олово SnO) могут развиться пневмокониозы, у работников, занятых изготовлением оловянной фольги, отмечаются также и случаи хронической экземы. В то же время тетрахлорид олова (SnCl₄·5H₂O) при концентрации его в воздухе свыше 90 мг/м³ раздражающе действует на верхние дыхательные пути, вызывая кашель; попадая на кожу, хлорид олова вызывает сильное раздражение. Острый судорожный яд — оловянистый водород (SnH₄) — также сильно влияет на дыхательные пути человека.

Такое соединение олова как оловянистый водород (SnH₄) может служить причиной тяжелых отравлений при употреблении в пищу очень старых консервов, в которых органические кислоты вступили в реакцию со слоем олова на стенках банки (жесть, из которой делают консервные банки — это тонкий лист железа, покрытый с двух сторон оловом). Отравление оловянистым водородом может быть даже смертельным. К его симптомам относятся судороги и чувство потери равновесия.

Во избежание негативного воздействия на окружающую среду и сохранения природных ресурсов преимущественно необходимо использовать вторичную переработку олова. Вторичное использование олова снижает потребность в добыче природных руд и, следовательно, снижает негативное воздействие на окружающую среду. Кроме того, переработка отходов позволяет сократить количество отходов, складирующихся на свалках. Это снижает риск загрязнения почвы и подземных вод.