1,5K подписчиков

Место России в мировой добыче олова и как оно связано с поражением Наполеона в войне 1812 года

288 прочитали

Пришло время поговорить об одном из семи древнейших используемых металлов - олове, его свойствах, истории, применении, добыче, запасах, ценах.

А также из чего сделан приз «Оскар», как современные технологии связаны с оловом, где проходит «оловянный пояс», как олово перевернуло историю человеческой цивилизации и почему (по мнению Запада) Наполеон проиграл российскую военную кампанию.

Пришло время поговорить об одном из семи древнейших используемых металлов - олове, его свойствах, истории, применении, добыче, запасах, ценах.

Свойства

Олово (Sn) – мягкий, устойчивый к коррозии, пластичный, ковкий, легкоплавкий (232°C) металл. При сгибании оловянный пруток издаёт характерный треск. Низкая температура плавления делает его привлекательным для отливки различных предметов (например, оловянных солдатиков или ложек).

Русское наименование элемента имеет очень древнюю историю и происходит от греческого слова alphas (белый). Это один из четырёх элементов среднего рода в русском варианте таблицы Менделеева (три других: железо, золото и серебро). Правда, есть предположение, что все эти слова, заканчивающиеся на «-о», а также многие другие (например, ярило, ветрило) изначально были мужского рода.

В целом филология не даёт внятного объяснения почему одни химические элементы в русском языке имеют средний род, другие - женский (таковых пять), а все остальные - мужской.

Применение

Одним из главных современных направлений использования олова является его применение в качестве припоя (как со свинцом, так и без).

Основой любого жидкокристаллического дисплея является прозрачный и электропроводный оксид индия-олова (мы о нём рассказывали здесь).

Сплав олова с ниобием идёт на изготовление катушек сверхпроводящих магнитов (работающих при сверхнизких температурах).

Несмотря на то что современные консервные банки сделаны из стали, их внутренний слой может покрываться оловом для предотвращения коррозии. С той же целью оловом могут лудить поверхность кастрюль, химических резервуаров, металлической кровли и других изделий.

Олово также может использоваться в анодах литий-ионных аккумуляторов.

Налив стекломассы в ванну с расплавленным оловом даёт очень ровную плоскую поверхность оконных стёкол без проката, шлифовки и полировки. Этот метод (совершивший революцию в стекольной промышленности) широко используется с середины XX века.

Важным направлением является добавление Sn в органические соединения (например, в ПВХ и пестициды). Фторид олова входит состав некоторых видов зубной пасты. В то время как хлорид олова (II) является протравой (закрепителем красителя) при печати ситца. В США на химические соединения олова уходит самая большая часть потребления металла.

Сплав олова и свинца используется для изготовления органных труб, а сплав олова и меди - для отливки колоколов.

Несмотря на то что оловянная посуда считается устаревшей, её всё ещё можно встретить в некоторых домах, зачастую в виде семейной реликвии. С той же целью сохраняются многочисленные антикварные изделия из бронзы.

Под позолотой статуэтки «Оскар» (как, впрочем, и многих других подобных призов) скрывается сплав олова (93%), сурьмы (5%) и меди (2%).

Станен

Станен – инновационный материал, представляющий собой одноатомный слой олова. Он способен проводить электричество при комнатной температуре, не потеряв ни одного электрона и избежав нагревания, что делает его одним из лучших проводников в микросхемах. Использование станена позволит увеличить быстродействие, снизить количество потребляемой энергии и уменьшить размер устройств. Добавление к материалу нескольких атомов фтора способно расширить диапазон рабочих температур до 100°C.

Пока речь идёт о лабораторных образцах. Коммерциализация данной разработки начнётся в обозримом будущем.

Добыча

По распространённости в земной коре олово занимает 49-е место среди всех элементов. В самородном виде не встречается.

Ведущие страны по добыче олова, по данным U. S. Geological Survey в 2022 году, тыс. тонн
Ведущие страны по добыче олова, по данным U. S. Geological Survey в 2022 году, тыс. тонн

Количество извлекаемого олова составляет 310 тыс. тонн (рост в 1,6% по сравнению с 2021 годом). Как видим, в мировой добыче Россия занимает весьма скромное место.

Запасы

В то же время по запасам металла она входит в пятёрку ведущих держав.

Основные отечественные резервы находятся в Дальневосточном федеральном округе (Якутия, Хабаровский край, Приморский край, Чукотка). Львиную долю в российской добыче на сегодняшний день обеспечивает Хабаровский край.

Ключевые страны по подтверждённым запасам олова, по данным U. S. Geological Survey, тыс. тонн
Ключевые страны по подтверждённым запасам олова, по данным U. S. Geological Survey, тыс. тонн

Всего мировые извлекаемые резервы составляют 4,6 млн. тонн. Основные залежи находятся в так называемом «оловянном поясе», который начинается в Китае и тянется через Мьянму и Малайзию к островам Индонезии. В этой области находится более 40% мировых запасов.

Другими важными районами сосредоточения Sn являются Южная Америка, Австралия, Россия и Центральная Африка. Месторождения олова в ДРК до настоящего времени являются объектом вооружённого противостояния между различными группировками (мы об этом рассказывали здесь).

Вторичная переработка в некоторых странах обеспечивает 20-25% потребления металла. Больше других в этом преуспели Германия и США.

Цены

На середину апреля 2023 года биржевая цена на олово составляет $24,4 тыс. за 1 тонну. По сравнению с ценой годичной давности на то же время ($43 тыс./т) падение составило 44%.

В то же время нельзя не отметить, что в марте 2022 года был установлен исторический рекорд цен на олово (более $48 тыс./т), после чего цена снизилась до $17,2 тыс./т (ноябрь 2022 г.), а затем поднялась до $35,3 тыс./т (январь 2023 г.).

На сегодня рынок олова сильно лихорадит, что выражается в кратном увеличении/снижении цен в течение нескольких месяцев.

США являются главным мировым импортёром Sn (собственная добыча прекратилась в 1989 году).

Ключевым поставщиком олова на российский рынок является Индонезия, основным покупателем – Казахстан. Наблюдается примерный паритет между стоимостью импорта и экспорта.

Олово и Наполеон

Ещё 5,5 тысяч лет назад (в различных регионах, в том числе на территории современной России) люди заметили, что добавление олова к меди (в соотношении примерно 12:88) даёт новый сплав (бронзу), который характеризуется более высокой твёрдостью и низкой температурой плавления, что позволило отливать изделия достаточно сложных форм. Бронзовое оружие гораздо дольше оставалось острым.

Это открытие стало поворотным моментом в развитии человеческой цивилизации и дало наименование целой эпохе – «бронзовому веку», который продлился более 2000 лет.

В античный период информация о местах добычи олова тщательно охранялась (на самом деле они находились на севере современной Испании и на юго-западной оконечности Великобритании). Кстати, именно необходимость установить контроль над оловянными месторождениями сподвигла Римскую империю на захват Британских островов. Последний рудник там был исчерпан только в 1998 году.

Другой выдающийся захватчик - Наполеон Бонапарт, столкнулся с проблемой сохранения продуктов для большой, быстро передвигающейся армии. В 1795 году он объявил награду тому, кто решит этот вопрос. Ответ был найден спустя 15 лет путём изобретения консервной банки на основе сплавов олова.

Во время Гражданской войны в США проблема обеспечения армий продуктами длительного хранения была решена тем же способом, и с тех пор консервная банка стала неотъемлемой частью повседневной жизни человека. Война – двигатель прогресса, ничего с этим не сделаешь.

Что касается олова, то одним из его недостатков является медленное разрушение при температуре ниже минус 13°С. Существует устойчивая (но весьма спорная) историческая легенда о том, что превращение оловянных пуговиц в порошок на мундирах французских солдат стало одной из причин их массовой гибели от переохлаждения во время Отечественной войны 1812 года.

На самом деле, будь у них наилучшие морозостойкие пуговицы, их проигрыш был бы неизбежен в любом случае. Но на Западе мнение о победе «русской зимы» над лучшей армией мира является весьма популярным.

Есть версия, что полное разрушение оловянных деталей снаряжения экспедиции капитана Роберта Скотта к Южному полюсу также способствовало трагическому финалу этой истории.

Сегодня подобная проблема решается добавлением сурьмы и висмута.

Кстати, о висмуте:

Если узнали что-то новое, просьба оставить лайк. Подпишитесь на канал, и мы обещаем ещё много интересного.