قلع یکی از عناصر شیمیایی اساسی است. هنگامی که تصفیه می شود، فلزی به رنگ سفید مایل به نقره ای پیدا می کند که به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و توانایی پوشش دادن به فلزات دیگر مشهور شده است. بیشتر برای آبکاری روی ورق های فولادی مانند قوطی مواد غذایی مورد استفاده قرار می گیرد. قلع نیز با مس ترکیب می شود تا برنز بدست آید و برای لحیم کاری با سرب ترکیب می شود. ترکیب دیگر قلع، فلوراید قلع است که اغلب به عنوان منبع فلوراید برای جلوگیری از پوسیدگی دندان به خمیر دندان اضافه می شود.
برای خرید شمش قلع با شماره زیر تماس بگیرید.
مواد اولیه قلع
سنگ معدن قلع به طور طبیعی در پوسته زمین یافت نمی شود، اما تنها سنگ معدنی که به هر میزانی استخراج می شود کاسیتریت است. علاوه بر خود سنگ معدن، چندین ماده دیگر برای پردازش و پالایش قلع استفاده می شود که شامل سنگ آهک، سیلیس و نمک است. کربن به شکل زغال سنگ یا نفت کوره نیز استفاده می شود. وجود غلظت بالایی از مواد شیمیایی خاص در سنگ معدن ممکن است نیاز به استفاده از مواد دیگر داشته باشد.
روند استخراج قلع
فرآیند استخراج قلع از سنگ معدن قلع با توجه به منبع ذخیره سنگ معدن و میزان ناخالصی های موجود در سنگ معدن متفاوت است. ذخایر قلع در بولیوی و انگلیس در اعماق زمین قرار دارند و برای رسیدن به سنگ معدن نیاز به استفاده از تونل دارند. سنگ معدن موجود در این معادن، دارای حدود 0.8-1.0 درصد وزنی قلع می باشد. ذخایر قلع در مالزی، اندونزی و تایلند در شن در امتداد بستر رودخانه ها قرار دارند و برای رسیدن به سنگ معدن نیاز به استفاده از لایروبی یا پمپ دارند. سنگ معدن موجود در این ذخایر حاوی 0.015 درصد وزنی قلع می باشد. بیش از 80 درصد از قلع جهان در این رسوبات شن کم عیار یافت می شود.
صرف نظر از منبع، هر فرآیند استخراج قلع، شامل چندین مرحله است که در آن مواد ناخواسته به صورت فیزیکی یا شیمیایی حذف می شوند و غلظت قلع به تدریج افزایش می یابد. برخی از این مراحل در محل معدن انجام می شود، در حالی که برخی دیگر ممکن است در تاسیسات جداگانه انجام شوند.
قلع را چگونه استخراج می کنند؟
در اینجا مراحل مورد استفاده برای فرآوری سنگ معدنی با عیار پایین که معمولاً در ذخایر شن در آسیای جنوب شرقی یافت می شود آورده شده است:
معدن
هنگامی که رسوبات شن در سطح یا زیر سطح آب در جریان قرار دارند، توسط یک لایروبی شناور که در یک حوض مصنوعی ایجاد شده در امتداد بستر جریان کار می کند، بالا می روند. با استفاده از بوم بلند مجهز به سطل های زنجیردار یا با سر برش گردان و لوله مکش غوطه ور لایروبی انجام می شود. شن از یک سری صفحات گردان و میزهای تکان دهنده روی لایروبی عبور می کند تا خاک، ماسه و سنگ ها را از سنگ معدن قلع جدا کند. سپس سنگ معدن باقیمانده جمع آوری شده و برای فرآوری بیشتر به ساحل منتقل می شود.
در دهه 1800، قلع یک ماده معمولی خانگی بود که به دلیل هزینه کم و درخشندگی آن در بین طبقه کارگر محبوبیت خاصی داشت. ساخته شده از آهن یا فولاد نازک و غوطه ور در قلع مذاب، به راحتی قابل دستکاری، برش و لحیم کاری بود. قلع تقریباً برای هر چیزی که مس، برنج یا نقره می‌توانست برای آن استفاده شود، کاربرد داشت، اما عموماً دوام چندانی نداشت. بررسی کاتالوگ‌های حلبی از حدود سال 1870 نشان می‌دهد که قلع برای ساختن اسباب‌بازی‌های کودکان، قهوه‌جوش‌ها، حتی قاشق مورد استفاده قرار می‌گرفت.
هنگامی که رسوبات شن در سطح آب یا پایین تر از آن قرار دارند، توسط یک لایروبی شناور که در یک حوضچه مصنوعی ایجاد شده در امتداد بستر جریان کار می کند، بالا می روند. هنگامی که رسوبات شن در مناطق خشک در سطح آب یا بالاتر از سطح آب قرار می گیرند، ابتدا با جت های آب که از طریق نازل های بزرگ پمپ می شوند، شکسته می شوند. سپس سنگ معدن وارد سوله تمیزکاری مجاور عملیات معدن می شود.
جریان، ابتدا با جت های آب که از طریق نازل های بزرگ پمپ می شود، شکسته می شوند. دوغاب گل آلود حاصل در یک حوضچه مصنوعی به دام افتاده است. پمپی که در پایین‌ترین نقطه حوض قرار دارد، دوغاب را به داخل یک طاق چوبی به نام پالنگ که شیب ملایمی به سمت پایین در طول خود دارد، پمپ می‌کند. سنگ معدن قلع که از ماسه و خاک موجود در گل سنگین‌تر است، تمایل به فرو رفتن دارد و در پشت یک سری لت‌های چوبی به نام ریفل، گیر می‌افتد. به طور دوره ای سنگ معدن به دام افتاده از پالنگ تخلیه می شود و برای پردازش بیشتر جمع آوری می شود.
تمرکز کردن
2 سنگ معدن وارد سوله پاکسازی مجاور عملیات معدن می شود. ابتدا از چندین صفحه ارتعاشی عبور می کند تا مواد خارجی درشت تر را جدا کند. سپس از یک مخزن طبقه بندی پر از آب عبور می کند، جایی که سنگ معدن به پایین فرو می رود در حالی که ذرات بسیار کوچک سیلت دور می شوند. همچنین ممکن است از یک مخزن شناور عبور کند، جایی که مواد شیمیایی خاصی به آن اضافه می شود تا ذرات قلع به سطح بالا بروند و به داخل فرورفتگی سرریز شوند.
3 در نهایت سنگ معدن خشک می شود، دوباره غربال می شود و از یک جداکننده مغناطیسی عبور می کند تا ذرات آهن از بین برود. کنسانتره قلع حاصل در حال حاضر حدود 70-77 درصد وزنی قلع است و از کاسیتیت تقریبا خالص تشکیل شده است.
ذوب شدن
4 کنسانتره قلع به همراه کربن به شکل زغال سنگ یا نفت کوره در یک کوره قرار می گیرد. اگر از کنسانتره قلع با ناخالصی های اضافی استفاده شود، سنگ آهک و ماسه نیز ممکن است برای واکنش با ناخالصی ها اضافه شود. همانطور که مواد تا حدود 2550 درجه فارنهایت (1400 درجه سانتیگراد) گرم می شوند، کربن با دی اکسید کربن موجود در جو کوره واکنش داده و مونوکسید کربن را تشکیل می دهد. به نوبه خود، مونوکسید کربن با کاسیتریت موجود در کنسانتره قلع واکنش داده و قلع خام و دی اکسید کربن را تشکیل می دهد. اگر از سنگ آهک و ماسه استفاده شود، با هر سیلیس یا آهن موجود در کنسانتره واکنش داده و سرباره تشکیل می دهند.
5 از آنجایی که قلع به راحتی با بسیاری از مواد ترکیباتی را تشکیل می دهد، اغلب با سرباره واکنش می دهد. در نتیجه، سرباره کوره اول حاوی مقدار قابل توجهی قلع است و قبل از دور ریختن باید بیشتر پردازش شود. سرباره در کوره دوم همراه با کربن اضافی، گرم می شود.
آهن و سنگ آهک. مانند قبل، قلع خام به همراه مقدار معینی از سرباره باقیمانده تشکیل و بازیابی می شود. کنسانتره قلع همراه با کربن به صورت زغال سنگ یا نفت کوره در کوره قرار می گیرد. گرم می شود و همراه با قلع خام سرباره ای تشکیل می دهد. سرباره و قلع خام چندین بار دیگر حرارت داده می شود تا ناخالصی ها از بین برود و قلع بازیابی شود.
6 سرباره باقیمانده از کوره دوم یک بار دیگر گرم می شود تا قلع هایی که با آهن ترکیب شده اند بازیابی شود. این ماده به سر سخت معروف است. سرباره باقی مانده دور ریخته می شود.
پالایش
قلع خام از کوره اول همراه با قلع خام بدست آمده از سرباره به اضافه سر سخت در یک کوره با دمای پایین قرار می گیرد. از آنجایی که قلع دمای ذوب بسیار کمتری نسبت به اکثر فلزات دارد، می توان دمای کوره را با دقت بالا برد تا تنها قلع ذوب شود و سایر فلزات به صورت جامد باقی بماند. قلع ذوب شده از یک سطح شیبدار پایین می رود و در یک کتری قطبی جمع می شود، در حالی که مواد دیگر در پشت باقی می مانند. این فرآیند انحلال نامیده می شود و به طور موثر بسیاری از آهن، آرسنیک، مس و آنتیموان موجود را حذف می کند.
8 قلع مذاب در کتری قطبی با بخار، هوای فشرده یا قطب های چوب سبز هم زده می شود. به این فرآیند جوشاندن می گویند. چوب سبز به دلیل مرطوب بودن، بخار را همراه با هم زدن مکانیکی قطب ها تولید می کند. از همین استفاده خام، اما مؤثر از میله های چوبی بود که کتری قطبی نام خود را گرفت. بیشتر ناخالصی‌های باقیمانده به سطح بالا می‌آیند تا یک کف ایجاد کنند که حذف می‌شود. قلع تصفیه شده اکنون حدود 99.8 درصد خالص است.
9 برای کاربردهایی که به خلوص بالاتری نیاز دارند، قلع ممکن است بیشتر در یک کارخانه پالایش الکترولیتی پردازش شود. قلع در قالب ریخته می شود تا آندهای الکتریکی بزرگی تشکیل شود که به عنوان پایانه های مثبت برای فرآیند پالایش الکتریکی عمل کنند. هر آند در یک مخزن جداگانه قرار می گیرد و یک ورقه قلع در انتهای مخالف مخزن قرار می گیرد تا به عنوان کاتد یا ترمینال منفی عمل کند. مخازن با یک محلول رسانای الکتریکی پر می شوند. هنگامی که جریان الکتریکی از هر مخزن عبور می کند، قلع از آند جدا می شود و روی کاتد رسوب می کند. ناخالصی های باقیمانده که عموماً بیسموت و سرب هستند، از محلول بیرون می افتند و در کف مخزن لجن ایجاد می کنند.
10 کاتدها دوباره ذوب می‌شوند و قلع تصفیه‌شده در قالب‌های آهنی ریخته می‌شود تا شمش‌ها یا میله‌ها را تشکیل دهد، که سپس برای کاربران نهایی مختلف ارسال می‌شود. قلع خلوص کمتر معمولاً در شمش هایی با وزن 25-100 پوند (11-45 کیلوگرم) ریخته می شود. قلع خلوص بالاتر به میله های کوچکتر با وزن حدود 2 پوند (1 کیلوگرم) ریخته می شود.
کنترل کیفیت
ثابت شده است که فرآیندهای توصیف شده به طور مداوم قلع را با خلوص 99٪ و بالاتر تولید می کنند. برای اطمینان از این خلوص، نمونه‌ها در مراحل مختلف مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرند تا مشخص شود که آیا تنظیماتی برای فرآیندها لازم است یا خیر.
محصولات جانبی/ضایعات
هیچ محصول جانبی مفیدی از فرآوری قلع تولید نمی شود. مواد زائد شامل خاک، ماسه و سنگ هایی است که در حین عملیات استخراج و تغلیظ دفع می شوند. اینها مقدار زیادی از مواد را تشکیل می دهند، اما تأثیر زیست محیطی آنها به شیوه های دفع محلی و غلظت سایر مواد معدنی که ممکن است وجود داشته باشد بستگی دارد. سرباره تولید شده در طی عملیات ذوب و پالایش نیز یک محصول زائد است. ممکن است حاوی مقادیری آرسنیک، سرب و سایر موادی باشد که بالقوه مضر هستند. قلع به خودی خود هیچ اثر مضر شناخته شده ای برای انسان یا محیط زیست ندارد.
شمش قلع را چگونه می سازند؟
در این مطلب به طور کامل در مورد اینکه شمش قلع را چگونه می سازند، توضیح دادیم. ما در قلع مدرن تمام تلاش خود را می کنیم تا انواع شمش قلع را با بهترین کیفیت در اختیار شما عزیزان قرار دهیم.
انتظار می رود با توسعه برنامه های جدید، استفاده از قلع افزایش یابد. از آنجایی که قلع اثرات مضر شناخته شده ای ندارد، انتظار می رود که جایگزین سایر فلزات مضر برای محیط زیست مانند سرب، جیوه و کادمیوم شود. یکی از کاربردهای جدید، فرمول‌بندی لحیم‌های قلع-نقره برای جایگزینی لحیم‌های سربی در صنعت الکترونیک است. کاربرد دیگر استفاده از شات قلع برای جایگزینی شات سربی در پوسته های تفنگ ساچمه ای است.
