Fizička svojstva i primjena sivog kositra. Kositar: svojstva, zanimljivosti, primjene

Kemijski element kositar jedan je od sedam drevnih metala koji su poznati čovječanstvu. Ovaj metal je dio bronce, koja ima velika vrijednost. Trenutno je kemijski element kositar izgubio svoju potražnju, ali njegova svojstva zaslužuju detaljno razmatranje i proučavanje.

Što je element

Nalazi se u petoj periodi, u četvrtoj skupini (glavnoj podskupini). Ovaj raspored ukazuje na to da je kemijski element kositar amfoteran spoj koji može pokazivati ​​i bazična i kisela svojstva. Relativna atomska masa je 50, pa se smatra lakim elementom.

Osobitosti

Kemijski element kositar je duktilna, savitljiva, svijetlo srebrnasta tvar. bijela boja. Korištenjem gubi sjaj, što se smatra minusom njegovih karakteristika. Kositar je difuzni metal, pa postoje poteškoće s njegovim izdvajanjem. Element ima visoko vrelište (2600 stupnjeva), nisko talište (231,9 C), visoku električnu vodljivost i izvrsnu savitljivost. Ima visoku otpornost na trganje.

Kositar je element koji nema toksična svojstva, nema negativan učinak na ljudsko tijelo, pa je stoga tražen u proizvodnji hrane.

Koje još svojstvo ima kositar? Prilikom odabira ovog elementa za izradu posuđa i vodovoda, ne morate se bojati za svoju sigurnost.

Biti u tijelu

Što još karakterizira kositar (kemijski element)? Kako se čita njegova formula? Ova se pitanja obrađuju u školskom kurikulumu. U našem tijelu, ovaj element se nalazi u kostima, pridonoseći procesu regeneracije koštanog tkiva. Klasificira se kao makronutrijent, stoga za punopravan život osoba treba od dva do deset mg kositra dnevno.

Ovaj element ulazi u tijelo u većim količinama s hranom, ali crijeva ne apsorbiraju više od pet posto unosa, tako da je vjerojatnost trovanja minimalna.

Uz nedostatak ovog metala usporava se rast, dolazi do gubitka sluha, mijenja se sastav koštanog tkiva i opaža se ćelavost. Trovanje je uzrokovano apsorpcijom prašine ili para ovog metala, kao i njegovih spojeva.

Osnovna svojstva

Gustoća kositra ima prosječnu vrijednost. Metal ima visoku otpornost na koroziju, pa se koristi u nacionalnom gospodarstvu. Na primjer, kositar je tražen u proizvodnji limenki.

Što još karakterizira kositar? Upotreba ovog metala također se temelji na njegovoj sposobnosti kombiniranja razni metali, stvarajući vanjsko okruženje otporno na agresivna okruženja. Na primjer, sam metal je neophodan za kalajisanje kućanskih predmeta i posuđa, a njegovi lemovi potrebni su za radiotehniku ​​i električnu energiju.

Karakteristike

Svojim vlastitim vanjske karakteristike ovaj je metal sličan aluminiju. U stvarnosti, sličnost između njih je beznačajna, ograničena samo lakoćom i metalnim sjajem, otpornošću na kemijsku koroziju. Aluminij pokazuje amfoterna svojstva, stoga lako reagira s alkalijama i kiselinama.

Na primjer, ako octena kiselina djeluje na aluminij, opaža se kemijska reakcija. Kositar može djelovati samo s jakim koncentriranim kiselinama.

Prednosti i nedostaci kositra

Ovaj se metal praktički ne koristi u građevinarstvu, jer nema visoku mehaničku čvrstoću. U osnovi, trenutno se ne koristi čisti metal, već njegove legure.

Istaknimo glavne prednosti ovog metala. Od posebne je važnosti savitljivost, koristi se u procesu proizvodnje predmeta za kućanstvo. Na primjer, stalci, svjetiljke izrađene od ovog metala izgledaju estetski ugodno.

Kositreni premaz omogućuje značajno smanjenje trenja, zahvaljujući čemu je proizvod zaštićen od preranog trošenja.

Među glavnim nedostacima ovog metala može se spomenuti njegova mala čvrstoća. Kositar je neprikladan za izradu dijelova i dijelova koji zahtijevaju značajna opterećenja.

Rudarstvo metala

Kositar se topi na niskoj temperaturi, ali zbog teškoće njegovog izdvajanja metal se smatra skupom tvari. Zbog niskog tališta, nanošenjem kositra na metalnu površinu mogu se postići značajne uštede električne energije.

Struktura

Metal ima homogenu strukturu, ali ovisno o temperaturi moguće su njegove različite faze koje se razlikuju po karakteristikama. Među najčešćim modifikacijama ovog metala bilježimo β-varijantu koja postoji na temperaturi od 20 stupnjeva. Toplinska vodljivost, vrelište, glavne su karakteristike koje se daju za kositar. Kada temperatura padne s 13,2 C, nastaje α-modifikacija, nazvana sivi kositar. Ovaj oblik nema plastičnost i savitljivost, ima manju gustoću, budući da ima drugačiju kristalnu rešetku.

Pri prijelazu iz jednog oblika u drugi uočava se promjena volumena, budući da postoji razlika u gustoći, zbog čega dolazi do razaranja kositrenog proizvoda. Taj se fenomen naziva "kositrena kuga". Ova značajka dovodi do činjenice da je područje uporabe metala značajno smanjeno.

U prirodnim uvjetima kositar se nalazi u sastavu stijena u obliku elementa u tragovima, osim toga poznati su njegovi mineralni oblici. Na primjer, kasiterit sadrži svoj oksid, a kositreni pirit sadrži svoj sulfid.

Proizvodnja

Rude kositra, u kojima sadržaj metala nije manji od 0,1 posto, smatraju se obećavajućim za industrijsku preradu. No trenutno se eksploatiraju i ona ležišta u kojima je udio metala samo 0,01 posto. Za ekstrakciju minerala koriste se različite metode, uzimajući u obzir specifičnosti ležišta, kao i njegovu raznolikost.

Uglavnom, rude kositra prisutne su u obliku pijeska. Vađenje se svodi na njegovo stalno pranje, kao i na koncentraciju rudnog minerala. Mnogo je teže razvijati primarno ležište, jer su potrebni dodatni objekti, izgradnja i rad rudnika.

Mineralni koncentrat transportira se u tvornicu specijaliziranu za taljenje obojenih metala. Nadalje se provodi ponovljeno obogaćivanje rude, mljevenje, zatim pranje. Koncentrat rude obnavlja se pomoću posebnih peći. Za potpuno obnavljanje kositra ovaj se postupak provodi nekoliko puta. U završnoj fazi, postupak čišćenja od nečistoća sirovog kositra provodi se toplinskom ili elektrolitičkom metodom.

Korištenje

Kao glavna karakteristika koja omogućuje upotrebu kositra ističe se njegova visoka otpornost na koroziju. Ovaj metal, kao i njegove legure, među najstabilnijim su spojevima u odnosu na agresivne kemikalije. Više od polovice ukupnog kositra proizvedenog u svijetu koristi se za izradu bijelog lima. Ova tehnologija, povezana s nanošenjem tankog sloja kositra na čelik, počela se koristiti za zaštitu limenki od kemijske korozije.

Sposobnost kositra da se kotrlja koristi se za proizvodnju cijevi tankih stijenki od njega. Zbog nestabilnosti ovog metala na niske temperature, njegova domaća uporaba je prilično ograničena.

Legure kositra imaju znatno nižu toplinsku vodljivost od čelika, pa se mogu koristiti za izradu umivaonika i kada, kao i za izradu raznih sanitarnih armatura.

Kositar je pogodan za proizvodnju manjih ukrasnih i kućanskih predmeta, izradu posuđa, stvaranje originalnog nakita. Ovaj tamni i savitljivi metal, u kombinaciji s bakrom, odavno je postao jedan od najomiljenijih materijala kipara. Bronca kombinira visoku čvrstoću, otpornost na kemijsku i prirodnu koroziju. Ova legura je tražena kao ukrasni i građevinski materijal.

Kositar je tonski rezonantan metal. Na primjer, kada se spoji s olovom, dobije se legura koja se koristi za izradu modernih glazbenih instrumenata. Brončana zvona poznata su od davnina. Za izradu cijevi orgulja koristi se legura kositra i olova.

Zaključak

Povećanje pažnje moderna proizvodnja na pitanja vezana uz zaštitu okoliš, kao i na probleme vezane uz očuvanje javnog zdravlja, utjecao je na sastav materijala koji se koriste u proizvodnji elektronike. Na primjer, povećan je interes za tehnologiju lemljenja bez olova. Olovo je materijal koji značajno šteti ljudskom zdravlju, pa se prestao koristiti u elektrotehnici. Zahtjevi za lemljenje su pooštreni, a legure kositra počele su se koristiti umjesto opasnog olova.

Čisti kositar praktički se ne koristi u industriji, jer postoje problemi s razvojem "kositrene kuge". Među glavnim područjima primjene ovog rijetkog raspršenog elementa izdvajamo proizvodnju supravodljivih žica.

Pokrivanje čistog kositra na kontaktnim površinama omogućuje vam povećanje procesa lemljenja, zaštitu metala od procesa korozije.

Kao rezultat prelaska na bezolovnu tehnologiju, mnogi proizvođači čelika počeli su koristiti prirodni kositar za premazivanje kontaktnih površina i izvoda. Ova opcija omogućuje vam dobivanje visokokvalitetnog zaštitnog premaza po pristupačnoj cijeni. Zbog odsutnosti nečistoća, nova tehnologija ne samo da se smatra ekološki prihvatljivom, već također omogućuje postizanje izvrsnih rezultata po pristupačnoj cijeni. Proizvođači smatraju kositar perspektivnim i modernim metalom u elektrotehnici i radioelektronici.

Tin ili Stannum (lat.) je topljivi, duktilni metal srebrno-bijele boje (vidi sliku). Latinski naziv znači "jak, otporan" i prvobitno se tako zvala legura s olovom i srebrom. A slavensko ime, koje ima baltičke korijene, jednostavno znači boju metala - bijelu.

Ovaj element pripada sedam najstarijih metala. Već prije 6000 godina čovječanstvo je to poznavalo. Najrašireniji je bio u sastavu bronce i bio je strateški važan tijekom "brončanog doba" prije oko 4000 godina. Iz ove kompozicije do 16. stoljeća tiskan je novac, izrađivano posuđe i nakit, korišten kao antikorozivni premaz. Spominjanje metala pronađeno je čak i na stranicama Biblije.

U prirodi se javlja u obliku minerala. Najčešći su kasiterit (riječni kositar) i stanin (kositreni piriti). Iz njih se vadi kositar za industrijske potrebe: elektronika, baterije, obrada stakla (postaje nepropustan za zrake rendgenskog aparata). Također, spojevi ovog elementa koriste se za proizvodnju limenki, tvari koje odbijaju insekte.

Postoji još jedna izvanredna sposobnost kositra - njegova prisutnost u sastavu materijala glazbeni instrument, koji će ovaj instrument odlikovati izvrsnom čistoćom zvuka i melodijom.

U sastavu živih organizama element je otkriven 1923. godine. Prilikom ispitivanja ostataka drevnih ljudi pokazalo se da je sadržaj kositra u kostima 1000 puta manji nego kod moderne osobe. Možda je to zbog činjenice da ga možemo apsorbirati iz zraka. A razvoj industrije doveo je do toga da se oko četvrt milijuna tona nalazi u atmosferi u obliku ispušnih plinova.

Djelovanje kositra

Djelovanje makroelementa na živi organizam teško se može nazvati toksičnim, često se koristi u prehrambenoj industriji. Njegova uloga nije do kraja istražena. Element se uglavnom nalazi u kostima, a nešto se nalazi u plućima, srcu, bubrezima i crijevima. A s godinama, sadržaj u plućima može se povećati, to je zbog utjecaja okoliša.

Do danas su poznate sljedeće činjenice bioloških učinaka:

• sudjelovanje u procesima rasta;
• dio enzima želuca - gastrin;
• aktivno sudjeluje u redoks reakcijama;
• zbog koncentracije u koštanim tkivima doprinosi njihovom pravilnom razvoju i razvoju mišićno-koštanog sustava.

Na organizam može blagotvorno djelovati samo kada je u sastavu masnih kiselina. Mineralni spojevi mogu imati toksični učinak.

Relativno nedavno, liječnici su koristili kositar za liječenje mnogih bolesti - epilepsije, neuroze, helmintijaze, ekcema, zamućenja rožnice oka. Uglavnom se prakticirala vanjska uporaba kositrenog klorida. Srećom, današnji napredak je donio učinkovitije i manje toksične formulacije bez metala.

Kositar je prilično neaktivan kemijski element, stoga, s ove točke gledišta, neće donijeti mnogo koristi i štete. Jedina viđena interakcija je s bakrom i cinkom. Međusobno neutraliziraju djelovanje jedni drugih.

Dnevna stopa

Dnevna norma makronutrijenata kreće se od 2 do 10 mg, ovisno o dobi i spolu. Iako oko 50 mg dnevno ulazi u naše tijelo samo s hranom (i doza od 20 mg se smatra toksičnom) neće doći do trovanja. Sve se objašnjava činjenicom da naš gastrointestinalni trakt može apsorbirati samo 3-5% ukupne dolazne količine. Ostatak metala jednostavno se prirodno izlučuje urinom.

Nedostatak kositra u ljudskom tijelu

Nedostatak nekog makronutrijenta u tijelu javlja se kod kroničnog unosa manjeg od 1 mg dnevno. Takav proces može biti popraćen gubitkom sluha, gubitkom težine zbog gubitka apetita, usporavanjem rasta, mineralnom neravnotežom, gubitkom kose (djelomična ili potpuna patologija).

Takvi su procesi prilično rijetki, jer Unos makronutrijenata iz hrane obično je dovoljan i najčešće je uzrokovan problemima s probavom i apsorpcijom.

Šteta od prekomjernog unosa kositra

Višak makroelementa uglavnom je u opasnosti za zaposlenike poduzeća koja koriste soli kositra: proizvodnja plastike, pesticida, linoleuma itd. Zbog redovite apsorpcije para i prašine razvijaju se plućne bolesti. U opasnosti su i ljudi koji žive opasno blizu autocesta (u krugu od pola kilometra) - dobivaju veliku dozu iz ispušnih plinova. Kositar u velikim količinama smanjuje sadržaj magnezija, koji je u stanju zaštititi stanice od neoplazmi.

Postoji još jedan izvor visokih doza elementa - limenke. Duljim skladištenjem počinju se raspadati, osobito ako je sadržaj bogat nitratima. Stoga, nakon otvaranja takve staklenke, preporuča se odmah premjestiti proizvode u staklo. Strogo je zabranjeno čuvati konzerviranu hranu u otvorenom obliku.

Tijelo starijih osoba i djece ne može brzo ukloniti kositar iz tijela, pa se on počinje nakupljati. Dovoljna je vrlo mala doza da izazove trovanje.

Zanimljiva je teorija iz priče o padu Rimskog Carstva. Kositar je u vino, koje su stari Rimljani obilato apsorbirali, dospio iz posuđa i uzrokovao zdravstvene probleme. Tek u sedmom stoljeću liječnici su uspjeli utvrditi uzrok bolesti, ali bilo je prekasno - carstvo je palo.

Komplikacije koje nastaju zbog viška kositra prilično su neugodne. Doza od 2 grama makronutrijenta smatra se opasnom, ali nije smrtonosna (takva norma još nije utvrđena). Može uzrokovati anemiju, bolesti jetre, dišnog trakta, poremećaje živčanog sustava. Može se razviti bolest kao što je stanoza - jak kašalj, popraćen ispljuvkom i nedostatkom daha.

Ali to nije sve - postoji mnogo glavnih simptoma trovanja:

Ako se kositar u velikim dozama uzima dulje vrijeme, postoji opasnost od strukturnih promjena u kromosomima, što može dovesti do ozbiljnih posljedica na genetskoj razini.

Kada je izložen središnjem živčanom sustavu, ovaj makronutrijent može izazvati depresivna stanja. I djeca se mogu razlikovati po agresivnosti, nezainteresiranosti za učenje, igru, čitanje.

Liječenje se obično temelji na simptomima - dijetama, hepatoprotektorima (zaštita jetre), pripravcima koji sadrže bakar i cink. U slučaju kritičnog trovanja daju se lijekovi koji mogu vezati i ukloniti toksine – kelirajuća sredstva.

Što hrana sadrži?

Proizvodi koji sadrže kositar mogu se naći u životinjskim i biljnim izvorima. Najviše dolazi od svinjskog mesa, govedine, peradi, mlijeka i njegovih derivata. Također, određenu količinu elementa mogu dati grašak, sjemenke suncokreta, krumpir, repa. Ostalo povrće sadrži vrlo male doze kositra.

Osim toga, svakodnevno primamo makronutrijent iz vode i zraka. I ne zaboravite da česta upotreba konzervirane hrane također može opskrbiti tijelo viškom kositra.

Neke biljke mogu apsorbirati veliki broj element iz okoline. Stoga treba biti oprezan s proizvodima koji se uzgajaju u blizini autocesta i industrijskih zona.

Indikacije za termin

Indikacije za imenovanje makronutrijenta uglavnom koriste homeopati. Oni liječe kositrom takve bolesti kao što su:

• bronhitis, plućna bolest;
• migrena;
• pankreatitis;
• mali rast i težina;
• a koristi se i kao lijek protiv glista.

Primijećeno je da se kod uzimanja malih doza lijekova koji sadrže kositar često mijenja psihičko stanje bolesnika - dobro raspoloženje zamjenjuju razdražljivost, melankolija, plačljivost. Stoga se takva imenovanja koriste u iznimno rijetkim slučajevima.

Metalni kositar, vađenje i nalazišta kositra, proizvodnja i uporaba metala

podaci o metalnom kositru, svojstvima kositra, nalazištima i iskopavanju kositra, proizvodnji i upotrebi metala

Proširite sadržaj

Sažmi sadržaj

Tin je, definicija

Lim je element glavne podskupine četvrte skupine, pete periodnog sustava kemijskih elemenata D.I., s atomskim brojem 50. Označava se simbolom Sn (lat. Stano). U normalnim uvjetima, jednostavna tvar kositar je duktilna, savitljiva i topljiva, sjajne srebrno-bijele boje. Kositar tvori nekoliko alotropskih modifikacija: ispod 13,2 °C stabilan α-kositar (sivi kositar) s kubičnom rešetkom poput dijamanta, iznad 13,2 °C stabilan β-kositar (bijeli kositar) s tetragonalnom kristalnom rešetkom.

1.1 Lim Sn

Lim je jedan od metala koji je presudno utjecao na: (od 4 do 1 tisuću godina pr. Kr.) nazvan je po slitini kositra i bakra.

Lim je mekani bijeli metal koji se može legirati s bakrom da bi se dobila bronca, jedan od prvih metala koje je čovjek ovladao.

Lim je jedan od sedam metala antike, koji je u stanju sačuvati okus i miris pića.

Lim je metal Jupitera, koji se često koristio za predviđanje budućnosti. Ovaj metal je snažno povezan s prosperitetom i obiljem, s primanjem nekih dobrobiti potrebnih osobi, koje se daju osobi za ispunjenje; na primjer, osoba može služiti društvu ili religiji. Ovo je metal hijerarha, svećenika i društvenih vođa.

Lim je tvar koja pripada skupini lakih metala. Na normalnoj (sobnoj) temperaturi ne reagira ni s kisikom ni s vodom. S vremenom se može prekriti posebnim filmom koji štiti metal od korozije.

Limena priča

Prvi spomen kositra, koji je, kako se prije vjerovalo, čak imao neka magična svojstva, nalazi se u biblijskim tekstovima. Kositar je odigrao odlučujuću ulogu u poboljšanju života tijekom brončanog doba. U to vrijeme, najizdržljivija metalna legura koju je čovjek posjedovao bila je bronca, koja se može dobiti dodavanjem kemijskog elementa kositra bakru. Nekoliko stoljeća sve se izrađivalo od ovog materijala, od alata do nakita.

Latinski naziv pewter, povezan sa sanskrtom koji znači "otporan, izdržljiv", izvorno se odnosio na leguru i srebro, a kasnije na drugu slitinu koja ga oponaša, a sadrži oko 67% kositra. Do 4. stoljeća, sam kositar se nazivao ovom riječju.

Riječ kositar je zajedničko slavenska, ima korespondencije u baltičkim jezicima (usp. lit. alavas, alvas - "kositar", pruski alwis - "olovo"). To je sufiks iz korijena ol- (usp. starovisokonjemački elo - "žut", latinski albus - "bijel" itd.), pa je metal dobio ime po svojoj boji.

Kositar je čovjeku bio poznat već u 4. tisućljeću pr. Ovaj je metal bio nedostupan i skup, jer se proizvodi od njega rijetko nalaze među rimskim i grčkim antikvitetima. Kositar se spominje u Bibliji, Četvrtoj knjizi Mojsijevoj. Kositar je (uz bakar) jedan od sastojaka bronce, izumljen krajem ili sredinom 3. tisućljeća pr. e. Budući da je bronca bila najizdržljiviji od tada poznatih metala i legura, kositar je bio "strateški metal" tijekom cijelog "brončanog doba", više od 2000 godina (vrlo približno: 35-11 stoljeća pr. Kr.).

Pronalazak kositra u prirodi

Kositar je rijedak element u tragovima, a po zastupljenosti u zemljinoj kori kositar zauzima 47. mjesto. Clark sadržaj kositra u zemljinoj kori je, prema različitim izvorima, od 2·10−4 do 8·10−3 wt %. Glavni kositar je kasiter (kositreni kamen) SnO2 koji sadrži do 78,8% kositra. Mnogo rjeđi u prirodi je stanin (kositreni pirit) - Cu2FeSnS4 (27,5% Sn).

Prevalencija u prirodi prikazana je u sljedećoj tablici.

U nezagađenim površinskim vodama kositar se nalazi u submikrogramskim koncentracijama. U podzemne vode njegova koncentracija doseže nekoliko mikrograma po dm³, povećavajući se u području ležišta kositrene rude, ulazi u vode zbog razaranja prvenstveno sulfidnih minerala koji su nestabilni u zoni oksidacije. MACSn = 2 mg/dm³.

Kositar je amfoteran element, odnosno element koji ima kisela i bazična svojstva. Ovo svojstvo kositra također određuje značajke njegove distribucije u prirodi. Zbog te dvojnosti kositar pokazuje litofilna, halkofilna i siderofilna svojstva. Kositar po svojim svojstvima pokazuje bliskost s kvarcom, zbog čega je poznat bliski odnos kositra u obliku oksida (kasiterit) s kiselim granitoidima (litofilnost), često obogaćenim kositrom, sve do stvaranja samostalnih kvarc- kasiteritske žile. Alkalna priroda ponašanja kositra određena je stvaranjem vrlo raznolikih sulfidnih spojeva (halkofilnost), sve do stvaranja samorodnog kositra i raznih intermetalnih spojeva poznatih u ultrabazičnim stijenama (siderofilnost).

Lokacijski obrasci

Glavni oblik pronalaska kositra u stijenama i mineralima je raspršen (ili endokript). Međutim, kositar također tvori mineralne oblike, iu ovom obliku se često nalazi ne samo kao dodatak u kiselim magmatskim stijenama, već također tvori komercijalne koncentracije uglavnom u oksidnom (kasiterit SnO2) i sulfidnom (stanin) obliku.

čvrsta faza. Minerali

Općenito, mogu se razlikovati sljedeći oblici nalaza kositra u prirodi:

Raspršeni oblik; specifičan oblik nalaza kositra u ovom obliku nije poznat. Ovdje se može govoriti o izomorfno raspršenom obliku pojavljivanja kositra zbog prisutnosti izomorfizma s nizom elemenata (Ta, Nb, W - uz nastanak tipičnih kisikovih spojeva; V, Cr, Ti, Mn, Sc - s stvaranje kisikovih i sulfidnih spojeva). Ako koncentracije kositra ne prelaze određene kritične vrijednosti, tada on može izomorfno zamijeniti navedene elemente. Mehanizmi izomorfizma su različiti.

Mineralni oblik: Kositar se nalazi u mineralima koncentratora. U pravilu, to su minerali u kojima je prisutan Fe + 2: biotiti, granati, pirokseni, magnetiti, turmalini itd. Ovaj odnos je zbog izomorfizma, na primjer, prema shemi Sn + 4 + Fe + 2 → 2Fe + 3. U skarnima koji sadrže kositar, visoke koncentracije kositra nalaze se u granatima (do 5,8 mas.%) (osobito u andraditima), epidotu (do 2,84 mas.%) itd.

U sulfidnim nalazištima kositar je uključen kao izomorfni element u sfalerit (Silinskoye ležište, Primorye), halkopirit (Dubrovskoye ležište, Rusija, Primorye) i pirite. Visoke koncentracije kositra pronađene su u pirotinu iz greisena iz ležišta Smirnovsky (Rusija, Primorje). Smatra se da zbog ograničenog izomorfizma dolazi do razgradnje čvrstih otopina s mikrosegregacijama Cu2+1Fe+2SnS4 ili tilita PbSnS2 i drugih minerala.

Pravilni mineralni oblici

Izvorni elementi, legure i intermetalni spojevi

Iako su koncentracije ovih minerala u stijenama vrlo niske, oni su raspoređeni u širokom rasponu genetskih formacija. Među domaćim oblicima, Fe, Al, Cu, Ti, Cd itd., nađeni su na mjestu sa Sn, ne računajući već poznate domaće, zlato i srebro. Isti elementi međusobno tvore razne legure: (Cu + Sn + Sb), (Pb + Sn + Sb) itd., kao i čvrste otopine. Među intermetalnim spojevima poznati su stistat SnSb, atakit (Pd,Pt)3Sn, štumirlit Pt(Sn,Bi), zvjagincevit (Pd,Pt)3(Pb,Sn), tajmirit (Pd,Cu,Pt)3Sn i drugi. identificiran.

Navedeni oblici nalaza kositra i drugih elemenata nalaze se u raznim geološkim formacijama:

Skupina intruzivnih i efuzijskih magmatskih stijena: trapovi, pikriti Sibirske platforme, ultramafiti i gabroidi Kamčatke, kimberliti Jakutije, lamproiti Aldana itd.; granitoidi Primorja, Dalekog istoka, Tien Shana.

Skupina metasomatski i hidrotermalno promijenjenih stijena: rude bakra i nikla Sibirske platforme, rudni objekti zlata Urala, Kavkaza, Uzbekistana itd.

Skupina modernog rudotvorstva: pelagički sedimenti Tihog oceana, proizvodi erupcije Velike pukotine Tolbačik, hidrotermalni sustav Uzon na Kamčatki itd.

Skupina sedimentnih stijena različitog porijekla.

Oksidni spojevi kositra

Najpoznatiji oblik je glavni mineral kositra - kasiterit SnO2, koji je spoj kositra s kisikom. Prema nuklearnoj gama-rezonantnoj spektroskopiji, mineral sadrži Sn + 4

Kasiterit (od grčkog kassiteros - kositar) glavni je rudni mineral za dobivanje kositra. Teoretski sadrži 78,62% Sn. Formira odvojene segregacije, zrnca, čvrste masivne nakupine, u kojima mineralna zrnca dosežu veličinu od 3 - 4 mm i više.

1. gustoća 6040-7120 kg/m³ (najmanja za svijetle kasiterite);

2. tvrdoća 6½;

3. sjaj - mat, na rubovima - dijamant;

4. cijepanje nesavršeno;

5. konhoidalni prijelom;

Glavni oblici izolacije kasiterita:

1. mikroinkluzije u drugim mineralima;

2. ležišta akcesornih minerala u stijenama i rudama;

3. čvrste ili diseminirane rude: igličasti radijalno-zračeći agregati (Primorje), kolomorfne i kriptokristalne segregacije i nakupine (Primorje); kristalni oblik je glavni oblik izolacije kasiterita. U Rusiji postoje nalazišta kasiterita na sjeveroistoku, u Primorju, Jakutiji i Transbajkaliji; za - u Maleziji, Tajlandu, Indoneziji, Kini, Nigeriji itd.

Hidroksidni spojevi

Sekundarno mjesto zauzimaju hidroksidni spojevi kositra, koji se mogu smatrati solima polikositrenih kiselina. Tu spadaju mineral sukulait Ta2Sn2+2O; čvrsta otopina kositra u magnetitu oblika Fe2SnO4 ili Fe3SnO3 (Bretshtein Yu. S., 1974; Voronina L. B. 1979); "varlamovit" - produkt oksidacije stanina; vjeruje se da je to mješavina amorfnih i poluamorfnih Sn spojeva, metastanične kiseline, polikondenzirane faze i hidrokasiteritne faze. Poznati su i hidratizirani produkti oksidacije - hidromartit 3SnOxH2O; mušistonit (Cu,Zn,Fe)Sn(OH)6; bakrov hidrostanat CuSn(OH)6 itd.

silikati

Poznata je velika skupina kositrenih silikata koju predstavlja malajait CaSn(SiO5); pabstit Ba(Sn, Ti)Si3O9, stokazit Ca2Sn2Si6O18x4H2O itd. Malajait stvara čak i industrijske akumulacije.

Spineli

Spineli su također poznati iz drugih oksidnih spojeva, na primjer, mineral nigerit Sn2Fe4Al16O32 (Peterson E.U., 1986).

Sulfidni spojevi kositra

Uključuje razne veze limenka s . Ovo je druga industrijski važna skupina mineralnih oblika kositra. Najvažniji od njih je stanin, drugi po važnosti mineral. Osim toga, zabilježeni su frankeit Pb5Sn3Sb2S14, herzenbergit SnS, berndtit SnS2, tilit PbSnS2 i kesterit Cu2ZnSnS4. Identificirani su i složeniji sulfidni spojevi kositra s olovom, srebrom i bakrom, koji su uglavnom od mineraloškog značaja. Bliski odnos kositra s bakrom uvjetuje čestu prisutnost kalkopirita CuFeS2 u ležištima kositrene rude uz stvaranje kasiteritsko-kalkopiritne parageneze.

Stanin (od lat. stannum - kositar), kositreni piriti, mineral iz klase sulfida opće formule oblika Cu2FeSnS4. To proizlazi iz formule halkopirita zamjenom jednog atoma Fe sa Sn. Sadrži 29,58% Cu, 12,99% Fe, 27,5% Sn i 29,8 S, kao i nečistoće Zn, Sb, Cd, Pb i Ag. Rasprostranjen mineral u nalazištima kositra u Rusiji. Na brojnim nalazištima u Rusiji (Primorje, Jakutija) i srednjoj Rusiji (Tadžikistan) bitan je element sulfidnih minerala i često, zajedno s varlamovitom, čini 10-40% ukupnog kositra. Često stvara diseminaciju u sfaleritu ZnS, halkopiritu. U mnogim slučajevima uočeni su fenomeni raspadanja stanita s oslobađanjem kasiterita.

koloidni oblik

Koloidni i kositar-silikatni spojevi igraju značajnu ulogu u geokemiji kositra, iako ona nije detaljnije proučavana. Značajno mjesto u geologiji elementa igraju kolomorfni spojevi i proizvodi njegovih kristalnih transformacija u kriptokristalne varijetete. Kolomorfni kasiterit se smatra oblikom ekspresije viskoznih gelastih otopina.

Nezavisne studije otkrile su abnormalno visoku topljivost SnO2 u otopinama klora i silicija. Maksimalna topljivost postiže se pri omjeru.

Analiza svojstava spoja Sn(OH)4 i njihove blizine spoju Si(OH)4 otkriva njegovu sposobnost polimerizacije uz stvaranje spojeva H2SnkO2k+1, SnkO2k−1(OH)2. U oba slučaja moguća je supstitucija (OH) skupine anionima F i Cl.

Dakle, polimerizacija molekula Sn(OH)4 i njihova kombinacija s molekulama Si(OH)4 dovodi do stvaranja gela (koloidnog) i pojave lanaca HmSn2nSinOp, s m ≤ 8, ili Hs (Nekrasov I. Ya et al., 1973.).

Dostupni podaci upućuju na to da je koloidni oblik prirodni intermedijer u taloženju kositra iz hidrotermalnih otopina.

Oblici nalaza kositra u tekućoj fazi

Najmanje proučavani dio geokemije kositra, iako su kasiterite pronađene u inkluzijama plina i tekućine u obliku zatvorenih minerala (Kokorin A. M. i sur., 1975.). Ne postoje radovi o analizi specifičnih prirodnih otopina koje sadrže kositar. Uglavnom, sve se temelji na rezultatima eksperimentalnih studija, koji govore samo o vjerojatnim oblicima pronalaska kositra u otopinama. Akademik V. L. Barsukov odigrao je značajnu ulogu u razvoju metodologije ovih studija.

Cijeli niz eksperimentalno utvrđenih oblika nalaženja kositra u otopinama podijeljen je u skupine:

Ionski spojevi. Ovi spojevi i njihove strukture opisani su u smislu klasične valencije i stereokemijskih koncepata. Ističu se podskupine:

Jednostavni ioni Sn+2 i Sn+4 uglavnom se nalaze u magmatskim slanim otopinama, kao iu hidrotermalnim otopinama s niskim pH vrijednostima. Međutim, u postojećim hidrotermalnim sustavima, što se ogleda u sastavu plinsko-tekućih inkluzija, takvi uvjeti nisu uspostavljeni.

Soli galoidnih kiselina - SnF2, SnF40, SnCl40. Vjeruje se da je uloga klora u transportu i taloženju kositra i srodnih metala značajnija od uloge fluora.

Hidroksilni spojevi kositra. U alkalnim uvjetima početni spojevi su H2SnO2, H2SnO4, H2SnO3. Ti se oblici često utvrđuju na temelju poznatih mineralnih oblika. Neki od ovih oblika su i umjetnog (CaSnO3, Ca2SnO4) i prirodnog (FeSnO2, Fe2SnO4) podrijetla. U kiselom mediju ti se spojevi ponašaju kao slabe baze poput Sn(OH)2, Sn(OH)4. Smatra se da je jedan od oblika manifestacije takvih spojeva varlamovit. Prema eksperimentalnim podacima, Sn(OH)4 se taloži samo na T< 280°C в слабокислых или нейтральных условиях при рН = 7 - 9. Соединения Sn(OH)4 и Sn(OH)3+ устойчивы при рН= 7 - 9, тогда как Sn(OH)2+2 и Sn(OH)+2 - при рН < 7.

Često se (OH)-1 skupine zamjenjuju F i Cl, stvarajući halogenom supstituirane modifikacije kositrenih hidrospojeva. Općenito, ovi oblici su predstavljeni spojevima Sn(OH)4-kFk ili Sn(OH)4-kFk-nn. Općenito, spoj Sn(OH)3F stabilan je na T = 25 - 50 °C, a Sn(OH)2F² na T = 200 °C.

sulfidni spojevi. Prema eksperimentalnim podacima, otopina sadrži spojeve SnS4-4 ili SnS3-2 pri pH > 9; SnS2O-2 (pH = 8 - 9) i Sn(SH)4 (pH = 6). Spominje se postojanje spoja tipa Na2SnS3 koji je nestabilan u kiseloj sredini.

Kompleksni spojevi kositra proučavani su otapanjem kasiterita u fluoriranom mediju. Ovi spojevi su visoko topljivi. Ista svojstva posjeduju spojevi dobiveni u otopinama klorida. Glavni oblici kompleksnih spojeva poznatih iz eksperimenata uključuju Na2(Sn(OH)6), Na2(SnF6), Na2(Sn(OH)2F4) itd. Eksperimenti su pokazali da će kompleks Sn(OH)4F2-2 prevladati pri T = 200 °C.

Koloidni i kositar-silicijevi spojevi. O njihovom postojanju svjedoči prisutnost kolomorfnih segregacija kasiterita na mnogim ležištima.

Industrijske vrste naslaga kositra

Gore opisane geokemijske značajke kositra neizravno se odražavaju na formacijske naslage rude kositra koje je predložio E. A. Radkevich s kasnijim dodacima.

A. Nastanak granita koji sadrže kositar. Kasiterit se nalazi u akcesornom dijelu granita.

B. Rijetka mejalna granitna formacija. To su graniti tipa litionit-amazonit-albit (apograniti po A. A. Beusu). Kasiterit u akcesornom dijelu zajedno s kolumbitom-tatnatlitom, mikrolitom itd.

B. Stvaranje pegmatita koji sadrže kositar. Mineralizacija kositra tipična je za Be-Li-, Be-Ta-, F-Li- tipove.

D. Formacija feldspat-kvarc-kasiterit. Odabrano Iv. F. Grigoriev. To su kvarc-feldspatske žile s kasiteritom i drugim mineralima.

D. Stvaranje kvarc-kasterita. Proširen na SI SSSR-a. To su žilne zone, greiseni s kvarcom, muskovitom, volframitom, kasiteritom itd.

E. Kasiterit-silikatno-sulfidna formacija s tipovima turmalina i klorita. Jedna od glavnih produktivnih formacija Primorja Rusije.

G. Kasiterit-sulfidna formacija. Također glavna formacija koja nosi kositar. Razlikuje glavne vrste:

štokvork kositar-volfram mineralizacija;

rudna tijela tipa kvar-kasiterit-arsenopirit;

produktivne kvarcne žile tipa sulfid-kasiterit-klorit;

H. Tin-skarn formacija.

I. Drvenasta kositrena tvorba (riolitna tvorevina).

K. Formiranje bazičnih i ultrabazičnih stijena (prema I. Ya. Nekrasovu)

Kositar dioksid je vrlo učinkovit abrazivni materijal koji se koristi za "završnu obradu" površine optičkog stakla.

Mješavina soli kositra - "žuti sastav" - prije se koristila kao boja za vunu.

Kositar se također koristi u kemijskim izvorima struje kao anodni materijal, na primjer: element mangan-kositar, element oksid-živa-kositar. Upotreba kositra u olovno-kositrenoj bateriji je obećavajuća; tako npr. pri jednakom naponu s olovnom baterijom, olovno-kositrena baterija ima 2,5 puta veći kapacitet i 5 puta veću gustoću energije po jedinici volumena, njezin unutarnji otpor je znatno manji.

Kositar je kemijski element

Kositar je jedan od rijetkih metala poznatih čovjeku od prapovijesti. Kositar i bakar otkriveni su prije željeza, a njihova legura, bronca, očito je prvi "umjetni" materijal, prvi materijal koji je napravio čovjek.

Rezultati arheoloških istraživanja upućuju na to da su ljudi još pet tisućljeća prije Krista mogli taliti sam kositar. Poznato je da su stari Egipćani donosili kositar za proizvodnju bronce iz.

Pod imenom "trapu" ovaj je metal opisan u staroindijskoj literaturi. Latinski naziv za kositar, stano, dolazi od sanskrtske riječi "sta", što znači "čvrsto".

Spominjanje kositra nalazimo i kod Homera. Prije skoro deset stoljeća nova era Feničani su donijeli rudaču kositra s Britanskog otočja, tada nazvanog Kasiteridi. Odatle naziv kasiterita, najvažnijeg minerala kositra; njegov sastav SnO2. Drugi važan mineral je stanin ili kositreni pirit, Cu2FeSnS4. Preostalih 14 minerala elementa br. 50 mnogo su rjeđi i nemaju industrijsku vrijednost. Inače, naši su preci imali bogatije rude kositra od nas. Bilo je moguće taliti metal izravno iz ruda koje se nalaze na površini Zemlje i obogaćuju se tijekom prirodnih procesa trošenja i ispiranja. Danas takve rude više ne postoje. U modernim uvjetima Proces dobivanja kositra je višefazni i naporan. Rude iz kojih se danas tali kositar složenog su sastava: osim elementa br. 50 (u obliku oksida ili sulfida) obično sadrže silicij, željezo, olovo, bakar, arsen, kalcij, volfram i druge elemente. Današnje rude kositra rijetko sadrže više od 1% Sn, a legla sadrže još manje: 0,01...0,02% Sn. To znači da je za dobivanje kilograma kositra potrebno iskopati i preraditi najmanje centner rude.

Kako se iz ruda dobiva kositar? Proizvodnja elementa br. 50 iz ruda i nasipa uvijek počinje obogaćivanjem. Metode obogaćivanja ruda kositra vrlo su raznolike. Konkretno, koristi se gravitacijska metoda, koja se temelji na razlici u gustoći glavnih i popratnih minerala. Istodobno, ne smijemo zaboraviti da su popratni daleko od uvijek prazne pasmine. Često sadrže dragocjeni metali npr. volfram, titan, lantanoidi. U takvim slučajevima pokušavaju izvući sve vrijedne komponente iz rude kositra.

Sastav dobivenog kositrenog koncentrata ovisi o , a također i o tome kako je taj koncentrat dobiven. Sadržaj kositra u njemu kreće se od 40 do 70%. Koncentrat se šalje u peći (na 600 ... 700 ° C), gdje se iz njega uklanjaju relativno hlapljive nečistoće arsena i sumpora. A većina željeza, antimona, bizmuta i nekih drugih metala ispire se solnom kiselinom nakon pečenja. Nakon što je to učinjeno, ostaje odvojiti kositar od kisika i silicija. Stoga je posljednja faza u proizvodnji crnog kositra taljenje s ugljenom i topilima u reverberacijskim ili električnim pećima. S fizikalno-kemijskog gledišta, ovaj proces je sličan visokoj peći: ugljik "oduzima" kisik iz kositra, a fluksi pretvaraju silicijev dioksid u laganu trosku u usporedbi s metalom.

Još uvijek ima dosta nečistoća u grubom kositru: 5 ... 8%. Za dobivanje metala visoke kvalitete (96,5 ... 99,9% Sn) koristi se vatra ili rjeđe elektrolitika. A kositar neophodan za industriju poluvodiča s čistoćom od gotovo šest devetki - 99,99985% Sn - dobiva se uglavnom zonskim taljenjem.

Da bi se dobio kilogram kositra, nije potrebno preraditi centner rude. Možete i drugačije: "ogulite" 2000 starih konzervi.

Na svaku padne samo pola grama kositra. Ali pomnoženo s opsegom proizvodnje, tih se pola grama pretvara u desetke tona ... Udio "sekundarnog" kositra u industriji kapitalističkih zemalja iznosi oko trećine ukupne proizvodnje. U našoj zemlji radi ih stotinjak industrijske instalacije za obnavljanje kositra.

Kako se skida kositar s bijelog lima? Mehaničkim putem to je gotovo nemoguće učiniti, pa koriste razliku u kemijskim svojstvima željeza i kositra. Najčešće se kositar tretira plinovitim klorom. Željezo u nedostatku vlage ne reagira s njim. Kositar se vrlo lako spaja s klorom. Nastaje dimna tekućina - kositar klorid SnCl4, koji se koristi u kemijskoj i tekstilnoj industriji ili se šalje u elektrolizer da se iz njega dobije metalni kositar. I opet će započeti "krug": čelični lim će biti prekriven ovim kositrom, dobit će bijeli lim. Od njega će se praviti staklenke, staklenke će se puniti hranom i zatvarati. Onda će ih otvoriti, pojesti konzervu, baciti konzerve. A onda će oni (ne svi, nažalost) opet doći u tvornice "sekundarnog" kositra.

Ostali elementi čine ciklus u prirodi uz sudjelovanje biljaka, mikroorganizama itd. Kositreni ciklus djelo je ljudskih ruku.

Kositar u legurama. Otprilike polovica svjetske proizvodnje kositra odlazi na limenke. Druga polovica - u, za dobivanje raznih legura. Nećemo detaljno govoriti o najpoznatijoj leguri kositra - bronci, upućujući čitatelje na članak o bakru - još jednoj važnoj komponenti bronce. To je tim više opravdano jer postoje bronce bez kositra, ali nema onih bez bakra. Jedan od glavnih razloga za stvaranje bronce bez kositra je nedostatak elementa br. 50. Ipak, bronca koja sadrži kositar i dalje je važan materijal za strojarstvo i umjetnost.

Tehnika također treba druge legure kositra. Istina, gotovo se nikad ne koriste kao strukturni materijali: nisu dovoljno jaki i preskupi. Ali oni imaju druga svojstva koja omogućuju rješavanje važnih tehničkih problema s relativno malim materijalima.

Najčešće se legure kositra koriste kao antifrikcijski materijali ili lemovi. Prvi vam omogućuju uštedu strojeva i mehanizama, smanjujući gubitke trenja; drugi spojite metalne dijelove.

Od svih antifrikcijskih legura najbolja svojstva imaju kositreni babiti koji sadrže do 90% kositra. Meki i nisko taljivi olovno-kositreni lemovi dobro navlaže površinu većine metala, imaju visoku duktilnost i otpornost na zamor. Međutim, njihov opseg je ograničen zbog nedovoljnog mehanička čvrstoća sami lemovi.

Kositar je također dio tipografske legure hart. Konačno, legure na bazi kositra vrlo su potrebne za elektrotehniku. Neophodan materijal za električne kondenzatore - okvir; ovo je gotovo čisti kositar, pretvoren u tanke ploče (udio drugih metala u staniolu ne prelazi 5%).

Usput, mnoge legure kositra pravi su kemijski spojevi elementa #50 s drugim metalima. Spajajući se, kositar stupa u interakciju s kalcijem, magnezijem, cirkonijem, titanom i mnogim elementima rijetke zemlje. Dobiveni spojevi karakteriziraju prilično visoka vatrostalnost. Tako se cirkonijev stanid Zr3Sn2 tali tek na 1985°C. I ovdje nije "kriva" samo vatrostalnost cirkonija, već i priroda legure, kemijska veza između tvari koje ga tvore. Ili drugi primjer. Magnezij se ne može klasificirati kao vatrostalni metal, 651 ° C daleko je od rekordne točke tališta. Kositar se tali na još nižoj temperaturi od 232°C. A njihova legura, spoj Mg2Sn, ima talište od 778°C.

Činjenica da element br. 50 tvori prilično brojne slitine ove vrste čini ključnim uzeti u obzir izjavu da se samo 7% kositra u svijetu konzumira u obliku kemijskih spojeva („Kratak kemijska enciklopedija”, svezak 3, str. 739). Očigledno, ovdje govorimo samo o spojevima s nemetalima.

Spojevi s nemetalima. Od ovih tvari najveća vrijednost imaju kloride. Kositar tetraklorid SnCl4 otapa jod, fosfor, sumpor i mnoge organske tvari. Stoga se uglavnom koristi kao vrlo specifično otapalo. Kositar diklorid SnCl2 koristi se kao sredstvo za jedkanje u bojenju i kao redukcijsko sredstvo u sintezi organskih boja. Iste funkcije u proizvodnji tekstila ima još jedan spoj elementa br. 50 - natrijev stanat Na2SnO3. Osim toga, uz njegovu pomoć, svila se opterećuje.

Industrija također koristi kositrene okside u ograničenoj mjeri. SnO se koristi za izradu rubinskog stakla, a SnO2 se koristi za izradu bijele glazure. Zlatnožuti kristali kositrenog disulfida SnS2 često se nazivaju zlatnim listićima, koji se koriste za "pozlaćivanje" drveta, gipsa. To je, da tako kažemo, "najmodernija" uporaba spojeva kositra. Što je s najmodernijim?

Ako imamo na umu samo spojeve kositra, onda je to uporaba barijevog stanata BaSnO3 u radiotehnici kao izvrsnog dielektrika. A jedan od izotopa kositra, 119Sn, odigrao je značajnu ulogu u proučavanju Mössbauerovog efekta - fenomena zbog kojeg je nastala nova istraživačka metoda - gama-rezonantna spektroskopija. I to nije jedini slučaj kada je drevni metal poslužio modernoj znanosti.

Na primjeru sivog kositra - jedne od modifikacija elementa br. 50 - otkriven je odnos između svojstava i kemijske prirode poluvodički materijal. I to je, očito, jedino po čemu se sivi lim može sjećati lijepom riječju: donio je više štete, to više dobra. Vratit ćemo se ovoj raznolikosti elementa #50 nakon razgovora o drugoj velikoj i važnoj skupini spojeva kositra.

O organokositru. Postoji veliki broj organoelementnih spojeva koji sadrže kositar. Prvi od njih primljen je 1852. godine.

Isprva su se tvari ove klase dobivale samo na jedan način - u reakciji izmjene između anorganskih spojeva kositra i Grignardovih reagensa. Evo primjera takve reakcije:

SnCl4 + 4RMgX → SnR4 + 4MgXCl

(R je ovdje ugljikovodični radikal, X je halogen).

Spojevi SnR4 nisu našli široku praktičnu primjenu. Ali od njih se dobivaju druge organokositrene tvari, čija je korist nedvojbena.

Prvi put se interes za organokositar pojavio tijekom Prvog svjetskog rata. Gotovo svi organski spojevi kositra dobiveni do tada bili su otrovni. Ovi spojevi nisu korišteni kao otrovne tvari, njihova toksičnost za insekte, plijesni i štetne mikrobe iskorištena je kasnije. Na temelju trifenilkositrenog acetata (C6H5)3SnOOCCH3 stvoren je učinkovit lijek za suzbijanje gljivičnih bolesti krumpira i šećerne repe. Pokazalo se da ovaj lijek ima još jedno korisno svojstvo: stimulirao je rast i razvoj biljaka.

Za borbu protiv gljivica koje se razvijaju u aparatima industrije celuloze i papira koristi se još jedna tvar - tributilkositreni hidroksid (C4H9) 3SnOH. Ovo uvelike poboljšava performanse hardvera.

Dibutilkositreni dilaurinat (C4H9)2Sn(OCOC11H23)2 ima mnogo "profesija". Koristi se u veterinarskoj praksi kao lijek protiv helminta (crva). Ova tvar se široko koristi u kemijska industrija kao stabilizator za PVC i dr polimerni materijali I kako . Brzina reakcije stvaranja uretana (monomera poliuretanskih guma) u prisutnosti takvog katalizatora povećava se 37 tisuća puta.

Na osnovi organokositrenih spojeva stvoreni su učinkoviti insekticidi; organokositrena stakla pouzdano štite od rendgenskog zračenja, podvodni dijelovi brodova prekriveni su polimernim olovom i organokositrenim bojama tako da na njima ne rastu mekušci.

Sve su to spojevi četverovalentnog kositra. Ograničeni opseg članka ne dopušta govoriti o mnogim drugim korisnim tvarima ove klase.

Organski spojevi dvovalentnog kositra su, naprotiv, malobrojni i do sada nisu našli gotovo nikakvu praktičnu primjenu.

O sivom limu. U ledenoj zimi 1916. godine, serija kositra poslana je željeznicom s Dalekog istoka u europski dio Ruske Federacije. Ali umjesto srebrnobijelih ingota, uglavnom fini sivi prah.

Četiri godine ranije dogodila se katastrofa s ekspedicijom polarnog istraživača Roberta Scotta. Ekspedicija, koja je krenula prema Južnom polu, ostala je bez goriva: ono je iscurilo iz željeznih posuda kroz šavove zalemljene kositrom.

Otprilike istih godina, poznati ruski kemičar V.V. Komesarijat je zamolio Markovnikova da objasni što se događa s pokositrenim čajnicima koji su isporučeni ruskoj vojsci. Čajnik koji je donesen u laboratorij kao dobar primjer, bio je prekriven sivim mrljama i izraslinama koje su se mrvile čak i pri laganom lupkanju rukom. Analiza je pokazala da se i prašina i izrasline sastoje samo od kositra, bez ikakvih nečistoća.

Što se dogodilo s metalom u svim tim slučajevima?

Kao i mnogi drugi elementi, kositar ima nekoliko alotropskih modifikacija, nekoliko stanja. (Riječ "alotropija" prevedena je s grčkog kao "drugo svojstvo", "još jedan zaokret".) Na normalnim pozitivnim temperaturama kositar izgleda tako da nitko ne može sumnjati da pripada klasi metala.

Bijeli metal, duktilan, savitljiv. Kristali bijelog kositra (također se naziva beta-kositar) su tetragonalni. Duljina bridova elementarne kristalne rešetke je 5,82 i 3,18 Ǻ. Ali ispod 13,2°C, "normalno" stanje kositra je drugačije. Čim se dosegne ovaj temperaturni prag, počinje preuređenje u kristalnoj strukturi kositrenog ingota. Bijeli kositar se pretvara u sivi ili alfa kositar u prahu, a što je niža temperatura, veća je brzina ove transformacije. Maksimum doseže na minus 39°C.

Sivi kositreni kristali kubične konfiguracije; dimenzije njihovih elementarnih stanica su veće - duljina ruba je 6,49 Ǻ. Stoga je gustoća sivog kositra znatno manja od bijelog: 5,76 odnosno 7,3 g/cm3.

Posljedica posivljavanja bijelog kositra ponekad se naziva "kositrena kuga". Mrlje i izrasline na vojnim čajnicima, vagoni s limenom prašinom, šavovi koji su postali propusni za tekućinu, posljedice su ove “bolesti”.

Zašto se sada ovakve priče ne događaju? Samo iz jednog razloga: naučili su "liječiti" limenu kugu. Razjašnjena je njegova fizikalno-kemijska priroda, utvrđeno je kako pojedini dodaci utječu na osjetljivost metala na "kugu". Pokazalo se da aluminij i cink pridonose tom procesu, dok ga bizmut, olovo i antimon, naprotiv, suprotstavljaju.

Osim bijelog i sivog kositra, pronađena je još jedna alotropska modifikacija elementa br. 50 - gama kositar, koji je stabilan na temperaturama iznad 161°C. Posebnost takav kositar je krtost. Kao i svi metali, kositar postaje duktilniji s porastom temperature, ali samo na temperaturama ispod 161°C. Tada potpuno gubi svoju plastičnost, pretvara se u gama kositar i postaje toliko krt da se može samljeti u prah.

U popularnom obliku autor predstavlja vrlo drevni metal - kositar. Ovaj metal i njegove soli koriste se u mnogim nacionalnim gospodarstvima. Kao zaštitni premazi koriste se organokositreni premazi. Pripravci organokositra imaju široku primjenu u poljoprivredi i medicini. Danas je nemoguće bez kositrenog praha, folije i drugih legura i soli.

Tko je on? Mekan u svojim svojstvima, daje tvrdoću drugima. Po prirodi nisko talište, postaje vatrostalan u kombinaciji s drugim metalima. Stoljećima se od njega lijevala zvona i topovi, spomenici, kipovi i ukrasi koji nas i danas zadivljuju.

Danas ćemo ga upoznati u tipografskim fontovima, u limenkama i u ležajevima. Jedan od njegovih izotopa pomogao je znanstvenicima da razviju novu istraživačku metodu, koju trenutno naširoko koriste kemičari, fizičari, biolozi (gama-rezonantna spektroskopija).

Nedavno se "sprijateljio" s ugljikovodicima, a kemičari su počeli pripremati tvari s izvanrednim svojstvima - pesticide, katalizatore, stabilizatore, stimulanse rasta biljaka, lijekove i boje.

Ugledavši svjetlucave igračke na božićnom drvcu, prepoznat ćete naše poznanstvo u “pozlati”. Ne "živi" u zasebnom stanu, nego uvijek u "zajedničkom", s različitim susjedima. Najčešće odabire stan u planinama - u granitnim liticama i stijenama. Često se "naseljava" uz obale rijeka i na obalama mora i oceana. A ponekad živi duboko pod zemljom. Stoga ga nije lako natjerati da “izađe” na površinu, a još teže “odvojiti se od susjeda”. Zato zadaje velike muke obogaćivačima i metalurzima.

Prvi sastanak.

Kako su ljudi u antici upoznali ovaj srebrno-bijeli metal, gdje i kada su se prvi put sreli?

Dobivši vatru, ljudi su je naučili koristiti - spaljivali su glinu, topili metale iz ruda. Tada se, prema vjerovanju starih Grka, čovjek upoznao s kositrom. Tako kaže jedan lijepi pjesnički mit.

Ali kako moderna znanost odgovara na ovo pitanje?

Do sada nema konsenzusa među znanstvenicima, niti postoji nedvosmislen odgovor.

“Pet do šest tisuća godina prije naše ere, mnogo prije nego što je čovjek naučio taliti i obrađivati ​​željezo, već je znao taliti kositar”, napisao je akademik A.E. Fersman1. Ali ne dijele svi znanstvenici ovo gledište. Neki vjeruju, pozivajući se na arheološka iskapanja, da se ovaj događaj dogodio gotovo tisuću godina kasnije. Do sada se prsten i pljoska pronađeni u jednoj od egipatskih piramida smatraju najstarijim predmetima od kositra. Napravljene su, po svemu sudeći, sredinom drugog tisućljeća pr.

1 Fersman A. E. Zabavna geokemija. M.-L.: Detgiz, 1954, 174 str.

Međutim, ovi nalazi još ne mogu poslužiti kao dovoljno jak dokaz činjenice da kositar u čisti oblik nije korišten prije. Moguće je da mnogi stari proizvodi od kositra jednostavno nisu došli do nas zbog niske otpornosti ovog metala na zrak i vlagu. Osim toga, na Starom istoku bilo je malo naslaga kositra. Upoznali su se u Mezopotamiji, na sjeveru, u Iranu. Egipat nije imao svoj lim, uvozio se iz Irana.

U staroj indijskoj literaturi - u Vedama, Mahabharati - kositar se naziva trapu (trapu). Istodobno, latinski naziv stano dolazi od sanskrtskog "sto" - otporan, "čvrst, izdržljiv". To također ukazuje da je kositar bio poznat četiri tisuće godina prije naše ere. Riječ kositar ima još jedno značenje - "stajaća voda", bara, jezero. Sredinom stoljeća kositar se smatrao vrstom olova i nazivao se bijelo (Plumbum album), dok se obično olovo nazivalo crno olovo (Plumbum nigrum). Ruski naziv "tin", prema poznatom profesoru N. A. Figurovskom, dolazi od staroslavenske riječi "tin" - opojno piće. Drevni Slaveni čuvali su ga u olovnim posudama i, očito, počeli tako nazivati ​​metal (olovo). "Riječ kositar", piše N. A. Figurovsky, "također stoji u vezi s nazivom drugog tekućeg tijela - ulja (oleum) ... riječi povezane s kositrom - kositar (olovna svjetiljka) i limena kutija (kositrena posuda)."

Više raniji ljudi susreo s bakrom, prije oko 6,5-7 tisuća godina. Neki arheolozi vjeruju da se čovjek s ovim metalom upoznao u ranijem razdoblju.

Šezdesetih godina prošlog stoljeća u Chatal-Gayuku pronađeni su predkeramički neolitski slojevi. Analiza ovih slojeva pokazala je da pripadaju 7.-6. tisućljeću pr. Tijekom ovih iskapanja pronađena su bakrena šila. Stoga su neki znanstvenici počeli tvrditi da se poznanstvo osobe dogodilo 9 tisuća godina prije nove ere. Međutim, kasnije studije nisu potvrdile ovu pretpostavku.

Bakrene su rude često bile onečišćene raznim nečistoćama. Moguće je da su među njima bili crni kamenčići rude kositra. Ruda koja je sadržavala kositar, padajući u peć za taljenje, pomiješana je s bakrom i nastala je legura - bronca (od perzijske riječi "brontpsion", što znači "legura").

Još u antici bilo je dobro poznato da dodavanje određenih minerala bakrenoj rudi olakšava taljenje metala iz nje.

Vjerojatno su komadi kositrenog kamena dodani u bakrenu rudaču kao sredstvo za otapanje.

Bronca, dobivena slučajno tijekom taljenja bakra, brzo je osvojila priznanje ljudi u tim dalekim vremenima. Nova zlatnožuta legura bila je mnogo tvrđa od bakra, dobro kovana, savršeno izlivena u kalupe i dobro obrađena.

“Ne znamo kako je čovjek otkrio ovu divnu leguru”, piše akademik A. E. Fersman. “Može se pretpostaviti da je osoba više puta talila bakrenu rudaču s primjesom kositra (takvih “složenih” naslaga bakra i kositra ima) i na kraju uočila rezultat zajedničkog taljenja i shvatila njegov značaj.”

Izvanredna svojstva bronce pomogla su da se bakar gotovo posvuda istisne iz upotrebe pretpovijesnog čovjeka. Od bronce su počeli izrađivati ​​oružje - sjekire, mačeve, bodeže, vrhove strijela, strijele, nakit - narukvice, privjeske. Brončano doba odigralo je značajnu ulogu u kulturi čovječanstva.

Drevni metalurzi, primijetivši da komadići kositrene rude tako blagotvorno utječu na taljenje bakra, vjerojatno su pokušali rastaliti crno kamenje bez bakrene rude. U peć za taljenje pojavile su se kapljice srebrnobijelog metala – kositra.

U brončano doba, međutim, ovaj metal u svom čistom obliku nije bio široko korišten. Obrtnici su od kositra izrađivali ukrase na oružju i posudama. Jedan od starogrčkih mitova govori kako je bog vatre i kovačkog zanata Hefest iskovao štit za junaka Ahileja i ukrasio ga ukrasom od kositra. To spominje autor Ilijade - Homer.

Pošto su cijenili kositar i naučili ga taliti iz rude, stari su rudari počeli tragati za tom rudom. U to vrijeme nisu raspolagali tako bogatim arsenalom raznih instrumenata i metoda kakav je pružala znanost i tehnologija modernih geologa.

Prije nekoliko godina geolozi "u službi" dobili su novi originalni uređaj - gama-rezonantni detektor kositra. Može se koristiti za određivanje sadržaja metala u rudi s točnošću do stotinki.

Poput lovaca-staza, istraživači su bili vrlo pažljivi, što im je često pomoglo da otkriju tajnu podzemnog blaga. Na isti su način voda i drveće često govorili rudarima gdje se nalazi rudača. Iz iskustva su znali da određene vrste drveća, grmlja i gljiva često rastu u nalazištima rude. Na primjer, na nekim mjestima kachim (trava, rjeđe polu-grm iz obitelji klinčića) gotovo uvijek raste preko naslaga bakrenih ruda, u drugima - hrast.

Mnogo je drugih znakova po kojima su rudari nalazili rude kositra. U hladnim jesenskim noćima mraz lagano posipa zemlju i posrebri vrhove drveća. Primjećeno je da se uz sunčeve zrake mraz najbrže topi tamo gdje leži neka ruda. To je zato što se na mjestima gdje se javlja rudna žila zemlja brže zagrijava (uostalom, metalni oksidi imaju veći toplinski kapacitet od tla). Još u srednjem vijeku poznati metalurg Agricola objašnjavao je brže otapanje inja nad naslagama rude činjenicom da se tamni predmeti brže zagrijavaju.

Bez ikakvih savršenih instrumenata, stari rudari su pomoću vinove loze istraživali razne rude metala, uključujući i kositar. Neki su grane lijeske smatrali najprikladnijima za traženje ruda. Drugi su bakar pronalazili uz pomoć jasenove loze, olova i osobito kositra - pomoću borovih grana.

Neki moderni znanstvenici ovu nevjerojatnu umjetnost posjedovanja "čarobne palice" smatraju običnim nadriliječništvom ili je smatraju odjekom drevnih praznovjerja.

Drugi znanstvenici, zadivljeni izvanrednom vještinom drevnih rudara u pronalaženju metala iz metala i žila, spremni su im pripisati posebnu osjetljivost na magnetska polja i slabe električne struje koje stvaraju naslage rude. A ima i onih koji su spremni vjerovati u nadnaravne osjećaje ljudi brončanog doba, na primjer, njihovu sposobnost da "vide" prstima. Naravno, takva nagađanja nisu točna.

Na početku poznanstva s kositrom, stari su ljudi vadili kositrenu rudu iz placera, uglavnom u riječnim sedimentima. U to su vrijeme već poznavali tehniku ​​ispiranja. Kasnije se kositar vadio iz duboke rude kositra.

Rude su se vadile na otvorenom kopu. Na otvorenim eksploatacijama radili su se nadvoji (stupovi) koji su štitili rudare od začepljenja i smrti pod ruševinama, iako je često dolazilo do nezgoda. Do sada, tijekom arheoloških iskapanja drevnih radova u Sibiru, Kazahstanu, Altaju i drugim mjestima na teritoriju naše zemlje i na mnogim mjestima gdje su bakar i kositar vađeni već u brončano doba (u Engleskoj, Kini i Peruu), kosturi nalaze se mrtvi rudari.

U podzemnim oknima ostavljeni su i stupovi za zaštitu od mogućih urušavanja. Ali to su već bili stupovi ili stupovi postavljeni od stijene koji su podupirali svod prolaza. Takvi spojnici nalaze se u mnogim drevnim radovima, gdje su rudareni bakar i kositar. Često su se takvi podupirači izrađivali od kamenih ploča ili blokova, a na mjestima gdje je bilo dosta šume često su korišteni drveni stupovi. U ta davna vremena u podzemne galerije spuštalo se uz stepenice ili drvene stepenice uklesane u stijenu. Najčešće su to bile cjepanice s urezima ili stabla s debelim odrezanim granama. Na Uralu, u jednom od drevnih rudnika, pronađene su takve ljestve. Na takvim primitivnim stepenicama rudari su se ne samo spuštali u otvore i radove, nego su i dizali rudu u koritima, kožnim torbama i pletenim košarama.

U početku se kositar talio iz rude na vatri. Plamen vatre bio je dovoljan da izvuče topljivi metal (uostalom, kositar se topi već na 232 stupnja). Kasnije se kositar talio u jamama čije su stijenke bile prekrivene gustim slojem gline kako bi se zaštitio od curenja. podzemne vode i istjecanje rastaljenog metala u zemlju. Drva za ogrjev i komadi rude položeni su u slojevima u jamu.

Tehnologija taljenja kositra iz placera bila je nešto drugačija. Najprije se ložila vatra u jami, a kad su drva izgorjela, na užareni ugljen sipala se ruda.

U oba slučaja, tekući metal nastao taljenjem nakupljao se na dnu jame. Grabila se posebnim kutlačama i ulijevala u kalupe.

Kasnije, da bi se poboljšao proces izgaranja goriva u jami, počeli su se koristiti mijehovi za dovod zraka. Ovo malo poboljšanje omogućilo je povećanje kapaciteta jama, počeli su ih širiti i produbljivati. Ali s vremenom su taline postale velike i bilo je teško izvaditi metal s dna jame.

Spašena, kako mi sada kažemo, radna domišljatost. Jedan od drevnih metalurga smislio je novu "jedinicu" za taljenje rude - veliku drvena bačva iznutra obložena vatrostalnom glinom. Takva "podstava" pouzdano je izdržala visoke temperature. ubrzo zamijenile jame (peći). Ispostavilo se da taljenje metala u bačvama, u koje su ugljen i ruda sipani u slojevima, kao i puhanje zraka mijehom, nije ništa gore nego u jamama, ali je mnogo praktičnije.

Stoljeća su prolazila, tehnika taljenja metala se poboljšavala. Bačve su zamijenile male zanatske osovinske peći (takve su se domaće peći u Kini koristile za taljenje kositra već početkom 20. stoljeća). Takva se peć, građena od opeke ili kamena, najprije grijala drvima i ugljenom, a potom su se u nju slojevito ulagali ruda kositra i drveni ugljen (a kasnije i koks). Zrak se upuhivao i mijehovima, ali kako je bilo potrebno puno više nego prije, puhalo se pokretalo uz pomoć konja. U budućnosti je konjska vuča zamijenjena vodenim kotačima.

Međutim, kod taljenja rude kositra u primitivnim šahtnim pećima nije bilo moguće postići takvu temperaturu na kojoj bi se talila i troska. Jalovina je ostala u peći u obliku sinterirane guste mase. Zbog toga je na kraju taljenja trebalo rastaviti peć kako bi se uklonila troska.

S vremenom se kositar počeo taliti u znatno većim šahtnim pećima i na višoj temperaturi, pri čemu je nastajala rastaljena troska. Ali istovremeno s restauracijom kositra odvijala se i restauracija željeza. Rezultat je bio veliki broj različitih vatrostalnih legura željeza i kositra (metalurzi ih zovu "gartlings"). Značajno su smanjili prinos čistog kositra. Nedostaci osovinskih peći sastojali su se i u tome, što su se u njima mogle taliti samo takve kositrene rude, koje su se sastojale od velikih komada. A takvih ruda bilo je malo. Kasnije su metalurzi u takvim pećima naučili prerađivati ​​rude i koncentrate koji su se dobivali jednostavnim pranjem. Prethodno su sinterirani na posebnim rešetkama.

Tehnika taljenja kositra polako se usavršavala. Tek početkom 18. stoljeća, prvi put u Engleskoj, osovinske peći zamijenjene su reverberacijskim pećima s rešetkastim ložištima. Za zagrijavanje se koristio ugljen u prahu, a kasnije.

Reverberacijske peći imale su mnoge prednosti u odnosu na. moje, pa su ih počeli brzo raseljavati. Međutim, u reverberacijskim pećima nije bilo moguće podići temperaturu zagrijavanja rude tijekom taljenja iznad 1300-1350 stupnjeva. Da biste potpuno izvukli kositar iz troske, morate dodati puno vapna, što podiže talište na 1400-1500 stupnjeva.

U 1930-im i 1940-im godinama kositar se izdvajao iz čelične troske u električnim pećima, u kojima su se mogle postići više temperature. Sada se u takvim pećima tale koncentrati bogati kositrom (ako ne sadrže nečistoće željeza), odnosno metal se topi bez dodatne obrade troske. Osim toga, učinak električnih peći (po jedinici površine) mnogo je veći od reflektirajućih. Korištenje električnih peći omogućilo je poboljšanje kulture proizvodnje i poboljšanje radnih uvjeta metalurga.

Unatoč napretku u tehnikama rudarenja i taljenja, kositar je još uvijek skup metal.

Krik đavla. Stoljećima su alkemičari u različitim zemljama neuspješno pokušavali dobiti zlato iz običnih metala. Alkemičari su učili da priroda uvijek teži stvaranju savršenih predmeta, poput zlata, no nepovoljne okolnosti su to spriječile, pa su umjesto zlata nastali lošiji metali - bakar, olovo, kositar. Ali da bi se olovo ili kositar pretvorili u zlato, potrebno je prvo pripremiti "kamen mudraca" ili eliksir.

Alkemičari su uporno i ustrajno tragali za ovim čudesnim eliksirom.

Alkemičari koji koriste učenja starogrčki filozof i prirodoslovac Aristotel, tvrdili su da se svi metali sastoje od dva nosiva elementa - sumpora i žive. sastoje se od čiste žive - osnova metalnosti, a bazne imaju još veću primjesu sumpora - početak varijabilnosti. Stoga, da bi se dobilo zlato, mora se moći ukloniti sumpor.

Međutim, sav njihov trud bio je uzaludan. Nisu pronašli postojeći "kamen mudraca" i nisu uspjeli pretvoriti obične metale u zlato.

Unatoč složenosti svojih učenja, alkemičari su značajno pridonijeli daljnjem razvoju kemije. U potrazi za mitskim eliksirom, otkrili su mnoge soli i kiseline, razvili metode za njihovo pročišćavanje.

Ispitujući razne metale s ciljem da ih pretvore u zlato, alkemičari su veliku pozornost posvetili kositru. Privukla su ih prvenstveno njegova tajanstvena svojstva. Kositar, jedan od najmekših metala na našem planetu, spojen s bakrom, dao mu je tvrdoću.

Ali možda je još više alkemičare pogodilo pucketanje, koje se jasno čulo kada je limeni štap savijen. “Ovo je glas đavla koji se uselio u metal”, rekli su.

Alkemičari su pojavu koju nisu razumjeli (koju je uočio i poznati alkemičar Gaber) nazvali "limenim krikom". U naše vrijeme ovo je ime sačuvano, ali sada se ne povezuje sa zvukovima koje proizvodi vrag, već dolazi od engleske riječi creak - škripa, škripa. Uzrok (nije primijećen u drugim metalima) ovog pucketanja sada je razotkriven. Limeni štapić "škripi" jer su njegovi kristali malo pomaknuti i trljaju se jedan o drugi.

Kositar, duktilni i topljivi metal, ima dobru duktilnost, odmah iza plemenitih metala i bakra, pa se od njega lako mogu dobiti tanke folije (staniol). Srebrnastobijele, s blagom plavkastom nijansom u prolaznom svjetlu, postaju smeđe. Kao i drugi metali, kositar s nekim nemetalima (klor, sumpor, fluor, brom) stvara soli koje se koriste u narodnom gospodarstvu. Kositar ne stupa u izravnu interakciju ni s ugljikom ni s dušikom. "Indiferentan" je na izravne kontakte s vodikom i silicijem. Međutim, hidridi i nitridi kositra mogu se dobiti neizravno.

Bacite li komad kositra u razrijeđenu otopinu klorovodične ili sumporne kiseline, on će se jako dugo otapati. Jednako sporo, ovaj metal će reagirati s vodenim otopinama drugih jakih kiselina (nitratna, bromovodična), u organskim kiselinama (octena, oksalna), kositar se praktički ne otapa. Koji je razlog ovakvom ponašanju kositra? Objašnjava se neznatnom razlikom u vrijednostima normalnog potencijala kositra i vodika, u nizu napona u kojem su svi metali (i vodik) raspoređeni prema svojoj kemijskoj aktivnosti. Što je metal dalje lijevo u ovom redu i dalje od vodika, to brže istiskuje vodik iz kiselina. Kositar u ovoj seriji nalazi se u neposrednoj blizini vodika.

Kositar se otapa ne samo u kiselinama (razrijeđenim i koncentriranim), već iu alkalijama, tvoreći, ovisno o reakcijskim uvjetima, dvije skupine spojeva - stanite i stanate.

Kemičari su dobili razne spojeve kositra s kiselinama - fosfate, nitride, sulfate. Sve su to čvrste kristalne tvari. Za razliku od njih, kositar nitrat Sn (NO3) 2 je mobilna tekućina, visoko topljiva u vodi. I još jedno neobično svojstvo ovog derivata kositra je da se topi na temperaturi od minus 20 stupnjeva. U industriji se najčešće koriste spojevi kositra sa sumporom i klorom.

I keramičar i farbar. Krajem 15. stoljeća alkemičar Vasilij Valentin, u uzaludnoj nadi da će dobiti čudesni eliksir, počeo je paliti mješavinu kuhinjske soli, stipse i željeznog sulfata. Eliksir nije uspio, ali se u posudi stvorila nova, dosad nepoznata tekućina. Pušila je u zraku. Pri udisanju, ovaj dim je izazvao jak kašalj. Ako je tekućina kušana, opekla je jezik. Kapljice tekućine koje su pale na tkaninu su je spaljivale, nagrizale i otapale metale. Bila je to solna kiselina. Alkemičar je ovu tekućinu nazvao "kiseli alkohol". Gotovo pola stoljeća kasnije, još jedan europski alkemičar Andrei Libavius ​​zainteresirao se za "kiseli alkohol". Ponovio je iskustvo svog prethodnika i dobio potpuno istu kaustičnu tekućinu. Prije svega, odlučio je saznati kako "kiseli alkohol" djeluje na metale. Bakar, željezo, cink otopljeni u ovoj kaustičnoj tekućini. Otopivši kositar u "kiselom alkoholu", Libavius ​​je ispario dobivenu otopinu i dobio bijele rombične kristale. Koja je to tvar? Sada ga zovemo kositreni klorid. U to vrijeme nitko nije imao pojma o kloru. Ovaj element je prvi put otkrio 1774. godine poznati švedski kemičar Scheele, a kasnije i engleski znanstvenik Davy (1810.). Ne znamo kako je alkemičar nazvao sol koju je dobio, ali je počeo provoditi razne pokuse s njom. Prije svega, odlučio sam ispitati učinak nove tvari na tkiva. Hoće li ih ova sol također uništiti, poput kiselog alkohola? Pokazalo se da kositreni klorid nikako nije najgori neprijatelj tekstilni materijali.

Još u davna vremena ljudi su naučili bojati vunu i tkanine bojama koje su dobivali iz cvjetova, plodova i korijena raznih biljaka. Tada su se koristile i neke boje životinjskog podrijetla. Antička ljubičasta nekada se koristila za bojanje toga i haljina perzijski kraljevi primio jednu od vrsta mekušaca. U Južnoj Americi Indijanci su dugo bojali tkanine u grimizno, koristeći karmin, boju dobivenu od košenilnih lisnih uši sakupljenih na kaktusima.

Drevni bojači dobro su poznavali jedkaste tvari - tvari koje pojačavaju boju tkanina. Najčešće su dobiveni iz prirodnih minerala. Tako su grčki i rimski bojadžije naširoko koristili stipsu za bojenje tkanina. Grčki povjesničar Herodot, koji je živio u petom stoljeću prije Krista, nazvao ih je "aluminij", a četiri stotine godina kasnije znanstvenik stari rim Plinije Stariji ih je nazvao "alumen".

Kositreni klorid također se pokazao dobrim jednim sredstvom. Nakon što je Libavius ​​umočio komad tkanine jarkih boja u svoju otopinu, boja ne samo da nije izblijedila, već je postala još svjetlija.

Međutim, trebalo je još nekoliko desetljeća prije nego što je alkemičarovo otkriće našlo praktičnu primjenu. Nizozemski kemičar Drebbel bio je jedan od prvih koji je koristio kositrene jedke u bojenju. Ubrzo je ovo otkriće dobilo široko priznanje među bojačima mnogih zemalja.

U Europi tada još nisu znali obrađivati ​​i proizvoditi pamučne tkanine. Dovedeni su iz zemalja Bliskog istoka i Indije. U to se vrijeme kod Europljana mnogo koristila tanka pamučna tkanina calico (kasnije je nazvana calico), koja je donesena iz indijskog grada Calcutte. Ova tkanina privukla je svojim originalnim bojama. Bojači koji su koristili kositrene jedke nanosili su crvene uzorke, cvijeće i jednostavne crteže na tkaninu. S vremenom su bojadžije počele koristiti kositrene jedke za bojenje vunenih i svilenih tkanina.

Više od stotinu godina kositreni klorid pomaže kemičarima u stvaranju izdržljivih organskih boja otpornih na sunce. Također se koristi u mnogim drugim industrijama, budući da je kositreni klorid jak redukcijski agens, dobro se otapa u vodi, alkoholu, eteru i mnogim drugim organskim otapalima.

Bliski "rođak" kositrenog klorida, kositreni klorid, također ima mnoge vrijedne kvalitete koje se široko koriste u nekim industrijama. Dobiva se propuštanjem struje suhog klora u tekući kositar. Poput kositrenog klorida, dobro se otapa u vodi i raznim organskim otapalima, ali za razliku od njega može sam otopiti sumpor, fosfor i jod.

Već prije više od dvjesto godina kod nas su naučili izrađivati ​​prekrasne tiskane chintze, koje su uvijek bile popularne kod žena. Jasan i postojan otisnuti uzorak ili ornament na kaliko dobiva se zahvaljujući kositrenom tetrakloridu. Također ga koriste tekstilci kao oblog (od francuskog apprêter - potpuno doraditi tkanine). U iste svrhe natrijev stanat (Na2SnO3) također se uspješno koristi u tekstilnoj industriji. Stanate je lako dobiti - dovoljno je stopiti kositar dioksid (SnO2) s nekom lužinom ili otopiti svježe pripremljeni hidrat kositar dioksida u otopinama lužina. Stannate koriste ne samo tekstilni radnici, već i radio inženjeri. Dakle, barijev stanat se naširoko koristi u raznim radiotehničkim uređajima - izvrstan je dielektrik.

Kositar dioksid se dugo koristi u lončarstvu. Ne znamo ime osobe koja je prije više tisuća godina od glinenog tijesta prva oblikovala lonac ili vrč i počela ga paliti na vatri. Ali od tada je keramika bila tražena među stanovništvom u svim zemljama svijeta. U početku su proizvodi starih lončara imali ružan izgled. Ali najviše glavni nedostatak keramika - poroznost unutarnjih stijenki. Takvo posuđe bilo je, takoreći, prožeto mnogim kapilarama - najmanjim cjevčicama kroz koje je curila voda. U takvim glinenim posudama nije bilo moguće držati vodu ili drugu tekućinu čak ni nekoliko sati.

Dugo vremena nisu mogli pronaći sredstvo s kojim bi površinu proizvoda od gline učinili neporoznom. No, kao što to često biva u povijesti velikih otkrića, pomogla je slučajnost. Nekako je malo mješavine pijeska i sode dospjelo na jednu od glinenih posuda pripremljenih za pečenje. Zamislite lončarevo iznenađenje kada je, nakon što je nakon pečenja izvadio svoje posude iz peći, na jednoj od njih ugledao glatki, sjajni film koji je prekrivao cijelu unutarnju površinu posude.

Tako je kućište pomoglo drevnim lončarima da zatvore pore u proizvodima pouzdanim staklastim filmom. Zvali su to glazura. Kasnije su u glazuru počeli dodavati vapno, a ponegdje gdje je bilo kositrene rude i kasiter. Postupno su naučili kako napraviti višebojnu glazuru dodavanjem raznih tvari u mješavinu pijeska i sode.

Slučajno otkriće glazure kasnije je dovelo do jednako slučajnog otkrića stakla. Jednom je lončar vrlo nemarno nanio sloj glazure na jednu od svojih posuda. Nakon pečenja, umjesto ravnomjernog, glatkog sloja glazure, u posudi je pronađena mala sjajna grudica stakla. Tako je nastao početak staklarstva.

Već su prvi staklari znali da je uz pomoć kositrenog dioksida moguće dobiti lijepu bijelu glazuru. Stoga se uz mali dodatak kasiterita može dobiti i lijepo mliječno bijelo staklo. Takvo je staklo bilo lijepo, ali neprozirno. Svjetlosne zrake su prolazile kroz njega, ali je bilo nemoguće vidjeti kroz njega. Kasniji su staklari takva stakla nazivali "gluhim". Dobivali su se dodavanjem prahova raznih tvari u punjenje, ali uglavnom kositrenog dioksida ili fino mljevenog kasiterita. A sada pripremaju "gluhe" naočale za razne tehničke svrhe. Dobiti uz dodatak kositrenog dioksida i bijele glazure.

Možda su staklari i prije nego što su počeli kuhati prozirno i neprozirno staklo naučili izrađivati ​​staklo u boji. Prije mnogo stoljeća uočeno je da nečistoće pojedinih materijala boje staklo u različite boje: kobalt - plavo, krom - žuto-zeleno, mangan - ljubičasto.

Više od četrdeset godina na kulama Moskovskog Kremlja danonoćno gore rubinske zvijezde - simbol pobjede u našoj zemlji.

Kako bi zvijezde svjetlucale danju kao i noću, svjetlocrveno staklo od kojeg su napravljene postavljeno je na oblogu od mliječnobijelog stakla. I pripremljen je ne bez sudjelovanja kositrenog dioksida.

I kemičari i poljoprivrednici. Razni proizvodi izrađeni od široko korištenog u raznim industrijama - polivinil klorida. Ali uz sve svoje dobre osobine, "boji se" sunca. Za zaštitu od djelovanja svjetlosnih zraka koristi se organokositar - kao stabilizatori koriste se dibutil i dioktil stanani, monoalkil stanani, dialkil laurati kositra i maleati dialkil kositra.

U 50-ima su kemičari razvili metodu za sintezu polimera iz različitih ugljikovodika pravilne molekularne strukture. Nazivaju se stereoregularnim ili izotaktičnim. Praktična vrijednost dobivanja takvih polimera leži u mogućnosti stvaranja materijala s bilo kojim željenim svojstvima. I ovdje ne možete bez organokositrenih katalizatora. Teško je precijeniti važnost uvođenja ove metode u kemijsku industriju.

Obrada čvrstog polivinil klorida radi dobivanja prozirnih filmova, ploča i plastičnih posuda iz njega provodi se na temperaturi od 180°C. Kako bi se spriječilo širenje polimera, potrebni su toplinski stabilizatori. I tu u pomoć dolazi organokositar - dialkilkositreni merkaptani i dialkilkositreni diizooktil glikolati.

Gume su najvažniji dodatak. Što duže služe, to je jeftiniji rad automobila. Stoga kemičari pokušavaju povećati njihovu propusnost stvaranjem novih vrsta sintetičke gume od koje se može napraviti čvršća i elastičnija guma.

U borbi za izdržljivost guma kemičari su prije nekoliko godina izvojevali još jednu pobjedu – i to nekih organska tvar dobiven tijekom suhe destilacije ugljena i prerade naftnih proizvoda, stvorio je novu vrstu sintetičke gume - uretan. Troši se duplo sporije od prirodnog. Pomogli su katalizatori - kositreni diazurati, koji služe kao učvršćivači za silikonske gume i epoksidne smole.

Mnogo jada i nevolja mornarima i pomorcima donosi obraštavanje kobilica brodova školjkama i drugim morskim i slatkovodnim organizmima. Obično se za zaštitu podvodnih dijelova brodova i lučkih objekata koriste premazi za boje i lakove i plastične mase koji se izrađuju s dodacima spojeva bakra i žive, rjeđe cinka i olova. Međutim, imaju veliki nedostatak - uzrokuju elektrokemijsku koroziju metalnih dijelova. Puno učinkovitije zaštitni premazi na bazi organokositrenih polimera ili kopolimera s organskim ili organoelementnim monomerima.

Organotin stakla pouzdano štite od ultraljubičastog i X-zraka. Organokositreni pripravci poljoprivrednicima pružaju mnoge vrijedne usluge. Otkako je čovjek naučio obrađivati ​​zemlju, uzgajati žitarice i povrće, neprestano se bori protiv korova. Kemičari su stvorili stotine novih lijekova - herbicida koji se koriste za uništavanje korova, ali ne štete kultiviranim biljkama. Među njima su trivinilklorostanan i neki njegovi derivati.

Organokositreni pripravci još su učinkovitiji u suzbijanju štetnika Poljoprivreda. Uostalom, čak i sada, uz suvremene metode uzgoja, gubici uzrokovani štetočinama dosežu 25-30 posto. Još su veći gubici uroda krumpira od bolesti i štetnika.

Naš proizvod "Brestan" (trifenilkositreni acetat) brzo uništava štetočine repe i krumpira. Dovoljno je prskati 600 litara njegove 0,01% otopine po hektaru. Osim toga, pouzdano je sredstvo u borbi protiv otpornih gljivičnih bolesti tropskih i suptropskih usjeva, stimulira rast biljaka.

Toksična svojstva mnogih organokositrenih spojeva poznatih prije više od sto godina (trietilstananol, heksabutildistannooksan) sada pomažu u borbi protiv onečišćenja okoliša, pročišćavaju industrijske otpadne vode i u borbi protiv kućnih gljivica i drugih nametnika drva.

Izvrsni antiseptici, potpuno uništavajući čak i kada visoka gustoća Coli, Staphylococcus aureus, Brucella i niz drugih mikroba zaraženi su kopolimerima organokositrenih akrilata s maleinskim anhidridom, stirenom, vinil kloridom, etilenom i butadienom. Veterinari spremno koriste organokositrene preparate za suzbijanje glista kod kućnih ljubimaca.

Kako bi se pojačala usmjerena biološka aktivnost, u pripravke se uvode neki aditivi organskih tvari. Na primjer, otopina mješavine benziltrietilamonijevog klorida i heksabutildistannooksana uništava Staphylococcus aureus za 5 minuta.

Znanstvenici su razvili mnoge metode za sintezu raznih pripravaka organokositra. Sirovine su ili čisti metalni kositar ili njegove legure, ali najčešće kositar tetraklorid i razni organski (a često i organoelementni) spojevi. Reakcija se odvija u prisutnosti katalizatora.

Organotin je još uvijek "beba". Pred njom je sjajna budućnost. Zajamčeno njezinim prekrasnim kvalitetama.

I motorist i tiskar. U automobilu, stroju, motoru postoji osovina. Prilikom njegove rotacije dolazi do jakog trenja, što uzrokuje brzo trljanje dijelova. Kako smanjiti štetno djelovanje trenja, kako ga otkloniti? Možete koristiti lubrikant. U idealnim radnim uvjetima, vratilo i ležajne ljuske ne bi smjele doći u dodir jedna s drugom i stoga se ne troše. U normalnim uvjetima rada ležajeva to se ne može postići. Za smanjenje koeficijenta trenja koriste se antifrikcijske legure koje moraju biti tvrde, a istovremeno dovoljno mekane i rastegljive kako bi se u slučaju drugačije konfiguracije osovine i košuljice košuljica mogla “uletjeti” na to.

U potrazi za prikladnim sastavom za izradu legure za ležajeve, metalurzi su pozornost usmjerili na olovo i kositar kao najmekše metale.

Prva antifrikcijska legura, koju je 1839. predložio inženjer I. Babbit, sadržavala je 83 posto kositra, 11 posto antimona i 6 posto bakra. U budućnosti su se takve legure protiv trenja s blago modificiranim sadržajem komponenti počele nazivati ​​babbitt (prema imenu izumitelja) i postale su široko rasprostranjene. Trenutno se, pored standardnih babita, u našoj zemlji i inozemstvu proizvode legure s povećanom duktilnošću.

U mekoj plastičnoj masi legure ravnomjerno su raspoređeni kristali tvrdog metala koji dobro odolijevaju habanju i po potrebi se utiskuju u umetak.

Kositar je skup i rijedak metal, pa sada sve više pokušavaju zamijeniti ležajeve s babitnim košuljicama valjkastim i kugličnim ležajevima.

Kositrene legure koristili su tiskari i tipografi nekoliko stotina godina ranije.

Odlučio je izraditi slova za tisak lijevanjem slova u metalni kalup. Bio je od olova, dno mu je bio bakreni blok s dubinskim crtežom utisnutog slova. U početku je Gutenberg lijevao slova od kositra s malim dodatkom olova. Kasnije je odabrao najbolju leguru sa značajnom primjesom antimona (preko 20 posto), nazvanu gart (od njemačka riječ"hart" - čvrsto). Ispostavilo se da je puno čvršći od legure olova i kositra i u potpunosti je opravdao svoje ime.

Tipografska legura, koju je sastavio Gutenberg uz neznatne izmjene u sadržaju njezinih sastavnih dijelova, još uvijek se koristi, ali kositar u njoj i dalje zauzima dominantno mjesto.

Dobročinitelj čovječanstva. U tim godinama kada je Gutenberg lijevao tiskana slova od kositra, posuđe od kositra bilo je široko korišteno u Austriji, Belgiji, Engleskoj. Proizvodnja kositrenih žlica i šalica, zdjela i vrčeva, tanjura i posuđa počela je još u 12. stoljeću, kada su u Rudnim planinama u Češkoj otkrivena bogata nalazišta kositrene rude. Za bolje izlijevanje tekućeg metala kositar je legiran olovom (10:1).

Kasnije se kuhinjsko i stolno posuđe počelo izrađivati ​​od legure kositra s većim udjelom olova (do 15 posto), te dodacima antimona, a ponekad i male količine bakra i cinka. Jedna od tih legura nazvana je "britanski metal".

Kositreno posuđe izrađivalo se u kalupima od mjedi ili željeza, rjeđe od gipsa. Poklopci, ručke, zasebni dijelovi povezani su lemljenjem. Posebno je cijenjeno posuđe s umjetničkim ornamentima, plosnatim i reljefnim prikazima biljaka i životinja. U središnja Europa poznati su bili kositreni proizvodi njemačkih majstora. Nije bilo grada u Njemačkoj u kojem nije radio barem jedan majstor posuđa. Samo u Nürnbergu bilo je 159 limenih radnika. Svaki novi proizvod bio je obilježen markom gospodara ili grada. Ponosom gradskih obrtnika smatrali su se veliki limeni vrčevi izrađeni kao simbol radionice.

Stoljećima se čuvaju tradicije umjetničkog ukrašavanja i oblika, karakteristični za pojedini grad i kraj.

Uz ukorijenjene narodne motive, na likovno ukrašavanje pehara, zdjela, svijećnjaka, vrčeva utjecala je i klasična umjetnost.

Posljednjih godina sve se manje kositra dobiva iz sekundarne sirovine zbog smanjenja njegovog udjela u njemu, što je uzrokovano sve većom primjenom metode elektrolitičkog kositrenja, čime se smanjuje cijena kositra po jedinici proizvodnje.

Prvo postrojenje koje je počelo taliti kositar u Savezu Sovjetskih Socijalističkih Republika (CCCP) iz primarnih ruda izgrađeno je 1934. u Podolsku kraj Moskve. Sedam godina radio je na rudama bogatim kositrom (koncentrat koji se isporučivao tvornici na preradu sadržavao je od 40 do 70 posto kositra). Prvo su prženjem iz koncentrata uklonjene nečistoće arsena i sumpora. Talitelji su dodavani u pepel i taljeni u reverberacijskim pećima. Dobiveni sirovi kositar rafiniran je u kotlovima s posebnim dodacima koji vežu nečistoće u vatrostalne spojeve. Ovim postupkom taljenja zaostale su troske s visokim sadržajem kositra. Oni su finalizirani, troska s udjelom ne više od jedan posto kositra otišla je na odlagalište. Tvornica je također proizvodila sekundarni kositar iz raznih metalnih ostataka i otpada.

U vezi s brzim rastom vađenja ruda kositra i proizvodnje koncentrata u predratnim godinama, 1940. godine započela je izgradnja druge tvornice kositra u Novosibirsku. Njegovo lansiranje bilo je zakazano za 1943. Perfidni napad nacista na našu zemlju promijenio je te planove. U jesen 1941. tvornica u Podolsku evakuirana je u Novosibirsk. Radnici i inženjeri donijeli su ovamo opremu iz rastavljene tvornice u Podolsku, kao i koncentrat i crni lim. Dva mjeseca kasnije tvornica je počela proizvoditi legure kositra i olova.

U početku je poduzeće naišlo na mnoge poteškoće, posebice svi radovi na utovaru i istovaru sirovina i materijala, njihovom prijevozu i pripremi šarže obavljali su se ručno. Ipak, tvornica je ispunila proizvodne planove i neometano opskrbljivala kupce legurom kositar-olovo.

U početku je tvornica u Novosibirsku koristila tehnologiju taljenja kositra i proizvodnju legura usvojenu u tvornici kositra u Podolsku. Prva toplina ispuštena je iz prve reverberacijske peći 23. veljače 1942. godine. Šest mjeseci kasnije pušteno je u rad još nekoliko reverberacijskih peći. Kasnije se biljka počela više razvijati Moderna tehnologija taljenje kositra. Nova shema predviđala je obogaćivanje najsiromašnijih kositrenih koncentrata složenog sastava. Gotovi koncentrati taljeni su u električnoj peći.

Razvoj nove tehnološke proizvodnje dovršen je tek u poratnim godinama. Godine 1947. uvedena je shema rafiniranja koncentrata, koja se s određenim izmjenama i danas koristi, a krajem 1948. uveden je električni postupak taljenja.

Od 1953. tvornica je počela proizvoditi kositar i babite s visokim sadržajem kositra. To je omogućeno zahvaljujući poboljšanju procesa rafinacije, koji je omogućio uklanjanje svih nečistoća iz sirovog kositra.

U tvornici su uvedena i mnoga druga tehnička poboljšanja: metoda zonskog taljenja, električno taljenje koncentrata mulja, vakuumska rafinacija kositra.

Sva ova poboljšanja omogućuju preradu lošijih koncentrata i dobivanje kositra visoke čistoće. Međutim, osoblje tvornice ne zaustavlja se na postignutim uspjesima. U nadolazećim godinama uvest će se još naprednija shema proizvodnje kositra koja će omogućiti još potpunije izdvajanje kositra i drugih metala iz koncentrata. Omogućuje procese kemijskog obogaćivanja, ispiranje izravnim protokom, oporavak na niskim temperaturama.

Uz novosibirsku tvornicu kositra, legure kositra i olova proizvodi Ryazan tvornica za proizvodnju i preradu obojenih metala, koja također prerađuje sekundarne sirovine. Proizvodni program tvornice također uključuje cink sulfat i razne poluproizvode. Jedno od postignuća tvornice je uspješna prerada troske s niskim sadržajem kositra.

Metalurški pogoni postizali su sve veće visoke tehničke i ekonomski pokazatelji proizvodnje, posebice veći postotak iskorištenja metala. Zahvaljujući tijesnoj stvaralačkoj suradnji sa znanstveno-istraživačkim i projektantskim institutima, tijekom desetog petogodišnjeg plana uspjelo se povećati vađenje kositra za 1,1 posto. Stranci su spremni kupiti neke od razvoja naših znanstvenika i inženjera, koji se uspješno koriste u tvornicama.

Međutim, neke od vrijednih komponenti koncentrata još uvijek odlaze u jalovinu tijekom dorade i nakupljaju se na odlagalištima. Ispunjavajući odluke XXVI Kongresa CPSU-a, razvijaju se i provode takve sheme za proizvodnju kositra koje će omogućiti široko korištenje unutarnjih rezervi tvornice, uzimajući u obzir pogoršanje kvalitete prerađene rude (prisutnost sulfida, turmalina, arsena i drugih štetnih nečistoća).

Središnji istraživački institut za industriju kositra (TsNIIolovo) razvio je učinkovitu i isplativu tehnologiju za proizvodnju grubih koncentrata s centraliziranom doradom, koja će omogućiti potpuno korištenje otpada. Za preradu sulfidnih polimetala dobivenih centraliziranom doradom, može se koristiti ciklonsko-elektrotermalna metoda ili obrada u vakuumskom fluidiziranom sloju koristeći različite opcije za kloridne sublimacije. Centralizirano fino podešavanje između procesa obogaćivanja i metalurškog procesa omogućit će, prvo, izdvajanje najmanje polovice kositra iz sirovih koncentrata, i drugo, smanjenje količine proizvoda siromašnih kositrom koji idu u metaluršku preradu za gotovo polovicu.

Uvođenje koncentracijsko-metalurškog kompleksa omogućit će praktički korištenje bilo koje rude za preradu, bez obzira na njihovu kvalitetu. A to će zauzvrat pridonijeti širenju sirovinske baze industrije rudarstva i prerade kositra.

Proizvodi od kositra

Planet, nazvan po bogu groma Jupiteru, srednjovjekovni alkemičari povezivali su s kositrom. Teško je zamisliti ovaj meki i savitljivi metal kao simbol strašnog i osvetoljubivog boga. Što je vodilo alkemičare u uspostavljanju ove veze?

U znanosti prihvaćeno latinsko ime kositra "stannum" izvedeno je iz sanskrtskog korijena "hundred", što u prijevodu znači "postojan", "čvrst".

Do sada nije bilo moguće točno utvrditi vrijeme kada se čisti kositar počeo koristiti za proizvodnju proizvoda. Poznati su samo fragmentarni podaci, koji se povremeno dopunjuju arheološkim iskapanjima. Prvo u jednom, a zatim iu drugom središtu starih civilizacija, pojedinačni su nalazi gotovo čistog kositra. Dakle, u jednom od drevnih egipatskih groblja iz 1. tisućljeća pr. e. pronađena je limena bočica i prsten.

Od davnina se kositar topi iz takozvanog kositrenog kamena - kasiterita, koji je ime dobio po skupini otoka u sjevernom Atlantiku. 3.5 Proizvodi od kositra

Drevni Feničani, koji nisu bili samo vješti metalurzi, već i izvanredni nautičari, krećući po kositreni kamen do Kasirida, ukrcali su na brod sidro od šupljeg cedrovog trupca ispunjenog kamenjem za težinu. Po dolasku na mjesto, skladišta broda bila su natovarena rudačom kositra. Kako se ne bi vratila uobičajena kaldrma, umjesto nje, sidrene palube bile su ispunjene rudom kositra. Tako je na brodu ostao samo teret.

Iako je kositar čovjeku bio poznat već u 4. tisućljeću pr. e. Ovaj je metal bio nedostupan i skup, jer se proizvodi od njega rijetko nalaze među rimskim i grčkim antikvitetima. Kositar se spominje u Bibliji, Četvrtoj knjizi Mojsijevoj.

Danas se kositar uglavnom koristi kao siguran, netoksičan premaz otporan na koroziju u čistom obliku ili u legurama s drugim metalima. Glavna industrijska upotreba kositra je bijeli lim (kositreno željezo) za proizvodnju spremnika za hranu.

Tehnika induciranja "mraznih uzoraka" u osnovi je bila vrlo jednostavna. Metal obložen kositrom zagrijavao se, a zatim brzo hladio prskanjem hladnom vodom ili čak uranjanjem u vodu. Tijekom ove operacije promijenjena je kristalna struktura kositra. Da bi se to pokazalo, da bi bilo vidljivo, sloj kositra je natopljen solnom kiselinom. Otkriveni kristalni uzorak svjetlucao je na metalu poput mozaika svjetlucavih santa leda. Ispod tankog sloja obojenog laka, prelijevajući se "mrazni uzorci" izgledali su još izražajnije. Ali bez obzira na to koliko je tehnologija "mraznih uzoraka" bila jednostavna, samo su majstori znali tehnološke suptilnosti koje su omogućile što dublje otkrivanje ljepote metala. Čuvar ovih "tajni" i duša zanata duge godine ostao Pantelejmon Antonovič Sosnovski, koji je 1972. preminuo u 99. godini života. Bio je posljednji majstor drevnog umjetničkog zanata.

Tin ima bolest koja se zove "kositrena kuga". Metal se "hladi" na hladnoći već na -13 ° C i počinje se postupno raspadati. Na temperaturi od -33°C bolest napreduje nevjerojatnom brzinom – proizvodi od kositra pretvaraju se u sivi prah.

Krajem prošlog stoljeća ovaj je fenomen iznevjerio članove ekspedicije koja je radila u Sibiru. U jakom mrazu, posuđe od kositra iznenada se "razboljelo". U kratkom vremenu toliko je propao da se više nije mogao koristiti u kulinarstvu. Možda bi ekspedicija morala prekinuti posao koji je započela da nije bilo zdjela i žlica koje su uspjeli izrezbariti od drveta. Više puta suočeni s "kositrenom pošasti", ljudi su konačno došli do zaključka da se lim može koristiti samo tamo gdje mu ne prijeti mraz.

3.19 Sadržaj kositra 95

Kao što je već spomenuto, kositar je izravno povezan s rađanjem melodijskih zvukova u raznim zvonima, budući da je dio bakrenih legura koje se koriste za njihovo lijevanje. Ali ispada da je u stanju pjevati prilično samostalno: čisti kositar nema ništa manje izvanredne glazbene sposobnosti. Slušajući svečane zvuke orguljske glazbe, malo tko od slušatelja shvaća da se očaravajući zvukovi rađaju najčešće u limenim cijevima. Daju zvuku posebnu čistoću i snagu.

Čovjek je od davnina koristio ne samo kositar i njegove legure, već i njegove razne kemijske spojeve. Zlatnožute kristale kositrenog disulfida obrtnici koriste za oponašanje zlatnih listića pri pozlaćivanju žbuke i drvenih reljefa.

Vodena otopina kositrenog diklorida tretira se staklom i plastikom prije nanošenja tankog sloja bilo kojeg metala na njihovu površinu. Kositar diklorid također je uključen u sastav topitelja koji se koriste u zavarivanju metala.

Kositar oksid se koristi u proizvodnji rubinskog stakla i glazura.

Kositar dioksid je bijeli pigment koji se koristi za bojanje emajla i neprozirnih glazura. U prirodi je kositreni kamen kasiterit, koji služi kao sirovina za taljenje kositra. Umjetno se dobiva kalciniranjem kositra na zraku.

Među mnogim drugim "korisnim stvarima" spojeva kositra su zaštita drva od truljenja, uništavanje štetnika i još mnogo toga.

Također bih želio napomenuti da su se mnogi lijevači, izgubivši masovne narudžbe, prebacili na proizvodnju limenih minijatura: početkom 19. stoljeća, ne samo u Nürnbergu i Augsburgu, već iu Berlinu, Potsdamu, Leipzigu, Freiburgu, Meissenu , Dresdenu i drugim njemačkim gradovima počele su nicati "tvornice limenih figura".

Nakon nastanka Njemačkog carstva, tržište su preplavile figure vojnika i zapovjednika pruske vojske iz svih razdoblja.

Danas deseci tvrtki u svijetu proizvode plastične vojnike, ali limena minijatura postupno je postala visoka umjetnost i predmet žudnje kolekcionara - sada se gotovo i ne proizvodi masovno.

Kao primjer, uzorci proizvoda od kositra:

za pružanje usluga umjetničkog kovanja metala.

"Mačja kuća" - povijest stvari.

Kositar (lat. Stannum; označen simbolom Sn) - element glavne podskupine četvrte skupine, pete periode periodnog sustava kemijskih elemenata D. I. Mendeljejeva, s atomskim brojem 50. Pripada skupini lakih metala. U normalnim uvjetima, jednostavna tvar kositar je rastezljiv, kovak i taljiv sjajni metal srebrnobijele boje.

Kada se osoba prvi put susrela s kositrom, nemoguće je sa sigurnošću reći. Kositar i njegove legure poznati su čovječanstvu od davnina. Kositar je čovjeku bio poznat već u 4. tisućljeću pr. e. Ovaj je metal bio nedostupan i skup, jer se proizvodi od njega rijetko nalaze među rimskim i grčkim antikvitetima. Kositar se spominje u Bibliji, Četvrtoj knjizi Mojsijevoj. Kositar je (uz bakar) jedan od sastojaka bronce, izumljen krajem ili sredinom 3. tisućljeća pr. e. Budući da je bronca bila najizdržljiviji metal i legura poznata u to vrijeme, kositar je bio "strateški metal" kroz cijelo "brončano doba", preko 2000 godina (vrlo grubo: 35.-11. st. pr. Kr.). Prema drugim izvorima, legure kositra i bakra, takozvane kositrene bronce, očito su se počele koristiti više od 4000 godina pr. A sa samim metalnim kositrom, osoba se susrela mnogo kasnije, oko 800. pr. U davna vremena posuđe i nakit izrađivali su se od čistog kositra, a proizvodi od bronce bili su naširoko korišteni.

Kositar je rijedak element u tragovima, a po zastupljenosti u zemljinoj kori kositar zauzima 47. mjesto. Clarkeov sadržaj kositra u zemljinoj kori, prema različitim izvorima, kreće se od 2·10 −4 do 8·10 −3 tež.%. Glavni mineral kositra je kasiter (kositreni kamen) SnO 2 koji sadrži do 78,8% kositra. Mnogo rjeđi u prirodi je stanin (kositreni piriti) - Cu 2 FeSnS 4 (27,5% Sn).

U nezagađenim površinskim vodama kositar se nalazi u submikrogramskim koncentracijama. U podzemnim vodama njegova koncentracija doseže nekoliko mikrograma po dm³, povećavajući se u području nalazišta kositrene rude, ulazi u vode zbog razaranja prvenstveno sulfidnih minerala koji su nestabilni u zoni oksidacije. MPC Sn = 2 mg/dm³.

Kositar je amfoteran element, odnosno element koji ima kisela i bazična svojstva. Ovo svojstvo kositra također određuje značajke njegove distribucije u prirodi. Zbog te dvojnosti kositar pokazuje litofilna, halkofilna i siderofilna svojstva. Kositar po svojim svojstvima pokazuje bliskost s kvarcom, zbog čega je poznat bliski odnos kositra u obliku oksida (kasiterit) s kiselim granitoidima (litofilnost), često obogaćenim kositrom, sve do stvaranja samostalnih kvarc- kasiteritske žile. Alkalna priroda ponašanja kositra određena je stvaranjem vrlo raznolikih sulfidnih spojeva (halkofilnost), sve do stvaranja samorodnog kositra i raznih intermetalnih spojeva poznatih u ultrabazičnim stijenama (siderofilnost).

Općenito, mogu se razlikovati sljedeći oblici nalaza kositra u prirodi:

1. Raspršeni oblik; specifičan oblik nalaza kositra u ovom obliku nije poznat. Ovdje se može govoriti o izomorfno raspršenom obliku pojave kositra zbog prisutnosti izomorfizma s nizom elemenata (Ta, Nb, W - uz nastanak tipičnih kisikovih spojeva; V, Cr, Ti, Mn, Sc - s stvaranje kisikovih i sulfidnih spojeva). Ako koncentracije kositra ne prelaze određene kritične vrijednosti, tada on može izomorfno zamijeniti navedene elemente. Mehanizmi izomorfizma su različiti.
2. Mineralni oblik: Kositar se nalazi u mineralima koncentratora. U pravilu, to su minerali u kojima je prisutno željezo Fe +2: biotiti, granati, pirokseni, magnetiti, turmalini itd. Ovaj odnos je zbog izomorfizma, na primjer, prema shemi Sn +4 + Fe +2 → 2Fe +3. U skarnima koji sadrže kositar, visoke koncentracije kositra nalaze se u granatima (do 5,8 mas.%) (osobito u andraditima), epidotu (do 2,84 mas.%) itd.

Fizikalna i kemijska svojstva kositra

Jednostavna tvar kositar je polimorfna. U normalnim uvjetima postoji u obliku b-modifikacije (bijeli kositar), stabilan iznad 13,2°C. Bijeli kositar je srebrno-bijeli, meki, duktilni metal s tetragonalnom jediničnom ćelijom, parametri a = 0,5831, c = 0,3181 nm. Koordinacijsko okruženje svakog atoma kositra u njemu je oktaedar. Gustoća b-Sn je 7,228 g/cm3. Talište 231,9°C, vrelište 2270°C.

Kada se ohladi, npr. kada je vani hladno, bijeli lim prelazi u a-modifikaciju (sivi lim). Sivi kositar ima dijamantnu strukturu (kubična kristalna rešetka s parametrom a = 0,6491 nm). U sivom kositru, koordinacijski poliedar svakog atoma je tetraedar, koordinacijski broj je 4. Fazni prijelaz b-Sn a-Sn prati povećanje specifičnog volumena za 25,6% (gustoća a-Sn je 5,75 g / cm 3), što dovodi do raspršivanja kositrenog praha. U starim danima, rasipanje kositrenih proizvoda promatrano tijekom jakih hladnoća nazivalo se "kositrenom kugom". Kao posljedica te "pošasti", gumbi na uniformama vojnika, njihove kopče, šalice i žlice su se raspadale, a vojska je mogla izgubiti svoju borbenu učinkovitost. (Za više o "kositrenoj pošasti" pogledajte zanimljivosti o kositru, link na dnu ove stranice).

Zbog velike razlike u strukturama dviju modifikacija kositra, njihova električna fizička svojstva. Dakle, b-Sn je metal, a a-Sn je poluvodič. Ispod 3,72 K a-Sn prelazi u supravodljivo stanje. Standardni elektrodni potencijal E °Sn 2+ /Sn je –0,136 V, a E para °Sn 4+ /Sn 2+ je 0,151 V.

Na sobnoj temperaturi kositar je, kao i njegov kolega germanij, otporan na zrak ili vodu. Takva se inertnost objašnjava stvaranjem površinskog filma oksida. Primjetna oksidacija kositra na zraku počinje na temperaturama iznad 150°C:

Sn + O 2 \u003d SnO 2.

Kada se zagrije, kositar reagira s većinom nemetala. U tom slučaju nastaju spojevi u oksidacijskom stanju +4, što je za kositar karakterističnije od +2. Na primjer:

Sn + 2Cl 2 = SnCl 4

Kositar sporo reagira s koncentriranom solnom kiselinom:

Sn + 4HCl \u003d SnCl 4 + H 2

Također je moguće formirati klorotin kiseline sastava HSnCl 3 , H 2 SnCl 4 i druge, na primjer:

Sn + 3HCl \u003d HSnCl3 + 2H 2

U razrijeđenoj sumpornoj kiselini kositar se ne otapa, ali s koncentriranom sumpornom kiselinom reagira vrlo sporo.

Sastav produkta reakcije kositra s dušičnom kiselinom ovisi o koncentraciji kiseline. U koncentriranoj dušičnoj kiselini nastaje kositrena kiselina b-SnO 2 nH 2 O (ponekad se njena formula piše kao H 2 SnO 3). U ovom slučaju kositar se ponaša kao nemetal:

Sn + 4HNO 3 konc. \u003d b-SnO 2 H 2 O + 4NO 2 + H 2 O

U interakciji s razrijeđenom dušičnom kiselinom, kositar pokazuje svojstva metala. Kao rezultat reakcije nastaje sol kositar (II) nitrata:

3Sn + 8HNO 3 odn. \u003d 3Sn (NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O.

Kada se zagrijava, kositar, poput olova, može reagirati s vodenim otopinama lužina. U tom slučaju dolazi do oslobađanja vodika i stvaranja hidroksokompleksa Sn (II), na primjer:

Sn + 2KOH + 2H 2 O \u003d K 2 + H 2

Kositar hidrid - stanan SnH 4 - može se dobiti reakcijom:

SnCl 4 + Li \u003d SnH 4 + LiCl + AlCl 3.

Ovaj hidrid je vrlo nestabilan i sporo se raspada čak i na 0°C.

Kositar odgovara dvama oksidima SnO 2 (nastalim tijekom dehidracije kositrenih kiselina) i SnO. Potonji se može dobiti laganim zagrijavanjem kositrenog (II) hidroksida Sn (OH) 2 u vakuumu:

Sn(OH) 2 \u003d SnO + H 2 O

S jakim zagrijavanjem, kositar (II) oksid disproporcionira:

2SnO = Sn + SnO 2

Kada se skladišti na zraku, SnO monoksid postupno oksidira:

2SnO + O 2 \u003d 2SnO 2.

Tijekom hidrolize otopina soli kositra (IV) nastaje bijeli talog - takozvana a-kositrena kiselina:

SnCl4 + 4NH3 + 6H2O \u003d H2 + 4NH4Cl.

H 2 \u003d a-SnO 2 nH 2 O + 3H 2 O.

Svježe dobivena a-kositarna kiselina otapa se u kiselinama i lužinama:

a-SnO 2 nH 2 O + KOH \u003d K 2,

a-SnO 2 nH 2 O + HNO 3 \u003d Sn (NO 3) 4 + H 2 O.

Tijekom skladištenja α-kositarna kiselina stari, gubi vodu i prelazi u β-kositarnu kiselinu koja je kemijski inertnija. Ova promjena svojstava povezana je sa smanjenjem broja aktivnih HO–Sn skupina nakon stajanja i njihovom zamjenom inertnijim premošćivanjem –Sn–O–Sn– veza.

Kada se otopina Sn (II) soli izloži otopinama sulfida, taloži se talog kositar (II) sulfida:

Sn2+ + S2– = SnS

Ovaj sulfid se može lako oksidirati u SnS 2 otopinom amonijevog polisulfida:

SnS + (NH 4) 2 S 2 \u003d SnS 2 + (NH 4) 2 S

Nastali disulfid SnS 2 se otapa u otopini amonijevog sulfida (NH 4) 2 S:

SnS 2 + (NH 4) 2 S \u003d (NH 4) 2 SnS 3.

Kositar tvori opsežnu klasu organokositrenih spojeva koji se koriste u organskoj sintezi, kao pesticidi i drugi.

Faza taljenja.

Za redukciju se kasiterit tali s ugljičnim materijalima u reverberacijskim ili posebnim vrstama šahtnih peći. Osobne peći za taljenje kositra upotrebljavaju se od davnina; drveni ugljen, koji služi kao redukcijski agens, spaljuje se u njima pomoću mlaznice, koja se puni u slojevima naizmjenično sa slojevima kasiterita. Češće reverberacijske peći koriste bitumenski ugljen kao gorivo; rade slično kao otvorene čeličane, s rudom pomiješanom s antracitom i vapnencem. Peći oba tipa proizvode trosku bogatu kositrom (do 25%). Troska se podvrgava pročišćavanju pretapanjem na znatno višoj temperaturi uz dodatak novih količina redukcijskog sredstva. Rezultat je crni kositar s visokim udjelom željeza - takozvana željezna pećna ploča. Proces zahtijeva strogu kontrolu, inače će sekundarne troske sadržavati previsok postotak kositra.

faza rafiniranja.

Čistoća primarnog kositra ovisi o izvornoj rudi, ali najčešće zahtijeva pročišćavanje, koje se može provesti termički ili elektrolitički.

Toplinska rafinacija. Crni kositar koji sadrži 97-99% Sn rafinira se od nečistoća u grijanim čeličnim polukuglastim kotlovima na temperaturi od oko 300 ° C. Željezo i bakar uklanjaju se dodavanjem ugljena i sumpora u talinu, arsen i antimon se odvajaju u obliku spojeva i legure s aluminijem, olovo - djelovanje SnCl 2, i bizmut - u obliku spojeva s kalcijem i magnezijem. Rafinirani metal sadrži 99,75-99,95% Sn.

elektrolitička rafinacija. Metodu elektrolitičke rafinacije razvila je tvrtka American Smelting and Refining za visoko kontaminirane bolivijske rude. Elektrolit sadrži 8% sumporne kiseline, 4% krezol i fenolsulfonske kiseline i 3% kositra (Sn 2+). Kupelji za elektrolizu i pomoćna oprema približno su isti kao kod rafiniranja bakra. Radna temperatura 35 ° C. Čistoća elektrolitičkog kositra (> 99,98%) veća je od one termički rafiniranog. Dodatnim pročišćavanjem metodom zonskog taljenja dobiva se izuzetno čisti kositar za poluvodičku tehniku ​​(99,995% Sn).

Dobivanje kositra iz recikliranih materijala

Da bi se dobio kilogram metala, nije potrebno preraditi centner rude. Možete i drugačije: "ogulite" 2000 starih konzervi.

Samo pola grama kositra po limenci. Ali pomnoženo s opsegom proizvodnje, tih pola grama pretvara se u desetke tona ... Udio "sekundarnog" kositra u industriji zapadnih zemalja je oko trećine ukupne proizvodnje.

Gotovo je nemoguće izdvojiti kositar iz kositra mehaničkim putem (od njega se izrađuju limenke), stoga koriste razliku u kemijskim svojstvima željeza i kositra. Najčešće se kositar tretira plinovitim klorom. Željezo u nedostatku vlage ne reagira s njim. Kositar se vrlo lako spaja s klorom. Nastaje dimna tekućina - kositar klorid SnCl 4, koji se koristi u kemijskoj i tekstilnoj industriji ili se šalje u elektrolizer da se iz njega dobije metalni kositar.

• Kositar se prvenstveno koristi kao siguran, netoksičan premaz otporan na koroziju u svom čistom obliku ili u legurama s drugim metalima. Glavne industrijske primjene kositra su u bijelim limovima (kositrenom željezu) za pakiranje hrane, u lemovima za elektroniku, u kućnim vodovodima, u legurama za ležajeve i u premazima od kositra i njegovih legura. Najvažnija legura kositra je bronca (s bakrom). Još jedna poznata legura, kositar, koristi se za izradu stolnog posuđa. Nedavno je došlo do oživljavanja interesa za korištenje metala, budući da je on "najprihvatljiviji za okoliš" među teškim obojenim metalima. Koristi se za stvaranje supravodljivih žica na temelju intermetalnog spoja Nb 3 Sn.
• Zlatnožute kristale kositrenog disulfida majstori koriste za oponašanje zlatnih listića pri pozlaćivanju žbuke i drvenih reljefa.
  Vodena otopina kositrenog diklorida tretira se staklom i plastikom prije nanošenja tankog sloja bilo kojeg metala na njihovu površinu. Kositar diklorid također je uključen u sastav topitelja koji se koriste u zavarivanju metala. Kositar oksid se koristi u proizvodnji rubinskog stakla i glazura.

• Intermetalni spojevi kositra i cirkonija imaju visoka tališta (do 2000 °C) i otpornost na oksidaciju pri zagrijavanju na zraku i imaju brojne primjene.

• Kositar je najvažnija legirajuća komponenta u proizvodnji konstrukcijskih legura titana.

• Kositar dioksid je vrlo učinkovit abrazivni materijal koji se koristi za "završnu obradu" površine optičkog stakla.
• Na osnovi organokositrenih spojeva stvoreni su učinkoviti insekticidi; organokositrena stakla pouzdano štite od rendgenskog zračenja, podvodni dijelovi brodova prekriveni su polimernim olovom i organokositrenim bojama tako da na njima ne rastu mekušci.

• Kositar se također koristi u kemijskim izvorima struje kao anodni materijal, na primjer: element mangan-kositar, element oksid-živa-kositar. Upotreba kositra u olovno-kositrenoj bateriji je obećavajuća; tako npr. pri jednakom naponu, u usporedbi s olovnom baterijom, olovno-kositrena baterija ima 2,5 puta veći kapacitet i 5 puta veću gustoću energije po jedinici volumena, njezin unutarnji otpor je znatno manji.
• Kositar je izravno povezan s rađanjem melodijskih zvukova u raznim zvonima, budući da je dio bakrenih legura koje se koriste za njihovo lijevanje. Ali ispada da je u stanju pjevati prilično samostalno: čisti kositar nema ništa manje izvanredne glazbene sposobnosti. Slušajući svečane zvuke orguljske glazbe, malo tko od slušatelja shvaća da se očaravajući zvukovi rađaju najčešće u limenim cijevima. Daju zvuku posebnu čistoću i snagu.
• Među mnogim drugim korisnim svojstvima spojeva kositra su zaštita drva od propadanja, uništavanje štetnika i još mnogo toga.

Učinak kositra na ljude

O ulozi kositra u živim organizmima ne zna se gotovo ništa. Ljudsko tijelo sadrži približno (1-2) 10 -4% kositra, a dnevni unos hranom iznosi 0,2-3,5 mg. Kositar predstavlja opasnost za ljude u obliku para i raznih aerosolnih čestica, prašine. Pri izlaganju parama ili kositrenoj prašini može se razviti stanoza - oštećenje pluća. Neki organokositreni spojevi vrlo su otrovni. Privremeno dopuštena koncentracija spojeva kositra u atmosferskom zraku je 0,05 mg/m 3 , MDK kositra u prehrambenim proizvodima je 200 mg/kg, u mliječnim proizvodima i sokovima - 100 mg/kg. Otrovna doza kositra za ljude je 2 g.

limena kuga

Kositar ima svojstvo koje se naziva "kositrena kuga". Metal se "hladi" na hladnoći već na -13 ° C i počinje se postupno raspadati. Na temperaturi od -33 ° C, svojstvo napreduje nevjerojatnom brzinom - proizvodi od kositra pretvaraju se u sivi prah. Upravo zbog kositrene pošasti do nas nisu dospjele najpoznatije zbirke kositrenih vojnika iz prošlosti.

Zašto se sada ovakve priče ne događaju? Samo iz jednog razloga: naučili su "liječiti" limenu kugu. Razjašnjena je njegova fizikalno-kemijska priroda, utvrđeno je kako pojedini dodaci utječu na osjetljivost metala na "kugu". Pokazalo se da aluminij i cink pridonose tom procesu, dok ga bizmut, olovo i antimon, naprotiv, suprotstavljaju.

Rezerve kositra u svijetu

Rezerve kositra na zemlji su prilično male i iznose oko 5,6 milijuna tona. Kina ima velike rezerve kositra - 30,52% u svijetu. Prilično uočljive u odnosu na opću pozadinu su rezerve kositra u Indoneziji - 14,4%, Peruu - 12,8%, Boliviji - 8%, Brazilu - 9,7% i Maleziji - 9% u svjetskim rezervama kositra od siječnja 2010.

Proizvodnja kositra u svijetu

Proizvodnja rafiniranog kositra u svijetu posljednjih je godina u stalnom porastu. Njegova dinamika bila je sljedeća (tisuća tona): 2000. - 270, 2003. - 280, 2006. - 325.

Rudarstvo kositra u 2009. poraslo je za 2% na 306 tisuća tona. Rudarstvo kositra u svijetu obavljaju one zemlje koje posjeduju najveće rezerve. U 2009. godini najveće zemlje tradicionalno su bile Kina sa 37,6% svjetske proizvodnje, Indonezija - 32,7% i Peru 12,4% svjetske proizvodnje. Rusija zauzima prilično nisko mjesto u svjetskoj proizvodnji kositra s vrijednošću od 0,3% u svjetskoj proizvodnji.
Svjetska proizvodnja rafiniranog kositra u 2009. smanjena je za 2% na 315 tisuća tona. Najveća tvrtka za proizvodnju rafiniranog kositra je YUNNAN TIN, koja zauzima 18% ukupne proizvodnje u 2009. godini. PT TIMAH je na drugom mjestu s udjelom od 13% u globalnim okvirima. Na trećem mjestu je MINSUR - 13%. MALAYSIA SMELTING CORP zauzima četvrto mjesto u 2009. s 12,5% udjela u globalnoj proizvodnji.

Indonezija čini oko 30% svjetske proizvodnje kositra. U samoj Indoneziji glavna regija za proizvodnju ovog obojenog metala je pokrajina Banki-Belitunga. Industrija kositra zapošljava otprilike 40% ukupne radne snage u zemlji. Indonezija je 2007. godine uvela kvote za izvoz kositra kako bi održala njegovu cijenu na svjetskom tržištu. Godine 2006. Indonezija je proizvela oko 120 tisuća tona kositra.

Cijene kositra porasle su s 8.000 dolara po toni rafiniranog metala na 15.000 dolara između 2006. i 2007., a zatim na 20.000 dolara u drugoj polovici 2010. godine.

Rezerve kositra u Rusiji

U ZND-u rezerve kositra su koncentrirane u Rusiji, Kirgistanu i Kazahstanu. Vađenje većine kositra u CIS-u obavljaju ruska poduzeća. Jedini proizvođač metalnog kositra u CIS-u, JSC "Novosibirsk Tin Plant", također se nalazi u Rusiji. Ovo poduzeće kontrolira rudnike kositra u Rusiji i Kirgistanu.

Rusija ima rezerve kositra u dovoljnim količinama. Ali samo u uvjetima visokih cijena kositra, razvoj ležišta postaje prilično isplativ, jer se nalaze na teško dostupnim mjestima na Dalekom istoku i na velikoj udaljenosti od proizvođača kositra.

Glavni potrošači kositra u CIS-u su proizvođači bijelog lima (JSC MMK, JSC Mittal Steel Temirtau, JSC Zaporzhstal) i proizvođači legura, uglavnom lemova.

Prema riječima stručnjaka Infominea, u idućim godinama treba očekivati ​​porast potrošnje kositra, prvenstveno u Rusiji. Raste proizvodnja konzervirane hrane, float stakla, raste proizvodnja u strojogradnji, što je sada podržano na razini vodstva zemlje. Moguće je da potrošnja u budućnosti do 2010. neće biti pokrivena domaćom proizvodnjom, a uvoz kositra i njegovih legura u Rusiju će se povećati.

Kositar(lat. Stannum), Sn, kemijski element IV skupine Mendeljejeva periodnog sustava; atomski broj 50, atomska masa 118,69; bijeli sjajni metal, težak, mekan i rastegljiv. Element se sastoji od 10 izotopa s masenim brojevima 112, 114-120, 122, 124; potonji je slabo radioaktivan; izotop 120 Sn je najzastupljeniji (oko 33%).

Povijesna referenca. Legure kositra s bakrom - bronca bile su poznate već u 4. tisućljeću pr. e., a čisti metal u 2. tisućljeću pr. e. U antičkom svijetu od kositra su se izrađivali nakit, posuđe i posuđe. Podrijetlo imena "stannum" i "tin" nije točno utvrđeno.

Rasprostranjenost kositra u prirodi. Kositar je karakterističan element gornjeg dijela zemljine kore, njegov sadržaj u litosferi iznosi 2,5 10 -4% po masi, u kiselim magmatskim stijenama 3 10 -4 "%, a u dubljim bazičnim 1,5 10 -4%; čak manje kositra u plaštu. Koncentracija kositra povezana je i s magmatskim procesima (poznati kao "graniti koji sadrže kositar", pegmatiti obogaćeni kositrom) i s hidrotermalnim procesima; od 24 poznata minerala kositra, 23 su nastala na visokim temperaturama i Pritisci Glavna industrijska vrijednost je kasiterit SnO 2, manje - stanin Cu 2 FeSnS 4. U biosferi kositar slabo migrira, u morskoj vodi samo 3 10 -7%, poznate su vodene biljke s visokim sadržajem kositra. Međutim, opći trend u geokemiji kositra u biosferi je disperzija.

Fizikalna svojstva kositra. Kositar ima dvije polimorfne modifikacije. Kristalna rešetka običnog β-Sn (bijelog kositra) je tetragonalna s periodima a = 5,813Å, c = 3,176Å; gustoća 7,29 g/cm 3 . Na temperaturama ispod 13,2 °C stabilna α-Sn (sivi kositar) kubična struktura poput dijamanta; gustoća 5,85 g/cm 3 . Prijelaz β->α prati transformacija metala u prah. t pl 231,9 °S, t bp 2270 °S. Temperaturni koeficijent linearnog širenja 23 10 -6 (0-100 °S); specifična toplina (0°C) 0,225 kJ/(kg K), tj. 0,0536 cal/(g°C); toplinska vodljivost (0 ° C) 65,8 W / (m K.), tj. 0,157 cal / (cm sec ° C); specifični električni otpor (20 ° C) 0,115 10 -6 ohm m, odnosno 11,5 10 -6 ohm cm. Vlačna čvrstoća 16,6 MN / m 2 (1,7 kgf / mm 2); istezanje 80-90%; Tvrdoća po Brinellu 38,3-41,2 MN / m 2 (3,9-4,2 kgf / mm 2). Prilikom savijanja kositrenih šipki čuje se karakteristično krckanje od međusobnog trenja kristalita.

Kemijska svojstva kositra. U skladu s konfiguracijom vanjskih elektrona atoma 5s 2 5p 2 Kositar ima dva oksidacijska stanja: +2 i +4; potonji je stabilniji; Spojevi Sn(II) su jaki redukcijski agensi. Suh i vlažan zrak na temperaturama do 100 °C praktički ne oksidira kositar: zaštićen je tankim, jakim i gustim filmom SnO 2 . U odnosu na hladnu i kipuću vodu Kositar je postojan. Standardni elektrodni potencijal kositra u kiselom mediju je -0,136 V. Iz razrijeđene HCl i H 2 SO 4 na hladnoći kositar polako istiskuje vodik, stvarajući klorid SnCl 2 odnosno sulfat SnSO 4 . U vrućoj koncentriranoj H 2 SO 4 kada se zagrijava, kositar se otapa, stvarajući Sn(SO 4) 2 i SO 2. Hladna (0°C) razrijeđena dušična kiselina djeluje na kositar prema reakciji:

4Sn + 10HNO 3 \u003d 4Sn (NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O.

Kada se zagrijava s koncentriranom HNO 3 (gustoća 1,2-1,42 g / ml), kositar se oksidira uz stvaranje taloga metatinske kiseline H 2 SnO 3, čiji je stupanj hidratacije promjenjiv:

3Sn + 4HNO 3 + nH 2 O = 3H 2 SnO 3 nH 2 O + 4NO.

Kada se kositar zagrijava u koncentriranim otopinama alkalija, oslobađa se vodik i nastaje heksahidrosaniat:

Sn + 2KOH + 4H 2 O \u003d K 2 + 2H 2.

Kisik u zraku pasivizira kositar, ostavljajući film SnO 2 na njegovoj površini. Kemijski je oksid (IV) SnO 2 vrlo stabilan, a oksid (II) SnO se brzo oksidira, dobiva se neizravno. SnO 2 pokazuje pretežno kisela svojstva, SnO - bazična.

Kositar se ne spaja izravno s vodikom; hidrid SnH 4 nastaje interakcijom Mg 2 Sn s klorovodičnom kiselinom:

Mg 2 Sn + 4HCl \u003d 2MgCl 2 + SnH 4.

To je bezbojni otrovni plin, t kip -52 ° C; vrlo je krhak, na sobnoj temperaturi se razgrađuje na Sn i H 2 u roku od nekoliko dana, a iznad 150 ° C - odmah. Također nastaje pod djelovanjem vodika u trenutku izolacije na soli kositra, na primjer:

SnCl2 + 4HCl + 3Mg \u003d 3MgCl2 + SnH4.

S halogenima kositar daje spojeve sastava SnX 2 i SnX 4 . Prvi su slični soli i u otopinama daju ione Sn 2+, drugi (osim SnF 4) se hidroliziraju vodom, ali su topljivi u nepolarnim organskim tekućinama. Interakcija kositra sa suhim klorom (Sn + 2Cl 2 = SnCl 4) daje SnCl 4 tetraklorid; to je bezbojna tekućina koja dobro otapa sumpor, fosfor, jod. Prethodno je, prema gornjoj reakciji, kositar uklonjen iz neuspjelih konzerviranih proizvoda. Sada se metoda ne koristi široko zbog toksičnosti klora i velikih gubitaka kositra.

Tetrahalidi SnX 4 tvore kompleksne spojeve s H 2 O, NH 3, dušikovim oksidima, PCl 5 , alkoholima, eterima i mnogim organskim spojevima. S halogenovodičnim kiselinama halogenidi kositra daju kompleksne kiseline koje su stabilne u otopinama, npr. H 2 SnCl 4 i H 2 SnCl 6 . Kada se razrijede vodom ili neutraliziraju, otopine jednostavnih ili složenih klorida hidroliziraju se dajući bijele taloge Sn (OH) 2 ili H 2 SnO 3 nH 2 O. Sa sumporom kositar daje sulfide netopljive u vodi i razrijeđene kiseline: smeđu SnS i zlatno žuta SnS 2 .

Dobivanje Tina. Industrijska proizvodnja kositra je svrsishodna ako je njegov sadržaj u placerima 0,01%, u rudama 0,1%; obično desetinke i jedinice postotaka. Kositar u rudama često prate W, Zr, Cs, Rb, elementi rijetkih zemalja, Ta, Nb i drugi vrijedni metali. Primarne sirovine se obogaćuju: placeri - uglavnom gravitacijom, rude - također flotacijom ili flotacijom.

Koncentrati koji sadrže 50-70% kositra peku se radi uklanjanja sumpora, a željezo se uklanja djelovanjem HCl. Ako su prisutne nečistoće volframita (Fe,Mn)WO4 i šeelita CaWO4, koncentrat se tretira s HCl; nastali WO 3 ·H 2 O se preuzima s NH 4 OH. Taljenjem koncentrata s ugljenom u električnim ili plamenim pećima dobiva se grubi kositar (94-98% Sn) koji sadrži primjese Cu, Pb, Fe, As, Sb, Bi. Kada se pusti iz peći, kositar se filtrira na temperaturi od 500-600°C kroz koks ili centrifugira, čime se odvaja glavnina željeza. Ostatak Fe i Cu uklanja se miješanjem elementarnog sumpora u tekući metal; nečistoće isplivaju u obliku čvrstih sulfida, koji se uklanjaju s površine kositra. Od arsena i antimona kositar se rafinira na isti način - miješanjem aluminija, od olova - sa SnCl 2 . Ponekad se Bi i Pb isparavaju u vakuumu. Elektrolitička rafinacija i zonska rekristalizacija se relativno rijetko koriste za dobivanje posebno čistog kositra. Oko 50% ukupnog proizvedenog kositra je sekundarni metal; dobiva se iz otpadnog bijelog lima, otpadaka i raznih legura.

Primjena kositra. Do 40% kositra koristi se za kalajisanje bijelog lima, ostatak se troši za proizvodnju lemova, legura za ležajeve i tiskanje. Oksid SnO 2 koristi se za proizvodnju toplinski otpornih emajla i glazura. Sol - natrijev stanit Na 2 SnO 3 3H 2 O koristi se u bojenju tkanina za mrlje. Kristalni SnS 2 ("zlatni listići") dio je boja koje imitiraju pozlatu. Niobijev stanid Nb 3 Sn jedan je od najčešće korištenih supravodljivih materijala.

Toksičnost samog kositra i većine njegovih anorganskih spojeva niska je. Akutna trovanja uzrokovana elementarnim kositrom, koji se široko koristi u industriji, praktički se ne događaju. Odvojeni slučajevi trovanja opisani u literaturi, očito, uzrokovani su oslobađanjem AsH 3 kada voda slučajno uđe u otpad od pročišćavanja kositra od arsena. Pneumokonioza se može razviti kod radnika u talionicama kositra s produljenom izloženošću prašini kositrenog oksida (tzv. crni kositar, SnO); slučajevi kroničnog ekcema ponekad su zabilježeni među radnicima zaposlenim u proizvodnji kositrene folije. Kositar tetraklorid (SnCl 4 5H 2 O) pri koncentraciji u zraku iznad 90 mg/m 3 nadražuje gornje dišne ​​putove, izazivajući kašalj; Dospijevši na kožu, kositreni klorid uzrokuje njezinu ulceraciju. Jak konvulzivni otrov je kositar vodik (stanometan, SnH 4), ali je vjerojatnost njegovog nastanka u industrijskim uvjetima zanemariva. Teška trovanja pri konzumiranju dugotrajne konzervirane hrane mogu biti povezana s stvaranjem SnH 4 u limenkama (zbog djelovanja organskih kiselina na sadržaj limenki). Akutno trovanje sićušnim vodikom karakterizirano je konvulzijama, poremećajem ravnoteže; smrt je moguća.

Organski spojevi kositra, posebice di- i trialkilni, imaju izražen učinak na središnji živčani sustav. Znakovi trovanja trialkilnim spojevima: glavobolja, povraćanje, vrtoglavica, konvulzije, pareza, paraliza, smetnje vida. Često se razvija koma, poremećaji srčane aktivnosti i disanja sa smrtnim ishodom. Toksičnost dialkilnih spojeva kositra je nešto manja, u kliničkoj slici trovanja prevladavaju simptomi oštećenja jetre i žučnih putova.

Lim kao likovni materijal. Izvrsna svojstva lijevanja, savitljivost, duktilnost za rezač, plemenita srebrno-bijela boja doveli su do upotrebe kositra u umjetnosti i obrtu. U starom Egiptu kositar se koristio za izradu nakita zalemljenog na druge metale. Od kraja 13. stoljeća u zapadnoeuropskim zemljama pojavljuju se posude i crkveno posuđe od kositra, slično srebru, ali mekšeg obrisa, s dubokim i zaobljenim potezom graviranja (natpisi, ornamenti). U 16. st. F. Briot (Francuska) i K. Enderlein (Njemačka) počeli su lijevati svečane zdjele, posude, pehare od kositra s reljefnim prikazima (grbovi, mitološki, žanr-scene). A. Sh. Buhl uveo je kositar u intarziju pri doradi namještaja. U Rusiji su proizvodi od kositra (okviri za ogledala, posuđe) postali rašireni u 17. stoljeću; u 18. stoljeću na sjeveru Rusije proizvodnja bakrenih pladnjeva, čajnika, burmutica, obrubljenih limenim pločama s emajlima, dosegla je vrhunac. Do početka 19. stoljeća limeno posuđe ustupilo je mjesto zemljanom posuđu, a kositar kao umjetnički materijal postao je rijedak. Estetske zasluge moderne ukrasni predmeti od kositra - u jasnom prepoznavanju strukture predmeta i zrcalne čistoće površine, postignute lijevanjem bez daljnje obrade.