Sifat fisik timah abu-abu dan aplikasinya. Timah: properti, fakta menarik, aplikasi

Unsur kimia timah merupakan salah satu dari tujuh logam purba yang dikenal umat manusia. Logam ini adalah bagian dari perunggu, yang memiliki nilai bagus. Saat ini, unsur kimia timah telah kehilangan permintaannya, tetapi sifat-sifatnya patut dipertimbangkan dan dipelajari secara mendetail.

Apa itu elemen?

Itu terletak di periode kelima, di kelompok keempat (subkelompok utama). Susunan ini menunjukkan bahwa unsur kimia timah adalah senyawa amfoter yang mampu menunjukkan sifat basa dan asam. Massa atom relatif adalah 50, sehingga dianggap sebagai elemen ringan.

Keunikan

Unsur kimia timah adalah zat yang ulet, dapat ditempa, dan berwarna keperakan. warna putih. Saat digunakan, ia kehilangan kilau, yang dianggap sebagai minus dari karakteristiknya. Timah adalah logam yang menyebar, jadi ada kesulitan dalam ekstraksinya. Unsur ini memiliki titik didih tinggi (2600 derajat), titik leleh rendah (231,9 C), konduktivitas listrik tinggi, dan kelenturan yang sangat baik. Ini memiliki ketahanan sobek yang tinggi.

Timah merupakan unsur yang tidak memiliki sifat toksik, tidak berdampak negatif bagi tubuh manusia, oleh karena itu sangat diminati dalam produksi pangan.

Apa properti lain yang dimiliki timah? Saat memilih elemen ini untuk pembuatan piring dan saluran pipa air, Anda tidak perlu takut akan keselamatan Anda.

Berada di dalam tubuh

Apa lagi yang menjadi ciri timah (unsur kimia)? Bagaimana rumusnya dibaca? Masalah-masalah ini dibahas dalam kursus kurikulum sekolah. Dalam tubuh kita, elemen ini terletak di tulang, berkontribusi pada proses regenerasi jaringan tulang. Ini diklasifikasikan sebagai makronutrien, oleh karena itu, untuk kehidupan yang penuh, seseorang membutuhkan dua hingga sepuluh mg timah per hari.

Unsur ini memasuki tubuh dalam jumlah yang lebih besar dengan makanan, tetapi usus menyerap tidak lebih dari lima persen dari asupan, sehingga kemungkinan keracunan minimal.

Dengan kekurangan logam ini, pertumbuhan melambat, gangguan pendengaran terjadi, komposisi jaringan tulang berubah, dan kebotakan diamati. Keracunan disebabkan oleh penyerapan debu atau uap logam ini, serta senyawanya.

Sifat dasar

Kepadatan timah memiliki nilai rata-rata. Logam ini memiliki ketahanan korosi yang tinggi, sehingga digunakan dalam perekonomian nasional. Misalnya, timah diminati dalam pembuatan kaleng.

Apa lagi yang menjadi ciri timah? Penggunaan logam ini juga didasarkan pada kemampuannya untuk menggabungkan berbagai logam, menciptakan lingkungan eksternal yang tahan terhadap lingkungan agresif. Misalnya, logam itu sendiri diperlukan untuk pengalengan barang-barang dan peralatan rumah tangga, dan soldernya diperlukan untuk teknik radio dan listrik.

Karakteristik

Oleh mereka sendiri karakteristik eksternal logam ini mirip dengan aluminium. Pada kenyataannya, kesamaan di antara mereka tidak signifikan, hanya dibatasi oleh cahaya dan kilau logam, ketahanan terhadap korosi kimia. Aluminium menunjukkan sifat amfoter, oleh karena itu mudah bereaksi dengan basa dan asam.

Misalnya, jika asam asetat bekerja pada aluminium, reaksi kimia diamati. Timah hanya mampu berinteraksi dengan asam pekat kuat.

Kelebihan dan kekurangan timah

Logam ini praktis tidak digunakan dalam konstruksi, karena tidak memiliki kekuatan mekanik yang tinggi. Pada dasarnya, bukan logam murni yang digunakan saat ini, tetapi paduannya.

Mari kita soroti keunggulan utama logam ini. Yang paling penting adalah kelenturan, digunakan dalam proses pembuatan barang-barang rumah tangga. Misalnya, dudukan, lampu yang terbuat dari logam ini terlihat estetis.

Lapisan timah memungkinkan untuk secara signifikan mengurangi gesekan, berkat produk yang dilindungi dari keausan dini.

Di antara kelemahan utama dari logam ini, orang dapat menyebutkan sedikit kekuatannya. Timah tidak cocok untuk pembuatan suku cadang dan suku cadang yang membutuhkan beban yang signifikan.

Penambangan logam

Timah dilelehkan pada suhu rendah, tetapi karena kesulitan ekstraksinya, logam ini dianggap sebagai zat yang mahal. Karena titik leleh yang rendah, saat mengaplikasikan timah ke permukaan logam, penghematan energi listrik yang signifikan dapat diperoleh.

Struktur

Logam memiliki struktur yang homogen, tetapi, tergantung pada suhu, fase yang berbeda dimungkinkan, berbeda dalam karakteristik. Di antara modifikasi paling umum dari logam ini, kami mencatat varian yang ada pada suhu 20 derajat. Konduktivitas termal, titik didihnya, adalah karakteristik utama yang diberikan untuk timah. Ketika suhu turun dari 13,2 C, modifikasi terbentuk, yang disebut timah abu-abu. Bentuk ini tidak memiliki plastisitas dan kelenturan, memiliki kerapatan yang lebih rendah, karena memiliki kisi kristal yang berbeda.

Selama transisi dari satu bentuk ke bentuk lain, perubahan volume diamati, karena ada perbedaan kepadatan, akibatnya terjadi penghancuran produk timah. Fenomena ini disebut "wabah timah". Fitur ini mengarah pada fakta bahwa area penggunaan logam berkurang secara signifikan.

Dalam kondisi alami, timah dapat ditemukan dalam komposisi batuan dalam bentuk elemen jejak, selain itu, bentuk mineralnya diketahui. Misalnya, kasiterit mengandung oksidanya, dan timah pirit mengandung sulfidanya.

Produksi

Bijih timah yang kandungan logamnya tidak kurang dari 0,1 persen dinilai menjanjikan untuk pengolahan industri. Namun saat ini, deposit tersebut juga sedang dieksploitasi, dimana kandungan logamnya hanya 0,01 persen. Untuk ekstraksi mineral, berbagai metode digunakan, dengan mempertimbangkan kekhasan deposit, serta keragamannya.

Pada dasarnya, bijih timah disajikan dalam bentuk pasir. Ekstraksi dikurangi menjadi pencucian konstan, serta konsentrasi mineral bijih. Jauh lebih sulit untuk mengembangkan deposit primer, karena fasilitas tambahan, konstruksi dan operasi tambang diperlukan.

Konsentrat mineral diangkut ke pabrik yang mengkhususkan diri dalam peleburan logam non-ferrous. Selanjutnya, pengayaan bijih berulang, penggilingan, kemudian pencucian dilakukan. Konsentrat bijih dipulihkan menggunakan tungku khusus. Untuk pemulihan timah sepenuhnya, proses ini dilakukan beberapa kali. Pada tahap akhir, proses pembersihan dari pengotor timah mentah dilakukan dengan metode termal atau elektrolitik.

Penggunaan

Sebagai karakteristik utama yang memungkinkan penggunaan timah, ketahanan korosinya yang tinggi dibedakan. Logam ini, serta paduannya, adalah salah satu senyawa paling stabil dalam kaitannya dengan bahan kimia agresif. Lebih dari setengah timah yang diproduksi di dunia digunakan untuk membuat tinplate. Teknologi ini, terkait dengan penerapan lapisan tipis timah pada baja, mulai digunakan untuk melindungi kaleng dari korosi kimia.

Kemampuan timah untuk menggulung digunakan untuk menghasilkan pipa berdinding tipis darinya. Karena ketidakstabilan logam ini pada suhu rendah, penggunaan domestiknya sangat terbatas.

Paduan timah memiliki konduktivitas termal yang jauh lebih rendah daripada baja, sehingga dapat digunakan untuk produksi wastafel dan bak mandi, serta untuk pembuatan berbagai perlengkapan sanitasi.

Timah cocok untuk produksi barang-barang dekoratif dan rumah tangga kecil, membuat hidangan, membuat perhiasan asli. Logam yang redup dan mudah dibentuk ini, jika digabungkan dengan tembaga, telah lama menjadi salah satu bahan favorit para pematung. Perunggu menggabungkan kekuatan tinggi, ketahanan terhadap kimia dan korosi alami. Paduan ini diminati sebagai bahan dekoratif dan bangunan.

Timah adalah logam tonal-resonansi. Misalnya, ketika dikombinasikan dengan timbal, diperoleh paduan yang digunakan untuk membuat alat musik modern. Lonceng perunggu telah dikenal sejak zaman kuno. Untuk membuat pipa organa, paduan timah dan timah digunakan.

Kesimpulan

Meningkatkan perhatian produksi modern untuk masalah yang terkait dengan perlindungan lingkungan, serta masalah yang berkaitan dengan pelestarian kesehatan masyarakat, telah mempengaruhi komposisi bahan yang digunakan dalam pembuatan elektronik. Misalnya, ada peningkatan minat pada teknologi penyolderan bebas timah. Timbal adalah bahan yang menyebabkan bahaya yang signifikan bagi kesehatan manusia, sehingga tidak lagi digunakan dalam teknik listrik. Persyaratan penyolderan diperketat, dan paduan timah mulai digunakan sebagai pengganti timah yang berbahaya.

Timah murni praktis tidak digunakan dalam industri, karena ada masalah dengan perkembangan "wabah timah". Di antara bidang utama penerapan elemen tersebar yang langka ini, kami menyoroti pembuatan kabel superkonduktor.

Pelapisan timah murni pada permukaan kontak memungkinkan Anda meningkatkan proses penyolderan, melindungi logam dari proses korosi.

Sebagai hasil dari transisi ke teknologi bebas timbal, banyak produsen baja mulai menggunakan timah alami untuk melapisi permukaan kontak dan timah. Opsi ini memungkinkan Anda mendapatkan lapisan pelindung berkualitas tinggi dengan biaya terjangkau. Karena tidak adanya pengotor, teknologi baru ini tidak hanya dianggap ramah lingkungan, tetapi juga memungkinkan untuk mendapatkan hasil yang sangat baik dengan biaya yang terjangkau. Produsen menganggap timah sebagai logam yang menjanjikan dan modern dalam teknik elektro dan elektronik radio.

Timah atau Stannum (lat.) adalah logam ulet yang dapat melebur dengan warna putih keperakan (lihat foto). Nama latinnya berarti "kuat, tahan" dan pada awalnya disebut paduan dengan timbal dan perak. Dan nama Slavia, yang memiliki akar Baltik, berarti warna logam - putih.

Elemen ini termasuk dalam tujuh logam paling kuno. Sudah 6000 tahun yang lalu, umat manusia sudah mengenalnya. Itu paling luas dalam komposisi perunggu dan secara strategis penting selama "Zaman Perunggu" sekitar 4000 tahun yang lalu. Uang dicetak dari komposisi ini hingga abad ke-16, piring dan perhiasan dibuat, digunakan sebagai lapisan anti-korosi. Penyebutan logam ditemukan bahkan di halaman-halaman Alkitab.

Itu terjadi secara alami dalam bentuk mineral. Yang paling umum adalah kasiterit (timah sungai) dan stanin (pirit timah). Timah ditambang dari mereka untuk keperluan industri: elektronik, baterai, pemrosesan kaca (menjadi tahan terhadap sinar mesin x-ray). Juga, senyawa elemen ini digunakan untuk pembuatan kaleng, zat yang mengusir serangga.

Ada kemampuan lain yang luar biasa dari timah - kehadirannya dalam komposisi bahan alat musik, yang akan membedakan instrumen ini dengan kejernihan suara dan melodi yang luar biasa.

Dalam komposisi organisme hidup, unsur itu ditemukan pada tahun 1923. Saat meneliti sisa-sisa manusia purba, ternyata kandungan timah dalam tulangnya 1000 kali lebih sedikit dibandingkan dengan manusia modern. Mungkin ini karena kita bisa menyerapnya dari udara. Dan perkembangan industri telah menyebabkan fakta bahwa sekitar seperempat juta ton berada di atmosfer dalam bentuk gas buang.

Aksi timah

Tindakan elemen makro pada organisme hidup hampir tidak dapat disebut toksik, sering digunakan dalam industri makanan. Perannya belum sepenuhnya dieksplorasi. Unsur ini ditemukan terutama di tulang, dan beberapa di antaranya ditemukan di paru-paru, jantung, ginjal, dan usus. Dan seiring bertambahnya usia, kandungan dalam paru-paru dapat meningkat, hal ini karena pengaruh lingkungan.

Sampai saat ini, fakta-fakta berikut dari efek biologis diketahui:

• partisipasi dalam proses pertumbuhan;
• bagian dari enzim lambung - gastrin;
• berpartisipasi aktif dalam reaksi redoks;
• Karena konsentrasi dalam jaringan tulang, ini berkontribusi pada perkembangan yang tepat dan pengembangan sistem muskuloskeletal.

Ini dapat memiliki efek menguntungkan pada tubuh hanya jika dalam komposisi asam lemak. Senyawa mineral dapat memiliki efek toksik.

Relatif baru-baru ini, dokter menggunakan timah untuk mengobati banyak penyakit - epilepsi, neurosis, helminthiasis, eksim, kekeruhan pada kornea mata. Penggunaan eksternal timah klorida terutama dipraktekkan. Untungnya, kemajuan sekarang telah membawa preparat bebas logam yang lebih efektif dan kurang beracun.

Timah adalah unsur kimia yang agak tidak aktif, oleh karena itu, dari sudut pandang ini, tidak akan membawa banyak manfaat dan bahaya. Satu-satunya interaksi yang terlihat adalah dengan tembaga dan seng. Mereka saling menetralisir aksi satu sama lain.

Tarif harian

Norma makronutrien harian berkisar antara 2 hingga 10 mg, tergantung pada usia dan jenis kelamin. Meskipun sekitar 50 mg per hari masuk ke tubuh kita hanya dengan makanan (dan dosis 20 mg dianggap beracun) keracunan tidak akan terjadi. Semuanya dijelaskan oleh fakta bahwa saluran pencernaan kita hanya mampu menyerap 3-5% dari total jumlah yang masuk. Sisa logam hanya diekskresikan secara alami dalam urin.

Kekurangan timah dalam tubuh manusia

Kekurangan zat gizi makro dalam tubuh terjadi dengan asupan kronis kurang dari 1 mg per hari. Proses seperti itu dapat disertai dengan gangguan pendengaran, penurunan berat badan karena kehilangan nafsu makan, keterlambatan pertumbuhan, ketidakseimbangan mineral, kerontokan rambut (patologi parsial atau lengkap).

Proses seperti itu cukup langka, karena asupan makronutrien dari makanan biasanya cukup dan paling sering disebabkan oleh masalah pencernaan dan kesulitan penyerapan.

Bahaya dari asupan timah yang berlebihan

Kelebihan elemen makro terutama berisiko bagi karyawan perusahaan yang menggunakan garam timah: produksi plastik, pestisida, linoleum, dll. Karena penyerapan uap dan debu secara teratur, penyakit paru-paru berkembang. Juga berisiko adalah orang-orang yang tinggal sangat dekat dengan jalan raya (dalam jarak setengah kilometer) - mereka menerima dosis tinggi dari gas buang. Timah dalam jumlah banyak menekan kandungan magnesium yang mampu melindungi sel dari neoplasma.

Ada sumber elemen dosis tinggi lainnya - kaleng. Dengan penyimpanan yang lama, mereka mulai rusak, terutama jika isinya kaya akan nitrat. Karena itu, setelah membuka toples seperti itu, disarankan untuk segera memindahkan produk ke dalam gelas. Dilarang keras menyimpan makanan kaleng dalam bentuk terbuka.

Tubuh orang tua dan anak-anak tidak dapat dengan cepat mengeluarkan timah dari tubuh, sehingga mulai menumpuk. Dosis yang sangat kecil sudah cukup untuk menyebabkan keracunan.

Ada teori menarik dari cerita tentang jatuhnya Kekaisaran Romawi. Timah masuk ke dalam anggur, banyak diserap oleh orang Romawi kuno, dari piring dan menyebabkan masalah kesehatan. Hanya pada abad ketujuh, dokter dapat menentukan penyebab penyakit, tetapi sudah terlambat - kekaisaran jatuh.

Komplikasi yang timbul dari kelebihan timah agak tidak menyenangkan. Dosis 2 gram makronutrien dianggap berbahaya, tetapi tidak mematikan (norma seperti itu belum ditentukan). Dapat menyebabkan anemia, penyakit hati, saluran pernapasan, gangguan sistem saraf. Penyakit seperti stannosis dapat berkembang - batuk parah, disertai dahak dan sesak napas.

Tapi bukan itu saja - ada banyak gejala utama keracunan:

Jika timah dikonsumsi dalam dosis besar untuk waktu yang lama, ada risiko perubahan struktural pada kromosom, yang dapat menyebabkan konsekuensi serius pada tingkat genetik.

Ketika terkena sistem saraf pusat, makronutrien ini dapat menyebabkan keadaan depresi. Dan anak-anak dapat dibedakan dengan agresivitas, kurangnya minat belajar, bermain, membaca.

Pengobatan biasanya berdasarkan gejala - diet, hepatoprotektor (perlindungan hati), preparat yang mengandung tembaga dan seng. Dalam kasus keracunan kritis, obat-obatan yang dapat mengikat dan menghilangkan racun diberikan - agen pengkelat diberikan.

Makanan apa yang mengandung?

Produk yang mengandung timah dapat ditemukan di kedua sumber hewani dan nabati. Sebagian besar datang dengan daging babi, sapi, unggas, susu dan turunannya. Juga, sejumlah elemen dapat diberikan oleh kacang polong, biji bunga matahari, kentang, bit. Sayuran lain mengandung dosis timah yang sangat kecil.

Selain itu, kita setiap hari menerima makronutrien dari air dan udara. Dan jangan lupa bahwa seringnya mengkonsumsi makanan kaleng juga dapat mensuplai tubuh dengan jumlah timah yang berlebih.

Beberapa tanaman mampu menyerap sejumlah besar unsur dari lingkungan. Karena itu, Anda harus berhati-hati dengan produk yang ditanam di dekat jalan raya dan zona industri.

Indikasi untuk janji

Indikasi penunjukan makronutrien terutama digunakan oleh ahli homeopati. Mereka mengobati dengan timah penyakit seperti:

• bronkitis, penyakit paru-paru;
• migrain;
• pankreatitis;
• perawakan dan berat badan kecil;
• dan juga digunakan sebagai obat anthelmintik.

Telah diperhatikan bahwa ketika mengambil dosis kecil obat-obatan yang mengandung timah, keadaan mental pasien sering berubah - suasana hati yang baik digantikan oleh lekas marah, melankolis, menangis. Oleh karena itu, janji temu semacam itu digunakan dalam kasus yang sangat jarang terjadi.

Timah logam, penambangan dan deposit timah, produksi dan penggunaan logam

informasi tentang logam timah, sifat-sifat timah, endapan dan penambangan timah, produksi dan penggunaan logam

Perluas konten

Ciutkan konten

Timah adalah, definisi

Timah adalah unsur dari subkelompok utama dari kelompok keempat, kelima dari sistem periodik unsur kimia D.I., dengan nomor atom 50. Ini dilambangkan dengan simbol Sn (lat. Stano). Dalam kondisi normal, zat sederhana timah bersifat ulet, dapat ditempa dan melebur, berwarna putih keperakan mengkilat. Timah membentuk beberapa modifikasi alotropik: di bawah 13,2 °C stabil -timah (timah abu-abu) dengan kisi seperti berlian kubik, di atas 13,2 °C stabil -timah (timah putih) dengan kisi kristal tetragonal.

1.1 Timah Sn

Timah adalah salah satu logam yang memiliki pengaruh yang menentukan pada: (dari 4 hingga 1 ribu tahun SM) dinamai paduan timah dan tembaga.

Timah adalah logam putih lembut yang dapat dicampur dengan tembaga untuk membuat perunggu, salah satu logam pertama yang dikuasai manusia.

Timah adalah salah satu dari tujuh logam kuno yang mampu menjaga rasa dan aroma minuman.

Timah adalah logam Jupiter, yang sering digunakan untuk memprediksi masa depan. Logam ini sangat terkait dengan kemakmuran dan kelimpahan, dengan penerimaan beberapa manfaat yang diperlukan seseorang, yang diberikan kepada seseorang untuk pemenuhan; misalnya, seseorang dapat melayani masyarakat atau agama. Ini adalah logam hierarki, imam, dan pemimpin sosial.

Timah adalah zat yang termasuk dalam kelompok logam ringan. Pada suhu normal (ruangan), ia tidak bereaksi dengan oksigen atau air. Seiring waktu, itu dapat ditutup dengan film khusus yang melindungi logam dari korosi.

cerita timah

Penyebutan timah pertama, yang, seperti yang diyakini orang sebelumnya, bahkan memiliki beberapa sifat magis, dapat ditemukan dalam teks-teks Alkitab. Timah memainkan peran yang menentukan dalam meningkatkan kehidupan selama Zaman Perunggu. Pada saat itu, paduan logam paling tahan lama yang dimiliki seseorang adalah perunggu, yang dapat diperoleh dengan menambahkan unsur kimia timah ke dalam tembaga. Selama beberapa abad, semuanya dibuat dari bahan ini, mulai dari alat hingga perhiasan.

Nama Latin timah, terkait dengan kata Sansekerta yang berarti "tahan, tahan lama", awalnya mengacu pada paduan dan perak, dan kemudian paduan lain yang menirunya, mengandung sekitar 67% timah. Pada abad ke-4, timah sendiri disebut dengan kata ini.

Kata timah adalah kata Slavia umum yang memiliki korespondensi dalam bahasa Baltik (lih. Lit. alavas, alvas - "timah", Prusia alwis - "timah"). Ini adalah sufiks dari akar kata ol- (lih. Old German High elo - "kuning", Latin albus - "putih", dll.), jadi logam ini dinamai berdasarkan warnanya.

Timah sudah dikenal manusia pada milenium ke-4 SM. Logam ini tidak dapat diakses dan mahal, karena produk darinya jarang ditemukan di antara barang antik Romawi dan Yunani. Timah disebutkan dalam Alkitab, Kitab Musa yang Keempat. Timah adalah (bersama dengan tembaga) salah satu komponen perunggu, ditemukan pada akhir atau pertengahan milenium ke-3 SM. Karena perunggu adalah yang paling tahan lama dari logam dan paduan yang dikenal pada waktu itu, timah adalah "logam strategis" selama seluruh "Zaman Perunggu", lebih dari 2000 tahun (kira-kira: 35-11 abad SM).

Menemukan timah di alam

Timah adalah elemen jejak yang langka; dalam hal kelimpahan di kerak bumi, timah menempati urutan ke-47. Kandungan timah Clark di kerak bumi, menurut berbagai sumber, dari 2·10−4 hingga 8·10−3 % berat. Timah utama adalah kasiterit (batu timah) SnO2 yang mengandung timah hingga 78,8%. Jauh lebih umum di alam adalah stannin (timah pirit) - Cu2FeSnS4 (27,5% Sn).

Prevalensi di alam ditunjukkan pada tabel berikut.

Di permukaan air yang tidak tercemar, timah ditemukan dalam konsentrasi submikrogram. PADA air tanah konsentrasinya mencapai beberapa mikrogram per dm³, meningkat di area deposit bijih timah, memasuki perairan karena penghancuran mineral sulfida terutama yang tidak stabil di zona oksidasi. MACSn = 2 mg/dm³.

Timah merupakan unsur amfoter, yaitu unsur yang mampu menunjukkan sifat asam dan basa. Sifat timah ini juga menentukan ciri-ciri distribusinya di alam. Karena dualitas ini, timah menunjukkan sifat litofilik, kalkofilik, dan siderofilik. Timah dalam sifat-sifatnya menunjukkan kedekatan dengan kuarsa, akibatnya hubungan erat timah dalam bentuk oksida (kasiterit) dengan asam granitoid (lithophilicity), sering diperkaya dalam timah, diketahui, hingga pembentukan kuarsa independen. vena kasiterit. Sifat alkali dari perilaku timah ditentukan dalam pembentukan senyawa sulfida yang cukup beragam (kalkofilisitas), hingga pembentukan timah asli dan berbagai senyawa intermetalik yang dikenal dalam batuan ultrabasa (siderofilisitas).

Bentuk lokasi

Bentuk utama penemuan timah dalam batuan dan mineral tersebar (atau endocrypt). Namun, timah juga membentuk bentuk mineral, dan dalam bentuk ini sering ditemukan tidak hanya sebagai aksesori dalam batuan beku asam, tetapi juga membentuk konsentrasi komersial terutama dalam bentuk oksida (kasiterit SnO2) dan sulfida (stannin).

fase padat. Mineral

Secara umum, bentuk-bentuk penemuan timah di alam dapat dibedakan:

Bentuk tersebar; bentuk spesifik dari penemuan timah dalam bentuk ini tidak diketahui. Di sini kita dapat berbicara tentang bentuk kejadian timah yang tersebar secara isomorfik karena adanya isomorfisme dengan sejumlah elemen (Ta, Nb, W - dengan pembentukan senyawa oksigen khas; V, Cr, Ti, Mn, Sc - dengan pembentukan senyawa oksigen dan sulfida). Jika konsentrasi timah tidak melebihi nilai kritis tertentu, maka dapat secara isomorfik menggantikan unsur-unsur yang disebutkan. Mekanisme isomorfisme berbeda.

Bentuk Mineral: Timah ditemukan dalam mineral konsentrator. Biasanya, ini adalah mineral yang mengandung Fe + 2: biotit, garnet, piroksen, magnetit, turmalin, dll. Hubungan ini disebabkan oleh isomorfisme, misalnya, menurut skema Sn + 4 + Fe + 2 → 2Fe + 3. Dalam skarn yang mengandung timah, konsentrasi timah yang tinggi ditemukan di garnet (sampai 5,8 wt.%) (terutama di andradites), epidot (sampai 2,84 wt.%), dll.

Dalam endapan sulfida, timah termasuk sebagai unsur isomorfik pada sfalerit (endapan Silinskoye, Primorye), kalkopirit (endapan Dubrovskoye, Rusia, Primorye), dan pirit. Konsentrasi timah yang tinggi ditemukan dalam pirhotit dari greisen dari deposit Smirnovsky (Rusia, Primorye). Dipercaya bahwa karena isomorfisme terbatas, dekomposisi larutan padat dengan mikrosegregasi Cu2+1Fe+2SnS4 atau tillite PbSnS2 dan mineral lainnya terjadi.

Bentuk mineral yang tepat

Elemen asli, paduan dan senyawa intermetalik

Meskipun konsentrasi mineral ini dalam batuan sangat rendah, mereka didistribusikan dalam berbagai formasi genetik. Di antara bentuk-bentuk asli, Fe, Al, Cu, Ti, Cd, dll., ditemukan di tempat dengan Sn, tidak termasuk yang asli yang sudah diketahui, emas dan perak. Unsur-unsur yang sama membentuk berbagai paduan di antara mereka sendiri: (Cu + Sn + Sb), (Pb + Sn + Sb), dll., serta larutan padat. Diantara senyawa intermetalik, stystaite SnSb, atakite (Pd,Pt)3Sn, shtumyrlite Pt(Sn,Bi), zvyagintsevite (Pd,Pt)3(Pb,Sn), taimyrite (Pd,Cu,Pt)3Sn dan lain-lain telah diidentifikasi.

Bentuk-bentuk penemuan timah dan unsur-unsur lain yang diberikan ditemukan di berbagai formasi geologis:

Sekelompok batuan beku intrusif dan efusif: jebakan, pikrit Platform Siberia, ultramafik dan gabbroid Kamchatka, kimberlit Yakutia, lamproit Aldan, dll.; granitoids dari Primorye, Timur Jauh, Tien Shan.

Sekelompok batuan yang diubah secara metasomatik dan hidrotermal: bijih tembaga-nikel dari platform Siberia, objek bijih emas Ural, Kaukasus, Uzbekistan, dll.

Kelompok formasi bijih modern: sedimen pelagis Samudra Pasifik, produk letusan Great Fissure Tolbachik, sistem hidrotermal Uzon di Kamchatka, dll.

Sekelompok batuan sedimen dari berbagai asal.

Senyawa oksida timah

Bentuk yang paling terkenal adalah mineral utama timah - kasiterit SnO2, yang merupakan kombinasi timah dengan oksigen. Menurut spektroskopi resonansi gamma nuklir, mineral tersebut mengandung Sn + 4

Cassiterite (dari bahasa Yunani kassiteros - timah) adalah mineral bijih utama untuk memperoleh timah. Secara teoritis mengandung 78,62% Sn. Ini membentuk segregasi terpisah, butiran, agregat padat padat, di mana butiran mineral mencapai ukuran 3 - 4 mm dan bahkan lebih.

1. densitas 6040-7120 kg/m³ (terendah untuk kasiterit berwarna terang);

2. kekerasan 6½;

3. gloss - matte, di tepinya - berlian;

4. belahan dada tidak sempurna;

5. fraktur konkoid;

Bentuk utama isolasi kasiterit:

1. inklusi mikro dalam mineral lain;

2. deposit mineral tambahan dalam batuan dan bijih;

3. bijih padat atau tersebar: agregat radial-radiant acicular (Primorye), segregasi dan akumulasi colomorphic dan cryptocrystalline (Primorye); bentuk kristal adalah bentuk utama isolasi kasiterit. Di Rusia, ada endapan kasiterit di Timur Laut, di Primorye, Yakutia, dan Transbaikalia; untuk - di Malaysia, Thailand, Indonesia, China, Nigeria, dll.

Senyawa hidroksida

Tempat sekunder ditempati oleh senyawa hidroksida timah, yang dapat dianggap sebagai garam dari asam politin. Ini termasuk mineral sukulait Ta2Sn2+2O; larutan padat timah dalam magnetit berupa Fe2SnO4 atau Fe3SnO3 (Bretshtein Yu. S., 1974; Voronina L. B. 1979); "varlamovite" - produk oksidasi stannin; itu diyakini sebagai campuran senyawa Sn amorf dan semi-amorf, asam metastanat, fase polikondensasi, dan fase hidrokasiterit. Produk oksidasi terhidrasi juga dikenal - hydromartite 3SnOxH2O; mushistonit (Cu,Zn,Fe)Sn(OH)6; tembaga hidrostanat CuSn(OH)6, dll.

silikat

Sekelompok besar silikat timah diketahui, diwakili oleh malayaite CaSn(SiO5); pabstit Ba(Sn, Ti)Si3O9, stocasite Ca2Sn2Si6O18x4H2O, dll. Malayaite bahkan membentuk akumulasi industri.

Spinel

Spinel juga dikenal dari senyawa oksida lainnya, misalnya mineral nigerit Sn2Fe4Al16O32 (Peterson E.U., 1986).

Senyawa sulfida timah

Termasuk berbagai koneksi timah dengan . Ini adalah kelompok bentuk mineral timah kedua yang penting secara industri. Yang paling penting adalah stannin, mineral terpenting kedua. Selain itu, frankeite Pb5Sn3Sb2S14, herzenbergite SnS, berndtite SnS2, tillite PbSnS2, dan kesterite Cu2ZnSnS4 dicatat. Senyawa sulfida timah yang lebih kompleks dengan timbal, perak, dan tembaga juga telah diidentifikasi, yang terutama memiliki signifikansi mineralogi. Kedekatan timah dengan tembaga menyebabkan seringnya keberadaan kalkopirit CuFeS2 dalam endapan bijih timah dengan terbentuknya paragenesis kasiterit-kalkopirit.

Stannin (dari lat. stannum - timah), pirit timah, mineral dari kelas sulfida dengan rumus umum bentuk Cu2FeSnS4. Ini mengikuti dari rumus kalkopirit dengan mengganti satu atom Fe dengan Sn. Mengandung 29,58% Cu, 12,99% Fe, 27,5% Sn dan 29,8 S, serta pengotor Zn, Sb, Cd, Pb dan Ag. Mineral yang tersebar luas dalam deposit bijih timah di Rusia. Di sejumlah deposit di Rusia (Primorye, Yakutia) dan Rusia Tengah (Tajikistan), itu adalah elemen penting dari mineral sulfida dan seringkali, bersama dengan varlamovite, membentuk 10-40% dari total timah. Sering membentuk penyebaran di sfalerit ZnS, kalkopirit. Dalam banyak kasus, fenomena peluruhan stannit dengan pelepasan kasiterit diamati.

bentuk koloid

Senyawa koloid dan timah-silika memainkan peran penting dalam geokimia timah, meskipun belum dipelajari secara rinci. Tempat penting dalam geologi elemen dimainkan oleh senyawa kolomorfik dan produk transformasi kristalnya menjadi varietas kriptokristalin. Kasiterit kolomorfik dianggap sebagai bentuk ekspresi larutan kental seperti gel.

Studi independen telah mengungkapkan kelarutan SnO2 yang sangat tinggi dalam larutan klorin-silikon. Kelarutan maksimum dicapai pada rasio.

Analisis sifat senyawa Sn(OH)4 dan kedekatannya dengan senyawa Si(OH)4 mengungkapkan kemampuannya untuk berpolimerisasi dengan pembentukan senyawa H2SnkO2k+1, SnkO2k−1(OH)2. Dalam kedua kasus, substitusi gugus (OH) oleh anion F dan Cl dimungkinkan.

Dengan demikian, polimerisasi molekul Sn(OH)4 dan kombinasinya dengan molekul Si(OH)4 mengarah pada pembentukan gel (koloid) dan munculnya rantai HmSn2nSinOp, dengan m 8, atau Hs (Nekrasov I. Ya .dkk., 1973).

Data yang tersedia menunjukkan bahwa bentuk koloid adalah perantara alami dalam pengendapan timah dari larutan hidrotermal.

Bentuk penemuan timah dalam fase cair

Bagian geokimia timah yang paling sedikit dipelajari, meskipun kasiterit telah ditemukan dalam inklusi gas-cair dalam bentuk mineral tahanan (Kokorin A. M. et al., 1975). Tidak ada karya tentang analisis larutan alami khusus yang mengandung timah. Pada dasarnya, semuanya didasarkan pada hasil studi eksperimental, yang hanya berbicara tentang kemungkinan bentuk penemuan timah dalam larutan. Akademisi V. L. Barsukov memainkan peran penting dalam pengembangan metodologi untuk studi ini.

Seluruh rangkaian bentuk percobaan menemukan timah dalam larutan dibagi menjadi beberapa kelompok:

senyawa ionik. Senyawa ini dan strukturnya dijelaskan dalam istilah valensi klasik dan konsep stereokimia. Subkelompok menonjol:

Ion sederhana Sn+2 dan Sn+4 terutama ditemukan di air asin beku, serta dalam larutan hidrotermal dengan nilai pH rendah. Namun, dalam sistem hidrotermal yang ada, yang tercermin dari komposisi inklusi gas-cair, kondisi seperti itu belum ditetapkan.

Garam asam galoid - SnF2, SnF40, SnCl40. Dipercaya bahwa peran klorin dalam pengangkutan dan pengendapan timah dan logam terkait lebih penting daripada peran fluor.

Senyawa hidroksil timah. Dalam kondisi basa, senyawa awal adalah H2SnO2, H2SnO4, H2SnO3. Bentuk-bentuk ini sering dibuat berdasarkan bentuk-bentuk mineral yang diketahui. Beberapa dari bentuk ini berasal dari buatan (CaSnO3, Ca2SnO4) dan alami (FeSnO2, Fe2SnO4). Dalam media asam, senyawa ini berperilaku seperti basa lemah seperti Sn(OH)2, Sn(OH)4. Diyakini bahwa salah satu bentuk manifestasi senyawa tersebut adalah varlamovite. Menurut data eksperimen, Sn(OH)4 hanya diendapkan pada< 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.

Cukup sering, gugus (OH)-1 digantikan oleh F dan Cl, menciptakan modifikasi senyawa hidro timah tersubstitusi halogen. Secara umum, bentuk-bentuk ini diwakili oleh senyawa Sn(OH)4-kFk atau Sn(OH)4-kFk-nn. Secara umum senyawa Sn(OH)3F stabil pada T = 25 - 50 °C, dan Sn(OH)2F² pada T = 200 °C.

senyawa sulfida. Menurut data percobaan, larutan tersebut mengandung senyawa SnS4-4 atau SnS3-2 pada pH > 9; SnS2O-2 (pH = 8 - 9) dan Sn(SH)4 (pH = 6). Disebutkan adanya senyawa jenis Na2SnS3 yang tidak stabil dalam suasana asam.

Senyawa kompleks timah telah dipelajari dengan melarutkan kasiterit dalam media berfluorinasi. Senyawa ini sangat larut. Sifat yang sama dimiliki oleh senyawa yang diperoleh dalam larutan klorida. Bentuk utama senyawa kompleks yang diketahui dari percobaan meliputi Na2(Sn(OH)6), Na2(SnF6), Na2(Sn(OH)2F4), dll. Percobaan telah menunjukkan bahwa kompleks Sn(OH)4F2-2 akan berlaku pada T = 200 °C.

Senyawa koloid dan timah-silikon. Keberadaannya dibuktikan dengan adanya segregasi colomorphic dari kasiterit di banyak endapan.

Jenis industri endapan timah

Fitur geokimia timah yang dijelaskan di atas secara tidak langsung tercermin dalam endapan timah formasional yang diusulkan oleh E. A. Radkevich dengan penambahan berikutnya.

A. Pembentukan granit bantalan timah. Cassiterite ditemukan di bagian aksesori granit.

B. Formasi granit meial yang langka. Ini adalah granit dari jenis lithionite-amazonite-albite (apogranites menurut A. A. Beus). Cassiterite di bagian aksesori bersama dengan columbite-tatnatlite, microlite, dll.

B. Pembentukan pegmatit bantalan timah. Mineralisasi timah khas untuk jenis Be-Li-, Be-Ta-, F-Li-.

D. Formasi Feldspar-kuarsa-kasiterit. Terpilih IV. F. Grigoriev. Ini adalah urat kuarsa-feldspar dengan kasiterit dan mineral lainnya.

D. Formasi kuarsa-kasterit. Diperluas ke NE Uni Soviet. Ini adalah zona vena, greisen dengan kuarsa, muskovit, wolframite, cassiterite, dll.

E. Formasi kasiterit-silikat-sulfida dengan jenis turmalin dan klorit. Salah satu formasi produktif utama Primorye Rusia.

G. Formasi kasiterit-sulfida. Juga formasi bantalan timah utama. Ini membedakan jenis utama:

mineralisasi timah-tungsten stockwork;

badan bijih jenis kuar-kasiterit-arsenopirit;

urat kuarsa produktif jenis sulfida-kasiterit-klorit;

H. Pembentukan skarn timah.

I. Formasi timah berkayu (formasi riolit).

K. Pembentukan batuan dasar dan ultrabasa (menurut I. Ya. Nekrasov)

Timah dioksida adalah bahan abrasif yang sangat efektif digunakan dalam "menyelesaikan" permukaan kaca optik.

Campuran garam timah - "komposisi kuning" - sebelumnya digunakan sebagai pewarna untuk wol.

Timah juga digunakan dalam sumber arus kimia sebagai bahan anoda, misalnya: unsur mangan-timah, unsur oksida-merkuri-timah. Penggunaan timah dalam baterai timah-timah cukup menjanjikan; jadi, misalnya, pada tegangan yang sama dengan baterai timah, baterai timah memiliki kapasitas 2,5 kali lebih banyak dan kepadatan energi 5 kali lebih banyak per unit volume, resistansi internalnya jauh lebih rendah.

Timah adalah unsur kimia

Timah adalah salah satu dari sedikit logam yang dikenal manusia sejak zaman prasejarah. Timah dan tembaga ditemukan sebelum besi, dan paduannya, perunggu, tampaknya merupakan bahan "buatan" pertama, bahan pertama yang dibuat oleh manusia.

Hasil penggalian arkeologi menunjukkan bahwa sejauh lima milenium SM, orang dapat mencium timah sendiri. Diketahui bahwa orang Mesir kuno membawa timah untuk produksi perunggu.

Di bawah nama "trapu" logam ini dijelaskan dalam literatur India kuno. Nama latin timah, stano, berasal dari bahasa Sansekerta "sta", yang berarti "padat".

Penyebutan timah juga ditemukan dalam Homer. Hampir sepuluh abad sebelumnya era baru orang Fenisia membawa bijih timah dari Kepulauan Inggris, yang kemudian disebut Cassiterids. Oleh karena itu nama kasiterit, yang paling penting dari mineral timah; komposisi SnO2-nya. Mineral penting lainnya adalah stannin, atau pirit timah, Cu2FeSnS4. Sisa 14 mineral unsur No. 50 jauh lebih langka dan tidak memiliki nilai industri. Omong-omong, nenek moyang kita memiliki bijih timah yang lebih kaya daripada kita. Dimungkinkan untuk melebur logam langsung dari bijih yang terletak di permukaan Bumi dan diperkaya selama proses alami pelapukan dan pencucian. Saat ini, bijih seperti itu tidak ada lagi. PADA kondisi modern Proses mendapatkan timah itu bertingkat dan melelahkan. Bijih dari mana timah sekarang dilebur memiliki komposisi yang kompleks: selain unsur No. 50 (dalam bentuk oksida atau sulfida), biasanya mengandung silikon, besi, timah, tembaga, arsenik, kalsium, tungsten, dan elemen lainnya. Bijih timah saat ini jarang mengandung lebih dari 1% Sn, dan placer mengandung lebih sedikit lagi: 0,01...0,02% Sn. Artinya, untuk mendapatkan satu kilogram timah, perlu menambang dan mengolah setidaknya satu sen bijih.

Bagaimana timah diperoleh dari bijih? Produksi elemen No. 50 dari bijih dan placer selalu dimulai dengan pengayaan. Metode pengayaan bijih timah cukup beragam. Secara khusus, metode gravitasi digunakan, berdasarkan perbedaan densitas mineral utama dan mineral yang menyertainya. Pada saat yang sama, kita tidak boleh lupa bahwa yang menyertainya jauh dari selalu jenis kosong. Seringkali mereka mengandung logam mulia misalnya tungsten, titanium, lantanida. Dalam kasus seperti itu, mereka mencoba mengekstraksi semua komponen berharga dari bijih timah.

Komposisi konsentrat timah yang dihasilkan tergantung pada , dan juga pada bagaimana konsentrat ini diperoleh. Kandungan timah di dalamnya berkisar antara 40 hingga 70%. Konsentrat dikirim ke kiln (pada 600...700 °C), di mana pengotor arsenik dan belerang yang relatif mudah menguap dihilangkan darinya. Dan sebagian besar besi, antimon, bismut, dan beberapa logam lainnya dilarutkan dengan asam klorida setelah pembakaran. Setelah ini selesai, tinggal memisahkan timah dari oksigen dan silikon. Oleh karena itu, tahap terakhir dalam produksi timah hitam adalah peleburan dengan batubara dan fluks di reverberatory atau tanur listrik. Dari sudut pandang fisikokimia, proses ini mirip dengan tanur tinggi: karbon "mengambil" oksigen dari timah, dan fluks mengubah silikon dioksida menjadi terak ringan dibandingkan dengan logam.

Pengotor dalam timah kasar masih cukup banyak: 5 ... 8%. Untuk mendapatkan logam bermutu tinggi (96,5 ... 99,9% Sn), api atau lebih jarang digunakan elektrolitik. Dan timah yang diperlukan untuk industri semikonduktor dengan kemurnian hampir enam sembilan - 99,99985% Sn - diperoleh terutama dengan peleburan zona.

Untuk mendapatkan satu kilogram timah, tidak perlu mengolah satu sen pun bijih. Anda dapat melakukan sebaliknya: "kupas" 2000 kaleng bekas.

Hanya setengah gram timah jatuh pada masing-masing. Tetapi dikalikan dengan skala produksi, setengah gram ini berubah menjadi puluhan ton ... Bagian timah "sekunder" dalam industri negara-negara kapitalis adalah sekitar sepertiga dari total produksi. Sekitar seratus bekerja di negara kita instalasi industri untuk pemulihan timah.

Bagaimana timah dikeluarkan dari pelat timah? Dengan cara mekanis hampir tidak mungkin untuk melakukan ini, jadi mereka menggunakan perbedaan sifat kimia besi dan timah. Paling sering, timah diperlakukan dengan gas klorin. Besi tanpa adanya kelembaban tidak bereaksi dengannya. Timah bercampur dengan klorin dengan sangat mudah. Cairan berasap terbentuk - timah klorida SnCl4, yang digunakan dalam industri kimia dan tekstil atau dikirim ke elektroliser untuk mendapatkan timah logam darinya. Dan lagi "lingkaran" akan dimulai: lembaran baja akan ditutup dengan timah ini, mereka akan menerima pelat timah. Itu akan dibuat menjadi stoples, toples akan diisi dengan makanan dan disegel. Kemudian mereka akan membukanya, memakan makanan kaleng, membuang kalengnya. Dan kemudian mereka (sayangnya tidak semua) akan kembali ke pabrik timah "sekunder".

Unsur-unsur lain membuat siklus di alam dengan partisipasi tanaman, mikroorganisme, dll. Siklus timah adalah pekerjaan tangan manusia.

Timah dalam paduan. Sekitar setengah dari produksi timah dunia masuk ke kaleng timah. Setengah lainnya - masuk, untuk mendapatkan berbagai paduan. Kami tidak akan berbicara secara rinci tentang paduan timah yang paling terkenal - perunggu, merujuk pembaca ke artikel tentang tembaga - komponen penting perunggu lainnya. Ini semua lebih dibenarkan karena ada perunggu tanpa timah, tetapi tidak ada yang "tanpa tembaga". Salah satu alasan utama penciptaan perunggu tanpa timah adalah kelangkaan elemen No. 50. Namun demikian, perunggu yang mengandung timah masih merupakan bahan penting baik untuk teknik mesin maupun seni.

Teknik ini juga membutuhkan paduan timah lainnya. Benar, mereka hampir tidak pernah digunakan sebagai bahan struktural: mereka tidak cukup kuat dan terlalu mahal. Tetapi mereka memiliki sifat lain yang memungkinkan pemecahan masalah teknis penting dengan bahan yang relatif kecil.

Paling sering, paduan timah digunakan sebagai bahan antifriction atau solder. Yang pertama memungkinkan Anda untuk menghemat mesin dan mekanisme, mengurangi kerugian gesekan; yang kedua menghubungkan bagian logam.

Dari semua paduan anti-gesekan, babbit timah, yang mengandung hingga 90% timah, memiliki sifat terbaik. Solder timah yang lembut dan meleleh rendah dengan baik membasahi permukaan sebagian besar logam, memiliki keuletan dan ketahanan lelah yang tinggi. Namun, ruang lingkup mereka terbatas karena tidak mencukupi kekuatan mekanik solder itu sendiri.

Timah juga merupakan bagian dari tipografi paduan hart. Akhirnya, paduan berbasis timah sangat diperlukan untuk teknik listrik. bahan penting untuk kapasitor listrik - bingkai; ini hampir murni timah, berubah menjadi lembaran tipis (bagian logam lain dalam staniol tidak melebihi 5%).

Kebetulan, banyak paduan timah adalah senyawa kimia sejati dari unsur #50 dengan logam lain. Sekering, timah berinteraksi dengan kalsium, magnesium, zirkonium, titanium, dan banyak elemen tanah jarang. Senyawa yang dihasilkan dicirikan oleh refraktori yang agak tinggi. Jadi, zirkonium stannida Zr3Sn2 hanya meleleh pada 1985°C. Dan tidak hanya sifat tahan api zirkonium yang "disalahkan" di sini, tetapi juga sifat paduannya, ikatan kimia antara zat yang membentuknya. Atau contoh lain. Magnesium tidak dapat diklasifikasikan sebagai logam tahan api, 651 ° C jauh dari rekor titik leleh. Timah meleleh pada suhu yang lebih rendah lagi, yaitu 232°C. Dan paduannya, senyawa Mg2Sn, memiliki titik leleh 778°C.

Fakta bahwa unsur No. 50 membentuk paduan yang cukup banyak dari jenis ini membuatnya penting untuk mempertimbangkan pernyataan bahwa hanya 7% dari timah dunia yang diproduksi dikonsumsi dalam bentuk senyawa kimia ("Ringkasan ensiklopedia kimia”, jilid 3, hal. 739). Rupanya, kita berbicara di sini hanya tentang senyawa dengan non-logam.

Senyawa dengan non-logam. Dari zat-zat tersebut nilai tertinggi memiliki klorida. Timah tetraklorida SnCl4 melarutkan yodium, fosfor, belerang, dan banyak zat organik. Oleh karena itu, ini terutama digunakan sebagai pelarut yang sangat spesifik. Timah diklorida SnCl2 digunakan sebagai mordan dalam pewarnaan dan sebagai agen pereduksi dalam sintesis pewarna organik. Fungsi yang sama dalam produksi tekstil memiliki senyawa lain dari unsur No. 50 - natrium stannat Na2SnO3. Selain itu, dengan bantuannya, sutra terbebani.

Industri juga menggunakan oksida timah sampai batas tertentu. SnO digunakan untuk membuat kaca ruby, dan SnO2 digunakan untuk membuat glasir putih. Kristal kuning keemasan timah disulfida SnS2 sering disebut daun emas, yang digunakan untuk "menyepuh" kayu, gipsum. Ini, bisa dikatakan, penggunaan senyawa timah yang paling "anti-modern". Bagaimana dengan yang paling modern?

Jika kita hanya mengingat senyawa timah, maka ini adalah penggunaan barium stannate BaSnO3 dalam teknik radio sebagai dielektrik yang sangat baik. Dan salah satu isotop timah, 119Sn, memainkan peran penting dalam studi efek Mössbauer - sebuah fenomena yang dengannya metode penelitian baru diciptakan - spektroskopi resonansi gamma. Dan ini bukan satu-satunya kasus ketika logam kuno melayani sains modern.

Pada contoh timah abu-abu - salah satu modifikasi elemen No. 50 - hubungan terungkap antara sifat dan sifat kimia bahan semikonduktor. Dan ini, tampaknya, adalah satu-satunya hal yang timah abu-abu dapat diingat dengan kata yang baik: itu membawa lebih banyak kerusakan, lebih banyak kebaikan. Kita akan kembali ke variasi elemen #50 ini setelah berbicara tentang kelompok senyawa timah yang besar dan penting lainnya.

Tentang organotin. Ada banyak sekali senyawa organoelemen yang mengandung timah. Yang pertama diterima pada tahun 1852.

Pada awalnya, zat dari kelas ini diperoleh hanya dengan satu cara - dalam reaksi pertukaran antara senyawa timah anorganik dan pereaksi Grignard. Berikut adalah contoh reaksi seperti itu:

SnCl4 + 4RMgX → SnR4 + 4MgXCl

(R di sini adalah radikal hidrokarbon, X adalah halogen).

Senyawa SnR4 belum banyak ditemukan aplikasi praktisnya. Tetapi dari merekalah zat organotin lain diperoleh, yang manfaatnya tidak diragukan lagi.

Untuk pertama kalinya, minat pada organotin muncul selama Perang Dunia Pertama. Hampir semua senyawa timah organik yang diperoleh saat itu bersifat racun. Senyawa ini tidak digunakan sebagai zat beracun; toksisitasnya terhadap serangga, jamur, dan mikroba berbahaya digunakan kemudian. Berdasarkan triphenyltin acetate (C6H5)3SnOOCCH3, obat yang efektif diciptakan untuk memerangi penyakit jamur pada kentang dan bit gula. Obat ini ternyata memiliki khasiat lain yang bermanfaat: merangsang pertumbuhan dan perkembangan tanaman.

Untuk memerangi jamur yang berkembang di peralatan industri pulp dan kertas, zat lain digunakan - tributiltin hidroksida (C4H9) 3SnOH. Ini sangat meningkatkan kinerja perangkat keras.

Dibutiltin dilaurinat (C4H9)2Sn(OCOC11H23)2 memiliki banyak "profesi". Ini digunakan dalam praktik kedokteran hewan sebagai obat untuk cacing (cacing). Zat ini banyak digunakan dalam industri kimia sebagai stabilizer untuk PVC dan lain-lain bahan polimer Dan bagaimana . Laju reaksi pembentukan uretan (monomer karet poliuretan) dengan adanya katalis semacam itu meningkat 37 ribu kali lipat.

Insektisida yang efektif telah dibuat berdasarkan senyawa organotin; kacamata organotin secara andal melindungi dari radiasi sinar-x, timbal polimer dan cat organotin menutupi bagian bawah air kapal sehingga moluska tidak tumbuh di atasnya.

Ini semua adalah senyawa timah tetravalen. Cakupan artikel yang terbatas tidak memungkinkan berbicara tentang banyak zat bermanfaat lainnya dari kelas ini.

Senyawa organik timah divalen, sebaliknya, jumlahnya sedikit dan sejauh ini hampir tidak ditemukan aplikasi praktisnya.

Tentang timah abu-abu. Pada musim dingin yang membekukan tahun 1916, sekelompok timah dikirim dengan kereta api dari Timur Jauh ke bagian Eropa dari Federasi Rusia. Tapi bukannya batangan putih-perak, kebanyakan bubuk abu-abu halus.

Empat tahun sebelumnya, bencana telah terjadi dengan ekspedisi penjelajah kutub Robert Scott. Ekspedisi, menuju Kutub Selatan, dibiarkan tanpa bahan bakar: itu bocor keluar dari bejana besi melalui jahitan yang disolder dengan timah.

Sekitar tahun yang sama, ahli kimia Rusia terkenal V.V. Markovnikov diminta oleh komisariat untuk menjelaskan apa yang terjadi dengan teko berlapis timah yang dipasok ke tentara Rusia. Teko yang dibawa ke laboratorium sebagai contoh yang baik, ditutupi dengan bintik-bintik abu-abu dan tumbuh-tumbuhan yang hancur bahkan dengan ketukan ringan dengan tangan. Analisis menunjukkan bahwa baik debu dan pertumbuhan hanya terdiri dari timah, tanpa kotoran.

Apa yang terjadi dengan logam dalam semua kasus ini?

Seperti banyak elemen lainnya, timah memiliki beberapa modifikasi alotropik, beberapa keadaan. (Kata "alotropi" diterjemahkan dari bahasa Yunani sebagai "properti lain", "belokan lain.") Pada suhu positif normal, timah terlihat sehingga tidak ada yang dapat meragukan bahwa itu milik kelas logam.

Logam putih, ulet, mudah dibentuk. Kristal timah putih (juga disebut beta-timah) berbentuk tetragonal. Panjang rusuk kisi kristal dasar adalah 5,82 dan 3,18 . Tetapi di bawah 13,2°C, keadaan timah "normal" berbeda. Segera setelah ambang suhu ini tercapai, penataan ulang dimulai dalam struktur kristal dari ingot timah. Timah putih diubah menjadi bubuk abu-abu atau timah alfa, dan semakin rendah suhunya, semakin besar laju transformasi ini. Mencapai maksimum pada minus 39°C.

Kristal timah abu-abu dengan konfigurasi kubik; dimensi sel dasar mereka lebih besar - panjang tepinya adalah 6,49 . Oleh karena itu, kerapatan timah abu-abu secara nyata lebih kecil daripada kerapatan timah putih: masing-masing 5,76 dan 7,3 g/cm3.

Hasil dari timah putih menjadi abu-abu kadang-kadang disebut sebagai "wabah timah". Noda dan pertumbuhan pada teko tentara, gerobak dengan debu timah, jahitan yang menjadi permeabel terhadap cairan adalah konsekuensi dari "penyakit" ini.

Mengapa cerita seperti ini tidak terjadi sekarang? Hanya karena satu alasan: mereka belajar "mengobati" wabah timah. Sifat fisiko-kimiawinya telah diklarifikasi, telah ditetapkan bagaimana aditif tertentu mempengaruhi kerentanan logam terhadap "wabah". Ternyata aluminium dan seng berkontribusi pada proses ini, sementara bismut, timbal dan antimon, sebaliknya, melawannya.

Selain timah putih dan abu-abu, modifikasi alotropik lain dari elemen No. 50 ditemukan - timah gamma, yang stabil pada suhu di atas 161°C. Ciri khas timah tersebut adalah kerapuhan. Seperti semua logam, timah menjadi lebih ulet dengan meningkatnya suhu, tetapi hanya pada suhu di bawah 161°C. Kemudian benar-benar kehilangan plastisitasnya, berubah menjadi timah gamma, dan menjadi sangat rapuh sehingga dapat dihancurkan menjadi bubuk.

Dalam bentuk yang populer, penulis memperkenalkan logam yang sangat kuno - timah. Logam ini dan garamnya digunakan dalam banyak perekonomian nasional. Lapisan organotin digunakan sebagai lapisan pelindung. Sediaan organotin banyak digunakan di bidang pertanian dan kedokteran. Saat ini tidak mungkin dilakukan tanpa bubuk timah, foil dan paduan serta garam lainnya.

Siapa dia? Lembut dalam sifat-sifatnya, memberikan kekerasan kepada orang lain. Leleh rendah secara alami, menjadi tahan api dalam kombinasi dengan logam lain. Selama berabad-abad telah digunakan untuk melemparkan lonceng dan meriam, monumen, patung dan dekorasi yang terus memukau kita hari ini.

Hari ini kita akan bertemu dengannya dalam font tipografi, dan dalam kaleng, dan dalam bantalan. Salah satu isotopnya membantu para ilmuwan mengembangkan metode penelitian baru, yang saat ini banyak digunakan oleh ahli kimia, fisikawan, ahli biologi (spektroskopi resonansi gamma).

Baru-baru ini, ia "berteman" dengan hidrokarbon, dan ahli kimia mulai menyiapkan zat dengan sifat luar biasa - pestisida, katalis, stabilisator, stimulan pertumbuhan tanaman, obat-obatan, dan cat.

Melihat mainan berkilauan di pohon Natal, Anda akan mengenali kenalan kami di "penyepuhan". Dia tidak "tinggal" di apartemen yang terpisah, tetapi selalu di apartemen yang "komunal", dengan tetangga yang berbeda. Paling sering ia memilih tempat tinggal di pegunungan - di tebing granit dan bebatuan. Seringkali "menetap" di sepanjang tepi sungai dan di pantai laut dan samudera. Dan terkadang hidup jauh di bawah tanah. Oleh karena itu, tidak mudah memaksanya untuk “keluar” ke permukaan, dan bahkan lebih sulit lagi untuk “memisahkan diri dari tetangganya”. Itulah mengapa memberikan banyak masalah untuk pengaya dan ahli metalurgi.

Pertemuan pertama.

Bagaimana orang-orang di zaman kuno mengenal logam putih keperakan ini, di mana dan kapan mereka pertama kali bertemu?

Setelah menerima api, orang-orang belajar cara menggunakannya - mereka membakar tanah liat, melebur logam dari bijih. Saat itulah, menurut kepercayaan orang Yunani kuno, pria itu berkenalan dengan timah. Begitu kata mitos puitis yang indah.

Tetapi bagaimana sains modern menjawab pertanyaan ini?

Sampai saat ini, tidak ada konsensus di antara para ilmuwan, dan tidak ada jawaban yang tegas.

“Lima hingga enam ribu tahun sebelum zaman kita, jauh lebih awal daripada manusia belajar melebur dan mengolah besi, dia sudah tahu cara melebur timah,” tulis Akademisi A.E. Fersman1. Tetapi tidak semua ilmuwan berbagi sudut pandang ini. Beberapa percaya, mengacu pada penggalian arkeologi, bahwa peristiwa ini terjadi hampir seribu tahun kemudian. Hingga saat ini, cincin dan termos yang ditemukan di salah satu piramida Mesir dianggap sebagai barang timah paling kuno. Mereka dibuat, tampaknya, pada pertengahan milenium kedua SM.

1 Fersman A. E. Geokimia yang Menghibur. M.-L.: Detgiz, 1954, 174 hal.

Namun, temuan ini belum dapat menjadi bukti yang cukup kuat dari fakta bahwa timah di bentuk murni tidak digunakan sebelumnya. Ada kemungkinan bahwa banyak produk timah kuno tidak mencapai kita karena daya tahan logam ini yang rendah terhadap udara dan kelembaban. Selain itu, hanya ada sedikit deposit timah di Timur Kuno. Mereka bertemu di Mesopotamia, di Utara, di Iran. Mesir tidak memiliki timah sendiri, itu diimpor dari Iran.

Dalam sastra India kuno - dalam Weda, Mahabharata - timah disebut trapu (trapu). Pada saat yang sama, nama Latin stano berasal dari bahasa Sansekerta "ratus" - tahan, "padat, tahan lama. Ini juga menunjukkan bahwa timah telah dikenal selama empat ribu tahun sebelum zaman kita. Kata timah memiliki arti lain - "air tergenang", kolam, danau. Pada pertengahan abad ini, timah dianggap sebagai jenis timah hitam dan disebut timah putih (album Plumbum), sedangkan timah biasa disebut timah hitam (Plumbum nigrum). Nama Rusia "timah", menurut profesor terkenal N. A. Figurovsky, berasal dari kata Slavia kuno "timah" - minuman memabukkan. Slavia kuno menyimpannya di wadah timah dan, tampaknya, mereka mulai menyebut logam (timbal) seperti itu. "Kata timah," tulis N. A. Figurovsky, "juga berdiri sehubungan dengan nama benda cair lain - minyak (oleum) ... kata-kata yang berhubungan dengan timah - timah (lampu timah) dan kotak timah (kapal timah)."

Lagi orang-orang sebelumnya bertemu dengan tembaga, sekitar 6,5-7 ribu tahun yang lalu. Beberapa arkeolog percaya bahwa manusia mengenal logam ini pada periode sebelumnya.

Pada tahun 60-an, lapisan Neolitikum pra-keramik ditemukan di Chatal-Gayuk. Analisis lapisan-lapisan ini menunjukkan bahwa mereka berasal dari milenium ke-7-6 SM. Selama penggalian ini, penusuk tembaga ditemukan. Oleh karena itu, beberapa ilmuwan mulai berpendapat bahwa kenalan seseorang dengan terjadi 9 ribu tahun sebelum era baru. Namun, penelitian selanjutnya belum mengkonfirmasi asumsi ini.

Bijih tembaga sering terkontaminasi dengan berbagai kotoran. Ada kemungkinan bahwa kerikil hitam dari bijih timah ada di antara mereka. Bijih yang mengandung timah, jatuh ke tungku peleburan, dicampur dengan tembaga dan paduan terbentuk - perunggu (dari kata Persia "brontpsion", yang berarti "paduan").

Bahkan di zaman kuno, diketahui bahwa penambahan mineral tertentu ke bijih tembaga memfasilitasi peleburan logam darinya.

Kemungkinan potongan batu timah ditambahkan ke bijih tembaga sebagai fluks.

Perunggu, yang diperoleh secara tidak sengaja selama peleburan tembaga, dengan cepat mendapat pengakuan dari orang-orang di masa yang jauh itu. Paduan kuning keemasan yang baru jauh lebih keras daripada tembaga, ditempa dengan baik, dicetak dengan sempurna ke dalam cetakan, dan diproses dengan baik.

“Kami tidak tahu bagaimana paduan yang luar biasa ini ditemukan oleh manusia,” tulis Akademisi A. E. Fersman. “Dapat diasumsikan bahwa seseorang telah berkali-kali melebur bijih tembaga dengan campuran timah (endapan tembaga dan timah “kompleks” seperti itu ditemukan) dan akhirnya menyadari hasil peleburan bersama dan memahami maknanya.”

Kualitas perunggu yang luar biasa membantu menggantikan tembaga hampir di mana-mana dari penggunaan manusia prasejarah. Mereka mulai membuat senjata dari perunggu - kapak, pedang, belati, mata panah, panah, perhiasan - gelang, liontin. Zaman Perunggu memainkan peran penting dalam budaya umat manusia.

Ahli metalurgi kuno, memperhatikan bahwa potongan bijih timah memiliki efek menguntungkan pada peleburan tembaga, mungkin mencoba melelehkan batu hitam tanpa bijih tembaga. PADA tungku peleburan tetesan logam putih keperakan - timah - muncul.

Pada Zaman Perunggu, bagaimanapun, logam ini dalam bentuk murni tidak banyak digunakan. Pengrajin membuat dekorasi pada senjata dan kapal dari timah. Salah satu mitos Yunani kuno menceritakan bagaimana dewa api dan pandai besi Hephaestus menempa perisai untuk pahlawan Achilles dan menghiasinya dengan ornamen yang terbuat dari timah. Ini disebutkan oleh penulis Iliad - Homer.

Setelah menghargai timah dan mempelajari cara meleburnya dari bijih, para penambang kuno mulai mencari bijih ini. Pada saat itu, mereka tidak memiliki persenjataan yang kaya dari berbagai instrumen dan metode seperti yang disediakan oleh ilmu pengetahuan dan teknologi ahli geologi modern.

Beberapa tahun yang lalu, ahli geologi "dalam pelayanan" mendapatkan perangkat asli baru - detektor timah resonansi gamma. Ini dapat digunakan untuk menentukan kandungan logam dalam bijih dengan akurasi seperseratus.

Seperti pemburu-pencari jalan, para penjelajah sangat jeli, dan ini sering membantu mereka mengungkap rahasia harta karun bawah tanah. Dengan cara yang sama, air dan pepohonan sering memberi tahu para penambang lokasi bijih. Mereka tahu dari pengalaman bahwa jenis pohon, semak, dan jamur tertentu sering tumbuh di endapan bijih. Misalnya, di beberapa tempat, kachim (rumput, lebih jarang semi-semak dari keluarga cengkeh) hampir selalu tumbuh di atas endapan bijih tembaga, di tempat lain - pohon ek.

Ada banyak tanda lain dimana para penambang menemukan bijih timah. Pada malam musim gugur yang dingin, embun beku sedikit menutupi tanah dan membuat pucuk pepohonan menjadi perak. Telah diperhatikan bahwa dengan sinar matahari, es mencair paling cepat di tempat beberapa bijih berada. Ini karena di tempat-tempat di mana urat bijih terjadi, bumi memanas lebih cepat (toh, oksida logam memiliki kapasitas panas yang lebih tinggi daripada tanah). Kembali di Abad Pertengahan, ahli metalurgi terkenal Agricola menjelaskan pencairan es yang lebih cepat di atas deposit bijih oleh fakta bahwa benda-benda gelap memanas lebih cepat.

Tanpa instrumen yang sempurna, para penambang kuno, menggunakan pohon anggur, menjelajahi berbagai bijih logam, termasuk timah. Beberapa menganggap cabang hazel sebagai yang paling cocok untuk mencari bijih. Lainnya menemukan tembaga dengan bantuan tanaman merambat abu, timah dan terutama timah - menggunakan cabang pinus.

Beberapa ilmuwan modern menganggap seni menakjubkan memiliki "tongkat ajaib" ini sebagai perdukunan belaka atau menganggapnya sebagai gema takhayul kuno.

Ilmuwan lain, yang mengagumi keterampilan luar biasa para penambang kuno dalam menemukan logam placer dan urat, siap menghubungkan mereka dengan kerentanan khusus terhadap medan magnet dan arus listrik lemah yang dibentuk oleh endapan bijih. Dan ada pula yang siap mempercayai perasaan supernatural orang-orang Zaman Perunggu, misalnya, kemampuan mereka untuk "melihat" dengan jari-jari mereka. Tentu saja spekulasi seperti itu tidak benar.

Pada awal perkenalan mereka dengan timah, orang kuno menambang bijih timah dari placer, terutama di sedimen sungai. Pada masa itu, mereka sudah terbiasa dengan teknik mencucinya. Kemudian, timah ditambang dari bijih timah yang dalam.

Bijih ditambang di lubang terbuka. Dalam pekerjaan terbuka, lintel (pilar) dibuat untuk melindungi para penambang dari penyumbatan dan kematian di bawah reruntuhan, meskipun sering terjadi kecelakaan. Sampai sekarang, selama penggalian arkeologis karya kuno di Siberia, Kazakhstan, Altai dan tempat-tempat lain di wilayah negara kita dan di banyak tempat di mana tembaga dan timah sudah ditambang pada Zaman Perunggu (di Inggris, Cina, dan Peru), kerangka penambang mati ditemukan.

Di adit bawah tanah, pilar juga dibiarkan untuk melindungi dari kemungkinan runtuh. Tapi ini sudah menjadi pilar atau tiang yang diletakkan dari batu yang menopang kubah adit. Pengencang seperti itu ditemukan di banyak pekerjaan kuno, di mana tembaga dan timah ditambang. Seringkali, penyangga semacam itu terbuat dari lempengan atau balok batu, dan di tempat-tempat yang memiliki banyak hutan, tiang kayu sering digunakan. Di masa yang jauh itu, galeri bawah tanah diturunkan di sepanjang tangga atau tangga kayu yang diukir di batu. Paling sering ini adalah batang kayu dengan takik atau pohon dengan cabang yang dipotong tebal. Di Ural, di salah satu tambang kuno, tangga seperti itu ditemukan. Di tangga primitif seperti itu, para penambang tidak hanya turun ke adit dan bekerja, tetapi juga mengangkat bijih di palung, tas kulit, dan keranjang anyaman.

Pada awalnya, timah dilebur dari bijih di atas api. Nyala api sudah cukup untuk mengekstraksi logam yang dapat melebur (lagi pula, timah sudah meleleh pada 232 derajat). Kemudian, timah dilebur dalam lubang, yang dindingnya ditutupi dengan lapisan tanah liat yang padat untuk melindunginya dari rembesan. air tanah dan kebocoran logam cair ke dalam tanah. Kayu bakar dan potongan bijih diletakkan berlapis-lapis di dalam lubang.

Teknologi peleburan timah dari placer agak berbeda. Pertama, api dibuat di lubang, dan ketika kayu bakar dibakar, bijih dituangkan ke bara yang menyala.

Dalam kedua kasus, logam cair yang terbentuk selama peleburan terakumulasi di dasar lubang. Itu diambil dengan sendok khusus dan dituangkan ke dalam cetakan.

Belakangan, untuk meningkatkan proses pembakaran bahan bakar di dalam lubang, bellow mulai digunakan untuk memasok udara. Perbaikan kecil ini memungkinkan untuk meningkatkan kapasitas lubang, mereka mulai membuatnya lebih lebar dan lebih dalam. Namun seiring waktu, lelehan menjadi besar, dan sulit untuk mengeluarkan logam dari dasar lubang.

Diselamatkan, seperti yang kita katakan sekarang, bekerja dengan kecerdikan. Salah satu ahli metalurgi kuno datang dengan "unit" baru untuk peleburan bijih - besar tong kayu dilapisi dengan tanah liat tahan api. "Lapisan" seperti itu andal menahan suhu tinggi. segera mengganti lubang (tungku). Ternyata peleburan logam dalam tong, di mana batu bara dan bijih dituangkan berlapis-lapis, dan juga meniup udara dengan bellow, tidak lebih buruk daripada di lubang, tetapi jauh lebih nyaman.

Berabad-abad berlalu, teknik peleburan logam meningkat. Tong digantikan oleh tungku poros kerajinan kecil (tungku buatan seperti itu digunakan di Cina untuk peleburan timah sejak awal abad ke-20). Tungku semacam itu, yang terbuat dari batu bata atau batu, pertama-tama dipanaskan dengan kayu dan batu bara, dan kemudian bijih timah dan arang (dan kemudian kokas) dimasukkan ke dalamnya berlapis-lapis. Udara juga dihembuskan dengan peniup, tetapi karena lebih banyak yang dibutuhkan daripada sebelumnya, peniup digerakkan dengan bantuan kuda. Di masa depan, traksi kuda digantikan oleh kincir air.

Namun, ketika peleburan bijih timah di tungku poros primitif, tidak mungkin mencapai suhu seperti itu di mana terak juga akan meleleh. Batuan sisa tetap di tungku dalam bentuk massa padat yang disinter. Oleh karena itu, pada akhir peleburan, tungku harus dibongkar untuk menghilangkan terak.

Seiring waktu, timah mulai dilebur dalam tungku poros yang jauh lebih besar dan pada suhu yang lebih tinggi, di mana terak cair terbentuk. Namun bersamaan dengan restorasi timah, restorasi besi juga terjadi. Hasilnya adalah sejumlah besar paduan besi-timah tahan api yang berbeda (ahli metalurgi menyebutnya "gartlings"). Mereka secara signifikan mengurangi hasil timah murni. Kerugian dari tungku poros juga terdiri dari fakta bahwa hanya bijih timah seperti itu, yang terdiri dari potongan-potongan besar, yang dapat dilebur di dalamnya. Dan ada beberapa bijih seperti itu. Kemudian, ahli metalurgi belajar bagaimana memproses bijih dan konsentrat dalam tungku semacam itu, yang diperoleh dengan mencuci sederhana. Mereka telah disinter terlebih dahulu pada grates khusus.

Teknik peleburan timah berkembang perlahan. Hanya pada awal abad ke-18, untuk pertama kalinya di Inggris, tungku poros digantikan oleh tungku gema dengan tungku perapian. Batubara bubuk digunakan untuk memanaskannya, dan kemudian.

Kompor reverberatory memiliki banyak keunggulan dibandingkan. milikku, jadi mereka mulai dengan cepat menggantikannya. Namun, dalam tungku reverberatory, tidak mungkin untuk menaikkan suhu pemanasan bijih selama peleburan di atas 1300-1350 derajat. Untuk mengekstrak timah sepenuhnya dari terak, Anda harus menambahkan banyak kapur, yang meningkatkan titik leleh menjadi 1400-1500 derajat.

Pada 1930-an dan 1940-an, timah diekstraksi dari terak baja di tungku listrik, di mana suhu yang lebih tinggi dapat diperoleh. Sekarang di tungku seperti itu, konsentrat kaya timah dilebur (jika tidak mengandung kotoran besi), yaitu logam dilebur tanpa pemrosesan tambahan terak. Selain itu, kinerja tungku listrik (per satuan luas) jauh lebih tinggi daripada tungku reflektif. Penggunaan tungku listrik memungkinkan untuk meningkatkan budaya produksi dan meningkatkan kondisi kerja ahli metalurgi.

Meskipun ada kemajuan dalam teknik penambangan dan peleburan, timah masih merupakan logam yang mahal.

Teriakan iblis. Selama berabad-abad, para alkemis di berbagai negara tidak berhasil mendapatkan emas dari logam dasar. Alkemis mengajarkan bahwa alam selalu berusaha untuk menciptakan benda-benda yang sempurna, seperti emas, tetapi keadaan yang tidak menguntungkan mencegah hal ini, dan bukannya emas, logam yang lebih rendah dibentuk - tembaga, timah, timah. Tetapi untuk mengubah timah atau timah menjadi emas, seseorang harus terlebih dahulu menyiapkan "batu filsuf" atau ramuan.

Para alkemis dengan gigih dan gigih mencari obat mujarab ajaib ini.

Alkemis menggunakan ajaran filosof Yunani kuno dan naturalis Aristoteles, berpendapat bahwa semua logam terdiri dari dua elemen pembawa - belerang dan merkuri. terdiri dari merkuri murni - dasar metalik, dan yang basa memiliki campuran belerang yang lebih besar - awal variabilitas. Karena itu, untuk mendapatkan emas, seseorang harus bisa menghilangkan belerang.

Namun, semua usaha mereka sia-sia. Mereka tidak menemukan "batu filsuf" yang ada dan tidak dapat mengubah logam dasar menjadi emas.

Terlepas dari kompleksitas ajaran mereka, para alkemis memberikan kontribusi yang signifikan terhadap perkembangan kimia lebih lanjut. Dalam mencari ramuan mitos, mereka menemukan banyak garam dan asam, mengembangkan metode untuk pemurniannya.

Menguji berbagai logam dengan tujuan mengubahnya menjadi emas, para alkemis menaruh perhatian besar pada timah. Mereka tertarik terutama oleh sifat misteriusnya. Timah, salah satu logam terlembut di planet kita, ketika dilebur dengan tembaga, membuatnya menjadi keras.

Tetapi bahkan lebih, mungkin, para alkemis dikejutkan oleh derak, yang terdengar jelas ketika tongkat timah ditekuk. "Ini adalah suara iblis yang telah pindah ke logam," kata mereka.

Para alkemis menyebut fenomena yang tidak mereka pahami (yang diperhatikan oleh alkemis terkenal Gaber) "tin cry". Di zaman kita, nama ini telah dilestarikan, tetapi sekarang tidak dikaitkan dengan suara yang dibuat oleh iblis, tetapi berasal dari kata bahasa Inggris derit - derit, derak. Penyebab (tidak diamati pada logam lain) dari keretakan ini sekarang telah terungkap. Tongkat timah "berderak" karena kristalnya sedikit bergeser dan bergesekan satu sama lain.

Timah, logam yang ulet dan dapat melebur, memiliki keuletan yang baik, kedua setelah logam mulia dan tembaga, dan oleh karena itu lembaran tipis foil (staniol) dapat dengan mudah diperoleh darinya. Putih keperakan, dengan sedikit warna kebiruan dalam cahaya yang ditransmisikan, mereka menjadi coklat. Seperti logam lainnya, timah membentuk garam dengan beberapa non-logam (klorin, belerang, fluor, brom), yang digunakan dalam perekonomian nasional. Timah tidak secara langsung berinteraksi dengan karbon atau nitrogen. Adalah "tidak peduli" untuk melakukan kontak langsung dengan hidrogen dan silikon. Namun, timah hidrida dan nitrida dapat diperoleh secara tidak langsung.

Jika Anda melemparkan sepotong timah ke dalam larutan encer asam klorida atau asam sulfat, itu akan larut untuk waktu yang sangat lama. Sama lambatnya, logam ini akan bereaksi dengan larutan berair asam kuat lainnya (nitrat, hidrobromat), dalam asam organik (asetat, oksalat), timah praktis tidak larut. Apa alasan perilaku timah ini? Ini dijelaskan oleh sedikit perbedaan dalam nilai potensial normal timah dan hidrogen, dalam serangkaian tegangan di mana semua logam (dan hidrogen) diatur menurut aktivitas kimianya. Semakin jauh ke kiri dalam baris ini dan semakin jauh dari hidrogen logam tersebut, semakin cepat ia menggantikan hidrogen dari asam. Timah dalam seri ini terletak di dekat hidrogen.

Timah larut tidak hanya dalam asam (encer dan pekat), tetapi juga dalam alkali, membentuk, tergantung pada kondisi reaksi, dua kelompok senyawa - stannit dan stannat.

Ahli kimia telah memperoleh berbagai senyawa timah dengan asam - fosfat, nitrida, sulfat. Semuanya adalah zat kristal padat. Berbeda dengan mereka, timah nitrat Sn (NO3) 2 adalah cairan bergerak, sangat larut dalam air. Dan satu lagi sifat yang tidak biasa dari turunan timah ini adalah meleleh pada suhu minus 20 derajat. Dalam industri, senyawa timah dengan belerang dan klorin paling sering digunakan.

Baik pembuat tembikar maupun tukang celup. Pada akhir abad ke-15, alkemis Vasily Valentin, dengan harapan sia-sia untuk mendapatkan ramuan ajaib, mulai menyalakan campuran garam meja, tawas, dan besi sulfat. Ramuan itu tidak berhasil, tetapi cairan baru yang sebelumnya tidak dikenal terbentuk di bejana. Dia merokok di udara. Saat dihirup, asap ini menyebabkan batuk yang hebat. Jika cairan itu dicicipi, rasanya membakar lidah. Tetesan cairan yang jatuh pada kain membakarnya, menimbulkan korosi dan melarutkan logam. Itu adalah asam klorida. Sang alkemis menyebut cairan ini "alkohol asam". Hampir setengah abad kemudian, alkemis Eropa lainnya Andrei Libavius ​​menjadi tertarik pada "alkohol asam". Dia mengulangi pengalaman pendahulunya dan menerima cairan kaustik yang sama persis. Pertama-tama, dia memutuskan untuk mencari tahu bagaimana "alkohol asam" bekerja pada logam. Tembaga, besi, seng dilarutkan dalam cairan kaustik ini. Setelah melarutkan timah dalam "alkohol asam", Libavius ​​menguapkan larutan yang dihasilkan dan memperoleh kristal belah ketupat putih. Apa zat ini? Sekarang kita menyebutnya stannous klorida. Pada saat itu, tidak ada yang tahu tentang klorin. Unsur ini ditemukan pertama kali pada tahun 1774 oleh ahli kimia Swedia terkenal Scheele dan kemudian oleh ilmuwan Inggris Davy (1810). Kita tidak tahu bagaimana sang alkemis menyebut garam yang diterimanya, tetapi dia mulai melakukan berbagai eksperimen dengan garam itu. Pertama-tama, saya memutuskan untuk menguji efek zat baru pada jaringan. Akankah garam ini juga menghancurkan mereka, seperti alkohol asam? Ternyata stannous chloride sama sekali tidak musuh terburuk bahan tekstil.

Bahkan di zaman kuno, orang belajar mewarnai wol dan kain dengan pewarna yang diekstraksi dari bunga, buah, dan akar berbagai tanaman. Beberapa cat yang berasal dari hewan juga digunakan saat itu. Ungu antik pernah digunakan untuk mewarnai toga dan jubah raja-raja Persia menerima salah satu jenis moluska. Di Amerika Selatan, orang India telah lama mewarnai kain merah tua, menggunakan carmine, pewarna yang diperoleh dari kutu daun cochineal yang dikumpulkan pada kaktus.

Pewarna kuno sangat mengenal mordan - zat yang memperkuat warna kain. Paling sering mereka diperoleh dari mineral alami. Dengan demikian, pewarna Yunani dan Romawi banyak menggunakan tawas saat mewarnai kain. Sejarawan Yunani Herodotus, yang hidup pada abad kelima SM, menyebut mereka "aluminium", dan empat ratus tahun kemudian ilmuwan Roma kuno Pliny the Elder menyebut mereka "alumen".

Stannous chloride juga ternyata menjadi mordan yang baik. Setelah Libavius ​​mencelupkan sepotong kain berwarna cerah ke dalam larutannya, warnanya tidak hanya tidak pudar, tetapi menjadi lebih cerah.

Namun, butuh beberapa dekade lagi sebelum penemuan sang alkemis menemukan aplikasi praktis. Salah satu yang pertama menggunakan mordan timah dalam pewarnaan adalah ahli kimia Belanda Drebbel. Segera penemuan ini mendapat pengakuan luas di antara para pencelup di banyak negara.

Di Eropa pada masa itu mereka masih belum mengetahui bagaimana proses dan pembuatan kain katun. Mereka didatangkan dari negara-negara Timur Tengah dan India. Saat itu, kain katun tipis belacu (kemudian disebut belacu), yang dibawa dari kota Kalkuta di India, banyak digunakan pada orang Eropa. Kain ini tertarik dengan warna aslinya. Pewarna yang menggunakan mordan timah menerapkan pola merah, bunga, dan gambar sederhana pada kain. Seiring waktu, pewarna mulai menggunakan mordan timah untuk mewarnai kain wol dan sutra.

Selama lebih dari seratus tahun, stannous chloride telah membantu ahli kimia menciptakan cat organik yang tahan lama dan tahan terhadap sinar matahari. Ini juga digunakan di banyak industri lain, karena stannous chloride adalah zat pereduksi yang kuat, ia larut dengan baik dalam air, alkohol, eter dan banyak pelarut organik lainnya.

"Kerabat" dekat timah klorida, stannous klorida, juga memiliki banyak kualitas berharga yang banyak digunakan di beberapa industri. Itu diperoleh dengan melewatkan aliran klorin kering ke dalam timah cair. Seperti timah klorida, ia larut dengan baik dalam air dan berbagai pelarut organik, tetapi tidak seperti itu, ia dapat melarutkan belerang, fosfor, dan yodium dengan sendirinya.

Sudah lebih dari dua ratus tahun yang lalu, mereka belajar cara membuat chintz tercetak yang indah di negara kita, yang selalu populer di kalangan wanita. Pola atau ornamen tercetak yang jelas dan tahan lama pada belacu diperoleh berkat timah tetraklorida. Ini juga digunakan oleh pekerja tekstil sebagai pembalut (dari apprêter Prancis - untuk menyelesaikan kain sepenuhnya). Untuk tujuan yang sama, natrium stannat (Na2SnO3) juga berhasil digunakan dalam industri tekstil. Stannate mudah diperoleh - cukup dengan menggabungkan timah dioksida (SnO2) dengan beberapa alkali atau melarutkan hidrat timah dioksida yang baru disiapkan dalam larutan alkali. Stannat digunakan tidak hanya oleh pekerja tekstil, tetapi juga oleh insinyur radio. Jadi, barium stannate banyak digunakan di berbagai perangkat teknik radio - ini adalah dielektrik yang sangat baik.

Timah dioksida telah lama digunakan dalam tembikar. Kita tidak tahu nama orang yang pertama kali membuat pot atau kendi dari adonan tanah liat ribuan tahun yang lalu dan mulai membakarnya dengan api. Namun sejak itu, gerabah telah diminati oleh penduduk di semua negara di dunia. Pada awalnya, produk tembikar kuno memiliki penampilan yang jelek. Tapi yang paling kelemahan utama tembikar - porositas dinding bagian dalam. Piring seperti itu, seolah-olah, ditembus oleh banyak kapiler - tubulus terkecil tempat air merembes. Dalam bejana tanah liat seperti itu, tidak mungkin menyimpan air atau cairan lain bahkan selama beberapa jam.

Untuk waktu yang lama mereka tidak dapat menemukan cara untuk membuat permukaan produk tanah liat tidak berpori. Tetapi, seperti yang sering terjadi dalam sejarah penemuan-penemuan hebat, kebetulan membantu. Entah bagaimana, sedikit campuran pasir dan soda masuk ke salah satu pot tanah liat yang disiapkan untuk menembak. Bayangkan keterkejutan si pembuat tembikar ketika, setelah mengeluarkan potnya dari tempat pembakaran setelah menembak, dia melihat di salah satu potnya terdapat lapisan tipis mengkilap yang menutupi seluruh permukaan bagian dalam pot.

Jadi kasing membantu para pembuat tembikar kuno untuk menutup pori-pori dalam produk dengan film kaca yang andal. Mereka menyebutnya pembekuan. Kemudian, mereka mulai menambahkan kapur ke glasir, dan di beberapa tempat ada bijih timah, kasiterit. Secara bertahap, mereka belajar membuat glasir multi-warna dengan menambahkan berbagai zat ke dalam campuran pasir dan soda.

Penemuan glasir yang tidak disengaja kemudian mengarah pada penemuan kaca yang sama-sama tidak disengaja. Suatu kali seorang pembuat tembikar menerapkan lapisan glasir ke salah satu potnya dengan sangat ceroboh. Setelah menembak, bukannya lapisan glasir yang halus dan rata, di dalam pot ditemukan gumpalan kecil kaca yang mengilap. Begitulah awal mula pembuatan kaca.

Pembuat kaca pertama sudah tahu bahwa dengan bantuan timah dioksida dimungkinkan untuk mendapatkan glasir putih yang indah. Oleh karena itu, dengan sedikit tambahan kasiterit, gelas putih susu yang indah juga dapat disiapkan. Kaca seperti itu indah, tetapi buram. Sinar cahaya melewatinya, tetapi tidak mungkin untuk melihatnya. Kemudian pembuat kaca menyebut kacamata seperti itu "tuli". Mereka diperoleh dengan menambahkan bubuk dari berbagai zat ke muatan, tetapi terutama timah dioksida atau kasiterit yang digiling halus. Dan sekarang mereka sedang mempersiapkan kacamata "tuli" untuk berbagai keperluan teknis. Terima dengan tambahan timah dioksida dan glasir putih.

Mungkin, bahkan sebelum mereka mulai memasak kaca transparan dan buram, pembuat kaca belajar cara membuat kaca berwarna. Berabad-abad yang lalu, diketahui bahwa pengotor bahan tertentu mewarnai kaca dalam berbagai warna: kobalt - biru, kromium - kuning-hijau, mangan - ungu.

Selama lebih dari empat puluh tahun, bintang rubi telah menyala di menara Kremlin Moskow sepanjang waktu - simbol kemenangan di negara kita.

Agar bintang-bintang bersinar seterang siang hari seperti di malam hari, kaca merah muda tempat mereka dibuat ditempatkan di atas lapisan kaca putih susu. Dan itu disiapkan bukan tanpa partisipasi timah dioksida.

Baik ahli kimia maupun petani. Berbagai produk yang terbuat dari banyak digunakan di berbagai industri - polivinil klorida. Namun dengan segala kelebihannya, ia "takut" pada matahari. Untuk melindunginya dari aksi sinar cahaya, organotin digunakan - dibutil dan dioktilstannan, monoalkilstannan, dialkiltin laurat dan dialkiltin dimaleat digunakan sebagai penstabil.

Pada tahun 50-an, ahli kimia mengembangkan metode untuk sintesis polimer dari berbagai hidrokarbon dengan struktur molekul yang teratur. Mereka disebut stereoregular atau isotaktik. Nilai praktis untuk memperoleh polimer semacam itu terletak pada kemungkinan membuat bahan dengan sifat yang diinginkan. Dan di sini Anda tidak dapat melakukannya tanpa katalis organotin. Sulit untuk melebih-lebihkan pentingnya memperkenalkan metode ini dalam industri kimia.

Pemrosesan polivinil klorida padat untuk mendapatkan film transparan, pelat dan bejana plastik darinya dilakukan pada suhu 180 ° C. Untuk mencegah polimer menyebar, diperlukan penstabil panas. Dan di sini organotin datang untuk menyelamatkan - dialkiltin mercaptans dan dialkiltin diisooctyl glycolates.

Ban adalah aksesori terpenting. Semakin lama mereka melayani, semakin murah pengoperasian mobil. Oleh karena itu, para ahli kimia berusaha meningkatkan permeabilitasnya dengan menciptakan jenis karet sintetis baru, yang dapat digunakan untuk membuat karet yang lebih kuat dan elastis.

Dalam perjuangan untuk ketahanan ban, ahli kimia mencetak kemenangan lain beberapa tahun yang lalu - dari beberapa bahan organik diperoleh selama penyulingan kering batubara dan pemrosesan produk minyak bumi, menciptakan jenis baru karet sintetis - urethane. Itu aus dua kali lebih lambat dari alami. Katalis membantu - diazurat timah, yang berfungsi sebagai pengeras untuk karet silikon dan resin epoksi.

Banyak kesedihan dan masalah dibawa ke pelaut dan pelaut dengan mengotori lunas kapal dengan kerang dan organisme laut dan air tawar lainnya. Biasanya, untuk melindungi bagian bawah laut kapal dan fasilitas pelabuhan, cat dan pernis dan pelapis plastik digunakan, yang dibuat dengan aditif senyawa tembaga dan merkuri, lebih jarang seng dan timbal. Namun, mereka memiliki kelemahan besar - mereka menyebabkan korosi elektrokimia pada bagian logam. Jauh lebih efisien lapisan pelindung berdasarkan polimer organotin atau kopolimer dengan monomer organik atau organoelemen.

Kacamata organotin secara andal melindungi dari sinar ultraviolet dan sinar-X. Banyak layanan berharga yang diberikan oleh persiapan organotin kepada petani. Sejak manusia belajar mengolah tanah, menanam sereal dan sayuran, dia terus-menerus memerangi gulma. Ahli kimia telah menciptakan ratusan obat baru - herbisida yang digunakan untuk membunuh gulma, tetapi tidak membahayakan tanaman budidaya. Diantaranya adalah trivinylchlorostannan dan beberapa turunannya.

Sediaan organotin bahkan lebih efektif dalam pengendalian hama Pertanian. Lagi pula, bahkan sekarang, dengan metode pertanian modern, kerugian yang disebabkan oleh hama mencapai 25-30 persen. Kerugian tanaman kentang akibat penyakit dan hama bahkan lebih besar.

Sediaan Brestan (trifeniltin asetat) yang kami produksi dengan cepat menghancurkan hama bit dan kentang. Cukup dengan menyemprotkan 600 liter larutan 0,01% per hektarnya. Selain itu, ini adalah cara yang andal untuk memerangi penyakit jamur yang resisten pada tanaman tropis dan subtropis. , merangsang pertumbuhan tanaman.

Sifat racun dari banyak senyawa organotin yang dikenal lebih dari seratus tahun yang lalu (triethylstannanol, hexabutyldistannooxane) sekarang membantu memerangi pencemaran lingkungan, memurnikan air limbah industri, dan melawan jamur rumah dan hama kayu lainnya.

Antiseptik yang sangat baik, benar-benar menghancurkan bahkan ketika kepadatan tinggi coli, Staphylococcus aureus, Brucella dan sejumlah mikroba lainnya terinfeksi dengan kopolimer organotin akrilat dengan maleat anhidrida, stirena, vinil klorida, etilena dan butadiena. Dokter hewan siap menggunakan preparat organotin untuk memerangi cacing pada hewan peliharaan.

Untuk meningkatkan aktivitas biologis yang diarahkan, beberapa aditif zat organik dimasukkan ke dalam sediaan. Misalnya, larutan campuran benziltrietilamonium klorida dan heksabutildistannooksan menghancurkan Staphylococcus aureus dalam 5 menit.

Para ilmuwan telah mengembangkan banyak metode untuk sintesis berbagai sediaan organotin. Bahan bakunya adalah timah logam murni atau paduannya, tetapi paling sering timah tetraklorida dan berbagai senyawa organik (dan seringkali organoelemen). Reaksi berlangsung dengan adanya katalis.

Organotin masih "bayi". Dia memiliki masa depan yang cerah di depannya. Dijamin oleh kualitasnya yang luar biasa.

Baik pengendara maupun pencetak. Di dalam mobil, mesin, mesin ada poros. Saat memutarnya, gesekan kuat terjadi, yang menyebabkan bagian bergesekan dengan cepat. Bagaimana cara mengurangi efek berbahaya dari gesekan, bagaimana cara menghilangkannya? Anda bisa menggunakan pelumas. Di bawah kondisi operasi yang ideal, cangkang poros dan bantalan tidak boleh bersentuhan satu sama lain dan karena itu tidak aus. Di bawah kondisi operasi normal bantalan, ini tidak dapat dicapai. Untuk mengurangi koefisien gesekan, digunakan paduan anti-gesekan, yang harus keras dan pada saat yang sama cukup lunak dan ulet sehingga dalam hal konfigurasi poros dan liner yang berbeda, liner dapat "dijalankan" untuk dia.

Dalam mencari komposisi yang cocok untuk pembuatan paduan bantalan, ahli metalurgi mengalihkan perhatian mereka ke timah dan timah sebagai logam paling lunak.

Paduan anti gesekan pertama, diusulkan pada tahun 1839 oleh insinyur I. Babbit, mengandung 83 persen timah, 11 persen antimon, dan 6 persen tembaga. Di masa depan, paduan anti-gesekan seperti itu dengan kandungan komponen yang sedikit dimodifikasi mulai disebut babbitt (setelah nama penemunya) dan menjadi tersebar luas. Saat ini, selain babbit standar, paduan dengan keuletan yang meningkat diproduksi di negara kita dan di luar negeri.

Dalam massa plastik lunak paduan, kristal logam keras didistribusikan secara merata, yang menahan abrasi dengan baik dan, jika perlu, ditekan ke dalam sisipan.

Timah adalah logam yang mahal dan langka, jadi sekarang mereka semakin berusaha untuk mengganti bantalan dengan liner babbitt dengan bantalan rol dan bola.

Paduan timah digunakan oleh printer dan tipografer beberapa ratus tahun sebelumnya.

Dia memutuskan untuk membuat huruf untuk dicetak dengan memasukkan huruf-huruf itu ke dalam cetakan logam. Itu terbuat dari timah, bagian bawahnya adalah balok tembaga dengan gambar huruf timbul di atasnya. Awalnya, Gutenberg membuat surat dari timah dengan sedikit tambahan timah. Kemudian, ia mengambil paduan terbaik dengan campuran antimon yang signifikan (lebih dari 20 persen), yang disebut gart (dari kata Jerman"hart" - padat). Ternyata jauh lebih kuat daripada paduan timbal dan timah, dan sepenuhnya membenarkan namanya.

Paduan tipografi, yang disusun oleh Gutenberg dengan sedikit perubahan dalam isi bagian-bagian penyusunnya, masih digunakan, tetapi timah masih menempati tempat yang dominan di dalamnya.

Penolong umat manusia. Pada tahun-tahun ketika Gutenberg mengeluarkan huruf balok dari timah, peralatan timah banyak digunakan di Austria, Belgia, Inggris. Produksi sendok dan cangkir timah, mangkuk dan kendi, piring dan piring dimulai pada awal abad ke-12, ketika deposit bijih timah yang kaya ditemukan di Pegunungan Bijih di Bohemia. Untuk penuangan logam cair yang lebih baik, timah dicampur dengan timbal (10:1).

Belakangan, dapur dan peralatan makan mulai dibuat dari paduan timah dengan kandungan timbal yang lebih tinggi (hingga 15 persen), serta aditif antimon, dan terkadang sejumlah kecil tembaga dan seng. Salah satu paduan ini disebut "logam Inggris".

Peralatan timah dibuat dalam cetakan dari kuningan atau besi, lebih jarang dari gipsum. Tutup, pegangan, bagian terpisah dihubungkan dengan menyolder. Hidangan dengan ornamen artistik, gambar datar dan relief tanaman dan hewan sangat dihargai. PADA Eropa Tengah produk timah dari master Jerman terkenal. Tidak ada kota di Jerman di mana setidaknya satu ahli barang pecah belah tidak bekerja. Ada 159 pekerja timah di Nuremberg saja. Setiap produk baru dicap dengan merek master atau kota. Kebanggaan pengrajin perkotaan dianggap sebagai kendi timah besar yang dibuat sebagai simbol bengkel.

Selama berabad-abad, tradisi dekorasi dan bentuk artistik, karakteristik kota dan wilayah tertentu, telah dilestarikan.

Selain motif rakyat yang mengakar, dekorasi artistik piala, mangkuk, tempat lilin, kendi juga dipengaruhi oleh seni klasik.

Dalam beberapa tahun terakhir, semakin sedikit timah yang diperoleh dari bahan baku sekunder karena penurunan kandungan di dalamnya, yang disebabkan oleh penggunaan yang lebih luas dari metode timah elektrolitik, yang memungkinkan untuk mengurangi biaya timah per unit. dari produksi.

Pabrik pertama yang mulai mencium timah di Uni Republik Sosialis Soviet (CCCP) dari bijih primer dibangun pada tahun 1934 di Podolsk dekat Moskow. Dia bekerja selama tujuh tahun pada bijih yang kaya timah (konsentrat yang dipasok ke pabrik untuk diproses mengandung 40 hingga 70 persen timah). Pertama, pengotor arsenik dan belerang dihilangkan dari konsentrat dengan pemanggangan. Fluks ditambahkan ke cinder dan dilebur dalam tungku reverberatory. Timah mentah yang dihasilkan dimurnikan dalam boiler dengan aditif khusus yang mengikat kotoran menjadi senyawa tahan api. Dengan proses peleburan ini, terak dengan kandungan timah yang tinggi tetap ada. Mereka diselesaikan, terak dengan kandungan tidak lebih dari satu persen timah masuk ke tempat pembuangan. Pabrik tersebut juga memproduksi timah sekunder dari berbagai skrap dan limbah yang mengandung logam.

Sehubungan dengan pertumbuhan pesat dalam ekstraksi bijih timah dan produksi konsentrat pada tahun-tahun sebelum perang, pada tahun 1940, pembangunan pabrik timah kedua di Novosibirsk dimulai. Peluncurannya dijadwalkan pada tahun 1943. Serangan Nazi yang jahat di negara kita mengubah rencana ini. Pada musim gugur 1941, pabrik Podolsk dievakuasi ke Novosibirsk. Pekerja dan insinyur membawa ke sini peralatan dari pabrik Podolsk yang dibongkar, serta konsentrat dan timah hitam. Dua bulan kemudian, pabrik mulai memproduksi paduan timah-timah.

Pada awalnya, perusahaan menghadapi banyak kesulitan, khususnya, semua pekerjaan bongkar muat bahan baku dan bahan, transportasi mereka, persiapan biaya dilakukan secara manual. Namun demikian, pabrik memenuhi rencana produksinya dan memasok pelanggannya dengan paduan timah-timah tanpa gangguan.

Awalnya, pabrik Novosibirsk menggunakan teknologi peleburan timah dan produksi paduan yang diadopsi di pabrik timah Podolsk. Panas pertama dilepaskan dari tungku reverberatory pertama pada 23 Februari 1942. Enam bulan kemudian, beberapa tungku reverberatory lagi dioperasikan. Belakangan, tanaman itu mulai berkembang lebih banyak teknologi modern peleburan timah. Skema baru menyediakan pengayaan konsentrat timah termiskin dengan komposisi kompleks. Konsentrat jadi dilebur dalam tungku listrik.

Pengembangan produksi teknologi baru selesai hanya pada tahun-tahun pascaperang. Pada tahun 1947, skema pemurnian konsentrat diperkenalkan, yang masih digunakan dengan beberapa perubahan, dan pada akhir tahun 1948, proses peleburan listrik diperkenalkan.

Sejak tahun 1953, pabrik tersebut mulai memproduksi timah dan babbit dengan kandungan timah yang tinggi. Ini dimungkinkan berkat peningkatan proses pemurnian, yang memungkinkan untuk menghilangkan semua kotoran dari timah mentah.

Banyak perbaikan teknis lainnya telah diperkenalkan di pabrik: metode peleburan zona, peleburan listrik konsentrat lumpur, pemurnian vakum timah.

Semua peningkatan ini memungkinkan untuk memproses konsentrat yang lebih buruk dan memungkinkan untuk mendapatkan timah dengan kemurnian tinggi. Namun, staf pabrik tidak berhenti pada keberhasilan yang dicapai. Di tahun-tahun mendatang, skema yang lebih maju untuk produksi timah akan diperkenalkan, yang akan memberikan ekstraksi timah dan logam lain yang lebih lengkap dari konsentratnya. Ini menyediakan proses pengayaan kimia, pencucian aliran langsung, pemulihan pada suhu rendah.

Seiring dengan pabrik timah Novosibirsk, paduan timah-timah diproduksi oleh pabrik Ryazan untuk produksi dan pemrosesan logam non-ferrous, yang juga memproses bahan baku sekunder. Rangkaian produk pabrik juga mencakup seng sulfat dan berbagai produk semi. Salah satu pencapaian pabrik tersebut adalah keberhasilan pengolahan terak dengan kadar timah rendah.

Pabrik metalurgi telah mencapai dan indikator ekonomi produksi, khususnya persentase perolehan logam yang lebih tinggi. Berkat kerjasama kreatif yang erat dengan lembaga penelitian dan desain ilmiah, selama rencana lima tahun kesepuluh, dimungkinkan untuk meningkatkan ekstraksi timah sebesar 1,1 persen. Orang asing bersedia membeli beberapa pengembangan ilmuwan dan insinyur kami, yang berhasil digunakan di pabrik.

Namun, beberapa komponen konsentrat yang berharga masih masuk ke tailing selama penyelesaian dan menumpuk di tempat pembuangan. Memenuhi keputusan Kongres XXVI CPSU, skema produksi timah semacam itu sedang dikembangkan dan diimplementasikan yang akan memungkinkan penggunaan cadangan internal pabrik secara luas, dengan mempertimbangkan penurunan kualitas bijih yang diproses. (adanya sulfida, turmalin, arsenik dan kotoran berbahaya lainnya).

Lembaga Penelitian Pusat Industri Timah (TsNIIolovo) telah mengembangkan teknologi yang efisien dan hemat biaya untuk produksi konsentrat kasar dengan penyelesaian terpusat, yang akan memungkinkan penggunaan semua limbah sepenuhnya. Untuk pemrosesan polimetalik sulfida yang diperoleh dengan penyelesaian terpusat, seseorang dapat menggunakan metode siklon-elektrotermal atau pemrosesan dalam unggun terfluidisasi vakum menggunakan berbagai opsi untuk sublimasi klorida. Penyesuaian terpusat antara pengayaan dan proses metalurgi akan memungkinkan, pertama, untuk mengekstrak setidaknya setengah timah dari konsentrat kasar, dan kedua, mengurangi hampir setengah jumlah produk miskin timah yang masuk ke pemrosesan metalurgi.

Pengenalan kompleks konsentrasi dan metalurgi akan memungkinkan penggunaan bijih apa pun secara praktis untuk diproses, terlepas dari kualitasnya. Dan ini pada gilirannya akan berkontribusi pada perluasan basis bahan baku industri pertambangan dan pengolahan timah.

produk timah

Planet, dinamai dewa guntur Jupiter, dikorelasikan oleh alkemis abad pertengahan dengan timah. Sulit membayangkan logam lunak dan lunak ini sebagai simbol dewa yang tangguh dan pendendam. Apa yang memandu para alkemis dalam membangun hubungan ini?

Nama Latin timah "stannum", diterima dalam sains, berasal dari akar bahasa Sansekerta "ratus", yang berarti "mantap", "padat" dalam terjemahan.

Sejauh ini, belum bisa dipastikan kapan timah murni mulai digunakan untuk pembuatan produk. Hanya informasi yang terpisah-pisah yang diketahui, yang kadang-kadang dilengkapi dengan penggalian arkeologis. Pertama di satu, lalu di pusat peradaban kuno lainnya, hanya ada satu temuan timah murni. Jadi, di salah satu kuburan Mesir kuno yang berasal dari milenium pertama SM. e., botol timah dan cincin ditemukan.

Sejak zaman kuno, timah telah dilebur dari apa yang disebut batu timah - kasiterit, yang mendapatkan namanya dari sekelompok pulau di Atlantik Utara. 3.5 produk timah

Orang Fenisia kuno, yang tidak hanya ahli metalurgi yang terampil, tetapi juga navigator yang luar biasa, berangkat untuk batu timah ke Cassirids, naik ke kapal sebuah jangkar dari batang kayu cedar berongga yang diisi dengan batu untuk bobot. Setibanya di tempat itu, palka kapal diisi dengan bijih timah. Agar tidak membawa kembali batu bulat biasa, sebagai gantinya, geladak jangkar diisi dengan bijih timah. Dengan demikian, hanya muatan yang tersisa di kapal.

Padahal timah sudah dikenal manusia pada milenium ke-4 SM. e. Logam ini tidak dapat diakses dan mahal, karena produk darinya jarang ditemukan di antara barang antik Romawi dan Yunani. Timah disebutkan dalam Alkitab, Kitab Musa yang Keempat.

Saat ini, timah digunakan terutama sebagai pelapis yang aman, tidak beracun, tahan korosi dalam bentuk murni atau dalam paduan dengan logam lain. Kegunaan utama industri timah adalah dalam tinplate (besi kalengan) untuk pembuatan wadah makanan.

Teknik menginduksi "pola es" pada dasarnya sangat sederhana. Logam berlapis timah dipanaskan dan kemudian didinginkan dengan cepat dengan memercikkan air dingin, atau bahkan mencelupkannya ke dalam air. Selama operasi ini, struktur kristal timah berubah. Untuk menunjukkannya, agar terlihat, lapisan timah dibasahi dengan asam klorida. Pola kristal yang terungkap berkilauan pada logam seperti mosaik es yang berkilauan. Di bawah lapisan tipis pernis berwarna, "pola es" warna-warni tampak lebih ekspresif. Tetapi tidak peduli seberapa sederhana teknologi "pola es", hanya para master yang tahu seluk-beluk teknologi yang memungkinkan untuk mengungkapkan keindahan logam sedalam mungkin. Penjaga "rahasia" ini dan jiwa kerajinan tahun yang panjang tetap Panteleimon Antonovich Sosnovsky, yang meninggal pada tahun 1972 pada usia 99. Dia adalah master terakhir dari seni kerajinan kuno.

Timah memiliki penyakit yang disebut "wabah timah". Logam "dingin" dalam cuaca dingin sudah pada -13 ° C dan mulai terurai secara bertahap. Pada suhu -33°C, penyakit berkembang dengan kecepatan luar biasa - produk timah berubah menjadi bubuk abu-abu.

Pada akhir abad terakhir, fenomena ini mengecewakan anggota ekspedisi yang bekerja di Siberia. Dalam cuaca beku yang parah, peralatan timah tiba-tiba "sakit". Dalam waktu singkat, itu runtuh begitu banyak sehingga tidak mungkin lagi menggunakannya dalam memasak. Mungkin ekspedisi harus menghentikan pekerjaan yang telah mereka mulai jika bukan karena mangkuk dan sendok yang berhasil mereka ukir dari kayu. Dihadapkan berulang kali dengan "wabah timah", orang akhirnya sampai pada kesimpulan bahwa timah hanya dapat digunakan di tempat yang tidak terancam oleh embun beku.

3.19 Kandungan timah 95

Seperti yang telah disebutkan, timah berhubungan langsung dengan kelahiran suara melodi dalam berbagai jenis lonceng, karena timah adalah bagian dari paduan tembaga yang digunakan untuk melemparkannya. Tetapi ternyata ia mampu bernyanyi dengan cukup mandiri: timah murni memiliki kemampuan musik yang tidak kalah luar biasa. Mendengarkan suara musik organ yang khusyuk, hanya sedikit dari pendengar yang menyadari bahwa suara yang memesona lahir dalam kebanyakan kasus dalam pipa timah. Mereka memberi suara kemurnian dan kekuatan khusus.

Sejak zaman kuno, manusia tidak hanya menggunakan timah dan paduannya, tetapi juga berbagai senyawa kimianya. Kristal kuning keemasan dari timah disulfida digunakan oleh pengrajin untuk meniru daun emas saat menyepuh plester dan relief kayu.

Larutan berair timah diklorida diolah dengan kaca dan plastik sebelum menerapkan lapisan tipis logam apa pun ke permukaannya. Timah diklorida juga termasuk dalam komposisi fluks yang digunakan dalam pengelasan logam.

Oksida timah digunakan dalam produksi kaca dan glasir ruby.

Timah dioksida adalah pigmen putih yang digunakan untuk mewarnai enamel dan glasir buram. Di alam, itu adalah kasiterit batu timah, yang berfungsi sebagai bahan baku untuk peleburan timah. Ini diperoleh secara artifisial dengan mengkalsinasi timah di udara.

Di antara banyak "hal berguna" lainnya dari senyawa timah adalah perlindungan kayu dari pembusukan, penghancuran hama, dan banyak lagi.

Saya juga ingin mencatat bahwa banyak kastor, setelah kehilangan pesanan massal, beralih ke produksi miniatur timah: pada awal abad ke-19, tidak hanya di Nuremberg dan Augsburg, tetapi juga di Berlin, Potsdam, Leipzig, Freiburg, Meissen , Dresden dan kota-kota Jerman lainnya mulai bermunculan "pabrik-pabrik figur timah".

Setelah munculnya Kekaisaran Jerman, pasar dibanjiri dengan tokoh-tokoh tentara dan komandan tentara Prusia dari semua era.

Saat ini, puluhan perusahaan di dunia membuat tentara plastik, tetapi miniatur timah secara bertahap menjadi seni tinggi dan menjadi objek keinginan para kolektor - sekarang hampir tidak diproduksi dalam jumlah besar.

Sebagai contoh, sampel produk timah:

untuk penyediaan jasa untuk seni tempa logam.

"Rumah Kucing" - sejarah berbagai hal.

Timah (lat. bait; dilambangkan dengan simbol Sn) - elemen dari subkelompok utama dari kelompok keempat, periode kelima dari sistem periodik unsur-unsur kimia D. I. Mendeleev, dengan nomor atom 50. Itu termasuk dalam kelompok logam ringan. Dalam kondisi normal, zat sederhana timah adalah logam mengkilap yang ulet, dapat ditempa, dan dapat melebur dengan warna putih keperakan.

Ketika seseorang pertama kali bertemu timah, tidak mungkin untuk mengatakan dengan pasti. Timah dan paduannya telah dikenal manusia sejak zaman kuno. Timah sudah dikenal manusia pada milenium ke-4 SM. e. Logam ini tidak dapat diakses dan mahal, karena produk darinya jarang ditemukan di antara barang antik Romawi dan Yunani. Timah disebutkan dalam Alkitab, Kitab Musa yang Keempat. Timah adalah (bersama dengan tembaga) salah satu komponen perunggu, ditemukan pada akhir atau pertengahan milenium ke-3 SM. e. Karena perunggu adalah logam dan paduan paling tahan lama yang dikenal pada saat itu, timah adalah "logam strategis" selama seluruh "Zaman Perunggu", lebih dari 2000 tahun (sangat kasar: 35-11 abad SM). Menurut sumber lain, paduan timah-tembaga, yang disebut perunggu timah, tampaknya mulai digunakan lebih dari 4000 SM. Dan dengan timah logam itu sendiri, seseorang bertemu jauh kemudian, sekitar 800 SM. Pada zaman kuno, piring dan perhiasan dibuat dari timah murni, dan produk perunggu banyak digunakan.

Timah adalah elemen jejak yang langka; dalam hal kelimpahan di kerak bumi, timah menempati urutan ke-47. Kandungan timah Clark di kerak bumi, menurut berbagai sumber, dari 2·10 4 hingga 8·10 3 % berat. Mineral utama timah adalah kasiterit (batu timah) SnO 2 yang mengandung timah hingga 78,8%. Jauh lebih umum di alam adalah stannin (timah pirit) - Cu 2 FeSnS 4 (27,5% Sn).

Di permukaan air yang tidak tercemar, timah ditemukan dalam konsentrasi submikrogram. Di air tanah, konsentrasinya mencapai beberapa mikrogram per dm³, meningkat di area endapan bijih timah, memasuki perairan karena penghancuran mineral sulfida terutama yang tidak stabil di zona oksidasi. MPC Sn = 2 mg/dm³.

Timah merupakan unsur amfoter, yaitu unsur yang mampu menunjukkan sifat asam dan basa. Sifat timah ini juga menentukan ciri-ciri distribusinya di alam. Karena dualitas ini, timah menunjukkan sifat litofilik, kalkofilik, dan siderofilik. Timah dalam sifat-sifatnya menunjukkan kedekatan dengan kuarsa, akibatnya hubungan erat timah dalam bentuk oksida (kasiterit) dengan asam granitoid (lithophilicity), sering diperkaya dalam timah, diketahui, hingga pembentukan kuarsa independen. vena kasiterit. Sifat alkali dari perilaku timah ditentukan dalam pembentukan senyawa sulfida yang cukup beragam (kalkofilisitas), hingga pembentukan timah asli dan berbagai senyawa intermetalik yang dikenal dalam batuan ultrabasa (siderofilisitas).

Secara umum, bentuk-bentuk penemuan timah di alam dapat dibedakan:

1. Bentuk tersebar; bentuk spesifik dari penemuan timah dalam bentuk ini tidak diketahui. Di sini kita dapat berbicara tentang bentuk kejadian timah yang tersebar secara isomorfik karena adanya isomorfisme dengan sejumlah elemen (Ta, Nb, W - dengan pembentukan senyawa oksigen khas; V, Cr, Ti, Mn, Sc - dengan pembentukan senyawa oksigen dan sulfida). Jika konsentrasi timah tidak melebihi nilai kritis tertentu, maka dapat secara isomorfik menggantikan unsur-unsur yang disebutkan. Mekanisme isomorfisme berbeda.
2. Bentuk Mineral: Timah ditemukan dalam mineral konsentrator. Biasanya, ini adalah mineral yang mengandung besi Fe +2: biotit, garnet, piroksen, magnetit, turmalin, dll. Hubungan ini disebabkan oleh isomorfisme, misalnya, menurut skema Sn +4 + Fe +2 → 2Fe +3. Dalam skarn yang mengandung timah, konsentrasi timah yang tinggi ditemukan di garnet (sampai 5,8 wt.%) (terutama di andradites), epidot (sampai 2,84 wt.%), dll.

Sifat fisika dan kimia timah

Zat sederhana timah adalah polimorfik. Dalam kondisi normal, ia ada dalam bentuk modifikasi-b (timah putih), stabil di atas 13,2°C. Timah putih adalah logam putih-perak, lunak, ulet dengan sel satuan tetragonal, parameter a = 0,5831, c = 0,3181 nm. Lingkungan koordinasi setiap atom timah di dalamnya adalah oktahedron. Massa jenis b-Sn adalah 7,228 g/cm3. Titik lebur 231,9 °C, titik didih 2270 °C.

Saat didinginkan, misalnya di luar dingin, timah putih masuk ke modifikasi a (timah abu-abu). Timah abu-abu memiliki struktur intan (kisi kristal kubik dengan parameter a = 0,6491 nm). Dalam timah abu-abu, polihedron koordinasi setiap atom adalah tetrahedron, bilangan koordinasi adalah 4. Transisi fase b-Sn a-Sn disertai dengan peningkatan volume spesifik sebesar 25,6% (kerapatan a-Sn adalah 5,75 g / cm 3), yang menyebabkan hamburan bubuk timah. Di masa lalu, hamburan produk timah yang diamati selama pilek parah disebut "wabah timah". Akibat “wabah” ini, kancing pada seragam tentara, gesper, mug, sendok mereka hancur, dan tentara bisa kehilangan efektivitas tempurnya. (Untuk lebih lanjut tentang "wabah timah" lihat fakta menarik tentang timah, tautan di bagian bawah halaman ini).

Karena perbedaan yang kuat dalam struktur kedua modifikasi timah, listriknya properti fisik. Jadi, b-Sn adalah logam, dan a-Sn adalah semikonduktor. Di bawah 3,72 K, a-Sn masuk ke keadaan superkonduktor. Potensial elektroda standar E °Sn 2+ /Sn adalah –0,136 V, dan E dari pasangan °Sn 4+ /Sn 2+ adalah 0,151 V.

Pada suhu kamar, timah, seperti kelompoknya germanium, tahan terhadap udara atau air. Kelembaman seperti itu dijelaskan oleh pembentukan lapisan permukaan oksida. Oksidasi timah yang terlihat di udara dimulai pada suhu di atas 150°C:

Sn + O 2 \u003d SnO 2.

Ketika dipanaskan, timah bereaksi dengan sebagian besar non-logam. Dalam hal ini, senyawa terbentuk dalam keadaan oksidasi +4, yang lebih merupakan karakteristik timah daripada +2. Sebagai contoh:

Sn + 2Cl 2 = SnCl 4

Timah bereaksi lambat dengan asam klorida pekat:

Sn + 4HCl \u003d SnCl 4 + H 2

Dimungkinkan juga untuk membentuk asam klorotin dari komposisi HSnCl 3 , H 2 SnCl 4 dan lainnya, misalnya:

Sn + 3HCl \u003d HSnCl 3 + 2H 2

Dalam asam sulfat encer, timah tidak larut, tetapi dengan asam sulfat pekat, ia bereaksi sangat lambat.

Komposisi produk reaksi timah dengan asam nitrat tergantung pada konsentrasi asam. Dalam asam nitrat pekat, terbentuk asam timah b-SnO 2 nH 2 O (kadang-kadang rumusnya ditulis sebagai H 2 SnO 3). Dalam hal ini, timah berperilaku seperti non-logam:

Sn + 4HNO3 konsentrasi. \u003d b-SnO 2 H 2 O + 4NO 2 + H 2 O

Ketika berinteraksi dengan asam nitrat encer, timah menunjukkan sifat-sifat logam. Sebagai hasil dari reaksi, garam timah (II) nitrat terbentuk:

3Sn + 8HNO3 resp. \u003d 3Sn (NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O.

Ketika dipanaskan, timah, seperti timbal, dapat bereaksi dengan larutan alkali dalam air. Dalam hal ini, hidrogen dilepaskan dan hidroksokompleks Sn (II) terbentuk, misalnya:

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

Tin hidrida - stannan SnH 4 - dapat diperoleh dengan reaksi:

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

Hidrida ini sangat tidak stabil dan perlahan terurai bahkan pada 0 °C.

Timah sesuai dengan dua oksida SnO 2 (terbentuk selama dehidrasi asam timah) dan SnO. Yang terakhir dapat diperoleh dengan sedikit memanaskan timah (II) hidroksida Sn (OH) 2 dalam ruang hampa:

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

Dengan pemanasan yang kuat, timah (II) oksida tidak proporsional:

2SnO = Sn + SnO2

Ketika disimpan di udara, SnO monoksida secara bertahap teroksidasi:

2SnO + O 2 \u003d 2SnO 2.

Selama hidrolisis larutan garam timah (IV), endapan putih terbentuk - yang disebut asam a-timah:

SnCl 4 + 4NH 3 + 6H 2 O \u003d H 2 + 4NH 4 Cl.

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

Asam a-stannic yang baru diperoleh larut dalam asam dan basa:

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.

Selama penyimpanan, asam -stannic menua, kehilangan air dan berubah menjadi asam -stannic, yang lebih lembam secara kimiawi. Perubahan sifat ini dikaitkan dengan penurunan jumlah gugus aktif HO-Sn saat berdiri dan penggantiannya dengan ikatan –Sn–O–Sn– yang lebih inert.

Bila larutan garam Sn(II) terkena larutan sulfida, endapan timah (II) sulfida mengendap:

Sn2+ + S2– = SnS

Sulfida ini dapat dengan mudah dioksidasi menjadi SnS 2 dengan larutan amonium polisulfida:

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

Disulfida yang dihasilkan SnS 2 larut dalam larutan amonium sulfida (NH 4) 2 S:

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

Stannous membentuk kelas luas senyawa organotin yang digunakan dalam sintesis organik, sebagai pestisida, dan lainnya.

Tahap peleburan.

Untuk reduksi, kasiterit dilebur dengan bahan berkarbon dalam ruang dengung atau tungku poros tipe khusus. Tungku peleburan timah poros telah digunakan sejak zaman kuno; arang, yang berfungsi sebagai zat pereduksi, dibakar di dalamnya menggunakan ledakan, yang dimuat berlapis-lapis bergantian dengan lapisan kasiterit. Kompor reverberatory yang lebih umum menggunakan batubara bitumen sebagai bahan bakar; mereka beroperasi mirip dengan tungku baja perapian terbuka, dengan bijih dicampur dengan antrasit dan batu kapur. Tungku dari kedua jenis menghasilkan terak kaya timah (hingga 25%). Terak mengalami pemurnian dengan melebur kembali pada suhu yang jauh lebih tinggi dengan penambahan zat pereduksi dalam jumlah baru. Hasilnya adalah timah hitam dengan kandungan besi tinggi - yang disebut pelat tungku besi. Proses ini memerlukan kontrol yang ketat, jika tidak, terak sekunder akan mengandung persentase timah yang terlalu tinggi.

tahap pemurnian.

Kemurnian timah primer tergantung pada bijih asli, tetapi paling sering membutuhkan pemurnian, yang dapat dilakukan secara termal atau elektrolisis.

pemurnian termal. Timah hitam yang mengandung 97-99% Sn dimurnikan dari pengotor dalam boiler hemispherical baja yang dipanaskan pada suhu sekitar 300 ° C. Besi dan tembaga dihilangkan dengan menambahkan batubara dan belerang ke dalam lelehan, arsenik dan antimon dipisahkan dalam bentuk senyawa dan paduan dengan aluminium, timbal - aksi SnCl 2, dan bismut - dalam bentuk senyawa dengan kalsium dan magnesium. Logam halus mengandung 99,75-99,95% Sn.

pemurnian elektrolit. Metode pemurnian elektrolitik dikembangkan oleh American Smelting and Refining untuk bijih Bolivia yang sangat terkontaminasi. Elektrolitnya mengandung 8% asam sulfat, 4% kresol dan asam fenol sulfonat dan 3% stannous (Sn 2+). Pemandian elektrolisis dan peralatan tambahan hampir sama dengan pemurnian tembaga. Suhu kerja 35 ° C. Kemurnian timah elektrolitik (> 99,98%) lebih tinggi daripada pemurnian termal. Pemurnian tambahan dengan metode peleburan zona menghasilkan timah yang sangat murni untuk teknologi semikonduktor (99,995% Sn).

Mendapatkan timah dari bahan daur ulang

Untuk mendapatkan satu kilogram logam, tidak perlu memproses satu sen pun bijih. Anda dapat melakukan sebaliknya: "kupas" 2000 kaleng bekas.

Hanya setengah gram timah per kaleng. Tetapi dikalikan dengan skala produksi, setengah gram ini berubah menjadi puluhan ton ... Bagian timah "sekunder" dalam industri negara-negara Barat adalah sekitar sepertiga dari total produksi.

Hampir tidak mungkin untuk mengekstrak timah dari timah secara mekanis (kaleng timah dibuat darinya), oleh karena itu, mereka menggunakan perbedaan sifat kimia besi dan timah. Paling sering, timah diperlakukan dengan gas klorin. Besi tanpa adanya kelembaban tidak bereaksi dengannya. Timah bercampur dengan klorin dengan sangat mudah. Cairan berasap terbentuk - timah klorida SnCl 4, yang digunakan dalam industri kimia dan tekstil atau dikirim ke elektroliser untuk mendapatkan timah logam darinya.

• Timah digunakan terutama sebagai lapisan yang aman, tidak beracun, tahan korosi dalam bentuk murni atau dalam paduan dengan logam lain. Aplikasi industri utama timah adalah dalam pelat timah (besi kalengan) untuk kemasan makanan, solder untuk elektronik, pipa rumah, paduan bantalan, dan pelapis timah dan paduannya. Paduan timah yang paling penting adalah perunggu (dengan tembaga). Paduan terkenal lainnya, timah, digunakan untuk membuat peralatan makan. Baru-baru ini, ada kebangkitan minat dalam penggunaan logam, karena ini adalah yang paling "ramah lingkungan" di antara logam berat non-ferrous. Ini digunakan untuk membuat kabel superkonduktor berdasarkan senyawa intermetalik Nb 3 Sn.
• Kristal kuning keemasan dari timah disulfida digunakan oleh pengrajin untuk meniru daun emas saat menyepuh plester dan relief kayu.
  Larutan berair timah diklorida diolah dengan kaca dan plastik sebelum menerapkan lapisan tipis logam apa pun ke permukaannya. Timah diklorida juga termasuk dalam komposisi fluks yang digunakan dalam pengelasan logam. Oksida timah digunakan dalam produksi kaca dan glasir ruby.

• Senyawa intermetalik timah dan zirkonium memiliki titik leleh tinggi (hingga 2000 °C) dan tahan terhadap oksidasi saat dipanaskan di udara dan memiliki sejumlah aplikasi.

• Timah adalah komponen paduan yang paling penting dalam produksi paduan titanium struktural.

• Timah dioksida adalah bahan abrasif yang sangat efektif digunakan dalam "menyelesaikan" permukaan kaca optik.
• Insektisida yang efektif telah dibuat berdasarkan senyawa organotin; kacamata organotin secara andal melindungi dari radiasi sinar-x, timbal polimer dan cat organotin menutupi bagian bawah air kapal sehingga moluska tidak tumbuh di atasnya.

• Timah juga digunakan dalam sumber arus kimia sebagai bahan anoda, misalnya: unsur mangan-timah, unsur oksida-merkuri-timah. Penggunaan timah dalam baterai timah-timah cukup menjanjikan; jadi, misalnya, pada tegangan yang sama, dibandingkan dengan baterai timbal, baterai timah memiliki kapasitas 2,5 kali lebih banyak dan kepadatan energi 5 kali lebih banyak per satuan volume, resistansi internalnya jauh lebih rendah.
• Timah berhubungan langsung dengan lahirnya suara melodi dalam berbagai jenis lonceng, karena timah merupakan bagian dari paduan tembaga yang digunakan untuk melemparkannya. Tetapi ternyata ia mampu bernyanyi dengan cukup mandiri: timah murni memiliki kemampuan musik yang tidak kalah luar biasa. Mendengarkan suara musik organ yang khusyuk, hanya sedikit dari pendengar yang menyadari bahwa suara yang memesona lahir dalam kebanyakan kasus dalam pipa timah. Mereka memberi suara kemurnian dan kekuatan khusus.
• Di antara banyak sifat berguna lainnya dari senyawa timah adalah perlindungan kayu dari pembusukan, penghancuran hama, dan banyak lagi.

Efek timah pada manusia

Hampir tidak ada yang diketahui tentang peran timah dalam organisme hidup. Tubuh manusia mengandung sekitar (1-2) 10 -4% timah, dan asupan hariannya dengan makanan adalah 0,2-3,5 mg. Timah menimbulkan bahaya bagi manusia dalam bentuk uap dan berbagai partikel aerosol, debu. Saat terkena asap atau debu timah, stannosis dapat berkembang - kerusakan pada paru-paru. Beberapa senyawa organotin sangat beracun. Konsentrasi sementara yang diizinkan dari senyawa timah di udara atmosfer adalah 0,05 mg/m 3 , MPC timah dalam bahan makanan adalah 200 mg/kg, dalam produk susu dan jus - 100 mg/kg. Dosis racun timah bagi manusia adalah 2 g.

wabah timah

Timah memiliki sifat yang disebut "wabah timah". Logam "dingin" dalam cuaca dingin sudah pada -13 ° C dan mulai terurai secara bertahap. Pada suhu -33 ° C, properti berkembang dengan kecepatan luar biasa - produk timah berubah menjadi bubuk abu-abu. Karena wabah timah, koleksi prajurit timah yang paling terkenal dari masa lalu tidak sampai ke kita.

Mengapa cerita seperti ini tidak terjadi sekarang? Hanya karena satu alasan: mereka belajar "mengobati" wabah timah. Sifat fisiko-kimiawinya telah diklarifikasi, telah ditetapkan bagaimana aditif tertentu mempengaruhi kerentanan logam terhadap "wabah". Ternyata aluminium dan seng berkontribusi pada proses ini, sementara bismut, timbal dan antimon, sebaliknya, melawannya.

Cadangan timah di dunia

Cadangan timah di bumi cukup kecil yaitu sekitar 5,6 juta ton. Cina memiliki cadangan timah yang besar - 30,52% di dunia. Cukup terlihat dengan latar belakang umum adalah cadangan timah di Indonesia - 14,4%, Peru - 12,8%, Bolivia - 8%, Brasil - 9,7% dan Malaysia - 9% di cadangan timah dunia per Januari 2010.

Produksi timah di dunia

Produksi timah olahan di dunia terus meningkat dalam beberapa tahun terakhir. Dinamikanya adalah sebagai berikut (ribuan ton): 2000 - 270, 2003 - 280, 2006 - 325.

Penambangan timah pada 2009 meningkat 2% menjadi 306 ribu ton. Penambangan timah di dunia dilakukan oleh negara-negara yang memiliki cadangan terbesar. Pada tahun 2009, negara-negara terbesar secara tradisional adalah Cina, dengan 37,6% dari produksi dunia, Indonesia - 32,7% dan Peru 12,4% dari produksi dunia. Rusia menempati tempat yang agak rendah dalam hal produksi timah dunia dengan nilai 0,3% dalam volume produksi dunia.
Produksi timah olahan dunia pada 2009 turun 2% menjadi 315 ribu ton. Perusahaan terbesar penghasil timah olahan adalah YUNNAN TIN, yang menempati 18% dari total produksi tahun 2009. PT TIMAH berada di posisi kedua dengan pangsa 13% secara global. Di tempat ketiga adalah MINSUR - 13%. MALAYSIA SMELTING CORP menempati urutan keempat pada tahun 2009 dengan pangsa 12,5% dalam produksi global.

Indonesia menyumbang sekitar 30% dari produksi timah dunia. Di Indonesia sendiri, wilayah utama produksi logam non-ferrous ini adalah provinsi Banki-Belitunga. Industri timah mempekerjakan sekitar 40% dari total tenaga kerja negara itu. Indonesia pada tahun 2007 memberlakukan kuota ekspor timah untuk menjaga harga timah di pasar dunia. Pada tahun 2006, Indonesia memproduksi sekitar 120 ribu ton timah.

Harga timah naik dari $8.000 per ton logam halus menjadi $15.000 antara tahun 2006 dan 2007 dan kemudian menjadi $20.000 pada paruh kedua tahun 2010.

Cadangan timah di Rusia

Di CIS, cadangan timah terkonsentrasi di Rusia, Kirgistan, dan Kazakhstan. Ekstraksi sebagian besar timah di CIS dilakukan oleh perusahaan Rusia. Satu-satunya produsen timah logam di CIS, JSC "Pabrik Timah Novosibirsk", juga berlokasi di Rusia. Perusahaan ini menguasai aset pertambangan timah Rusia dan Kirgistan.

Rusia diberikan cadangan timah dalam jumlah yang cukup. Tetapi hanya dalam kondisi harga timah yang tinggi, pengembangan deposit menjadi cukup menguntungkan, karena mereka berada di tempat-tempat yang sulit dijangkau di Timur Jauh dan sangat jauh dari produsen timah.

Konsumen utama timah di CIS adalah produsen pelat timah (JSC MMK, JSC Mittal Steel Temirtau, JSC Zaporzhstal) dan produsen paduan, terutama solder.

Menurut para ahli Infomine, kita harus mengharapkan peningkatan konsumsi timah di tahun-tahun mendatang, terutama di Rusia. Produksi makanan kaleng, kaca apung tumbuh, ada peningkatan produksi di bidang teknik mesin, yang sekarang didukung di tingkat kepemimpinan negara. Ada kemungkinan konsumsi di masa depan hingga 2010 tidak akan ditutupi oleh produksi dalam negeri, dan impor timah dan paduannya ke Rusia akan meningkat.

Timah(lat. Stannum), Sn, unsur kimia golongan IV dari sistem periodik Mendeleev; nomor atom 50, massa atom 118,69; logam putih mengkilap, berat, lunak dan ulet. Unsur tersebut terdiri dari 10 isotop dengan nomor massa 112, 114-120, 122, 124; yang terakhir adalah radioaktif lemah; isotop 120 Sn adalah yang paling melimpah (sekitar 33%).

Referensi sejarah. Paduan Timah dengan tembaga - perunggu sudah dikenal pada milenium ke-4 SM. e., dan logam murni pada milenium ke-2 SM. e. Di dunia kuno, perhiasan, piring, dan peralatan dibuat dari Timah. Asal usul nama "stannum" dan "timah" tidak diketahui secara pasti.

Distribusi Timah di alam. Timah merupakan unsur karakteristik dari bagian atas kerak bumi, kandungannya di litosfer adalah 2,5 10 -4% berat, pada batuan beku asam 3 10 -4 "%, dan pada basa yang lebih dalam 1,5 10 -4%; bahkan lebih sedikit Timah dalam mantel.Konsentrasi Timah dikaitkan dengan proses magmatik (dikenal sebagai "granit yang mengandung timah", pegmatit yang diperkaya dengan Timah), dan dengan proses hidrotermal; dari 24 mineral Timah yang diketahui, 23 terbentuk pada suhu tinggi suhu dan tekanan Nilai industri utama adalah kasiterit SnO 2, kurang - stannin Cu 2 FeSnS 4. Di biosfer, Timah bermigrasi dengan lemah, di air laut hanya 3 10 -7%; tanaman air dengan kandungan Timah yang tinggi adalah Namun, kecenderungan umum dalam geokimia Timah di biosfer adalah dispersi.

Sifat fisik timah. Timah memiliki dua modifikasi polimorfik. Kisi kristal -Sn (Timah putih) biasa berbentuk tetragonal dengan periode a = 5.813Å, c = 3.176Å; kepadatan 7,29 g/cm 3 . Pada suhu di bawah 13,2 °C, struktur kubik α-Sn (Timah abu-abu) stabil seperti berlian; kepadatan 5,85 g/cm 3 . Transisi ->α disertai dengan transformasi logam menjadi bubuk. t pl 231,9 °С, t kip 2270 °С. Koefisien suhu ekspansi linier 23 10 -6 (0-100 °С); kalor jenis (0 °C) 0,225 kJ/(kg K), yaitu 0,0536 kal/(g°C); konduktivitas termal (0 ° C) 65,8 W / (m K.), yaitu 0,157 kal / (cm detik ° C); hambatan listrik spesifik (20 ° C) 0,115 10 -6 ohm m, yaitu 11,5 10 -6 ohm cm. Kekuatan tarik 16,6 MN / m 2 (1,7 kgf / mm 2); perpanjangan 80-90%; Kekerasan Brinell 38,3-41,2 MN / m 2 (3,9-4,2 kgf / mm 2). Saat menekuk batang Timah, terdengar bunyi berderak yang khas dari gesekan antar kristal.

Sifat kimia Timah. Sesuai dengan konfigurasi elektron terluar atom 5s 2 5p 2 Timah memiliki dua bilangan oksidasi: +2 dan +4; yang terakhir lebih stabil; Senyawa Sn(II) adalah zat pereduksi kuat. Udara kering dan lembab pada suhu hingga 100 ° C praktis tidak mengoksidasi timah: dilindungi oleh lapisan tipis, kuat dan padat SnO 2 . Dalam kaitannya dengan air dingin dan mendidih, Timah stabil. Potensial elektroda standar Timah dalam media asam adalah -0,136 V. Dari HCl encer dan H 2 SO 4 dalam dingin, timah perlahan-lahan menggantikan hidrogen, membentuk klorida SnCl 2 dan sulfat SnSO 4 masing-masing. Dalam H 2 SO 4 panas pekat ketika dipanaskan, timah larut, membentuk Sn (SO 4) 2 dan SO 2. Asam nitrat encer dingin (0 °C) bekerja pada timah menurut reaksi:

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

Ketika dipanaskan dengan HNO3 pekat (densitas 1,2-1,42 g / ml), Timah dioksidasi dengan pembentukan endapan asam metatinat H 2 SnO 3, yang derajat hidrasinya bervariasi:

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

Ketika Timah dipanaskan dalam larutan alkali pekat, hidrogen dilepaskan dan heksahidrostaniat terbentuk:

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

Oksigen di udara membuat timah pasif, meninggalkan lapisan SnO 2 di permukaannya. Secara kimia, oksida (IV) SnO 2 sangat stabil, dan oksida (II) SnO cepat teroksidasi, diperoleh secara tidak langsung. SnO 2 menunjukkan sifat asam yang dominan, SnO - basa.

Timah tidak bergabung langsung dengan hidrogen; hidrida SnH 4 dibentuk oleh interaksi Mg 2 Sn dengan asam klorida:

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

Ini adalah gas beracun yang tidak berwarna, t kip -52 ° C; sangat rapuh, pada suhu kamar terurai menjadi Sn dan H 2 dalam beberapa hari, dan di atas 150 ° C - secara instan. Itu juga terbentuk di bawah aksi hidrogen pada saat isolasi pada garam timah, misalnya:

SnCl 2 + 4HCl + 3Mg \u003d 3MgCl 2 + SnH 4.

Dengan halogen, timah menghasilkan senyawa dengan komposisi SnX 2 dan SnX 4 . Yang pertama adalah seperti garam dan dalam larutan memberikan ion Sn2+, yang terakhir (kecuali untuk SnF 4) dihidrolisis oleh air, tetapi larut dalam cairan organik non-polar. Interaksi Timah dengan klorin kering (Sn + 2Cl 2 = SnCl 4) menghasilkan SnCl 4 tetraklorida; itu adalah cairan tidak berwarna yang melarutkan belerang, fosfor, yodium dengan baik. Sebelumnya, menurut reaksi di atas, Timah dihilangkan dari produk kaleng yang gagal. Sekarang metode ini tidak banyak digunakan karena toksisitas klorin dan kehilangan timah yang tinggi.

Tetrahalides SnX 4 membentuk senyawa kompleks dengan H 2 O, NH 3, nitrogen oksida, PCl 5 , alkohol, eter dan banyak senyawa organik. Dengan asam hidrohalat, timah halida menghasilkan asam kompleks yang stabil dalam larutan, misalnya H 2 SnCl 4 dan H 2 SnCl 6 . Ketika diencerkan dengan air atau dinetralkan, larutan klorida sederhana atau kompleks dihidrolisis, menghasilkan endapan putih Sn (OH) 2 atau H 2 SnO 3 nH 2 O. Dengan belerang, timah menghasilkan sulfida yang tidak larut dalam air dan asam encer: SnS coklat dan kuning emas SnS 2 .

Mendapatkan Timah. Produksi timah untuk industri adalah baik jika kandungannya dalam placer 0,01%, dalam bijih 0,1%; biasanya persepuluhan dan satuan persen. Timah dalam bijih sering disertai dengan W, Zr, Cs, Rb, unsur tanah jarang, Ta, Nb dan logam berharga lainnya. Bahan baku utama diperkaya: placer - terutama oleh gravitasi, bijih - juga dengan flotasi atau flotasi.

Konsentrat yang mengandung 50-70% timah dibakar untuk menghilangkan belerang, dan besi dihilangkan dengan aksi HCl. Jika ada pengotor wolframite (Fe,Mn)WO4 dan scheelite CaWO 4, konsentratnya diolah dengan HCl; WO 3 ·H 2 O yang dihasilkan diambil dengan NH 4 OH. Dengan melebur konsentrat dengan batubara dalam tungku listrik atau api, diperoleh Timah kasar (94-98% Sn) yang mengandung pengotor Cu, Pb, Fe, As, Sb, Bi. Ketika dilepaskan dari tungku, draft timah disaring pada suhu 500-600 °C melalui kokas atau disentrifugasi, sehingga memisahkan sebagian besar besi. Sisa Fe dan Cu dihilangkan dengan mencampurkan unsur belerang ke dalam logam cair; kotoran mengapung dalam bentuk sulfida padat, yang dikeluarkan dari permukaan Timah. Dari arsenik dan antimon Timah dimurnikan dengan cara yang sama - dengan mencampur aluminium, dari timbal - dengan SnCl 2 . Terkadang Bi dan Pb diuapkan dalam vakum. Pemurnian elektrolit dan rekristalisasi zona relatif jarang digunakan untuk mendapatkan timah murni. Sekitar 50% dari semua Timah yang diproduksi adalah logam sekunder; itu diperoleh dari limbah tinplate, skrap dan berbagai paduan.

Aplikasi Timah. Hingga 40% timah digunakan untuk tinning tinplate, sisanya dihabiskan untuk produksi solder, bantalan, dan paduan pencetakan. Oksida SnO 2 digunakan untuk pembuatan enamel dan glasir tahan panas. Garam - natrium stannit Na 2 SnO 3 3H 2 O digunakan dalam pewarnaan kain. Crystalline SnS 2 ("daun emas") adalah bagian dari cat yang meniru penyepuhan. Niobium stannide Nb 3 Sn adalah salah satu bahan superkonduktor yang paling banyak digunakan.

Toksisitas Tin itu sendiri dan sebagian besar senyawa anorganiknya rendah. Keracunan akut yang disebabkan oleh unsur timah, yang banyak digunakan dalam industri, praktis tidak terjadi. Kasus keracunan terpisah yang dijelaskan dalam literatur, tampaknya, disebabkan oleh pelepasan AsH 3 ketika air secara tidak sengaja memasuki limbah pemurnian timah dari arsenik. Pneumokoniosis dapat berkembang pada pekerja di pabrik peleburan timah yang terpapar debu oksida timah dalam waktu lama (disebut timah hitam, SnO); kasus eksim kronis kadang-kadang dicatat di antara pekerja yang bekerja dalam pembuatan kertas timah. Timah tetraklorida (SnCl 4 5H 2 O) pada konsentrasinya di udara di atas 90 mg/m 3 mengiritasi saluran pernapasan bagian atas, menyebabkan batuk; masuk ke kulit, timah klorida menyebabkan ulserasi. Racun kejang yang kuat adalah hidrogen stannous (stannometana, SnH 4), tetapi kemungkinan pembentukannya dalam kondisi industri dapat diabaikan. Keracunan parah saat makan makanan kaleng yang sudah lama dibuat dapat dikaitkan dengan pembentukan SnH 4 dalam kaleng (karena aksi asam organik pada isi kaleng). Keracunan akut dengan hidrogen tinous ditandai dengan kejang, ketidakseimbangan; kematian adalah mungkin.

Senyawa timah organik, terutama yang di- dan trialkil, memiliki efek nyata pada sistem saraf pusat. Tanda-tanda keracunan dengan senyawa trialkil: sakit kepala, muntah, pusing, kejang, paresis, kelumpuhan, gangguan penglihatan. Cukup sering mengalami koma, gangguan aktivitas jantung dan pernapasan dengan hasil yang fatal. Toksisitas senyawa dialkil timah agak lebih rendah, dalam gambaran klinis keracunan, gejala kerusakan hati dan saluran empedu mendominasi.

Timah sebagai bahan seni. Sifat pengecoran yang sangat baik, kelenturan, keuletan pada pemotong, warna perak-putih yang mulia menyebabkan penggunaan Timah dalam seni dan kerajinan. Di Mesir kuno, Timah digunakan untuk membuat perhiasan yang disolder ke logam lain. Dari akhir abad ke-13, kapal dan peralatan gereja yang terbuat dari Timah muncul di negara-negara Eropa Barat, mirip dengan perak, tetapi lebih lembut secara garis besar, dengan goresan ukiran yang dalam dan bulat (prasasti, ornamen). Pada abad ke-16, F. Briot (Prancis) dan K. Enderlein (Jerman) mulai melemparkan mangkuk upacara, piring, gelas dari Timah dengan gambar relief (lambang, mitologi, adegan genre). A. Sh. Buhl memperkenalkan Tin ke dalam marquetry saat menyelesaikan furnitur. Di Rusia, produk yang terbuat dari Timah (bingkai cermin, peralatan makan) tersebar luas pada abad ke-17; pada abad ke-18 di utara Rusia, produksi nampan tembaga, teko, kotak tembakau, dipangkas dengan pelat timah dengan enamel, mencapai puncaknya. Pada awal abad ke-19, bejana Timah digantikan oleh gerabah, dan Timah sebagai bahan artistik menjadi langka. Manfaat estetika modern barang-barang dekoratif dari Timah - dalam identifikasi yang jelas tentang struktur objek dan kemurnian permukaan seperti cermin, dicapai dengan pengecoran tanpa pemrosesan lebih lanjut.