Fysieke eigenschappen en toepassingen van grijs tin. Tin: eigenschappen, interessante feiten, toepassingen

Het scheikundige element tin is een van de zeven oude metalen die de mensheid kent. Dit metaal maakt deel uit van brons, dat heeft grote waarde. Op dit moment heeft het chemische element tin zijn vraag verloren, maar de eigenschappen ervan verdienen gedetailleerde overweging en studie.

Wat is een element?

Het bevindt zich in de vijfde periode, in de vierde groep (de hoofdsubgroep). Deze rangschikking geeft aan dat het chemische element tin een amfotere verbinding is die zowel basische als zure eigenschappen kan vertonen. De relatieve atomaire massa is 50, dus het wordt als een licht element beschouwd.

Eigenaardigheden

Het chemische element tin is een kneedbare, kneedbare, licht zilverachtige substantie. witte kleur. Naarmate het wordt gebruikt, verliest het zijn glans, wat als een minpunt van zijn kenmerken wordt beschouwd. Tin is een diffuus metaal, dus er zijn problemen met de extractie ervan. Het element heeft een hoog kookpunt (2600 graden), een laag smeltpunt (231,9 C), hoge elektrische geleidbaarheid en uitstekende kneedbaarheid. Het heeft een hoge scheurweerstand.

Tin is een element dat geen giftige eigenschappen heeft, het menselijk lichaam niet nadelig beïnvloedt en daarom veel gevraagd is bij de voedselproductie.

Welke andere eigenschap heeft tin? Wanneer u dit element kiest voor de vervaardiging van schotels en waterleidingen, hoeft u niet bang te zijn voor uw veiligheid.

In het lichaam zijn

Wat kenmerkt tin (een scheikundig element) nog meer? Hoe wordt de formule gelezen? Deze onderwerpen komen aan de orde in het leerplan van de school. In ons lichaam bevindt dit element zich in de botten en draagt ​​het bij aan het proces van botweefselregeneratie. Het is geclassificeerd als een macronutriënt, daarom heeft een persoon voor een volwaardig leven twee tot tien mg tin per dag nodig.

Dit element komt in grotere hoeveelheden in het lichaam met voedsel, maar de darmen nemen niet meer dan vijf procent van de opname op, dus de kans op vergiftiging is minimaal.

Bij een gebrek aan dit metaal vertraagt ​​​​de groei, treedt gehoorverlies op, verandert de samenstelling van botweefsel en wordt kaalheid waargenomen. Vergiftiging wordt veroorzaakt door de absorptie van stof of dampen van dit metaal, evenals zijn verbindingen.

Basiseigenschappen

De dichtheid van tin heeft een gemiddelde waarde. Het metaal heeft een hoge corrosieweerstand, dus het wordt gebruikt in de nationale economie. Zo is er veel vraag naar tin bij de vervaardiging van blikjes.

Wat kenmerkt tin nog meer? Het gebruik van dit metaal is ook gebaseerd op zijn vermogen om te combineren verschillende metalen, het creëren van een externe omgeving die bestand is tegen agressieve omgevingen. Het metaal zelf is bijvoorbeeld nodig voor het vertinnen van huishoudelijke artikelen en gebruiksvoorwerpen, en het soldeer is nodig voor radiotechniek en elektriciteit.

Kenmerken

door hun eigen uiterlijke kenmerken dit metaal is vergelijkbaar met aluminium. In werkelijkheid is de overeenkomst tussen hen onbeduidend, alleen beperkt door lichtheid en metaalglans, weerstand tegen chemische corrosie. Aluminium vertoont amfotere eigenschappen, daarom reageert het gemakkelijk met alkaliën en zuren.

Als azijnzuur bijvoorbeeld op aluminium inwerkt, wordt een chemische reactie waargenomen. Tin kan alleen interageren met sterk geconcentreerde zuren.

Voor- en nadelen van tin

Dit metaal wordt praktisch niet gebruikt in de bouw, omdat het geen hoge mechanische sterkte heeft. In principe wordt momenteel geen puur metaal gebruikt, maar zijn legeringen.

Laten we de belangrijkste voordelen van dit metaal benadrukken. Van bijzonder belang is de kneedbaarheid, het wordt gebruikt bij het vervaardigen van huishoudelijke artikelen. Statieven, lampen van dit metaal zien er bijvoorbeeld esthetisch aantrekkelijk uit.

Tincoating maakt het mogelijk om wrijving aanzienlijk te verminderen, waardoor het product wordt beschermd tegen voortijdige slijtage.

Een van de belangrijkste nadelen van dit metaal is de geringe sterkte ervan. Tin is niet geschikt voor de vervaardiging van onderdelen en onderdelen die aanzienlijke belastingen vereisen.

Metaalwinning

Tin wordt gesmolten bij een lage temperatuur, maar vanwege de moeilijkheid van de extractie wordt het metaal als een dure stof beschouwd. Door het lage smeltpunt kan bij het aanbrengen van tin op het metalen oppervlak aanzienlijke besparingen op elektrische energie worden behaald.

Structuur

Het metaal heeft een homogene structuur, maar afhankelijk van de temperatuur zijn verschillende fasen mogelijk, met verschillende kenmerken. Een van de meest voorkomende modificaties van dit metaal is de β-variant die bestaat bij een temperatuur van 20 graden. Thermische geleidbaarheid, het kookpunt, zijn de belangrijkste kenmerken die voor tin worden gegeven. Wanneer de temperatuur daalt van 13,2 C, wordt een α-modificatie gevormd, grijs tin genoemd. Deze vorm heeft geen plasticiteit en kneedbaarheid, heeft een lagere dichtheid, omdat deze een ander kristalrooster heeft.

Tijdens de overgang van de ene vorm naar de andere wordt een verandering in volume waargenomen, omdat er een verschil in dichtheid is, waardoor de vernietiging van het tinproduct optreedt. Dit fenomeen wordt "tinpest" genoemd. Deze functie leidt ertoe dat het metaaloppervlak aanzienlijk wordt verkleind.

Onder natuurlijke omstandigheden komt tin in de samenstelling van gesteenten voor in de vorm van een spoorelement; daarnaast zijn de minerale vormen bekend. Cassiteriet bevat bijvoorbeeld zijn oxide en tinpyriet bevat zijn sulfide.

Productie

Tinertsen, waarin het metaalgehalte niet minder dan 0,1 procent is, worden als veelbelovend beschouwd voor industriële verwerking. Maar op dit moment worden ook die afzettingen geëxploiteerd, waarbij het metaalgehalte slechts 0,01 procent is. Voor de winning van het mineraal worden verschillende methoden gebruikt, waarbij rekening wordt gehouden met de specifieke kenmerken van de afzetting en met de variëteit ervan.

Kortom, tinerts wordt gepresenteerd in de vorm van zand. De extractie wordt beperkt tot het constant wassen ervan, evenals tot de concentratie van het ertsmineraal. Het is veel moeilijker om een ​​primaire afzetting te ontwikkelen, omdat er extra faciliteiten, bouw en exploitatie van mijnen nodig zijn.

Het mineralenconcentraat wordt getransporteerd naar een fabriek die gespecialiseerd is in het smelten van non-ferrometalen. Verder wordt herhaalde verrijking van het erts, malen en vervolgens wassen uitgevoerd. Ertsconcentraat wordt hersteld met behulp van speciale ovens. Voor volledige terugwinning van tin wordt dit proces meerdere keren uitgevoerd. In de laatste fase wordt het proces van reiniging van onzuiverheden van ruw tin uitgevoerd met behulp van een thermische of elektrolytische methode.

Gebruik

Als het belangrijkste kenmerk dat het gebruik van tin mogelijk maakt, wordt de hoge corrosieweerstand ervan onderscheiden. Dit metaal, evenals zijn legeringen, behoren tot de meest stabiele verbindingen met betrekking tot agressieve chemicaliën. Meer dan de helft van al het tin dat in de wereld wordt geproduceerd, wordt gebruikt om blik te maken. Deze technologie, geassocieerd met het aanbrengen van een dunne laag tin op staal, begon te worden gebruikt om blikken te beschermen tegen chemische corrosie.

Het uitrolvermogen van tin wordt gebruikt om er dunwandige buizen van te maken. Vanwege de instabiliteit van dit metaal voor lage temperaturen, is het huishoudelijk gebruik vrij beperkt.

Tinlegeringen hebben een aanzienlijk lagere thermische geleidbaarheid dan staal, zodat ze kunnen worden gebruikt voor de productie van wastafels en badkuipen, maar ook voor de vervaardiging van verschillende sanitaire armaturen.

Tin is geschikt voor de productie van kleine decoratieve en huishoudelijke artikelen, het maken van gerechten, het maken van originele sieraden. Dit vage en kneedbare metaal is, in combinatie met koper, al lang een van de meest favoriete materialen van beeldhouwers geworden. Brons combineert hoge sterkte, weerstand tegen chemische en natuurlijke corrosie. Deze legering is gewild als decoratief en bouwmateriaal.

Tin is een tonaal resonerend metaal. Wanneer het bijvoorbeeld wordt gecombineerd met lood, wordt een legering verkregen die wordt gebruikt om moderne muziekinstrumenten te maken. Bronzen klokken zijn al sinds de oudheid bekend. Om orgelpijpen te maken, wordt een legering van tin en lood gebruikt.

Conclusie

Toenemende aandacht moderne productie op problemen met betrekking tot de bescherming omgeving, evenals problemen in verband met het behoud van de volksgezondheid, heeft invloed gehad op de samenstelling van materialen die worden gebruikt bij de vervaardiging van elektronica. Zo is er een toenemende belangstelling voor loodvrije soldeertechnologie. Lood is een materiaal dat aanzienlijke schade toebrengt aan de menselijke gezondheid, daarom wordt het niet meer gebruikt in de elektrotechniek. De soldeereisen werden aangescherpt en er werden tinlegeringen gebruikt in plaats van gevaarlijk lood.

Zuiver tin wordt praktisch niet gebruikt in de industrie, omdat er problemen zijn met de ontwikkeling van de "tinplaag". Een van de belangrijkste toepassingsgebieden van dit zeldzame verspreide element, is de vervaardiging van supergeleidende draden.

Door puur tin op de contactoppervlakken te plateren, kunt u het soldeerproces verhogen en het metaal beschermen tegen het corrosieproces.

Als gevolg van de overgang naar loodvrije technologie begonnen veel staalfabrikanten natuurlijk tin te gebruiken voor het coaten van contactoppervlakken en leidingen. Met deze optie kunt u tegen een betaalbare prijs een hoogwaardige beschermende coating verkrijgen. Door de afwezigheid van onzuiverheden wordt de nieuwe technologie niet alleen als milieuvriendelijk beschouwd, maar maakt het ook mogelijk om uitstekende resultaten te behalen tegen een betaalbare prijs. Fabrikanten beschouwen tin als een veelbelovend en modern metaal in de elektrotechniek en radio-elektronica.

Tin of Stannum (lat.) is een smeltbaar, kneedbaar metaal met een zilverwitte kleur (zie foto). De Latijnse naam betekent "sterk, resistent" en heette oorspronkelijk de legering met lood en zilver. En de Slavische naam, die Baltische wortels heeft, betekent gewoon de kleur van het metaal - wit.

Dit element behoort tot de zeven oudste metalen. Al 6000 jaar geleden was de mensheid ermee bekend. Het was het meest wijdverbreid in de samenstelling van brons en was van strategisch belang tijdens het "Bronstijdperk", ongeveer 4000 jaar geleden. Van deze compositie werd tot in de 16e eeuw geld gedrukt, schalen en sieraden werden gemaakt, gebruikt als anti-corrosie coating. Vermeldingen van metaal werden zelfs op de pagina's van de Bijbel gevonden.

Het komt van nature voor in de vorm van mineralen. De meest voorkomende zijn cassiteriet (riviertin) en stanine (tinpyriet). Er wordt tin uit gewonnen voor industriële doeleinden: elektronica, batterijen, glasverwerking (het wordt ongevoelig voor de stralen van een röntgenapparaat). Ook worden de verbindingen van dit element gebruikt voor de vervaardiging van blikken, stoffen die insecten afstoten.

Er is nog een opmerkelijk vermogen van tin - zijn aanwezigheid in de samenstelling van materialen muziekinstrument, die dit instrument zal onderscheiden met een uitstekende klankhelderheid en melodie.

In de samenstelling van levende organismen werd het element in 1923 ontdekt. Bij het onderzoeken van de overblijfselen van oude mensen bleek dat het tingehalte in de botten 1000 keer minder is dan dat van een moderne persoon. Misschien komt dit doordat we het uit de lucht kunnen opnemen. En de ontwikkeling van de industrie heeft ertoe geleid dat ongeveer een kwart miljoen ton zich in de atmosfeer bevindt in de vorm van uitlaatgassen.

Actie van tin

De werking van een macro-element op een levend organisme is nauwelijks giftig te noemen; het wordt vaak gebruikt in de voedingsindustrie. Zijn rol is niet volledig onderzocht. Het element wordt voornamelijk in de botten aangetroffen en een deel ervan wordt aangetroffen in de longen, het hart, de nieren en de darmen. En met de leeftijd kan het gehalte in de longen toenemen, dit komt door omgevingsinvloeden.

Tot op heden zijn de volgende feiten over biologische effecten bekend:

• deelname aan groeiprocessen;
• een deel van het enzym van de maag - gastrine;
• neemt actief deel aan redoxreacties;
• Door de concentratie in botweefsels draagt ​​het bij aan hun goede ontwikkeling en de ontwikkeling van het bewegingsapparaat.

Het kan alleen een gunstig effect hebben op het lichaam als het in de samenstelling van vetzuren zit. Minerale verbindingen kunnen een toxisch effect hebben.

Relatief recent gebruikten artsen tin om vele ziekten te behandelen - epilepsie, neurose, helminthiasis, eczeem, vertroebeling van het hoornvlies van het oog. Het uitwendige gebruik van tinchloride werd voornamelijk beoefend. Gelukkig heeft de vooruitgang nu geleid tot effectievere en minder giftige metaalvrije preparaten.

Tin is een nogal inactief chemisch element, daarom zal het vanuit dit oogpunt niet veel voordeel en schade opleveren. De enige waargenomen interactie is met koper en zink. Ze neutraliseren elkaars optreden wederzijds.

Dagtarief

De dagelijkse norm van een macronutriënt varieert van 2 tot 10 mg, afhankelijk van leeftijd en geslacht. Hoewel ongeveer 50 mg per dag ons lichaam alleen met voedsel binnenkomt (en een dosering van 20 mg wordt als giftig beschouwd) vergiftiging zal niet optreden. Alles wordt verklaard door het feit dat ons maagdarmkanaal slechts 3-5% van de totale binnenkomende hoeveelheid kan opnemen. De rest van het metaal wordt op natuurlijke wijze via de urine uitgescheiden.

Gebrek aan tin in het menselijk lichaam

Het ontbreken van een macronutriënt in het lichaam treedt op bij een chronische inname van minder dan 1 mg per dag. Een dergelijk proces kan gepaard gaan met gehoorverlies, gewichtsverlies door verlies van eetlust, groeiachterstand, minerale onbalans, haarverlies (gedeeltelijke of volledige pathologie).

Dergelijke processen zijn vrij zeldzaam, omdat: een opname van macronutriënten uit voedsel is meestal voldoende en wordt meestal veroorzaakt door problemen met de spijsvertering en absorptieproblemen.

Schade van overmatige inname van tin

Een overmaat aan een macro-element is vooral in gevaar voor werknemers van bedrijven die tinzouten gebruiken: de productie van kunststoffen, pesticiden, linoleum, enz. Door de regelmatige opname van dampen en stof ontstaan ​​longziekten. Ook lopen mensen gevaar die gevaarlijk dicht bij snelwegen wonen (binnen een halve kilometer) - ze krijgen een hoge dosis uitlaatgassen. Tin in grote hoeveelheden onderdrukt het magnesiumgehalte, dat cellen kan beschermen tegen neoplasmata.

Er is nog een andere bron van hoge doses van het element: blikjes. Bij langdurige opslag beginnen ze af te breken, vooral als de inhoud rijk is aan nitraten. Daarom is het raadzaam om na het openen van een dergelijke pot de producten onmiddellijk in glas te schuiven. Het is ten strengste verboden om ingeblikt voedsel in open vorm te bewaren.

De lichamen van ouderen en kinderen kunnen tin niet snel uit het lichaam verwijderen, dus het begint zich op te hopen. Een zeer kleine dosis is voldoende om vergiftiging te veroorzaken.

Er is een interessante theorie uit het verhaal over de val van het Romeinse Rijk. Tin kwam in de wijn terecht, overvloedig opgenomen door de oude Romeinen, uit gerechten en veroorzaakte gezondheidsproblemen. Pas in de zevende eeuw konden artsen de oorzaak van de ziekte bepalen, maar het was te laat - het rijk viel.

De complicaties die ontstaan ​​door een teveel aan tin zijn nogal onaangenaam. Een dosis van 2 gram van een macronutriënt wordt als gevaarlijk beschouwd, maar is niet dodelijk (een dergelijke norm is nog niet vastgesteld). Het kan bloedarmoede, ziekten van de lever, luchtwegen, aandoeningen van het zenuwstelsel veroorzaken. Een ziekte zoals stannose kan zich ontwikkelen - een ernstige hoest, vergezeld van sputum en kortademigheid.

Maar dat is niet alles - er zijn veel hoofdsymptomen van vergiftiging:

Als tin gedurende lange tijd in grote doses wordt ingenomen, bestaat het risico op structurele veranderingen in de chromosomen, wat kan leiden tot ernstige gevolgen op genetisch niveau.

Bij blootstelling aan het centrale zenuwstelsel kan deze macronutriënt depressieve toestanden veroorzaken. En kinderen kunnen worden onderscheiden door agressiviteit, gebrek aan interesse in leren, spelen, lezen.

De behandeling is meestal gebaseerd op symptomen - diëten, hepatoprotectors (bescherming van de lever), preparaten die koper en zink bevatten. In geval van kritieke vergiftiging worden medicijnen toegediend die toxines kunnen binden en verwijderen - chelaatvormers.

Welke voeding bevat?

Producten die tin bevatten, zijn zowel in dierlijke als plantaardige bronnen te vinden. Het grootste deel komt met varkensvlees, rundvlees, gevogelte, melk en zijn derivaten. Ook kan een bepaalde hoeveelheid van het element worden gegeven door erwten, zonnebloempitten, aardappelen, bieten. Andere groenten bevatten zeer kleine doses blik.

Daarnaast krijgen we dagelijks een macronutriënt binnen uit water en lucht. En vergeet niet dat het veelvuldig gebruik van ingeblikt voedsel het lichaam ook kan voorzien van een overmaat aan tin.

Sommige planten kunnen absorberen een groot aantal van element uit de omgeving. Daarom moet u voorzichtig zijn met producten die worden geteeld in de buurt van snelwegen en industriële zones.

Indicaties voor afspraak

Indicaties voor de benoeming van een macronutriënt worden voornamelijk gebruikt door homeopaten. Ze behandelen met tin ziekten zoals:

• bronchitis, longziekte;
• migraine;
• pancreatitis;
• kleine gestalte en gewicht;
• en ook gebruikt als een anthelminticum.

Het is opgevallen dat bij het nemen van kleine doses medicijnen die tin bevatten, de mentale toestand van de patiënt vaak verandert - een goed humeur wordt vervangen door prikkelbaarheid, melancholie, tranen. Daarom worden dergelijke afspraken in uiterst zeldzame gevallen gebruikt.

Metaaltin, mijnbouw en afzettingen van tin, productie en gebruik van metaal

informatie over tinmetaal, eigenschappen van tin, afzettingen en winning van tin, productie en gebruik van metaal

Inhoud uitvouwen

Inhoud samenvouwen

Tin is, definitie

Tin is een element van de hoofdsubgroep van de vierde groep, de vijfde van het periodiek systeem van chemische elementen D.I., met atoomnummer 50. Het wordt aangeduid met het symbool Sn (lat. Stano). Onder normale omstandigheden is de eenvoudige substantie tin kneedbaar, kneedbaar en smeltbaar, glanzend zilverwit van kleur. Tin vormt verschillende allotrope modificaties: onder 13,2 ° C stabiel α-tin (grijs tin) met een kubisch diamantachtig rooster, boven 13,2 ° C stabiel β-tin (wit tin) met een tetragonaal kristalrooster.

1.1 Tin sn

Tin is een van de metalen die een beslissende invloed hadden op: (van 4 tot 1000 jaar voor Christus) is genoemd naar een legering van tin en koper.

Tin is een zacht wit metaal dat kan worden gelegeerd met koper om brons te maken, een van de eerste metalen die de mens beheerst.

Tin is een van de zeven metalen uit de oudheid, die de smaak en geur van dranken kan behouden.

Tin is het metaal van Jupiter, dat vaak werd gebruikt om de toekomst te voorspellen. Dit metaal wordt sterk geassocieerd met welvaart en overvloed, met het ontvangen van enkele voordelen die nodig zijn voor een persoon, die aan een persoon worden gegeven voor vervulling; een persoon kan bijvoorbeeld een samenleving of een religie dienen. Dit is het metaal van hiërarchen, priesters en sociale leiders.

Tin is een stof die behoort tot de groep van lichte metalen. Bij normale (kamertemperatuur) reageert het niet met zuurstof of water. Na verloop van tijd kan het worden bedekt met een speciale film die het metaal beschermt tegen corrosie.

Blikken verhaal

De eerste vermelding van tin, dat, zoals men vroeger geloofde, zelfs magische eigenschappen had, is te vinden in bijbelteksten. Tin speelde een beslissende rol bij het verbeteren van het leven tijdens de bronstijd. In die tijd was brons de meest duurzame metaallegering die iemand bezat, dat kan worden verkregen door het chemische element tin aan koper toe te voegen. Eeuwenlang werd alles van dit materiaal gemaakt, van gereedschap tot sieraden.

De Latijnse naam tin, geassocieerd met het Sanskriet woord dat "resistent, duurzaam" betekent, verwees oorspronkelijk naar de legering en zilver, en later naar een andere legering die het imiteerde, met ongeveer 67% tin. In de 4e eeuw werd tin zelf dit woord genoemd.

Het woord tin is een algemeen Slavisch woord dat overeenkomsten heeft in de Baltische talen (vgl. Lit. alavas, alvas - "tin", Pruisisch alwis - "lood"). Het is een achtervoegsel van de wortel ol- (vgl. Oudhoogduitse elo - "geel", Latijnse albus - "wit", enz.), dus het metaal is genoemd naar zijn kleur.

Tin was al in het 4e millennium voor Christus bekend bij de mens. Dit metaal was ontoegankelijk en duur, aangezien producten ervan zelden worden gevonden in de Romeinse en Griekse oudheden. Tin wordt genoemd in de Bijbel, het vierde boek van Mozes. Tin is (samen met koper) een van de componenten van brons, uitgevonden aan het einde of midden van het 3e millennium voor Christus. Aangezien brons de meest duurzame van alle metalen en legeringen was die toen bekend waren, was tin een “strategisch metaal” gedurende het hele “Bronstijdperk”, meer dan 2000 jaar (ongeveer: 35-11 eeuwen voor Christus).

Tin zoeken in de natuur

Tin is een zeldzaam sporenelement; tin neemt qua overvloed in de aardkorst de 47e plaats in. Het Clark-gehalte van tin in de aardkorst is volgens verschillende bronnen 2·10−4 tot 8·10−3 gew.%. Het belangrijkste tin is cassiteriet (tinsteen) SnO2 dat tot 78,8% tin bevat. Veel minder gebruikelijk in de natuur is stannine (tinpyriet) - Cu2FeSnS4 (27,5% Sn).

De prevalentie in de natuur is weergegeven in de volgende tabel.

In niet-verontreinigd oppervlaktewater wordt tin aangetroffen in submicrogramconcentraties. BIJ grondwater de concentratie bereikt een paar microgram per dm³, neemt toe in het gebied van tinertsafzettingen, het komt in het water terecht vanwege de vernietiging van voornamelijk sulfidemineralen die onstabiel zijn in de oxidatiezone. MACSn = 2 mg/dm³.

Tin is een amfoteer element, dat wil zeggen een element dat zure en basische eigenschappen kan vertonen. Deze eigenschap van tin bepaalt ook de kenmerken van zijn distributie in de natuur. Vanwege deze dualiteit vertoont tin lithofiele, chalcofiele en siderofiele eigenschappen. Tin vertoont in zijn eigenschappen verwantschap met kwarts, waardoor een nauwe verwantschap van tin in de vorm van oxide (cassiteriet) met zure granitoïden (lithofiliciteit), vaak verrijkt met tin, bekend is, tot aan de vorming van onafhankelijke kwarts- cassiteriet aderen. De alkalische aard van het gedrag van tin wordt bepaald door de vorming van zeer diverse sulfideverbindingen (chalcofiliciteit), tot aan de vorming van natuurlijk tin en verschillende intermetallische verbindingen die bekend zijn in ultrabasische gesteenten (siderofilie).

Locatieformulieren

De belangrijkste vorm van het vinden van tin in gesteenten en mineralen is verspreid (of endocrypt). Tin vormt echter ook minerale vormen, en in deze vorm wordt het vaak niet alleen als hulpstof in zure stollingsgesteenten aangetroffen, maar vormt het ook commerciële concentraties, voornamelijk in oxide (cassiteriet SnO2) en sulfide (stannine) vormen.

vaste fase. mineralen

In het algemeen zijn de volgende vormen van tin vinden in de natuur te onderscheiden:

Verspreide vorm; de specifieke vorm van het vinden van tin in deze vorm is onbekend. Hier kunnen we spreken van een isomorf verstrooide vorm van voorkomen van tin door de aanwezigheid van isomorfisme met een aantal elementen (Ta, Nb, W - met de vorming van typisch zuurstofverbindingen; V, Cr, Ti, Mn, Sc - met de vorming van zuurstof- en sulfideverbindingen). Als de tinconcentraties bepaalde kritische waarden niet overschrijden, kan het de genoemde elementen isomorfisch vervangen. De mechanismen van isomorfisme zijn verschillend.

Minerale vorm: Tin wordt gevonden in concentratormineralen. In de regel zijn dit mineralen waarin Fe + 2 aanwezig is: biotieten, granaten, pyroxenen, magnetieten, toermalijnen, enz. Deze relatie is te wijten aan isomorfisme, bijvoorbeeld volgens het schema Sn + 4 + Fe + 2 → 2Fe + 3. In tinhoudende skarnen worden hoge concentraties tin aangetroffen in granaten (tot 5,8 gew.%) (vooral in andradieten), epidoot (tot 2,84 gew.%), enz.

In sulfideafzettingen is tin opgenomen als een isomorf element in sfaleriet (Silinskoye-afzetting, Primorye), chalcopyriet (Dubrovskoye-afzetting, Rusland, Primorye) en pyriet. Hoge concentraties tin werden gevonden in pyrrhotiet uit greisens uit de Smirnovsky-afzetting (Rusland, Primorye). Er wordt aangenomen dat vanwege het beperkte isomorfisme de ontleding van vaste oplossingen met microsegregaties van Cu2+1Fe+2SnS4 of tilliet PbSnS2 en andere mineralen plaatsvindt.

Juiste minerale vormen

Inheemse elementen, legeringen en intermetallische verbindingen

Hoewel de concentraties van deze mineralen in gesteenten erg laag zijn, zijn ze verspreid over een groot aantal genetische formaties. Onder de inheemse vormen werden Fe, Al, Cu, Ti, Cd, enz. gevonden op hun plaats met Sn, de reeds bekende inheemse vormen, goud en zilver, niet meegerekend. Dezelfde elementen vormen onderling verschillende legeringen: (Cu + Sn + Sb), (Pb + Sn + Sb), enz., evenals vaste oplossingen. Onder de intermetallische verbindingen zijn stystaiet SnSb, atakiet (Pd,Pt)3Sn, shtumyrliet Pt(Sn,Bi), zvyagintsevite (Pd,Pt)3(Pb,Sn), taimyriet (Pd,Cu,Pt)3Sn en andere geïdentificeerd.

De gegeven vormen van het vinden van tin en andere elementen zijn te vinden in verschillende geologische formaties:

Een groep opdringerige en uitbundige stollingsgesteenten: vallen, picrieten van het Siberische platform, ultramafische en gabbroids van Kamchatka, kimberlieten van Yakutia, lamproites van Aldan, enz.; granitoïden van Primorye, het Verre Oosten, Tien Shan.

Een groep metasomatisch en hydrothermisch veranderde gesteenten: koper-nikkelertsen van het Siberische platform, goudertsvoorwerpen van de Oeral, de Kaukasus, Oezbekistan, enz.

De groep van moderne ertsvorming: pelagische sedimenten van de Stille Oceaan, producten van de Grote Fissure Tolbachik-uitbarsting, het hydrothermale systeem van Uzon in Kamchatka, enz.

Een groep afzettingsgesteenten van verschillende oorsprong.

Oxideverbindingen van tin

De meest bekende vorm is het belangrijkste mineraal van tin - cassiteriet SnO2, een combinatie van tin met zuurstof. Volgens nucleaire gamma-resonantie spectroscopie bevat het mineraal Sn + 4

Cassiteriet (van het Griekse kassiteros - tin) is het belangrijkste ertsmineraal voor het verkrijgen van tin. Bevat theoretisch 78,62% Sn. Het vormt afzonderlijke afscheidingen, korrels, vaste massieve aggregaten, waarin minerale korrels een grootte bereiken van 3 - 4 mm en zelfs meer.

1. dichtheid 6040-7120 kg/m³ (de laagste voor lichtgekleurde cassiterieten);

2. hardheid 6½;

3. glans - mat, aan de randen - diamant;

4. decolleté onvolmaakt;

5. conchoïdale breuk;

De belangrijkste vormen van isolatie van cassiteriet:

1. micro-insluitingen in andere mineralen;

2. bijkomende minerale afzettingen in gesteenten en ertsen;

3.vaste of verspreide ertsen: naaldvormige radiale stralingsaggregaten (Primorye), colomorfe en cryptokristallijne segregaties en accumulaties (Primorye); de kristallijne vorm is de belangrijkste vorm van isolatie van cassiteriet. In Rusland zijn er afzettingen van cassiteriet in het noordoosten, in Primorye, Yakutia en Transbaikalia; voor - in Maleisië, Thailand, Indonesië, China, Nigeria, enz.

Hydroxide verbindingen

Een secundaire plaats wordt ingenomen door hydroxideverbindingen van tin, die kunnen worden beschouwd als zouten van polytinzuren. Deze omvatten het mineraal sukulaiet Ta2Sn2+2O; vaste oplossing van tin in magnetiet in de vorm Fe2Sn04 of Fe3SnO3 (Bretshtein Yu. S., 1974; Voronina L. B. 1979); "varlamovite" - een product van de oxidatie van stannine; er wordt aangenomen dat het een mengsel is van amorfe en semi-amorfe Sn-verbindingen, metatanninezuur, een polygecondenseerde fase en een hydrocassiterietfase. Gehydrateerde oxidatieproducten zijn ook bekend - hydromartite 3SnOxH2O; Mushistonite (Cu,Zn,Fe)Sn(OH)6; koperhydrostannaat CuSn(OH)6, enz.

silicaten

Er is een grote groep tinsilicaten bekend, vertegenwoordigd door malayaiet CaSn(SiO5); pabstite Ba(Sn, Ti)Si3O9, stocasiet Ca2Sn2Si6O18x4H2O, enz. Malayaite vormt zelfs industriële ophopingen.

Spinellen

Spinellen zijn ook bekend van andere oxideverbindingen, bijvoorbeeld het mineraal nigeriet Sn2Fe4Al16O32 (Peterson E.U., 1986).

Sulfideverbindingen van tin

Inclusief verschillende verbindingen blik met. Dit is de tweede industrieel belangrijke groep minerale vormen van tin. De belangrijkste hiervan is stannine, het op één na belangrijkste mineraal. Daarnaast worden frankeite Pb5Sn3Sb2S14, herzenbergite SnS, berndtite SnS2, tillite PbSnS2 en kesterite Cu2ZnSnS4 genoteerd. Meer complexe sulfideverbindingen van tin met lood, zilver en koper zijn ook geïdentificeerd, die voornamelijk van mineralogische betekenis zijn. De nauwe relatie van tin met koper veroorzaakt de frequente aanwezigheid van chalcopyriet CuFeS2 in tinertsafzettingen met de vorming van de cassiteriet-chalcopyriet-paragenese.

Stannine (van lat. stannum - tin), tinpyriet, een mineraal uit de klasse van sulfiden met de algemene formule van de vorm Cu2FeSnS4. Het volgt uit de chalcopyrietformule door één Fe-atoom te vervangen door Sn. Bevat 29,58% Cu, 12,99% Fe, 27,5% Sn en 29,8 S, evenals onzuiverheden Zn, Sb, Cd, Pb en Ag. Wijdverbreid mineraal in tinafzettingen van Rusland. Bij een aantal afzettingen in Rusland (Primorye, Yakutia) en Midden-Rusland (Tadzjikistan) is het een essentieel element van sulfidemineralen en vormt het vaak, samen met varlamoviet, 10-40% van het totale tin. Vormt vaak verspreiding in sfaleriet ZnS, chalcopyriet. In veel gevallen worden verschijnselen van stannietverval met het vrijkomen van cassiteriet waargenomen.

colloïdale vorm

Colloïdale en tin-kiezelhoudende verbindingen spelen een belangrijke rol in de geochemie van tin, hoewel dit niet in detail is onderzocht. Een belangrijke plaats in de geologie van het element wordt gespeeld door colomorfe verbindingen en producten van zijn kristallijne transformaties in cryptokristallijne variëteiten. Colomorphic cassiteriet wordt beschouwd als een vorm van expressie van viskeuze gelachtige oplossingen.

Onafhankelijke studies hebben een abnormaal hoge oplosbaarheid van SnO2 in chloor-siliciumoplossingen aangetoond. Maximale oplosbaarheid wordt bereikt in een verhouding.

Analyse van de eigenschappen van de Sn(OH)4-verbinding en hun nabijheid tot de Si(OH)4-verbinding onthult het vermogen om te polymeriseren met de vorming van H2SnkO2k+1, SnkO2k−1(OH)2-verbindingen. In beide gevallen is de substitutie van de (OH)-groep door F- en Cl-anionen mogelijk.

Zo leidt de polymerisatie van Sn(OH)4-moleculen en hun combinatie met Si(OH)4-moleculen tot de vorming van een gel (colloïdaal) en het verschijnen van HmSn2nSinOp-ketens, met m ≤ 8, of Hs (Nekrasov I. Ya et al., 1973).

Beschikbare gegevens suggereren dat de colloïdale vorm een ​​natuurlijk tussenproduct is bij de precipitatie van tin uit hydrothermische oplossingen.

Vormen van het vinden van tin in de vloeibare fase

Het minst bestudeerde deel van de geochemie van tin, hoewel cassiterieten zijn gevonden in gas-vloeistofinsluitsels in de vorm van gevangenmineralen (Kokorin A.M. et al., 1975). Er zijn geen werken over de analyse van specifieke tinbevattende natuurlijke oplossingen. In principe is alles gebaseerd op de resultaten van experimentele studies, die alleen spreken over de mogelijke vormen van het vinden van tin in oplossingen. Academicus V. L. Barsukov speelde een belangrijke rol bij de ontwikkeling van de methodologie voor deze studies.

De hele reeks experimenteel vastgestelde vormen van het vinden van tin in oplossingen is verdeeld in groepen:

Ionische bestanddelen. Deze verbindingen en hun structuren worden beschreven in termen van klassieke valentie en stereochemische concepten. Subgroepen vallen op:

Eenvoudige ionen Sn+2 en Sn+4 komen vooral voor in stollingszout, maar ook in hydrothermische oplossingen met lage pH-waarden. In bestaande hydrothermische systemen, weerspiegeld door de samenstelling van gas-vloeistofinsluitingen, zijn dergelijke omstandigheden echter niet vastgesteld.

Zouten van galloïdezuren - SnF2, SnF40, SnCl40. Er wordt aangenomen dat de rol van chloor bij het transport en de afzetting van tin en verwante metalen belangrijker is dan de rol van fluor.

Hydroxylverbindingen van tin. Onder alkalische omstandigheden zijn de uitgangsverbindingen H2SnO2, H2SnO4, H2SnO3. Deze vormen worden vaak vastgesteld op basis van bekende minerale vormen. Sommige van deze vormen zijn zowel van kunstmatige (CaSnO3, Ca2SnO4) als natuurlijke (FeSnO2, Fe2SnO4) oorsprong. In zure media gedragen deze verbindingen zich als zwakke basen zoals Sn(OH)2, Sn(OH)4. Er wordt aangenomen dat een van de vormen van manifestatie van dergelijke verbindingen varlamovite is. Volgens experimentele gegevens wordt Sn(OH)4 alleen afgezet bij Т< 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.

Heel vaak worden de (OH)-1-groepen vervangen door F en Cl, waardoor halogeen-gesubstitueerde modificaties van tinhydroverbindingen ontstaan. In het algemeen worden deze vormen weergegeven door de verbindingen Sn(OH)4-kFk of Sn(OH)4-kFk-nn. Over het algemeen is de Sn(OH)3F-verbinding stabiel bij T = 25 - 50 °C en Sn(OH)2F² bij T = 200 °C.

sulfide verbindingen. Volgens experimentele gegevens bevat de oplossing SnS4-4- of SnS3-2-verbindingen bij een pH > 9; SnS2O-2 (pH = 8 - 9) en Sn(SH)4 (pH = 6). Er wordt melding gemaakt van het bestaan ​​van een verbinding van het type Na2SnS3, die onstabiel is in een zure omgeving.

Complexe verbindingen van tin zijn bestudeerd door cassiteriet op te lossen in gefluoreerde media. Deze verbindingen zijn zeer goed oplosbaar. Dezelfde eigenschappen hebben verbindingen die in chloride-oplossingen worden verkregen. De belangrijkste vormen van complexe verbindingen die uit experimenten bekend zijn, zijn Na2(Sn(OH)6), Na2(SnF6), Na2(Sn(OH)2F4), enz. Experimenten hebben aangetoond dat het complexe Sn(OH)4F2-2 zal prevaleren bij T = 200 °C.

Colloïdale en tin-siliciumverbindingen. Hun bestaan ​​wordt bewezen door de aanwezigheid van colomorfe segregaties van cassiteriet bij veel afzettingen.

Industriële soorten tinafzettingen

De hierboven beschreven geochemische kenmerken van tin worden indirect weerspiegeld in de door E.A. Radkevich voorgestelde vormingsafzettingen van tinerts met daaropvolgende toevoegingen.

A. Vorming van tinhoudend graniet. Cassiteriet wordt gevonden in het accessoire deel van graniet.

B. Zeldzame meial granietformatie. Dit zijn granietsoorten van het type lithioniet-amazoniet-albiet (apogranieten volgens A.A. Beus). Cassiteriet in het accessoiregedeelte samen met columbiet-tatnatliet, microliet, enz.

B. Vorming van tinhoudende pegmatieten. Tinmineralisatie is typisch voor Be-Li-, Be-Ta-, F-Li-types.

D. Vorming van veldspaat-kwarts-cassiteriet. Geselecteerde Iv. F. Grigoriev. Dit zijn kwarts-veldspaataders met cassiteriet en andere mineralen.

D. Vorming van kwarts-casteriet. Uitgebreid tot het NO van de USSR. Dit zijn aderzones, greisens met kwarts, muscoviet, wolframiet, cassiteriet, enz.

E. Cassiteriet-silicaat-sulfidevorming met toermalijn- en chloriettypes. Een van de belangrijkste productieve formaties van de Primorye van Rusland.

G. Cassiteriet-sulfidevorming. Ook de belangrijkste tin-dragende formatie. Het onderscheidt de belangrijkste soorten:

tin-wolfraam mineralisatie;

ertslichamen van het type quar-cassiteriet-arsenopyriet;

productieve kwartsaders van het type sulfide-cassiteriet-chloriet;

H. Tin-skarn-formatie.

I. Houtachtige tinvorming (ryolietvorming).

K. Vorming van basis- en ultrabasisgesteenten (volgens I. Ya. Nekrasov)

Tindioxide is een zeer effectief schurend materiaal dat wordt gebruikt bij het "afwerken" van het oppervlak van optisch glas.

Een mengsel van tinzouten - "gele samenstelling" - werd vroeger gebruikt als kleurstof voor wol.

Tin wordt ook gebruikt in chemische stroombronnen als anodemateriaal, bijvoorbeeld: mangaan-tin-element, oxide-kwik-tin-element. Het gebruik van tin in een lood-tin batterij is veelbelovend; dus, bijvoorbeeld, bij een gelijke spanning met een loodbatterij, heeft een lood-tinbatterij 2,5 keer meer capaciteit en 5 keer meer energiedichtheid per volume-eenheid, de interne weerstand is veel lager.

Tin is een scheikundig element

Tin is een van de weinige metalen die de mens sinds de prehistorie kent. Tin en koper werden ontdekt voordat ijzer werd ontdekt, en hun legering, brons, is blijkbaar het allereerste "kunstmatige" materiaal, het eerste materiaal dat door de mens is vervaardigd.

De resultaten van archeologische opgravingen suggereren dat mensen al in vijf millennia voor Christus zelf tin konden smelten. Het is bekend dat de oude Egyptenaren tin meenamen voor de productie van brons.

Onder de naam "trapu" wordt dit metaal beschreven in de oude Indiase literatuur. De Latijnse naam voor tin, stano, komt van het Sanskriet "sta", wat "vast" betekent.

De vermelding van tin komt ook voor in Homerus. Bijna tien eeuwen eerder nieuw tijdperk de Feniciërs brachten tinerts mee van de Britse eilanden, toen de Cassiteriden genoemd. Vandaar de naam cassiteriet, de belangrijkste van de tinmineralen; zijn SnO2-samenstelling. Een ander belangrijk mineraal is stannine, of tinpyriet, Cu2FeSnS4. De overige 14 mineralen van element nr. 50 zijn veel zeldzamer en hebben geen industriële waarde. Trouwens, onze voorouders hadden rijkere tinertsen dan wij. Het was mogelijk om metaal rechtstreeks uit ertsen op het aardoppervlak te smelten en verrijkt tijdens de natuurlijke processen van verwering en uitspoeling. Tegenwoordig bestaan ​​dergelijke ertsen niet meer. BIJ moderne omstandigheden Het proces om tin te verkrijgen is meertraps en arbeidsintensief. De ertsen waaruit tin nu wordt gesmolten, zijn complex van samenstelling: naast element nr. 50 (in de vorm van oxide of sulfide) bevatten ze meestal silicium, ijzer, lood, koper, arseen, calcium, wolfraam en andere elementen. Hedendaagse tinertsen bevatten zelden meer dan 1% Sn, en placers bevatten zelfs minder: 0,01...0,02% Sn. Dit betekent dat om een ​​kilogram tin te verkrijgen, het nodig is om minstens een center erts te ontginnen en te verwerken.

Hoe wordt tin gewonnen uit ertsen? De productie van element nr. 50 uit ertsen en placers begint altijd met verrijking. Methoden voor verrijking van tinerts zijn behoorlijk divers. In het bijzonder wordt de zwaartekrachtmethode gebruikt, gebaseerd op het verschil in de dichtheid van de hoofd- en bijbehorende mineralen. Tegelijkertijd mogen we niet vergeten dat de begeleidende lang niet altijd een leeg ras is. Vaak bevatten ze edele metalen bijvoorbeeld wolfraam, titanium, lanthaniden. In dergelijke gevallen proberen ze alle waardevolle componenten uit tinerts te halen.

De samenstelling van het resulterende tinconcentraat hangt af van, en ook van hoe dit concentraat werd verkregen. Het tingehalte daarin varieert van 40 tot 70%. Het concentraat wordt naar ovens gestuurd (bij 600...700°C), waar relatief vluchtige onzuiverheden van arseen en zwavel worden verwijderd. En het meeste ijzer, antimoon, bismut en enkele andere metalen worden na het bakken uitgeloogd met zoutzuur. Nadat dit is gedaan, blijft het om het tin te scheiden van zuurstof en silicium. Daarom is de laatste fase in de productie van zwart tin het smelten met steenkool en fluxen in galm- of elektrische ovens. Fysisch-chemisch gezien is dit proces vergelijkbaar met een hoogoven: koolstof "verwijdert" zuurstof uit tin, en fluxen veranderen siliciumdioxide in een lichte slak in vergelijking met metaal.

Er zitten nog best veel onzuiverheden in ruw tin: 5 ... 8%. Om metaal van hoge kwaliteit (96,5 ... 99,9% Sn) te verkrijgen, wordt vuur of minder vaak elektrolytisch gebruikt. En het voor de halfgeleiderindustrie benodigde tin met een zuiverheid van bijna zes negens - 99,99985% Sn - wordt voornamelijk verkregen door zone-smelten.

Om een ​​kilo tin te krijgen, is het niet nodig om een ​​center erts te verwerken. U kunt ook anders doen: 2000 oude blikken "schillen".

Slechts een halve gram blik valt op elk. Maar vermenigvuldigd met de productieomvang, veranderen deze halve grammen in tientallen tonnen ... Het aandeel van "secundair" tin in de industrie van de kapitalistische landen bedraagt ​​ongeveer een derde van de totale productie. Ongeveer honderd werken in ons land industriële installaties voor het terugwinnen van tin.

Hoe wordt tin uit blik verwijderd? Met mechanische middelen het is bijna onmogelijk om dit te doen, dus gebruiken ze het verschil in de chemische eigenschappen van ijzer en tin. Meestal wordt tin behandeld met gasvormig chloor. IJzer reageert er in afwezigheid van vocht niet mee. Tin combineert heel gemakkelijk met chloor. Er wordt een rokende vloeistof gevormd - tinchloride SnCl4, dat wordt gebruikt in de chemische en textielindustrie of naar een elektrolyseapparaat wordt gestuurd om er metallisch tin uit te halen. En weer begint de "cirkel": staalplaten worden bedekt met dit blik, ze krijgen blik. Er worden potten van gemaakt, de potten worden gevuld met voedsel en verzegeld. Dan zullen ze ze openen, ingeblikt voedsel eten, de blikken weggooien. En dan komen ze (helaas niet allemaal) weer bij de fabrieken van "secundair" tin.

Andere elementen maken een kringloop in de natuur met de deelname van planten, micro-organismen, enz. De tincyclus is het werk van mensenhanden.

Tin in legeringen. Ongeveer de helft van de wereldproductie van tin gaat naar blikjes. De andere helft - in, om verschillende legeringen te verkrijgen. We zullen niet in detail praten over de beroemdste van de tinlegeringen - brons, en lezers verwijzen naar een artikel over koper - een ander belangrijk onderdeel van brons. Dit is des te meer gerechtvaardigd omdat er tinloze bronzen zijn, maar er zijn geen "koperloze". Een van de belangrijkste redenen voor het maken van tinloze bronzen beelden is de schaarste aan element nr. 50. Toch is tinhoudend brons nog steeds een belangrijk materiaal voor zowel de machinebouw als de kunst.

De techniek heeft ook andere tinlegeringen nodig. Toegegeven, ze worden bijna nooit gebruikt als constructiemateriaal: ze zijn niet sterk genoeg en te duur. Maar ze hebben andere eigenschappen die het mogelijk maken om belangrijke technische problemen met relatief kleine materialen op te lossen.

Meestal worden tinlegeringen gebruikt als antifrictiematerialen of soldeer. Met de eerste kunt u machines en mechanismen besparen, waardoor wrijvingsverliezen worden verminderd; de tweede verbindt metalen delen.

Van alle antifrictielegeringen hebben tinnen babbits, die tot 90% tin bevatten, de beste eigenschappen. Zachte en laagsmeltende lood-tin-soldeersels maken het oppervlak van de meeste metalen goed nat, hebben een hoge ductiliteit en weerstand tegen vermoeidheid. Hun reikwijdte is echter beperkt vanwege onvoldoende mechanische kracht de soldeerders zelf.

Tin maakt ook deel uit van het typografische legeringshart. Ten slotte zijn legeringen op tinbasis zeer noodzakelijk voor de elektrotechniek. Essentieel materiaal voor elektrische condensatoren - frame; dit is bijna puur tin, omgezet in dunne platen (het aandeel van andere metalen in staniol is niet groter dan 5%).

Overigens zijn veel tinlegeringen echte chemische verbindingen van element #50 met andere metalen. Door het samensmelten, interageert tin met calcium, magnesium, zirkonium, titanium en vele zeldzame aardelementen. De resulterende verbindingen worden gekenmerkt door een vrij hoge vuurvastheid. Zo smelt zirkoniumstannide Zr3Sn2 pas bij 1985°C. En niet alleen de vuurvastheid van zirkonium is hier "schuldig", maar ook de aard van de legering, de chemische binding tussen de stoffen waaruit het bestaat. Of een ander voorbeeld. Magnesium kan niet worden geclassificeerd als een vuurvast metaal, 651 ° C is verre van een recordsmeltpunt. Tin smelt bij een nog lagere temperatuur van 232 °C. En hun legering, de Mg2Sn-verbinding, heeft een smeltpunt van 778°C.

Het feit dat element nr. 50 nogal wat legeringen van dit soort vormt, maakt het van cruciaal belang om de bewering te overwegen dat slechts 7% van 's werelds geproduceerde tin wordt geconsumeerd in de vorm van chemische verbindingen ("Korte chemische encyclopedie”, deel 3, p. 739). Blijkbaar hebben we het hier alleen over verbindingen met niet-metalen.

Verbindingen met niet-metalen. Van deze stoffen hoogste waarde chloriden hebben. Tintetrachloride SnCl4 lost jodium, fosfor, zwavel en veel organische stoffen op. Daarom wordt het voornamelijk gebruikt als een zeer specifiek oplosmiddel. Tindichloride SnCl2 wordt gebruikt als beitsmiddel bij het verven en als reductiemiddel bij de synthese van organische kleurstoffen. Dezelfde functies in de textielproductie hebben een andere verbinding van element nr. 50 - natriumstannaat Na2SnO3. Bovendien wordt zijde met zijn hulp verzwaard.

Ook de industrie maakt in beperkte mate gebruik van tinoxiden. SnO wordt gebruikt om robijnglas te maken en SnO2 wordt gebruikt om wit glazuur te maken. Goudgele kristallen van tindisulfide SnS2 worden vaak bladgoud genoemd, dat wordt gebruikt om hout, gips te "vergulden". Dit is om zo te zeggen het meest "antimoderne" gebruik van tinverbindingen. Hoe zit het met de modernste?

Als we alleen tinverbindingen in gedachten houden, dan is dit het gebruik van bariumstannaat BaSnO3 in radiotechniek als een uitstekend diëlektricum. En een van de isotopen van tin, 119Sn, speelde een belangrijke rol in de studie van het Mössbauer-effect - een fenomeen waardoor een nieuwe onderzoeksmethode ontstond - gamma-resonantiespectroscopie. En dit is niet het enige geval waarin het oude metaal de moderne wetenschap diende.

Op het voorbeeld van grijs tin - een van de modificaties van element nr. 50 - werd een verband onthuld tussen de eigenschappen en Chemische aard halfgeleider materiaal. En dit is blijkbaar het enige waaraan grijs blik herinnerd kan worden met een vriendelijk woord: het bracht meer kwaad, hoe meer goeds. We komen terug op deze variëteit van element #50 na te hebben gesproken over een andere grote en belangrijke groep tinverbindingen.

Over organotin. Er zijn heel veel organo-elementverbindingen die tin bevatten. De eerste daarvan werd in 1852 ontvangen.

Aanvankelijk werden stoffen van deze klasse op slechts één manier verkregen - in de uitwisselingsreactie tussen anorganische tinverbindingen en Grignard-reagentia. Hier is een voorbeeld van zo'n reactie:

SnCl4 + 4RMgX → SnR4 + 4MgXCl

(R is hier een koolwaterstofradicaal, X is een halogeen).

SnR4-verbindingen hebben geen brede praktische toepassing gevonden. Maar het is van hen dat andere organotinstoffen worden verkregen, waarvan de voordelen onbetwistbaar zijn.

Tijdens de Eerste Wereldoorlog ontstond voor het eerst belangstelling voor organotin. Vrijwel alle tegen die tijd verkregen organische tinverbindingen waren giftig. Deze verbindingen werden niet als giftige stoffen gebruikt; hun toxiciteit voor insecten, schimmels en schadelijke microben werd later gebruikt. Op basis van trifenyltinacetaat (C6H5)3SnOOCCH3 is een effectief medicijn ontwikkeld om schimmelziekten bij aardappelen en suikerbieten te bestrijden. Dit medicijn bleek nog een nuttige eigenschap te hebben: het stimuleerde de groei en ontwikkeling van planten.

Om schimmels te bestrijden die zich ontwikkelen in het apparaat van de pulp- en papierindustrie, wordt een andere stof gebruikt - tributyltinhydroxide (C4H9) 3SnOH. Dit verbetert de prestaties van de hardware aanzienlijk.

Dibutyltindilaurinaat (C4H9)2Sn(OCOC11H23)2 heeft veel "beroepen". Het wordt in de veterinaire praktijk gebruikt als middel tegen wormen (wormen). Deze stof wordt veel gebruikt in chemische industrie als stabilisator voor PVC en andere polymeer materialen En hoe . De reactiesnelheid van vorming van urethanen (monomeren van polyurethaanrubbers) in aanwezigheid van een dergelijke katalysator neemt 37 duizend keer toe.

Effectieve insecticiden zijn gemaakt op basis van organotinverbindingen; organotin-brillen beschermen betrouwbaar tegen röntgenstraling, onderwateronderdelen van schepen zijn bedekt met polymeer lood en organotin-verven zodat er geen weekdieren op groeien.

Dit zijn allemaal verbindingen van vierwaardig tin. De beperkte reikwijdte van het artikel maakt het niet mogelijk om over veel andere nuttige stoffen van deze klasse te praten.

Organische verbindingen van tweewaardig tin zijn daarentegen gering in aantal en hebben tot dusver bijna geen praktische toepassing gevonden.

Over grijs blik. In de ijzige winter van 1916 werd een partij tin per spoor vanuit het Verre Oosten naar het Europese deel van de Russische Federatie gestuurd. Maar in plaats van zilverwitte blokken, meestal fijn grijs poeder.

Vier jaar eerder had er een catastrofe plaatsgevonden met de expeditie van poolreiziger Robert Scott. De expeditie, op weg naar de Zuidpool, zat zonder brandstof: het lekte uit ijzeren vaten door de naden die met tin waren gesoldeerd.

Rond dezelfde jaren schreef de beroemde Russische chemicus V.V. Markovnikov werd door het commissariaat gevraagd om uit te leggen wat er gebeurde met de vertinde theepotten die aan het Russische leger waren geleverd. De theepot die naar het laboratorium werd gebracht als goed voorbeeld, was bedekt met grijze vlekken en gezwellen die zelfs bij licht tikken met de hand afbrokkelden. Uit de analyse bleek dat zowel stof als aangroei alleen uit tin bestond, zonder enige onzuiverheid.

Wat is er in al deze gevallen met het metaal gebeurd?

Net als veel andere elementen heeft tin verschillende allotrope modificaties, verschillende toestanden. (Het woord "allotropie" is uit het Grieks vertaald als "een andere eigenschap", "een andere wending".) Bij normale positieve temperaturen ziet tin er zo uit dat niemand eraan kan twijfelen dat het tot de klasse van metalen behoort.

Wit metaal, kneedbaar, kneedbaar. Kristallen van wit tin (het wordt ook wel bèta-tin genoemd) zijn tetragonaal. De lengte van de randen van het elementaire kristalrooster is 5,82 en 3,18 . Maar onder de 13,2°C is de "normale" toestand van tin anders. Zodra deze temperatuurdrempel is bereikt, begint er een herschikking in de kristalstructuur van de tinnen staaf. Wit tin wordt omgezet in poedervormig grijs of alfa-tin, en hoe lager de temperatuur, hoe groter de snelheid van deze transformatie. Het bereikt zijn maximum bij min 39°C.

Grijze tinkristallen met een kubieke configuratie; de afmetingen van hun elementaire cellen zijn groter - de lengte van de rand is 6,49 Ǻ. Daarom is de dichtheid van grijs tin merkbaar lager dan die van wit: respectievelijk 5,76 en 7,3 g/cm3.

Het resultaat van wit tin dat grijs wordt, wordt soms "tinplaag" genoemd. Vlekken en gezwellen op legertheepotten, wagens met tinstof, naden die vloeistofdoorlatend zijn geworden zijn de gevolgen van deze “ziekte”.

Waarom gebeuren dit soort verhalen nu niet? Slechts om één reden: ze leerden de tinplaag te ‘behandelen’. De fysisch-chemische aard ervan is verduidelijkt, er is vastgesteld hoe bepaalde additieven de gevoeligheid van het metaal voor de "pest" beïnvloeden. Het bleek dat aluminium en zink aan dit proces bijdragen, terwijl bismut, lood en antimoon het juist tegenwerken.

Naast wit en grijs tin werd een andere allotrope modificatie van element nr. 50 gevonden - gamma-tin, dat stabiel is bij temperaturen boven 161°C. Onderscheidend kenmerk zo'n tin is broos. Zoals alle metalen wordt tin taaier bij toenemende temperatuur, maar alleen bij temperaturen onder 161°C. Dan verliest het zijn plasticiteit volledig, verandert het in gamma-tin en wordt het zo broos dat het tot poeder kan worden vermalen.

In een populaire vorm introduceert de auteur een heel oud metalen blik. Dit metaal en zijn zouten worden in veel nationale economieën gebruikt. Organotincoatings worden gebruikt als beschermende coatings. Organotinpreparaten worden veel gebruikt in de landbouw en de geneeskunde. Tegenwoordig kun je niet meer zonder tinpoeder, folie en andere legeringen en zouten.

Wie is hij? Zacht in zijn eigenschappen, geeft het hardheid aan anderen. Het smelt van nature laag en wordt vuurvast in combinatie met andere metalen. Eeuwenlang wordt het gebruikt om klokken en kanonnen, monumenten, standbeelden en versieringen te gieten die ons vandaag de dag nog steeds verbazen.

Vandaag zullen we hem ontmoeten in typografische lettertypen, en in blikjes, en in lagers. Een van zijn isotopen hielp wetenschappers bij het ontwikkelen van een nieuwe onderzoeksmethode, die momenteel veel wordt gebruikt door chemici, natuurkundigen, biologen (gamma-resonantiespectroscopie).

Onlangs maakte hij "vrienden" met koolwaterstoffen en chemici begonnen stoffen te bereiden met opmerkelijke eigenschappen - pesticiden, katalysatoren, stabilisatoren, plantengroeistimulerende middelen, medicijnen en verven.

Bij het zien van fonkelend speelgoed aan de kerstboom, herken je onze kennis in de “vergulding”. Hij "woont" niet in een apart appartement, maar altijd in een "gemeenschappelijk" appartement, met verschillende buren. Meestal kiest hij een woning in de bergen - in granieten kliffen en rotsen. Vaak "vestigt" zich langs de oevers van rivieren en aan de kust van de zeeën en oceanen. En leeft soms diep onder de grond. Daarom is het niet gemakkelijk om hem te dwingen "naar buiten te komen" naar de oppervlakte, en nog moeilijker om "te scheiden van zijn buren". Daarom levert het veel problemen op voor verrijkers en metaalbewerkers.

Eerste ontmoeting.

Hoe hebben mensen in de oudheid dit zilverwitte metaal leren kennen, waar en wanneer hebben ze elkaar voor het eerst ontmoet?

Nadat ze vuur hadden ontvangen, leerden mensen hoe ze het moesten gebruiken - ze verbrandden klei, smolten metalen uit ertsen. Het was toen, volgens de overtuigingen van de oude Grieken, dat de mens kennis maakte met tin. Dat zegt een mooie poëtische mythe.

Maar hoe beantwoordt de moderne wetenschap deze vraag?

Tot nu toe is er geen consensus onder wetenschappers en is er geen eenduidig ​​antwoord.

"Vijf- tot zesduizend jaar voor onze jaartelling, veel eerder dan de mens leerde ijzer te smelten en te verwerken, wist hij al hoe hij tin moest smelten", schreef academicus A.E. Fersman1. Maar niet alle wetenschappers delen dit standpunt. Sommigen geloven, verwijzend naar archeologische opgravingen, dat deze gebeurtenis bijna duizend jaar later plaatsvond. Tot nu toe worden de ring en de fles die in een van de Egyptische piramiden zijn gevonden, beschouwd als de oudste tinnen voorwerpen. Ze werden blijkbaar gemaakt in het midden van het tweede millennium voor Christus.

1 Fersman A. E. Vermakelijke geochemie. M.-L.: Detgiz, 1954, 174 d.

Deze vondsten kunnen echter nog niet als voldoende sterk bewijs dienen voor het feit dat tin in Zuivere vorm niet eerder gebruikt. Het is mogelijk dat veel oude tinproducten ons simpelweg niet hebben bereikt vanwege de lage weerstand van dit metaal tegen lucht en vocht. Bovendien waren er weinig tinafzettingen in het Oude Oosten. Ze ontmoetten elkaar in Mesopotamië, in het noorden, in Iran. Egypte had geen eigen tin, het werd geïmporteerd uit Iran.

In de oude Indiase literatuur - in de Veda's, Mahabharata - wordt tin een trapu (trapu) genoemd. Tegelijkertijd komt de Latijnse naam stano van het Sanskriet "honderd" - resistent, "solide, duurzaam". Dit geeft ook aan dat tin al vierduizend jaar voor onze jaartelling bekend was. Het woord tin heeft een andere betekenis - "stilstaand water", een vijver, een meer. In het midden van de eeuw werd tin beschouwd als een soort lood en heette het loodwit (Plumbum album), terwijl gewoon lood zwart lood werd genoemd (Plumbum nigrum). De Russische naam "tin", volgens de beroemde professor N. A. Figurovsky, komt van het oude Slavische woord "tin" - een bedwelmende drank. De oude Slaven hielden het in loden vaten en blijkbaar begonnen ze het metaal (lood) zo te noemen. "Het woord tin", schrijft N. A. Figurovsky, "staat ook in verband met de naam van een ander vloeibaar lichaam - olie (oleum) ... woorden die verband houden met tin - tin (loodlamp) en tinnen doos (tinnen vat)."

Meer eerdere mensen ontmoette koper, ongeveer 6,5-7 duizend jaar geleden. Sommige archeologen geloven dat de mens in een eerdere periode kennis heeft gemaakt met dit metaal.

In de jaren 60 werden pre-keramische neolithische lagen gevonden in Chatal-Gayuk. Analyse van deze lagen toonde aan dat ze behoren tot het 7e-6e millennium voor Christus. Tijdens deze opgravingen werden koperen priemen gevonden. Daarom begonnen sommige wetenschappers te beweren dat de kennismaking van een persoon met 9 duizend jaar vóór het nieuwe tijdperk plaatsvond. Latere studies hebben deze veronderstelling echter niet bevestigd.

Koperertsen waren vaak verontreinigd met verschillende onzuiverheden. Het is mogelijk dat er zwarte kiezelstenen van tinerts bij zaten. Het tinhoudende erts, dat in de smeltoven viel, werd gemengd met koper en er werd een legering gevormd - brons (van het Perzische woord "brontpsion", wat "legering" betekent).

Zelfs in de oudheid was het algemeen bekend dat de toevoeging van bepaalde mineralen aan kopererts het smelten van metaal uit kopererts vergemakkelijkt.

Waarschijnlijk zijn er stukjes tinsteen als vloeimiddel aan het kopererts toegevoegd.

Brons, per ongeluk verkregen tijdens het smelten van koper, kreeg al snel erkenning van mensen in die verre tijden. De nieuwe goudgele legering was veel harder dan koper, goed gesmeed, perfect gegoten in vormen en goed verwerkt.

"We weten niet hoe deze prachtige legering door de mens is ontdekt", schrijft academicus A.E. Fersman. "Er kan worden aangenomen dat een persoon kopererts vele malen heeft gesmolten met een mengsel van tin (er worden zulke "complexe" afzettingen van koper en tin gevonden) en uiteindelijk het resultaat van gezamenlijk smelten opmerkte en de betekenis ervan begreep."

De opmerkelijke eigenschappen van brons hielpen koper bijna overal te verdringen door het gebruik van de prehistorische mens. Ze begonnen wapens te maken van brons - bijlen, zwaarden, dolken, pijlpunten, pijlen, sieraden - armbanden, hangers. De bronstijd speelde een belangrijke rol in de cultuur van de mensheid.

De oude metallurgen, die opmerkten dat stukjes tinerts zo'n gunstig effect hadden op het smelten van koper, probeerden waarschijnlijk zwarte stenen te smelten zonder kopererts. BIJ Smeltoven druppels van een zilverwit metaal - tin - verschenen.

In de bronstijd werd dit metaal in zijn pure vorm echter niet veel gebruikt. Ambachtslieden maakten van tin versieringen op wapens en vaten. Een van de oude Griekse mythen vertelt hoe de god van vuur en smeden Hephaestus een schild voor de held Achilles smeedde en het versierde met een ornament van tin. Dit wordt vermeld door de auteur van de Ilias - Homerus.

Nadat ze tin hadden gewaardeerd en hadden geleerd hoe ze het uit erts konden smelten, begonnen de oude mijnwerkers naar dit erts te zoeken. In die tijd hadden ze niet zo'n rijk arsenaal aan verschillende instrumenten en methoden als de wetenschap en technologie van moderne geologen.

Een paar jaar geleden kregen geologen "in dienst" een nieuw origineel apparaat - een gamma-resonantie tindetector. Het kan worden gebruikt om het metaalgehalte in het erts te bepalen met een nauwkeurigheid van honderdsten.

Net als jagers-padvinders waren de ontdekkingsreizigers erg oplettend, en dit hielp hen vaak om het geheim van ondergrondse schatten te onthullen. Op dezelfde manier vertelden water en bomen de mijnwerkers vaak de locatie van het erts. Ze wisten uit ervaring dat bepaalde soorten bomen, struiken en paddenstoelen vaak in ertsafzettingen groeien. Op sommige plaatsen groeit bijvoorbeeld kachim (gras, minder vaak een semi-struik uit de kruidnagelfamilie) bijna altijd over afzettingen van kopererts, in andere - eik.

Er zijn nog veel meer tekenen waarop de mijnwerkers tinerts vonden. Op koude herfstnachten bepoedert de grond de grond lichtjes en verzilvert de toppen van bomen. Het is opgevallen dat met de zonnestralen de vorst het snelst smelt waar wat erts ligt. Op de plaatsen waar de ertsader voorkomt, warmt de aarde namelijk sneller op (metaaloxiden hebben immers een hogere warmtecapaciteit dan bodem). In de middeleeuwen verklaarde de beroemde metallurg Agricola het sneller smelten van rijp over ertsafzettingen door het feit dat donkere objecten sneller opwarmen.

Zonder perfecte instrumenten verkenden de oude mijnwerkers, met behulp van een wijnstok, verschillende metaalertsen, waaronder tin. Sommigen beschouwden hazelaartakken als het meest geschikt voor het zoeken naar ertsen. Anderen vonden koper met behulp van essenstokken, lood en vooral tin - met behulp van pijnboomtakken.

Sommige moderne wetenschappers beschouwen deze verbazingwekkende kunst van het bezitten van een "magische staaf" als een simpele kwakzalverij of beschouwen het als een echo van oud bijgeloof.

Andere wetenschappers, die zich verwonderen over de buitengewone vaardigheid van de oude mijnwerkers in het vinden van placer- en adermetalen, staan ​​klaar om hun een speciale gevoeligheid toe te schrijven voor magnetische velden en zwakke elektrische stromen gevormd door ertsafzettingen. En er zijn mensen die bereid zijn te geloven in de bovennatuurlijke gevoelens van de mensen uit de bronstijd, bijvoorbeeld hun vermogen om met hun vingers te 'zien'. Natuurlijk is dergelijke speculatie niet waar.

Aan het begin van hun kennismaking met tin, ontgonnen oude mensen tinerts uit placers, voornamelijk in riviersedimenten. In die tijd waren ze al bekend met de techniek van het afwassen. Later werd tin gewonnen uit diepgeworteld tinerts.

Ertsen werden gedolven in een open put. In de open werken werden lateien (pilaren) gemaakt om de mijnwerkers te beschermen tegen verstoppingen en dood onder het puin, al waren er vaak ongelukken. Tot nu toe, tijdens archeologische opgravingen van oude werkingen in Siberië, Kazachstan, Altai en andere plaatsen op het grondgebied van ons land en op veel plaatsen waar al in de bronstijd koper en tin werden gewonnen (in Engeland, China en Peru), werden skeletten van dode mijnwerkers worden gevonden.

In ondergrondse putten werden ook pilaren overgelaten om te beschermen tegen mogelijke instortingen. Maar dit waren al pilaren of kolommen die uit rots waren opgetrokken en die het gewelf van de adit ondersteunden. Dergelijke bevestigingsmiddelen zijn te vinden in veel oude fabrieken, waar koper en tin werden gedolven. Vaak waren dergelijke rekwisieten gemaakt van stenen platen of blokken, en op plaatsen waar veel bos was, werden vaak houten palen gebruikt. In die verre tijden werden ondergrondse galerijen afgedaald langs trappen of houten trappen die in de rots waren uitgehouwen. Meestal waren dit stammen met inkepingen of bomen met dik afgesneden takken. In de Oeral, in een van de oude mijnen, werd zo'n ladder gevonden. Op zulke primitieve trappen daalden mijnwerkers niet alleen af ​​in adits en bewerkingen, maar tilden ze ook erts op in troggen, leren tassen en rieten manden.

Aanvankelijk werd tin op een vuur uit erts gesmolten. De vlam van het vuur was voldoende om het smeltbare metaal te verwijderen (tin smelt immers al bij 232 graden). Later werd tin gesmolten in putten, waarvan de wanden werden bedekt met een dichte laag klei om het te beschermen tegen kwel. grondwater en lekkage van gesmolten metaal in de grond. Brandhout en stukken erts werden in lagen in de put gelegd.

De technologie voor het smelten van tin uit placers was enigszins anders. Eerst werd er een vuur gemaakt in de put, en toen het brandhout was verbrand, werd erts op de brandende kolen gegoten.

In beide gevallen verzamelde het tijdens het smelten gevormde vloeibare metaal zich op de bodem van de put. Het werd eruit geschept met speciale pollepels en in vormen gegoten.

Later, om het proces van het verbranden van brandstof in de put te verbeteren, werden balgen gebruikt om lucht te leveren. Deze kleine verbetering maakte het mogelijk om de capaciteit van de putten te vergroten, ze begonnen ze breder en dieper te maken. Maar na verloop van tijd werden de smeltingen groot en was het moeilijk om het metaal van de bodem van de put te krijgen.

Geredde, zoals we nu zeggen, werkende vindingrijkheid. Een van de oude metallurgen bedacht een nieuwe "eenheid" voor het smelten van erts - een grote houten ton binnenkant bekleed met vuurvaste klei. Zo'n "voering" was betrouwbaar bestand tegen hoge temperaturen. snel vervangen de pits (ovens). Het bleek dat het smelten van metaal in vaten, waarin steenkool en erts in lagen werden gegoten, en ook lucht blazen met balgen, niet slechter is dan in putten, maar veel handiger.

Eeuwen gingen voorbij, de techniek van het smelten van metalen verbeterde. De vaten werden vervangen door kleine ambachtelijke schachtovens (zoals al in het begin van de 20e eeuw werden in China zelfgemaakte ovens gebruikt voor het smelten van tin). Zo'n oven, gebouwd van baksteen of steen, werd eerst verwarmd met hout en kolen, en vervolgens werden er laagsgewijs tinerts en houtskool (en later cokes) in geladen. Ook werd er met blaasbalgen lucht ingeblazen, maar omdat er veel meer nodig was dan voorheen, werd de blazer met behulp van paarden in beweging gezet. In de toekomst werd paardentractie vervangen door waterwielen.

Bij het smelten van tinerts in primitieve schachtovens was het echter niet mogelijk om een ​​dergelijke temperatuur te bereiken waarbij de slak ook zou smelten. Afvalgesteente bleef in de oven in de vorm van een gesinterde dichte massa. Daarom moest aan het einde van het smelten de oven worden gedemonteerd om de slak te verwijderen.

In de loop van de tijd begon tin te worden gesmolten in veel grotere schachtovens en bij een hogere temperatuur, waarbij gesmolten slak werd gevormd. Maar tegelijk met de restauratie van tin vond ook de restauratie van ijzer plaats. Het resultaat was een groot aantal verschillende vuurvaste ijzer-tin legeringen (metallurgen noemen ze "gartlings"). Ze verminderden de opbrengst van puur tin aanzienlijk. De nadelen van schachtovens waren ook dat alleen dergelijke tinertsen, die uit grote stukken bestonden, erin konden worden gesmolten. En er waren maar weinig van dergelijke ertsen. Later leerden metallurgen hoe ze ertsen en concentraten in dergelijke ovens moesten verwerken, die werden verkregen door eenvoudig te wassen. Ze werden voorgesinterd op speciale roosters.

De techniek van het smelten van tin verbeterde langzaam. Pas aan het begin van de 18e eeuw werden voor het eerst in Engeland schachtovens vervangen door galmovens met roosterhaarden. Verpulverde kolen werden gebruikt om ze te verwarmen, en later.

Galmkachels hadden veel voordelen ten opzichte van. de mijne, dus begonnen ze ze snel te verdringen. In galmovens was het echter niet mogelijk om de verwarmingstemperatuur van het erts tijdens het smelten boven 1300-1350 graden te verhogen. Om tin volledig uit slakken te halen, moet je veel kalk toevoegen, waardoor het smeltpunt stijgt naar 1400-1500 graden.

In de jaren '30 en '40 werd tin uit staalslakken gewonnen in elektrische ovens, waarin hogere temperaturen bereikt konden worden. Nu worden in dergelijke ovens tinrijke concentraten gesmolten (als ze geen ijzerverontreinigingen bevatten), dat wil zeggen, metaal wordt gesmolten zonder extra verwerking van slakken. Bovendien zijn de prestaties van elektrische ovens (per oppervlakte-eenheid) veel hoger dan die van reflecterende ovens. Het gebruik van elektrische ovens maakte het mogelijk om de productiecultuur te verbeteren en de arbeidsomstandigheden van metallurgen te verbeteren.

Ondanks de vooruitgang in mijnbouw- en smelttechnieken, is tin nog steeds een duur metaal.

De schreeuw van de duivel. Eeuwenlang hebben alchemisten in verschillende landen tevergeefs geprobeerd om goud uit onedele metalen te halen. Alchemisten leerden dat de natuur er altijd naar streeft om perfecte objecten te creëren, zoals goud, maar ongunstige omstandigheden verhinderden dit, en in plaats van goud werden inferieure metalen gevormd - koper, lood, tin. Maar om lood of tin in goud te veranderen, moet men eerst de "steen der wijzen" of het elixer voorbereiden.

Alchemisten zochten volhardend en volhardend naar dit wonderbaarlijke elixer.

Alchemisten die de leringen gebruiken oude Griekse filosoof en de naturalist Aristoteles, betoogde dat alle metalen uit twee dragerelementen bestaan ​​- zwavel en kwik. bestaan ​​uit puur kwik - de basis van metalliciteit, en basische hebben een nog grotere vermenging van zwavel - het begin van variabiliteit. Daarom moet men, om goud te verkrijgen, zwavel kunnen verwijderen.

Al hun inspanningen waren echter tevergeefs. Ze vonden geen bestaande "steen der wijzen" en waren niet in staat om onedele metalen in goud te veranderen.

Ondanks de complexiteit van hun leer, droegen de alchemisten aanzienlijk bij aan de verdere ontwikkeling van de chemie. Op zoek naar een mythisch elixer ontdekten ze veel zouten en zuren en ontwikkelden ze methoden voor hun zuivering.

Bij het testen van verschillende metalen met als doel ze in goud te veranderen, besteedden alchemisten veel aandacht aan tin. Ze werden vooral aangetrokken door zijn mysterieuze eigenschappen. Tin, een van de zachtste metalen op onze planeet, gaf het hardheid toen het met koper werd versmolten.

Maar misschien nog meer werden de alchemisten getroffen door het geknetter, dat duidelijk te horen was als de tinnen stok werd gebogen. "Dit is de stem van de duivel die in het metaal is gekomen", zeiden ze.

Alchemisten noemden het fenomeen dat ze niet begrepen (wat werd opgemerkt door de beroemde alchemist Gaber) "tin cry". In onze tijd is deze naam bewaard gebleven, maar nu wordt hij niet geassocieerd met de geluiden van de duivel, maar komt van het Engelse woord kraak - een kraak, een crunch. De oorzaak (niet waargenomen bij andere metalen) van dit geknetter is nu ontrafeld. Het tinnen stokje "knispert" omdat de kristallen iets verschoven zijn en tegen elkaar wrijven.

Tin, een ductiel en smeltbaar metaal, heeft een goede taaiheid, de tweede alleen voor edele metalen en koper, en daarom kunnen er gemakkelijk dunne vellen folie (staniol) uit worden verkregen. Zilverwit, met een lichte blauwachtige tint in doorvallend licht, ze worden bruin. Net als andere metalen vormt tin zouten met sommige niet-metalen (chloor, zwavel, fluor, broom), die in de nationale economie worden gebruikt. Tin heeft geen directe interactie met koolstof of stikstof. Het is "onverschillig" voor directe contacten met waterstof en silicium. Tinhydriden en nitriden kunnen echter indirect worden verkregen.

Als je een stuk tin in een verdunde oplossing van zout- of zwavelzuur gooit, zal het heel lang oplossen. Net zo langzaam zal dit metaal reageren met waterige oplossingen van andere sterke zuren (salpeter, broomwaterstof), in organische zuren (azijn, oxaalzuur), tin lost praktisch niet op. Wat is de reden voor dit gedrag van tin? Het wordt verklaard door een klein verschil in de waarden van de normale potentiaal van tin en waterstof, in een reeks spanningen waarin alle metalen (en waterstof) zijn gerangschikt volgens hun chemische activiteit. Hoe verder naar links in deze rij en verder van waterstof het metaal is, hoe sneller het waterstof van zuren verdringt. Tin in deze serie bevindt zich in de buurt van waterstof.

Tin lost niet alleen op in zuren (verdund en geconcentreerd), maar ook in alkaliën en vormt, afhankelijk van de reactieomstandigheden, twee groepen verbindingen - stannieten en stannaten.

Chemici hebben verschillende verbindingen van tin met zuren verkregen - fosfaten, nitriden, sulfaten. Het zijn allemaal vaste kristallijne stoffen. In tegenstelling tot hen is tinnitraat Sn (NO3) 2 een mobiele vloeistof, zeer goed oplosbaar in water. En nog een ongebruikelijke eigenschap van dit tinderivaat is dat het smelt bij een temperatuur van min 20 graden. In de industrie worden meestal tinverbindingen met zwavel en chloor gebruikt.

Zowel de pottenbakker als de verver. Aan het einde van de 15e eeuw begon de alchemist Vasily Valentin, in een ijdele hoop op het verkrijgen van een wonderbaarlijk elixer, een mengsel van keukenzout, aluin en ijzersulfaat te ontsteken. Het elixer werkte niet, maar er vormde zich een nieuwe, voorheen onbekende vloeistof in het vat. Ze rookte in de lucht. Bij inademing veroorzaakte deze rook een hevige hoest. Als de vloeistof werd geproefd, verbrandde deze de tong. Druppels vloeistof die op de stof vielen, verbrandden het, het corrodeerde en loste metalen op. Het was zoutzuur. De alchemist noemde deze vloeistof "zure alcohol". Bijna een halve eeuw later raakte een andere Europese alchemist Andrei Libavius ​​​​geïnteresseerd in "zure alcohol". Hij herhaalde de ervaring van zijn voorganger en kreeg precies dezelfde bijtende vloeistof. Allereerst besloot hij uit te zoeken hoe "zure alcohol" inwerkt op metalen. Koper, ijzer, zink opgelost in deze bijtende vloeistof. Nadat hij tin in "zure alcohol" had opgelost, verdampte Libavius ​​​​de resulterende oplossing en verkreeg witte ruitvormige kristallen. Wat was deze stof? Nu noemen we het tin(II)chloride. In die tijd had niemand enig idee van chloor. Dit element werd voor het eerst ontdekt in 1774 door de beroemde Zweedse chemicus Scheele en later door de Engelse wetenschapper Davy (1810). We weten niet hoe de alchemist het zout noemde dat hij ontving, maar hij begon er verschillende experimenten mee uit te voeren. Allereerst besloot ik het effect van de nieuwe stof op weefsels te testen. Zal dit zout ze ook vernietigen, zoals zure alcohol? Het bleek dat tin(II)chloride geenszins is ergste vijand textiele materialen.

Zelfs in de oudheid leerden mensen wol en stoffen te verven met kleurstoffen die werden gewonnen uit bloemen, fruit en wortels van verschillende planten. Sommige verven van dierlijke oorsprong werden toen ook gebruikt. Antiek paars, ooit gebruikt om toga's en gewaden te verven Perzische koningen ontving een van de soorten weekdieren. In Zuid-Amerika hebben Indiërs lange tijd stoffen scharlaken geverfd, met karmijn, een kleurstof die wordt verkregen uit cochenillebladluizen die op cactussen worden verzameld.

Oude ververs waren goed bekend met beitsen - stoffen die de kleur van stoffen versterken. Meestal werden ze verkregen uit natuurlijke mineralen. Zo gebruikten Griekse en Romeinse ververs op grote schaal aluin bij het verven van stoffen. De Griekse historicus Herodotus, die in de vijfde eeuw voor Christus leefde, noemde ze "aluminium", en vierhonderd jaar later de wetenschapper het Oude Rome Plinius de Oudere noemde ze "alumen".

Ook tin(II)chloride bleek een goed beitsmiddel. Zodra Libavius ​​een stuk felgekleurde stof in zijn oplossing doopte, vervaagde de kleur niet alleen niet, maar werd hij zelfs nog feller.

Het duurde echter nog enkele decennia voordat de ontdekking van de alchemist praktische toepassing vond. Een van de eersten die tinbeitsen gebruikte bij het verven was de Nederlandse chemicus Drebbel. Al snel kreeg deze ontdekking brede erkenning bij de ververs van veel landen.

In Europa wisten ze toen nog niet hoe ze katoenen stoffen moesten verwerken en vervaardigen. Ze kwamen uit de landen van het Midden-Oosten en India. In die tijd werd dunne katoenen stof calico (later heette het calico), die werd meegebracht uit de Indiase stad Calcutta, veel gebruikt bij Europeanen. Deze stof trok met zijn originele kleuren aan. Ververs die tinbeitsen gebruikten, pasten rode patronen, bloemen en eenvoudige tekeningen op de stof toe. Na verloop van tijd begonnen ververs tinbeitsen te gebruiken voor het verven van wollen en zijden stoffen.

Al meer dan honderd jaar helpt tin(II)chloride scheikundigen bij het maken van duurzame, zonbestendige organische verven. Het wordt ook in veel andere industrieën gebruikt, aangezien tin(II)chloride een sterk reductiemiddel is, het lost goed op in water, alcohol, ether en vele andere organische oplosmiddelen.

Een naaste "familielid" van tinchloride, tin(II)chloride, heeft ook veel waardevolle eigenschappen die in sommige industrieën veel worden gebruikt. Het wordt verkregen door een stroom droog chloor in vloeibaar tin te leiden. Net als tinchloride lost het goed op in water en verschillende organische oplosmiddelen, maar in tegenstelling tot dit kan het zelf zwavel, fosfor en jodium oplossen.

Al meer dan tweehonderd jaar geleden leerden ze in ons land mooie bedrukte chintz maken, die altijd populair is bij vrouwen. Een duidelijk en duurzaam gedrukt patroon of ornament op calico wordt verkregen dankzij tintetrachloride. Het wordt ook door textielarbeiders gebruikt als dressing (van het Franse apprêter - om stoffen helemaal af te werken). Voor dezelfde doeleinden wordt natriumstannaat (Na2SnO3) ook met succes gebruikt in de textielindustrie. Stannaten zijn gemakkelijk te verkrijgen - het is voldoende om tindioxide (SnO2) te smelten met wat alkali of vers bereid tindioxidehydraat op te lossen in alkalische oplossingen. Stannats worden niet alleen gebruikt door textielarbeiders, maar ook door radiotechnici. Dus bariumstannaat wordt veel gebruikt in verschillende radiotechnische apparaten - het is een uitstekend diëlektricum.

Tindioxide wordt al lang gebruikt in aardewerk. We kennen de naam niet van de persoon die duizenden jaren geleden als eerste een pot of kan van kleideeg kneedde en deze in brand begon te steken. Maar sindsdien is er onder de bevolking in alle landen van de wereld vraag naar aardewerk. Aanvankelijk zagen de producten van oude pottenbakkers er lelijk uit. Maar het meest belangrijkste nadeel: aardewerk - de porositeit van de binnenmuren. Dergelijke schalen werden als het ware doorboord door vele haarvaten - de kleinste buisjes waardoor water sijpelde. In dergelijke kleivaten was het niet mogelijk om water of een andere vloeistof zelfs maar enkele uren vast te houden.

Lange tijd konden ze geen middel vinden om het oppervlak van kleiproducten niet-poreus te maken. Maar, zoals vaak het geval is in de geschiedenis van grote ontdekkingen, hielp het toeval. Op de een of andere manier kwam er een klein mengsel van zand en frisdrank op een van de kleipotten die klaar waren om te bakken. Stel je de verbazing van de pottenbakker voor toen hij, nadat hij zijn potten uit de oven had gehaald na het bakken, op een van hen een gladde, glanzende film zag die het hele binnenoppervlak van de pot bedekte.

Dus de koffer hielp de oude pottenbakkers om de poriën in de producten te sluiten met een betrouwbare glasachtige film. Ze noemden het glazuur. Later begonnen ze kalk aan het glazuur toe te voegen, en op sommige plaatsen waar tinerts was, cassiteriet. Gaandeweg leerden ze hoe ze veelkleurig glazuur konden maken door verschillende stoffen toe te voegen aan een mengsel van zand en soda.

De toevallige ontdekking van het glazuur leidde later tot de even toevallige ontdekking van het glas. Eens bracht een pottenbakker heel achteloos een laagje glazuur aan op een van zijn potten. Na het bakken werd er in plaats van een egaal, glad laagje glazuur een klein glanzend klompje glas in de pot gevonden. Zo was het begin van het maken van glas.

De eerste glasmakers wisten al dat je met behulp van tindioxide een prachtig wit glazuur kon krijgen. Daarom kan met een kleine toevoeging van cassiteriet ook prachtig melkwit glas worden bereid. Zulk glas was mooi, maar ondoorzichtig. Er gingen lichtstralen doorheen, maar het was onmogelijk om er doorheen te kijken. Latere glasmakers noemden dergelijke glazen "doof". Ze werden verkregen door poeders van verschillende stoffen aan de lading toe te voegen, maar voornamelijk tindioxide of fijngemalen cassiteriet. En nu bereiden ze een "dove" bril voor verschillende technische doeleinden voor. Ontvangen met toevoeging van tindioxide en wit glazuur.

Misschien, zelfs voordat ze transparant en ondoorzichtig glas begonnen te koken, leerden glasmakers hoe ze gekleurd glas konden maken. Vele eeuwen geleden werd opgemerkt dat onzuiverheden van bepaalde materialen glas in verschillende kleuren kleuren: kobalt - blauw, chroom - geelgroen, mangaan - violet.

Al meer dan veertig jaar branden robijnrode sterren de klok rond op de torens van het Kremlin in Moskou - een symbool van overwinning in ons land.

Om de sterren zowel overdag als 's nachts zo helder te laten schijnen, werd het lichtrode glas waaruit ze zijn gemaakt op een bekleding van melkwit glas geplaatst. En het werd niet bereid zonder de deelname van tindioxide.

Zowel chemici als boeren. Een verscheidenheid aan producten gemaakt van veel gebruikt in verschillende industrieën - polyvinylchloride. Maar met al zijn goede eigenschappen is hij "bang" voor de zon. Om het te beschermen tegen de inwerking van lichtstralen, wordt organotin gebruikt - dibutyl- en dioctylstannanen, monoalkylstannanen, dialkyltinlauraten en dialkyltinmaleaten worden gebruikt als stabilisatoren.

In de jaren 50 ontwikkelden chemici een methode voor de synthese van polymeren uit verschillende koolwaterstoffen met een regelmatige moleculaire structuur. Ze worden stereoregulair of isotactisch genoemd. De praktische waarde van het verkrijgen van dergelijke polymeren ligt in de mogelijkheid om materialen te creëren met alle gewenste eigenschappen. En hier kun je niet zonder organotin-katalysatoren. Het belang van de introductie van deze methode in de chemische industrie kan moeilijk worden overschat.

De verwerking van vast polyvinylchloride om er transparante films, platen en plastic vaten uit te verkrijgen, gebeurt bij een temperatuur van 180°C. Om te voorkomen dat het polymeer zich verspreidt, zijn warmtestabilisatoren nodig. En hier komt organotin te hulp: dialkyltinmercaptanen en dialkyltindiisooctylglycolaten.

Banden zijn het belangrijkste accessoire. Hoe langer ze dienst doen, hoe goedkoper de werking van de auto. Daarom proberen scheikundigen hun doorlaatbaarheid te vergroten door nieuwe soorten synthetisch rubber te maken, die kunnen worden gebruikt om sterker en elastischer rubber te maken.

In de strijd om de duurzaamheid van banden behaalden scheikundigen een paar jaar geleden nog een overwinning - van sommigen organisch materiaal verkregen tijdens de droge destillatie van steenkool en de verwerking van aardolieproducten, creëerde een nieuw type synthetisch rubber - urethaan. Het slijt twee keer zo langzaam als natuurlijk. Katalysatoren hielpen - tindiazuraten, die dienen als verharders voor siliconenrubbers en epoxyharsen.

Zeelieden en watermannen worden veel leed en problemen bezorgd door het bevuilen van de kiel van schepen met schelpen en andere zee- en zoetwaterorganismen. Om de onderwateronderdelen van schepen en havenfaciliteiten te beschermen, worden meestal verf en lak en plastic coatings gebruikt, die zijn gemaakt met additieven van koper en kwikverbindingen, minder vaak zink en lood. Ze hebben echter een groot nadeel: ze veroorzaken elektrochemische corrosie van metalen onderdelen. Veel efficiënter Beschermende coatings op basis van organotinpolymeren of copolymeren met organische of organo-elementmonomeren.

Organotin-brillen beschermen betrouwbaar tegen ultraviolette straling en röntgenstraling. Veel waardevolle diensten worden geleverd door organotin-preparaten aan boeren. Sinds de mens leerde het land te bewerken, granen en groenten te verbouwen, heeft hij voortdurend gevochten tegen onkruid. Chemici hebben honderden nieuwe medicijnen gemaakt - herbiciden die worden gebruikt om onkruid te doden, maar die gekweekte planten niet schaden. Onder hen zijn trivinylchloorstannan en enkele van zijn derivaten.

Organotinpreparaten zijn nog effectiever bij ongediertebestrijding landbouw. Immers, zelfs nu, met moderne landbouwmethoden, bereiken de verliezen veroorzaakt door ongedierte 25-30 procent. De oogstverliezen van aardappelen door ziekten en plagen zijn zelfs nog groter.

Het door ons geproduceerde Brestan-preparaat (trifenyltinacetaat) vernietigt snel bieten- en aardappelplagen. Het is voldoende om 600 liter van zijn 0,01% oplossing per hectare te sproeien. Bovendien is het een betrouwbaar middel om resistente schimmelziekten van tropische en subtropische gewassen te bestrijden , stimuleert de plantengroei.

De toxische eigenschappen van veel organische tinverbindingen die meer dan honderd jaar geleden bekend waren (triethylstannanol, hexabutyldistannooxaan) helpen nu milieuvervuiling te bestrijden, industrieel afvalwater te zuiveren en huiszwam en ander houtongedierte te bestrijden.

Uitstekende antiseptica, volledig vernietigend, zelfs wanneer hoge dichtheid coli, Staphylococcus aureus, Brucella en een aantal andere microben werden geïnfecteerd met copolymeren van organotinacrylaten met maleïnezuuranhydride, styreen, vinylchloride, ethyleen en butadieen. Dierenartsen gebruiken gemakkelijk organotinpreparaten om wormen bij huisdieren te bestrijden.

Om de gerichte biologische activiteit te versterken, worden enkele additieven van organische stoffen in de preparaten geïntroduceerd. Een oplossing van een mengsel van benzyltriethylammoniumchloride en hexabutyldistannooxaan vernietigt bijvoorbeeld Staphylococcus aureus in 5 minuten.

Wetenschappers hebben veel methoden ontwikkeld voor de synthese van verschillende organotin-preparaten. De grondstoffen zijn ofwel puur metallisch tin of zijn legeringen, maar meestal tintetrachloride en verschillende organische (en vaak organo-element) verbindingen. De reactie verloopt in aanwezigheid van een katalysator.

Organotin is nog steeds een "baby". Ze heeft een grote toekomst voor zich. Gegarandeerd door haar geweldige kwaliteiten.

Zowel de automobilist als de drukker. In een auto, machine, motor zit een as. Bij het draaien ontstaat er sterke wrijving, waardoor snel wrijvende onderdelen ontstaan. Hoe de schadelijke effecten van wrijving te verminderen, hoe te elimineren? Je kunt glijmiddel gebruiken. Onder ideale bedrijfsomstandigheden mogen de as en de lagerschalen niet met elkaar in contact komen en verslijten ze dus niet. Onder normale bedrijfsomstandigheden van lagers kan dit niet worden bereikt. Om de wrijvingscoëfficiënt te verminderen, worden antifrictielegeringen gebruikt, die hard en tegelijkertijd voldoende zacht en ductiel moeten zijn zodat in het geval van een verschillende configuratie van de as en de voering, de voering zou kunnen worden "ingelopen" om het.

Op zoek naar een geschikte samenstelling voor de vervaardiging van een lagerlegering, richtten metaalbewerkers hun aandacht op lood en tin als de zachtste metalen.

De eerste antifrictielegering, in 1839 voorgesteld door ingenieur I. Babbit, bevatte 83 procent tin, 11 procent antimoon en 6 procent koper. In de toekomst werden dergelijke antifrictielegeringen met een enigszins gewijzigd gehalte aan componenten babbitt genoemd (naar de naam van de uitvinder) en werden wijdverbreid. Op dit moment worden, naast standaard babbits, legeringen met verhoogde ductiliteit geproduceerd in ons land en in het buitenland.

In de zachte kunststofmassa van de legering zijn hardmetaalkristallen gelijkmatig verdeeld, die goed bestand zijn tegen slijtage en indien nodig in het inzetstuk worden gedrukt.

Tin is een duur en schaars metaal, dus nu proberen ze steeds vaker lagers te vervangen door babbitt-liners met rol- en kogellagers.

Tinlegeringen werden honderden jaren eerder door drukkers en typografen gebruikt.

Hij besloot letter voor drukwerk te maken door de letters in een metalen mal te gieten. Het was gemaakt van lood, de onderkant was een koperen blok met een diepgaande tekening van een letter erop. Aanvankelijk goot Gutenberg letters uit tin met een kleine toevoeging van lood. Later pakte hij de beste legering op met een aanzienlijke toevoeging van antimoon (meer dan 20 procent), gart genaamd (van Duits woord"hart" - vast). Het bleek veel sterker dan een legering van lood en tin en rechtvaardigde zijn naam volledig.

De typografische legering, samengesteld door Gutenberg met kleine veranderingen in de inhoud van de samenstellende delen, wordt nog steeds gebruikt, maar tin neemt daarin nog steeds een dominante plaats in.

Weldoener van de mensheid. In die jaren dat Gutenberg blokletters uit tin goot, werden tinnen gebruiksvoorwerpen veel gebruikt in Oostenrijk, België en Engeland. De productie van tinnen lepels en kopjes, kommen en kannen, borden en schalen begon al in de 12e eeuw, toen rijke afzettingen van tinerts werden ontdekt in het Ertsgebergte in Bohemen. Voor een beter gieten van vloeibaar metaal werd tin gelegeerd met lood (10:1).

Later werden keuken- en tafelgerei gemaakt van een legering van tin met een hoger loodgehalte (tot 15 procent), evenals additieven van antimoon, en soms kleine hoeveelheden koper en zink. Een van deze legeringen werd "Brits metaal" genoemd.

Tinnen gebruiksvoorwerpen werden gemaakt in mallen van messing of ijzer, minder vaak van gips. Deksels, handgrepen, losse onderdelen werden door solderen met elkaar verbonden. Vooral schotels met artistieke ornamenten, platte en reliëfafbeeldingen van planten en dieren werden zeer gewaardeerd. BIJ centraal Europa tinnen producten van Duitse meesters waren beroemd. Er was geen stad in Duitsland waar tenminste één meester in servies niet werkte. Alleen al in Neurenberg waren er 159 tinarbeiders. Elk nieuw product werd gebrandmerkt met het merk van de meester of de stad. De trots van stedelijke ambachtslieden werd beschouwd als grote tinnen kannen die als symbool van de werkplaats waren gemaakt.

Eeuwenlang zijn tradities van artistieke decoratie en vormen, kenmerkend voor een bepaalde stad en streek, bewaard gebleven.

Naast de gewortelde volksmotieven werd ook de artistieke versiering van bekers, schalen, kandelaars en kannen beïnvloed door klassieke kunst.

In de afgelopen jaren is er steeds minder tin gewonnen uit secundaire grondstoffen vanwege een afname van het gehalte daarin, wat wordt veroorzaakt door het bredere gebruik van de elektrolytische vertinningsmethode, waardoor de kosten van tin per eenheid kunnen worden verlaagd van de productie.

De eerste fabriek die tin begon te smelten in de Unie van Socialistische Sovjetrepublieken (CCCP) uit primaire ertsen, werd gebouwd in 1934 in Podolsk bij Moskou. Hij werkte zeven jaar aan tinrijke ertsen (het concentraat dat aan de fabriek werd geleverd voor verwerking bevatte 40 tot 70 procent tin). Eerst werden onzuiverheden van arseen en zwavel uit het concentraat verwijderd door te roosteren. Fluxen werden toegevoegd aan de sintel en gesmolten in galmovens. Het resulterende ruwe tin werd geraffineerd in ketels met speciale additieven die onzuiverheden binden tot vuurvaste verbindingen. Bij dit smeltproces bleven slakken met een hoog tingehalte over. Ze waren klaar, slakken met een gehalte van niet meer dan één procent tin gingen de stortplaats in. De fabriek produceerde ook secundair tin uit verschillende schroot en afval dat metaal bevat.

In verband met de snelle groei van de winning van tinerts en de productie van concentraat in de vooroorlogse jaren, werd in 1940 begonnen met de bouw van een tweede tinfabriek in Novosibirsk. De lancering was gepland voor 1943. De verraderlijke aanval van de nazi's op ons land veranderde deze plannen. In de herfst van 1941 werd de Podolsk-fabriek geëvacueerd naar Novosibirsk. Arbeiders en ingenieurs brachten hier apparatuur uit de ontmantelde Podolsk-fabriek, evenals concentraat en zwart tin. Twee maanden later begon de fabriek met de productie van tin-loodlegeringen.

In het begin ondervond de onderneming veel moeilijkheden, met name alle werkzaamheden voor het laden en lossen van grondstoffen en materialen, het transport ervan en de voorbereiding van de batch werden handmatig uitgevoerd. Desalniettemin voldeed de fabriek aan haar productieplannen en voorzag ze haar klanten zonder onderbreking van een tin-loodlegering.

Aanvankelijk gebruikte de fabriek in Novosibirsk de technologie van het smelten van tin en de productie van legeringen die in de tinfabriek van Podolsk werden toegepast. Op 23 februari 1942 kwam de eerste warmte vrij uit de eerste galmoven. Zes maanden later werden nog een aantal reverbeerovens in gebruik genomen. Later begon de plant zich meer te ontwikkelen moderne technologie tin smelten. De nieuwe regeling voorzag in de verrijking van de armste tinconcentraten van complexe samenstelling. De afgewerkte concentraten werden gesmolten in een elektrische oven.

De ontwikkeling van nieuwe technologische productie werd pas in de naoorlogse jaren voltooid. In 1947 werd een schema voor het raffineren van concentraten ingevoerd, dat met enkele wijzigingen nog steeds wordt gebruikt, en eind 1948 werd een elektrisch smeltproces ingevoerd.

Sinds 1953 begon de fabriek met de productie van tin en babbits met een hoog tingehalte. Dit werd mogelijk gemaakt door de verbetering van het raffinageproces, waardoor alle onzuiverheden uit het ruwe tin konden worden verwijderd.

Veel andere technische verbeteringen zijn aangebracht in de fabriek: zone-smeltmethode, elektrisch smelten van slibconcentraten, vacuümraffinage van tin.

Al deze verbeteringen maken het mogelijk om armere concentraten te verwerken en maken het mogelijk om tin met een hoge zuiverheid te verkrijgen. Het personeel van de fabriek stopt echter niet bij de behaalde successen. De komende jaren komt er een nog geavanceerdere regeling voor de productie van tin, waardoor tin en andere metalen uit het concentraat nog vollediger kunnen worden gewonnen. Het voorziet in chemische verrijkingsprocessen, directe uitloging, terugwinning bij lage temperaturen.

Samen met de tinfabriek van Novosibirsk worden door de Ryazan-fabriek tin-loodlegeringen geproduceerd voor de productie en verwerking van non-ferrometalen, die ook secundaire grondstoffen verwerkt. Het productassortiment van de fabriek omvat ook zinksulfaat en diverse halffabrikaten. Een van de prestaties van de fabriek is de succesvolle verwerking van slakken met een laag tingehalte.

Metallurgische fabrieken hebben steeds hogere technische en economische indicatoren productie, met name een hoger percentage metaalterugwinning. Dankzij een nauwe creatieve samenwerking met wetenschappelijke onderzoeks- en ontwerpinstituten kon tijdens het tiende vijfjarenplan de winning van tin met 1,1 procent worden verhoogd. Buitenlanders zijn bereid een deel van de ontwikkelingen van onze wetenschappers en ingenieurs te kopen, die met succes in fabrieken worden gebruikt.

Sommige van de waardevolle componenten van het concentraat gaan echter nog steeds naar de residuen tijdens de afwerking en hopen zich op op stortplaatsen. Ter uitvoering van de beslissingen van het XXVI-congres van de CPSU, worden dergelijke schema's voor de productie van tin ontwikkeld en geïmplementeerd die het mogelijk maken om op grote schaal gebruik te maken van de interne reserves van de fabriek, rekening houdend met de verslechtering van de kwaliteit van het verwerkte erts (de aanwezigheid van sulfiden, toermalijn, arseen en andere schadelijke onzuiverheden).

Het Central Research Institute of the Tin Industry (TsNIIolovo) heeft een efficiënte en kosteneffectieve technologie ontwikkeld voor de productie van ruwe concentraten met gecentraliseerde afwerking, waardoor het mogelijk wordt om al het afval volledig te gebruiken. Voor de verwerking van sulfidepolymetalen verkregen door gecentraliseerde afwerking kan men gebruik maken van de cycloon-elektrothermische methode of verwerking in een vacuüm gefluïdiseerd bed met behulp van verschillende opties voor chloridesublimaties. Gecentraliseerde afstemming tussen het verrijkings- en het metallurgische proces zal het enerzijds mogelijk maken om ten minste de helft van het tin uit ruwe concentraten te extraheren en anderzijds om de hoeveelheid tinarme producten die naar de metallurgische verwerking gaan, met bijna de helft te verminderen.

De introductie van een concentratie- en metallurgisch complex zal het mogelijk maken om praktisch alle ertsen voor verwerking te gebruiken, ongeacht hun kwaliteit. En dit zal op zijn beurt bijdragen aan de uitbreiding van de grondstofbasis van de tinmijn- en verwerkingsindustrie.

Blikken producten

De planeet, genoemd naar de dondergod Jupiter, werd door middeleeuwse alchemisten gecorreleerd met tin. Het is moeilijk om je dit zachte en kneedbare metaal voor te stellen als een symbool van een formidabele en wraakzuchtige god. Wat leidde de alchemisten bij het tot stand brengen van deze verbinding?

De Latijnse naam van tin "stannum" die in de wetenschap wordt geaccepteerd, is afgeleid van de Sanskrietwortel "honderd", wat in vertaling "stabiel", "vast" betekent.

Tot nu toe is het niet mogelijk geweest om precies vast te stellen op welk moment puur tin werd gebruikt voor de vervaardiging van producten. Er is slechts fragmentarische informatie bekend, die af en toe wordt aangevuld met archeologische opgravingen. Eerst in een, dan in een ander centrum van oude beschavingen, zijn er enkele vondsten van bijna puur tin. Dus in een van de oude Egyptische begraafplaatsen die dateren uit het 1e millennium voor Christus. e., een tinnen flesje en een ring werden gevonden.

Sinds de oudheid wordt tin gesmolten uit de zogenaamde tinsteen - cassiteriet, die zijn naam dankt aan een groep eilanden in de Noord-Atlantische Oceaan. 3.5 Blikken producten

De oude Feniciërs, die niet alleen bekwame metallurgen waren, maar ook opmerkelijke zeevaarders, die op weg waren naar een tinnen steen naar de Cassirids, namen aan boord van het schip een anker uit een hol cederblok gevuld met stenen voor gewicht. Bij aankomst op de plaats werden de ruimen van het schip geladen met tinerts. Om de gebruikelijke kasseien niet terug te voeren, werden in plaats daarvan de ankerdekken gevuld met tinerts. Zo bleef alleen de lading op het schip.

Hoewel tin al in het 4e millennium voor Christus bekend was bij de mens. e. Dit metaal was ontoegankelijk en duur, aangezien producten ervan zelden worden gevonden in de Romeinse en Griekse oudheden. Tin wordt genoemd in de Bijbel, het vierde boek van Mozes.

Tegenwoordig wordt tin vooral gebruikt als veilige, niet-giftige, corrosiebestendige coating in zijn pure vorm of in legeringen met andere metalen. De belangrijkste industriële toepassingen van tin zijn in blik (vertind ijzer) voor de vervaardiging van voedselcontainers.

De techniek om "vorstpatronen" te induceren was in wezen heel eenvoudig. Het vertinde metaal werd verwarmd en vervolgens snel afgekoeld door opspattend koud water of zelfs onderdompeling in water. Tijdens deze operatie werd de kristalstructuur van tin veranderd. Om het te laten zien, om het zichtbaar te maken, werd een laagje tin bevochtigd met zoutzuur. Het onthulde kristallijne patroon glinsterde op het metaal als een mozaïek van glinsterende ijsschotsen. Onder een dunne laag kleurlak zagen de iriserende "frost-patronen" er nog expressiever uit. Maar hoe eenvoudig de technologie van "frost patterns" ook was, alleen de meesters kenden de technologische subtiliteiten die het mogelijk maakten om de schoonheid van het metaal zo diep mogelijk te onthullen. De bewaarder van deze "geheimen" en de ziel van het ambacht lange jaren bleef Panteleimon Antonovich Sosnovsky, die in 1972 op 99-jarige leeftijd stierf. Hij was de laatste meester van het oude kunstambacht.

Tin heeft een ziekte genaamd "tin pest". Het metaal "verkout" al bij -13°C in de kou en begint geleidelijk af te breken. Bij een temperatuur van -33°C vordert de ziekte met ongelooflijke snelheid - tinnen producten veranderen in een grijs poeder.

Aan het einde van de vorige eeuw liet dit fenomeen de leden van de expeditie die in Siberië werkten, in de steek. Bij strenge vorst werd het tinnen keukengerei plotseling "ziek". In korte tijd stortte het zo in dat het niet meer mogelijk was om het bij het koken te gebruiken. Misschien had de expeditie het werk dat ze waren begonnen moeten onderbreken, ware het niet dat ze de kommen en lepels die ze uit hout wisten te snijden, hadden moeten onderbreken. Herhaaldelijk geconfronteerd met de "tinplaag" kwam men uiteindelijk tot de conclusie dat tin alleen kan worden gebruikt waar het niet door vorst wordt bedreigd.

3.19 Tingehalte 95

Zoals eerder vermeld, is tin direct gerelateerd aan de geboorte van melodische geluiden in een grote verscheidenheid aan bellen, omdat het deel uitmaakt van de koperlegeringen die worden gebruikt om ze te gieten. Maar het blijkt dat hij vrij zelfstandig kan zingen: puur tin heeft niet minder uitstekende muzikale vaardigheden. Luisterend naar de plechtige klanken van orgelmuziek beseffen maar weinig luisteraars dat betoverende klanken in de meeste gevallen in tinnen pijpen geboren worden. Ze geven het geluid een bijzondere zuiverheid en kracht.

Sinds de oudheid heeft de mens niet alleen tin en zijn legeringen gebruikt, maar ook zijn verschillende chemische verbindingen. Goudgele kristallen van tindisulfide worden door ambachtslieden gebruikt om bladgoud te imiteren bij het vergulden van gips en houten reliëfs.

Een waterige oplossing van tindichloride wordt behandeld met glas en plastic voordat een dunne laag metaal op het oppervlak wordt aangebracht. Tindichloride is ook opgenomen in de samenstelling van vloeimiddelen die worden gebruikt bij het lassen van metaal.

Tinoxide wordt gebruikt bij de productie van robijnglas en glazuren.

Tindioxide is een wit pigment dat wordt gebruikt om email en dekkende glazuren te kleuren. In de natuur is het een tinsteencassiteriet, dat dient als grondstof voor het smelten van tin. Het wordt kunstmatig verkregen door tin in lucht te calcineren.

Onder de vele andere "nuttige daden" van tinverbindingen zijn de bescherming van hout tegen bederf, de vernietiging van ongedierte en nog veel meer.

Ik zou ook willen opmerken dat veel gieters, die massale bestellingen hadden verloren, overgingen op de productie van tinnen miniaturen: aan het begin van de 19e eeuw, niet alleen in Neurenberg en Augsburg, maar ook in Berlijn, Potsdam, Leipzig, Freiburg, Meissen , Dresden en andere Duitse steden begonnen "tinfigurenfabrieken" te ontstaan.

Na de opkomst van het Duitse rijk werd de markt overspoeld met figuren van soldaten en bevelhebbers van het Pruisische leger uit alle tijdperken.

Tegenwoordig maken tientallen bedrijven in de wereld plastic soldaten, maar de tinnen miniatuur is geleidelijk een hoge kunst geworden en een gewild object voor verzamelaars - het wordt nu bijna niet in grote hoeveelheden geproduceerd.

Als voorbeeld monsters van tinnen producten:

voor het verlenen van diensten voor artistiek smeden van metaal.

"Cat's House" - de geschiedenis van dingen.

Tin (lat. Stannum; aangeduid met het symbool Sn) - een element van de hoofdsubgroep van de vierde groep, de vijfde periode van het periodiek systeem van chemische elementen van D. I. Mendelejev, met atoomnummer 50. Het behoort tot de groep van lichte metalen. Onder normale omstandigheden is de eenvoudige substantie tin een kneedbaar, kneedbaar en smeltbaar glanzend metaal met een zilverwitte kleur.

Wanneer een persoon tin voor het eerst ontmoette, is het onmogelijk om met zekerheid te zeggen. Tin en zijn legeringen zijn al sinds de oudheid bekend bij de mensheid. Tin was al in het 4e millennium voor Christus bekend bij de mens. e. Dit metaal was ontoegankelijk en duur, aangezien producten ervan zelden worden gevonden in de Romeinse en Griekse oudheden. Tin wordt genoemd in de Bijbel, het vierde boek van Mozes. Tin is (samen met koper) een van de componenten van brons, uitgevonden aan het einde of midden van het 3e millennium voor Christus. e. Omdat brons het meest duurzame metaal en de legering was die destijds bekend was, was tin een "strategisch metaal" gedurende het hele "Bronstijdperk", meer dan 2000 jaar (erg ruwweg: 35-11 eeuwen voor Christus). Volgens andere bronnen werden tin-koperlegeringen, de zogenaamde tinbronzen, blijkbaar al meer dan 4000 voor Christus gebruikt. En met het metalen tin zelf ontmoette een persoon veel later, rond 800 voor Christus. In de oudheid werden schalen en sieraden gemaakt van puur tin en werden bronzen producten veel gebruikt.

Tin is een zeldzaam sporenelement; tin neemt qua overvloed in de aardkorst de 47e plaats in. Het Clark-gehalte van tin in de aardkorst is volgens verschillende bronnen 2·10 −4 tot 8·10 −3 gew.%. Het belangrijkste mineraal van tin is cassiteriet (tinsteen) SnO 2 dat tot 78,8% tin bevat. Veel minder gebruikelijk in de natuur is stannine (tinpyriet) - Cu 2 FeSnS 4 (27,5% Sn).

In niet-verontreinigd oppervlaktewater wordt tin aangetroffen in submicrogramconcentraties. In grondwater bereikt de concentratie enkele microgram per dm³, toenemend in het gebied van tinertsafzettingen, komt het in het water door de vernietiging van voornamelijk sulfidemineralen die onstabiel zijn in de oxidatiezone. MPC Sn = 2 mg/dm³.

Tin is een amfoteer element, dat wil zeggen een element dat zure en basische eigenschappen kan vertonen. Deze eigenschap van tin bepaalt ook de kenmerken van zijn distributie in de natuur. Vanwege deze dualiteit vertoont tin lithofiele, chalcofiele en siderofiele eigenschappen. Tin vertoont in zijn eigenschappen verwantschap met kwarts, waardoor een nauwe verwantschap van tin in de vorm van oxide (cassiteriet) met zure granitoïden (lithofiliciteit), vaak verrijkt met tin, bekend is, tot aan de vorming van onafhankelijke kwarts- cassiteriet aderen. De alkalische aard van het gedrag van tin wordt bepaald door de vorming van zeer diverse sulfideverbindingen (chalcofiliciteit), tot aan de vorming van natuurlijk tin en verschillende intermetallische verbindingen die bekend zijn in ultrabasische gesteenten (siderofilie).

In het algemeen zijn de volgende vormen van tin vinden in de natuur te onderscheiden:

1. Verspreide vorm; de specifieke vorm van het vinden van tin in deze vorm is onbekend. Hier kunnen we spreken van een isomorf verstrooide vorm van voorkomen van tin door de aanwezigheid van isomorfisme met een aantal elementen (Ta, Nb, W - met de vorming van typisch zuurstofverbindingen; V, Cr, Ti, Mn, Sc - met de vorming van zuurstof- en sulfideverbindingen). Als de tinconcentraties bepaalde kritische waarden niet overschrijden, kan het de genoemde elementen isomorfisch vervangen. De mechanismen van isomorfisme zijn verschillend.
2. Minerale vorm: Tin wordt gevonden in concentratormineralen. In de regel zijn dit mineralen waarin ijzer Fe +2 aanwezig is: biotieten, granaten, pyroxenen, magnetieten, toermalijnen, enz. Deze relatie is te wijten aan isomorfisme, bijvoorbeeld volgens het schema Sn +4 + Fe +2 → 2Fe+3. In tinhoudende skarnen worden hoge concentraties tin aangetroffen in granaten (tot 5,8 gew.%) (vooral in andradieten), epidoot (tot 2,84 gew.%), enz.

Fysische en chemische eigenschappen van tin

De eenvoudige stof tin is polymorf. Onder normale omstandigheden bestaat het in de vorm van b-modificatie (wit tin), stabiel boven 13,2°C. Wit tin is een zilverwit, zacht, ductiel metaal met een tetragonale eenheidscel, parameters a = 0,5831, c = 0,3181 nm. De coördinatieomgeving van elk tinatoom daarin is een octaëder. De dichtheid van b-Sn is 7,228 g/cm3. Smeltpunt 231,9°C, kookpunt 2270°C.

Bij koeling, bijvoorbeeld als het buiten koud is, gaat wit tin in de a-modificatie (grijs tin). Grijs tin heeft een diamantstructuur (kubisch kristalrooster met parameter a = 0,6491 nm). In grijs tin is het coördinatieveelvlak van elk atoom een ​​tetraëder, het coördinatiegetal is 4. De b-Sn a-Sn faseovergang gaat gepaard met een toename van het specifieke volume met 25,6% (a-Sn dichtheid is 5,75 g/cm 3), wat leidt tot verstrooiing van tinpoeder. Vroeger werd de verstrooiing van tinproducten, waargenomen tijdens ernstige verkoudheden, "tinpest" genoemd. Als gevolg van deze "plaag" brokkelden de knopen op de uniformen van de soldaten, hun gespen, mokken en lepels af en kon het leger zijn slagkracht verliezen. (Voor meer over de "tinplaag" zie interessante weetjes over tin, link onderaan deze pagina).

Vanwege het sterke verschil in de structuren van de twee modificaties van tin, is hun elektrische fysieke eigenschappen. Dus b-Sn is een metaal en a-Sn is een halfgeleider. Beneden 3,72 K gaat a-Sn over in de supergeleidende toestand. De standaard elektrodepotentiaal E °Sn 2+ /Sn is –0,136 V, en E van het °Sn 4+ /Sn 2+ paar is 0,151 V.

Bij kamertemperatuur is tin, net als zijn groepsgenoot germanium, bestand tegen lucht of water. Een dergelijke inertie wordt verklaard door de vorming van een oppervlaktefilm van oxiden. Merkbare oxidatie van tin in lucht begint bij temperaturen boven 150°C:

Sn + O 2 \u003d SnO 2.

Bij verhitting reageert tin met de meeste niet-metalen. In dit geval worden verbindingen gevormd in de +4 oxidatietoestand, die meer kenmerkend is voor tin dan +2. Bijvoorbeeld:

Sn + 2Cl 2 = SnCl 4

Tin reageert langzaam met geconcentreerd zoutzuur:

Sn + 4HCl \u003d SnCl 4 + H 2

Het is ook mogelijk om chloortinzuren te vormen met de samenstellingen HSnCl 3 , H 2 SnCl 4 en andere, bijvoorbeeld:

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

In verdund zwavelzuur lost tin niet op, maar bij geconcentreerd zwavelzuur reageert het zeer langzaam.

De samenstelling van het reactieproduct van tin met salpeterzuur is afhankelijk van de concentratie van het zuur. In geconcentreerd salpeterzuur wordt tinzuur b-SnO 2 nH 2 O gevormd (soms wordt de formule geschreven als H 2 SnO 3). In dit geval gedraagt ​​tin zich als een niet-metaal:

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

Bij interactie met verdund salpeterzuur vertoont tin de eigenschappen van een metaal. Als resultaat van de reactie wordt een zout van tin(II)nitraat gevormd:

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

Bij verhitting kan tin, net als lood, reageren met waterige oplossingen van alkaliën. Hierbij komt waterstof vrij en wordt een hydroxocomplex Sn (II) gevormd, bijvoorbeeld:

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

Tinhydride - stannan SnH 4 - kan worden verkregen door de reactie:

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

Dit hydride is zeer onstabiel en ontleedt langzaam, zelfs bij 0°C.

Tin komt overeen met twee oxiden SnO 2 (gevormd tijdens de dehydratatie van tinzuren) en SnO. Dit laatste kan worden verkregen door tin (II)hydroxide Sn (OH) 2 onder vacuüm lichtjes te verhitten:

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

Bij sterke verhitting disproportioneert tin (II)oxide:

2SnO = Sn + SnO 2

Bij opslag in de lucht oxideert SnO-monoxide geleidelijk:

2SnO + O 2 \u003d 2SnO 2.

Tijdens de hydrolyse van oplossingen van tin(IV)zouten wordt een wit neerslag gevormd - het zogenaamde a-tinzuur:

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.

Vers verkregen a-tinzuur lost op in zuren en logen:

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.

Tijdens opslag veroudert α-tinzuur, verliest het water en verandert het in β-tinzuur, dat chemisch inert is. Deze verandering in eigenschappen gaat gepaard met een afname van het aantal actieve HO-Sn-groepen bij staan ​​en hun vervanging door meer inerte overbruggings-Sn-O-Sn-bindingen.

Wanneer een oplossing van Sn (II) zout wordt blootgesteld aan oplossingen van sulfiden, slaat een neerslag van tin (II) sulfide neer:

Sn2+ + S2– = SnS

Dit sulfide kan gemakkelijk worden geoxideerd tot SnS 2 met een ammoniumpolysulfide-oplossing:

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

Het resulterende disulfide SnS 2 lost op in een oplossing van ammoniumsulfide (NH 4) 2S:

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

Stanno vormt een uitgebreide klasse van organische tinverbindingen die worden gebruikt bij de organische synthese, als pesticiden en andere.

Smelt stadium.

Voor reductie wordt cassiteriet gesmolten met koolstofhoudende materialen in galmovens of een speciaal type schachtovens. Shaft-tinsmeltovens worden al sinds de oudheid gebruikt; houtskool, dat als reductiemiddel dient, wordt erin verbrand met behulp van blast, dat in lagen wordt geladen, afgewisseld met lagen cassiteriet. De meer gebruikelijke galmkachels gebruiken bitumineuze kolen als brandstof; ze werken op dezelfde manier als staalovens met open haarden, waarbij het erts wordt gemengd met antraciet en kalksteen. Ovens van beide typen produceren slakken die rijk zijn aan tin (tot 25%). De slak wordt geraffineerd door bij een veel hogere temperatuur opnieuw te smelten onder toevoeging van nieuwe hoeveelheden reductiemiddel. Het resultaat is zwart tin met een hoog ijzergehalte - de zogenaamde ijzerhoudende ovenplaat. Het proces vereist strikte controle, anders bevatten secundaire slakken een te hoog percentage tin.

raffinage stadium.

De zuiverheid van primair tin hangt af van het oorspronkelijke erts, maar meestal vereist het raffinage, wat thermisch of elektrolytisch kan worden uitgevoerd.

Thermische raffinage. Zwart tin met 97-99% Sn wordt geraffineerd uit onzuiverheden in verwarmde stalen hemisferische ketels bij een temperatuur van ongeveer 300 ° C. IJzer en koper worden verwijderd door kolen en zwavel toe te voegen aan de smelt, arseen en antimoon worden gescheiden in de vorm van verbindingen en legeringen met aluminium, lood - de werking van SnCl 2 en bismut - in de vorm van verbindingen met calcium en magnesium. Het geraffineerde metaal bevat 99,75-99,95% Sn.

elektrolytische raffinage. De elektrolytische raffinagemethode is ontwikkeld door American Smelting and Refining voor sterk verontreinigde Boliviaanse ertsen. Het elektrolyt bevat 8% zwavelzuur, 4% cresol- en fenolsulfonzuren en 3% tin (Sn 2+). De elektrolysebaden en hulpapparatuur zijn ongeveer hetzelfde als bij koperraffinage. Werktemperatuur 35 ° C. De zuiverheid van elektrolytisch tin (> 99,98%) is hoger dan die van thermisch geraffineerd. Extra zuivering door zone-smelten levert extreem zuiver tin voor halfgeleidertechnologie op (99,995% Sn).

Tin halen uit gerecyclede materialen

Om een ​​kilo metaal te krijgen, is het niet nodig om een ​​center erts te verwerken. U kunt ook anders doen: 2000 oude blikken "schillen".

Slechts een halve gram blik per blikje. Maar vermenigvuldigd met de schaal van de productie, veranderen deze halve grammen in tientallen tonnen ... Het aandeel van "secundair" tin in de industrie van westerse landen bedraagt ​​ongeveer een derde van de totale productie.

Het is bijna onmogelijk om tin mechanisch uit tin te extraheren (er worden blikken van gemaakt), daarom gebruiken ze het verschil in de chemische eigenschappen van ijzer en tin. Meestal wordt tin behandeld met gasvormig chloor. IJzer reageert er in afwezigheid van vocht niet mee. Tin combineert heel gemakkelijk met chloor. Er wordt een rookvloeistof gevormd - tinchloride SnCl 4, dat wordt gebruikt in de chemische en textielindustrie of naar een elektrolyseapparaat wordt gestuurd om er metallisch tin uit te halen.

• Tin wordt voornamelijk gebruikt als veilige, niet-giftige, corrosiebestendige coating in zijn pure vorm of in legeringen met andere metalen. De belangrijkste industriële toepassingen van tin zijn in blik (vertind ijzer) voor voedselverpakkingen, soldeer voor elektronica, huisleidingen, legeringen voor lagers en coatings van tin en zijn legeringen. De belangrijkste legering van tin is brons (met koper). Een andere bekende legering, tin, wordt gebruikt om servies te maken. Onlangs is er een hernieuwde belangstelling voor het gebruik van metaal, omdat het de meest "milieuvriendelijke" is onder de zware non-ferrometalen. Het wordt gebruikt om supergeleidende draden te maken op basis van de Nb 3 Sn intermetallische verbinding.
• Goudgele kristallen van tindisulfide worden door ambachtslieden gebruikt om bladgoud te imiteren bij het vergulden van gips en houten reliëfs.
  Een waterige oplossing van tindichloride wordt behandeld met glas en plastic voordat een dunne laag metaal op het oppervlak wordt aangebracht. Tindichloride is ook opgenomen in de samenstelling van vloeimiddelen die worden gebruikt bij het lassen van metaal. Tinoxide wordt gebruikt bij de productie van robijnglas en glazuren.

• Intermetallische verbindingen van tin en zirkonium hebben hoge smeltpunten (tot 2000 °C) en weerstand tegen oxidatie bij verhitting in lucht en hebben een aantal toepassingen.

• Tin is de belangrijkste legeringscomponent bij de productie van structurele titaniumlegeringen.

• Tindioxide is een zeer effectief schurend materiaal dat wordt gebruikt bij het "afwerken" van het oppervlak van optisch glas.
• Effectieve insecticiden zijn gemaakt op basis van organotinverbindingen; organotin-brillen beschermen betrouwbaar tegen röntgenstraling, onderwateronderdelen van schepen zijn bedekt met polymeer lood en organotin-verven zodat er geen weekdieren op groeien.

• Tin wordt ook gebruikt in chemische stroombronnen als anodemateriaal, bijvoorbeeld: mangaan-tin-element, oxide-kwik-tin-element. Het gebruik van tin in een lood-tin batterij is veelbelovend; dus bijvoorbeeld, bij gelijke spanning, in vergelijking met een loodbatterij, heeft een lood-tinbatterij 2,5 keer meer capaciteit en 5 keer meer energiedichtheid per volume-eenheid, de interne weerstand is veel lager.
• Tin is direct gerelateerd aan de geboorte van melodische geluiden in een grote verscheidenheid aan bellen, omdat het deel uitmaakt van de koperlegeringen die worden gebruikt voor het gieten. Maar het blijkt dat hij vrij zelfstandig kan zingen: puur tin heeft niet minder uitstekende muzikale vaardigheden. Luisterend naar de plechtige klanken van orgelmuziek beseffen maar weinig luisteraars dat betoverende klanken in de meeste gevallen in tinnen pijpen geboren worden. Ze geven het geluid een bijzondere zuiverheid en kracht.
• Tot de vele andere nuttige eigenschappen van tinverbindingen behoren de bescherming van hout tegen bederf, de vernietiging van ongedierte en nog veel meer.

Het effect van tin op mensen

Over de rol van tin in levende organismen is vrijwel niets bekend. Het menselijk lichaam bevat ongeveer (1-2) 10-4% tin en de dagelijkse inname met voedsel is 0,2-3,5 mg. Tin vormt een gevaar voor de mens in de vorm van dampen en verschillende aerosoldeeltjes, stof. Bij blootstelling aan dampen of stof van tin kan stannose ontstaan ​​- schade aan de longen. Sommige organische tinverbindingen zijn zeer giftig. Tijdelijk toelaatbare concentratie van tinverbindingen in de atmosferische lucht is 0,05 mg/m 3 , MTR van tin in voedingsmiddelen is 200 mg/kg, in zuivelproducten en sappen - 100 mg/kg. De toxische dosis tin voor mensen is 2 g.

tin pest

Tin heeft een eigenschap die "tin pest" wordt genoemd. Het metaal "verkout" al bij -13°C in de kou en begint geleidelijk af te breken. Bij een temperatuur van -33 ° C vordert het pand met ongelooflijke snelheid - tinnen producten veranderen in een grijs poeder. Door de tinnenplaag hebben de beroemdste collecties tinnen soldaatjes uit het verleden ons niet bereikt.

Waarom gebeuren dit soort verhalen nu niet? Slechts om één reden: ze leerden de tinplaag te ‘behandelen’. De fysisch-chemische aard ervan is verduidelijkt, er is vastgesteld hoe bepaalde additieven de gevoeligheid van het metaal voor de "pest" beïnvloeden. Het bleek dat aluminium en zink aan dit proces bijdragen, terwijl bismut, lood en antimoon het juist tegenwerken.

Tinreserves in de wereld

De tinreserves op aarde zijn vrij klein en bedragen ongeveer 5,6 miljoen ton. China heeft grote reserves aan tin - 30,52% in de wereld. Heel opvallend tegen de algemene achtergrond zijn de tinreserves in Indonesië - 14,4%, Peru - 12,8%, Bolivia - 8%, Brazilië - 9,7% en Maleisië - 9% in de wereldtinreserves vanaf januari 2010.

Tinproductie in de wereld

De productie van geraffineerd tin in de wereld is de afgelopen jaren gestaag gegroeid. De dynamiek was als volgt (duizend ton): 2000 - 270, 2003 - 280, 2006 - 325.

De tinwinning is in 2009 met 2% gestegen tot 306.000 ton. Tinwinning in de wereld wordt uitgevoerd door die landen die de grootste reserves bezitten. In 2009 waren traditioneel China de grootste landen, met 37,6% van de wereldproductie, Indonesië - 32,7% en Peru 12,4% van de wereldproductie. Rusland neemt een vrij lage plaats in wat betreft de wereldproductie van tin met een waarde van 0,3% in de wereldproductievolumes.
De wereldproductie van geraffineerd tin daalde in 2009 met 2% tot 315 duizend ton. Het grootste bedrijf dat geraffineerd tin produceert, is YUNNAN TIN, dat in 2009 18% van de totale productie beslaat. PT TIMAH staat op de tweede plaats met een aandeel van 13% wereldwijd. Op de derde plaats staat MINSUR - 13%. MALEISI SMELTING CORP staat in 2009 op de vierde plaats met een aandeel van 12,5% in de wereldwijde productie.

Indonesië is goed voor ongeveer 30% van de wereldproductie van tin. In Indonesië zelf is de provincie Banki-Belitunga de belangrijkste regio voor de productie van dit non-ferrometaal. De tinindustrie biedt werk aan ongeveer 40% van de totale beroepsbevolking van het land. Indonesië heeft in 2007 quota ingevoerd voor de export van tin om zijn prijs op de wereldmarkt te handhaven. In 2006 produceerde Indonesië ongeveer 120 duizend ton tin.

De tinprijzen stegen van $ 8.000 per ton geraffineerd metaal tot $ 15.000 tussen 2006 en 2007 en vervolgens tot $ 20.000 in de tweede helft van 2010.

Tinreserves in Rusland

In het GOS zijn de tinreserves geconcentreerd in Rusland, Kirgizië en Kazachstan. De winning van het grootste deel van het tin in het GOS wordt uitgevoerd door Russische ondernemingen. De enige producent van metallisch tin in het GOS, JSC "Novosibirsk Tin Plant", bevindt zich ook in Rusland. Deze onderneming beheert de tinmijnen van Rusland en Kirgizië.

Rusland beschikt over voldoende tinvoorraden. Maar alleen bij hoge prijzen voor tin wordt de ontwikkeling van afzettingen behoorlijk winstgevend, omdat ze zich op moeilijk bereikbare plaatsen in het Verre Oosten en op grote afstand van de tinproducent bevinden.

De belangrijkste verbruikers van tin in het GOS zijn fabrikanten van blik (JSC MMK, JSC Mittal Steel Temirtau, JSC Zaporzhstal) en producenten van legeringen, voornamelijk soldeer.

Volgens Infomine-experts mogen we de komende jaren een stijging van het tinverbruik verwachten, vooral in Rusland. De productie van ingeblikt voedsel, floatglas groeit, er is een toename van de productie in de machinebouw, die nu wordt ondersteund op het niveau van het leiderschap van het land. Het is mogelijk dat het verbruik in de toekomst tot 2010 niet gedekt zal worden door de binnenlandse productie en dat de invoer van tin en zijn legeringen naar Rusland zal toenemen.

Blik(lat. Stannum), Sn, een chemisch element van groep IV van het periodiek systeem van Mendelejev; atoomnummer 50, atoommassa 118,69; wit glanzend metaal, zwaar, zacht en kneedbaar. Het element bestaat uit 10 isotopen met massagetallen 112, 114-120, 122, 124; de laatste is zwak radioactief; de isotoop 120 Sn is de meest voorkomende (ongeveer 33%).

Geschiedenis referentie. Legeringen van tin met koper - brons waren al bekend in het 4e millennium voor Christus. e., en puur metaal in het 2e millennium voor Christus. e. In de oudheid werden sieraden, borden en gebruiksvoorwerpen gemaakt van tin. De oorsprong van de namen "stannum" en "tin" is niet precies vastgesteld.

Distributie van Tin in de natuur. Tin is een karakteristiek element van het bovenste deel van de aardkorst, het gehalte in de lithosfeer is 2,5 10 -4 gew.%, in zure stollingsgesteenten 3 10 -4 "%, en in dieper basisch 1,5 10 -4%; zelfs minder tin in de mantel.De concentratie van tin wordt zowel geassocieerd met magmatische processen (bekend als "tin-bevattende granieten", pegmatieten verrijkt in tin), als met hydrothermische processen; van de 24 bekende mineralen van tin, werden 23 gevormd bij hoge temperaturen en drukken. De belangrijkste industriële waarde is cassiteriet SnO 2, minder - stannine Cu 2 FeSnS 4. In de biosfeer migreert tin zwak, in zeewater is het slechts 3 10 -7%; waterplanten met een hoog gehalte aan tin zijn De algemene trend in de geochemie van tin in de biosfeer is echter dispersie.

Fysische eigenschappen van tin. Tin heeft twee polymorfe modificaties. Het kristalrooster van gewoon β-Sn (wit tin) is tetragonaal met perioden a = 5,813Å, c = 3,176Å; dichtheid 7,29 g/cm3. Bij temperaturen onder 13,2 °C stabiele α-Sn (grijs tin) kubische structuur zoals diamant; dichtheid 5,85 g/cm3. De overgang β->α gaat gepaard met de transformatie van het metaal in poeder. t pl 231,9 °С, t kip 2270 °С. Temperatuurcoëfficiënt van lineaire uitzetting 23 10 -6 (0-100 °С); soortelijke warmte (0°C) 0,225 kJ/(kg K), d.w.z. 0,0536 cal/(g°C); thermische geleidbaarheid (0 ° C) 65,8 W / (m K.), d.w.z. 0,157 cal / (cm sec ° C); specifieke elektrische weerstand (20 ° C) 0,115 10 -6 ohm m, dat wil zeggen 11,5 10 -6 ohm cm. Treksterkte 16,6 MN / m 2 (1,7 kgf / mm 2); rek 80-90%; Brinell-hardheid 38,3-41,2 MN / m2 (3,9-4,2 kgf / mm 2). Bij het buigen van de tinnen staven is een kenmerkend kraken te horen door de onderlinge wrijving van de kristallieten.

Chemische eigenschappen van Tin. Overeenkomstig de configuratie van de buitenste elektronen van het atoom 5s 2 5p 2 Tin heeft twee oxidatietoestanden: +2 en +4; de laatste is stabieler; Sn(II)-verbindingen zijn sterke reductiemiddelen. Droge en vochtige lucht bij temperaturen tot 100 ° C oxideert tin praktisch niet: het wordt beschermd door een dunne, sterke en dichte film van SnO 2 . Ten opzichte van koud en kokend water is Tin stabiel. De standaard elektrodepotentiaal van tin in een zuur medium is -0,136 V. Van verdund HCl en H2SO4 in de kou verdringt tin langzaam waterstof, waarbij respectievelijk chloride SnCl2 en sulfaat SnS04 gevormd wordt. In heet geconcentreerd H 2 SO 4 lost tin bij verhitting op en vormt Sn(SO 4) 2 en SO 2. Koud (0°C) verdund salpeterzuur werkt op tin volgens de reactie:

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

Bij verhitting met geconcentreerd HNO 3 (dichtheid 1,2-1,42 g / ml), wordt tin geoxideerd met de vorming van een neerslag van metatinezuur H 2 SnO 3, waarvan de mate van hydratatie variabel is:

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

Wanneer Tin wordt verwarmd in geconcentreerde alkalische oplossingen, komt waterstof vrij en wordt hexahydrostaniaat gevormd:

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

Zuurstof in de lucht passiveert Tin, waardoor een film van SnO 2 op het oppervlak achterblijft. Chemisch gezien is het oxide (IV) SnO 2 zeer stabiel en het oxide (II) SnO wordt snel geoxideerd, het wordt indirect verkregen. SnO 2 vertoont overwegend zure eigenschappen, SnO - basisch.

Tin combineert niet direct met waterstof; hydride SnH 4 wordt gevormd door de interactie van Mg 2 Sn met zoutzuur:

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

Het is een kleurloos giftig gas, t kip -52 ° C; het is erg kwetsbaar, bij kamertemperatuur ontleedt het binnen een paar dagen in Sn en H 2, en boven 150 ° C - onmiddellijk. Het wordt ook gevormd onder invloed van waterstof op het moment van isolatie op tinzouten, bijvoorbeeld:

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

Tin geeft bij halogenen verbindingen met de samenstelling SnX 2 en SnX 4 . De eerste zijn zoutachtig en geven in oplossingen Sn2+-ionen, de laatste (behalve SnF 4) worden gehydrolyseerd door water, maar zijn oplosbaar in niet-polaire organische vloeistoffen. De interactie van tin met droog chloor (Sn + 2Cl2 = SnCl4) geeft SnCl4-tetrachloride; het is een kleurloze vloeistof die zwavel, fosfor, jodium goed oplost. Eerder werd, volgens de bovenstaande reactie, tin verwijderd uit mislukte ingeblikte producten. Nu wordt de methode niet veel gebruikt vanwege de toxiciteit van chloor en hoge verliezen aan tin.

Tetrahalogeniden SnX 4 vormen complexe verbindingen met H 2 O, NH 3, stikstofoxiden, PCl 5 , alcoholen, ethers en veel organische verbindingen. Met waterstofhalogeniden geven tinhalogeniden complexe zuren die stabiel zijn in oplossingen, bijvoorbeeld H2SnCl4 en H2SnCl6. Bij verdunning met water of neutralisatie worden oplossingen van eenvoudige of complexe chloriden gehydrolyseerd, waarbij witte precipitaten van Sn (OH) 2 of H 2 SnO 3 nH 2 O worden verkregen. Met zwavel geeft tin sulfiden die onoplosbaar zijn in water en verdunde zuren: bruin SnS en goudgeel SnS 2 .

Tin halen. Industriële productie van tin is geschikt als het gehalte aan placers 0,01% is, in ertsen 0,1%; meestal tienden en eenheden van procenten. Tin in ertsen gaat vaak gepaard met W, Zr, Cs, Rb, zeldzame aardelementen, Ta, Nb en andere waardevolle metalen. Primaire grondstoffen worden verrijkt: placers - voornamelijk door zwaartekracht, ertsen - ook door flotatie of flotatie.

Concentraten die 50-70% tin bevatten, worden gebakken om zwavel te verwijderen en ijzer wordt verwijderd door de werking van HCl. Indien onzuiverheden van wolframiet (Fe,Mn)WO4 en scheeliet CaW04 aanwezig zijn, wordt het concentraat behandeld met HCl; het resulterende W03-H20 wordt opgenomen met NH40H. Door concentraten met steenkool te smelten in elektrische of vlamovens, wordt ruw tin (94-98% Sn) verkregen dat onzuiverheden van Cu, Pb, Fe, As, Sb, Bi bevat. Wanneer het uit ovens komt, wordt het tin bij een temperatuur van 500-600 °C door cokes gefilterd of gecentrifugeerd, waardoor het grootste deel van het ijzer wordt gescheiden. De rest van Fe en Cu wordt verwijderd door elementaire zwavel in het vloeibare metaal te mengen; onzuiverheden drijven op in de vorm van vaste sulfiden, die van het oppervlak van tin worden verwijderd. Uit arseen en antimoon Tin wordt op dezelfde manier geraffineerd - door aluminium, uit lood te mengen - met SnCl 2 . Soms worden Bi en Pb onder vacuüm verdampt. Elektrolytische raffinage en zoneherkristallisatie worden relatief zelden gebruikt om bijzonder zuiver tin te verkrijgen. Ongeveer 50% van al het geproduceerde tin is secundair metaal; het wordt verkregen uit blikafval, schroot en verschillende legeringen.

Toepassing van tin. Tot 40% van het tin wordt gebruikt voor het vertinnen van blik, de rest wordt besteed aan de productie van soldeer, lager- en druklegeringen. Oxide SnO 2 wordt gebruikt voor de vervaardiging van hittebestendig email en glazuren. Zout - natriumstanniet Na 2 SnO 3 3H 2 O wordt gebruikt bij het beitsen van stoffen. Kristallijn SnS 2 ("bladgoud") maakt deel uit van verven die vergulding imiteren. Niobiumstannide Nb 3 Sn is een van de meest gebruikte supergeleidende materialen.

De toxiciteit van Tin zelf en de meeste van zijn anorganische verbindingen is laag. Acute vergiftiging veroorzaakt door elementair tin, dat veel wordt gebruikt in de industrie, komt praktisch niet voor. Afzonderlijke gevallen van vergiftiging die in de literatuur worden beschreven, worden blijkbaar veroorzaakt door het vrijkomen van AsH 3 wanneer water per ongeluk in het afval van de tinzuivering van arseen terechtkomt. Pneumoconiose kan ontstaan ​​bij werknemers in tinsmelterijen met langdurige blootstelling aan tinoxidestof (zogenaamd zwart tin, SnO); gevallen van chronisch eczeem worden soms opgemerkt bij werknemers die werkzaam zijn in de productie van aluminiumfolie. Tintetrachloride (SnCl 4 5H 2 O) bij een concentratie in de lucht boven 90 mg/m 3 irriteert de bovenste luchtwegen en veroorzaakt hoesten; tinchloride komt op de huid en veroorzaakt zweren. Een sterk krampachtig gif is waterstofstanno (stannomethaan, SnH 4), maar de kans op vorming onder industriële omstandigheden is verwaarloosbaar. Ernstige vergiftiging bij het eten van lang bereid ingeblikt voedsel kan worden geassocieerd met de vorming van SnH 4 in blikken (vanwege de inwerking van organische zuren op de blikken met de inhoud). Acute vergiftiging met tineuze waterstof wordt gekenmerkt door convulsies, onbalans; overlijden is mogelijk.

Organische tinverbindingen, vooral di- en trialkylverbindingen, hebben een uitgesproken effect op het centrale zenuwstelsel. Tekenen van vergiftiging met trialkylverbindingen: hoofdpijn, braken, duizeligheid, stuiptrekkingen, parese, verlamming, gezichtsstoornissen. Vaak ontwikkelen zich een coma, stoornissen van de hartactiviteit en ademhaling met een fatale afloop. De toxiciteit van dialkylverbindingen van tin is iets lager; in het klinische beeld van vergiftiging overheersen symptomen van schade aan de lever en galwegen.

Tin als kunstmateriaal. Uitstekende gieteigenschappen, kneedbaarheid, ductiliteit voor de snijder, nobele zilverwitte kleur leidden tot het gebruik van tin in kunstnijverheid. In het oude Egypte werd tin gebruikt om sieraden te maken die op andere metalen werden gesoldeerd. Vanaf het einde van de 13e eeuw verschenen in West-Europese landen vaten en kerkgerei van tin, vergelijkbaar met zilver, maar zachter van omtrek, met een diepe en ronde graveerstreek (inscripties, ornamenten). In de 16e eeuw begonnen F. Briot (Frankrijk) en K. Enderlein (Duitsland) met het gieten van ceremoniële schalen, schalen, bekers van Tin met reliëfafbeeldingen (wapens, mythologisch, genretaferelen). A. Sh. Buhl introduceerde Tin in inlegwerk bij het afwerken van meubels. In Rusland werden producten gemaakt van tin (spiegellijsten, gebruiksvoorwerpen) in de 17e eeuw wijdverbreid; in de 18e eeuw in het noorden van Rusland bereikte de productie van koperen schalen, theepotten, snuifdozen, afgezet met tinnen platen met email, zijn hoogtepunt. Aan het begin van de 19e eeuw maakten tinnen vaten plaats voor aardewerk en tin als artistiek materiaal werd zeldzaam. Esthetische verdiensten van modern Decoratieve artikelen van Tin - in een duidelijke identificatie van de structuur van het object en de spiegelachtige zuiverheid van het oppervlak, bereikt door gieten zonder verdere bewerking.