錫

錫是大名鼎鼎的"五金"--金、銀、銅、鐵、錫之一。早在遠(yuǎn)古時(shí)代，人們便發(fā)現(xiàn)并使用錫了。在我國的一些古墓中，便常發(fā)掘到一些錫壺、錫燭臺之類錫器。據(jù)考證，我國周朝時(shí)，錫器的使用已十分普遍了。在埃及的古墓中，也發(fā)現(xiàn)有錫制的日常用品。

我國有豐富的錫礦，特別是云南個(gè)舊市，是世界聞名的"錫都"。此外，廣西、廣東、江西等省也都產(chǎn)錫。1800年，全世界錫的年產(chǎn)量僅四千噸，1900年為八萬五千噸，1940年為二十五萬噸，現(xiàn)在已超過六十萬噸。

但與錫相生相伴的，是砷，其化合物是砒霜的主要成分。

根據(jù)中科院地理科學(xué)與資源研究所環(huán)境修復(fù)研究中心的公開論文資料顯示，在我國，砷作為錫的伴生礦由于利用價(jià)值不高，70%以上都成了被廢棄的尾礦。截至2008年，我國至少有116.7萬噸的砷被遺留在環(huán)境中，這就相當(dāng)于百萬噸的砒霜被散落在曠野中，任雨水沖刷，注入河流，滲進(jìn)土壤……

金屬錫主要用于制造合金。

錫與硫的化合物--硫化錫，它的顏色與金子相似，常用作金色顏料。

錫與氧的化合物--二氧化錫。錫于常溫下，在空氣中不受氧化，強(qiáng)熱之，則變?yōu)槎趸a。二氧化錫是不溶于水的白色粉末，可用于制造搪瓷、白釉與乳白玻璃。1970年以來，人們把它用于防止空氣污染--汽車廢氣中常含有有毒的一氧化碳?xì)怏w，但在二氧化錫的催化下，在300℃時(shí)，可大部轉(zhuǎn)化為二氧化碳。

錫器歷史悠久，可以追溯到公元前3700年，古時(shí)候，人們常在井底放上錫塊，凈化水質(zhì)。在日本宮廷中，精心釀制的御酒都是用錫器作為盛酒的器皿。它具有儲茶色不變，盛酒冬暖夏涼，淳厚清冽之傳。錫茶壺泡茶特別清香，用錫杯喝酒清冽爽口，錫瓶插花不易枯萎。在18世紀(jì)末和19世紀(jì)初,錫用來做保鮮罐頭.

錫器的材質(zhì)是一種合金，其中純錫含量在97%以上，不含鉛的成份，適合日常使用。錫器平和柔滑的特性，高貴典雅的造型，歷久常新光澤，歷來深受貴族人士的青睞，在歐洲更成為古典文化的一種象征。

錫是排列在白金，黃金及銀后面的第四種貴金屬，它富有光澤、無毒、不易氧化變色，具有很好的殺菌、凈化、保鮮效用。生活中常用于食品保鮮、罐頭內(nèi)層的防腐膜等。

錫是一種質(zhì)地較軟的金屬，熔點(diǎn)較低，可塑性強(qiáng)。它可以有各種表面處理工藝，能制成多種款式的產(chǎn)品，有傳統(tǒng)典雅的歐式酒具、燭臺、高貴大方的茶具，以至令人一見傾心的花瓶和精致奪目的桌上飾品，式式具全媲美熠熠生輝的銀器。錫器以其典雅的外觀造型和獨(dú)特的功能效用早已風(fēng)靡世界各國，成為人們的日常用品和饋贈(zèng)親友的佳品。

錫在我國古代常被用來制作青銅。錫和銅的比例為3:7。

金屬錫即使大量也是無毒的，簡單的錫化合物和錫鹽的毒性相當(dāng)?shù)?，但一些有機(jī)錫化物的毒性非常高。尤其錫的三烴基化合物被用作船的漆來殺死附在船身上的微生物和貝殼。這些化合物可以摧毀含硫的蛋白質(zhì)。

CAS號:7440-31-5

元素類型:金屬元素

原子體積(立方厘米/摩爾):16.3

元素在太陽中的含量:(ppm) 0.009

元素在海水中的含量:(ppm) 大西洋表面 0.0000023

地殼中含量:(ppm) 2.2

氧化態(tài):

Sn+2,Sn+4

原子序數(shù):50

質(zhì)子數(shù):50

摩爾質(zhì)量:119 g/mol

所屬族數(shù):IVA

電子層排布:2-8-18-18-4

核電荷數(shù):50

電子排布式:1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5p2

外圍電子層排布:5s2 5p2

電子層:K-L-M-N-O

聲音在其中的傳播速率:(m/S)2730

單位(kJ /mol)

Sn-H 314Sn-C 225

Sn+2-O 557

Sn+4-F 322

Sn+4-Cl 315

Sn-Sn 195

單位(kJ /mol)

M - M+ 708.6

M+ - M2+ 1411.8

M2+ - M3+ 2943

M3+ - M4+ 3930.2

M4+ - M5+ 6974

M5+ - M6+ 9900

M6+ - M7+ 12200

M7+ - M8+ 14600

M8+ - M9+ 17000

M9+ - M10+ 20600

a = 583.18 pm

b = 583.18 pm

c = 318.19 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 90°

錫，碳族元素，原子序數(shù)50，原子量118.71，元素名來源于拉丁文。在約公元前2000年，人類就已開始使用錫。錫在地殼中的含量為0.004%，幾乎都以錫石(氧化錫)的形式存在，此外還有極少量的錫的硫化物礦。錫有14種同位素，其中10種是穩(wěn)定同位素，分別是:錫112、114、115、116、117、118、119、120、122、124。

金屬錫柔軟，易彎曲，熔點(diǎn)231.89℃，沸點(diǎn)2260℃。有三種同素異形體:

白錫為四方晶系，晶胞參數(shù):a=0.5832nm，c=0.3181nm，晶胞中含4個(gè)Sn原子，密度7.28克/立方厘米，硬度2，延展性好;

灰錫為金剛石形立方晶系，晶胞參數(shù):a=0.6489nm，晶胞中含8個(gè)Sn原子，密度5.75克/立方厘米;

脆錫為正交晶系，密度6.54克/立方厘米。

在空氣中錫的表面生成二氧化錫保護(hù)膜而穩(wěn)定，加熱下氧化反應(yīng)加快;錫與鹵素加熱下反應(yīng)生成四鹵化錫;也能與硫反應(yīng);錫對水穩(wěn)定，能緩慢溶于稀酸，較快溶于濃酸中;錫能溶于強(qiáng)堿性溶液;在氯化鐵、氯化鋅等鹽類的酸性溶液中會被腐蝕。

錫是銀白色的軟金屬，比重為7.3，熔點(diǎn)低，只有232℃，你把它放進(jìn)煤球爐中，它便會熔成水銀般的液體。錫很柔軟，用小刀能切開它。錫的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，在常溫下不易被氧氣氧化，所以它經(jīng)常保持銀閃閃的光澤。錫無毒，人們常把它鍍在銅鍋內(nèi)壁，以防銅與溫水生成有毒的銅綠(堿式碳酸銅)。牙膏殼也常用錫做(牙膏殼是兩層錫中夾著一層鉛做成的。近年來，我國已逐漸用鋁代替錫制造牙膏殼)。焊錫，也含有錫，一般含錫61%，有的是鉛錫各半，也有的是由90%鉛、6%錫和4%銻組成。

展性

錫在常溫下富有展性。特別是在100℃時(shí)，它的展性非常好，可以展成極薄的錫箔。平常，人們便用錫箔包裝香煙、糖果，以防受潮(近年來，我國已逐漸用鋁箔代替錫箔。鋁箔與錫箔很易分辨--錫箔比鋁箔光亮得多)。不過，錫的延性卻很差，一拉就斷，不能拉成細(xì)絲。

其實(shí)，錫也只有在常溫下富有展性，如果溫度下降到-13.2℃以下，它竟會逐漸變成煤灰般松散的粉末。特別是在-33℃或有紅鹽(SnCl4·2NH4Cl)的酒精溶液存在時(shí)，這種變化的速度大大加快。一把好端端的錫壺，會"自動(dòng)"變成一堆粉末。這種錫的"疾病"還會傳染給其他"健康"的錫器，被稱為"錫疫"。造成錫疫的原因，是由于錫的晶格發(fā)生了變化:在常溫下，錫是正方晶系的晶體結(jié)構(gòu)，叫做白錫。當(dāng)你把一根錫條彎曲時(shí)，?？梢月牭揭魂囙赅曷?，這便是因?yàn)檎骄档陌族a晶體間在彎曲時(shí)相互摩擦，發(fā)出了聲音。在-13.2℃以下，白錫轉(zhuǎn)變成一種無定形的灰錫。于是，成塊的錫便變成了一團(tuán)粉末。

由于錫怕冷，因此在冬天要特別注意別使錫器受凍。有許多鐵器常用錫焊接的，也不能受凍。1912年，國外的一支南極探險(xiǎn)隊(duì)去南極探險(xiǎn)，所用的汽油桶都是用錫焊的，在南極的冰天雪地之中，焊錫變成粉末股的灰錫，汽油就都漏光了。

錫不僅怕冷，而且怕熱。在161℃以上，白錫又轉(zhuǎn)變成具有斜方晶系的晶體結(jié)構(gòu)的斜方錫。斜方錫很脆，一敲就碎，展性很差，叫做"脆錫"。白錫、灰錫、脆錫，是錫的三種同素異形體。

在自然界中錫主要呈自然元素、金屬互化物、氧化物、氫氧化物、硫化物、硫鹽、硅酸鹽、硼酸鹽等形式存在。目前已發(fā)現(xiàn)錫礦物和含錫礦物五十余種，其中具有工業(yè)意義的主要礦物為:錫石、黃錫礦、圓柱錫礦、硫錫鉛礦、輝銻錫鉛礦。

全世界錫資源比較豐富的國家有馬來西亞、印度尼西亞、巴西、前蘇聯(lián)，其儲量分別為111萬噸、68萬噸、65萬噸、30萬噸，總儲量為10000萬噸，其產(chǎn)量為25多萬噸。我國錫儲量豐富，每年產(chǎn)量5萬余噸，有三分之一的金屬錫和二分之一的錫精礦供出口。

印尼錫儲量大約80萬噸，主要分布在邦加島、勿里洞島、新及島及昆鐸島。前兩大生產(chǎn)企業(yè)為PT Timah、PT Koba，占全國產(chǎn)量60%。目前印尼錫產(chǎn)業(yè)兩個(gè)比較重要的變化是(1)產(chǎn)業(yè)集中度在提高，如PT Timah要約收購PT Koba，(2)產(chǎn)量下降，如PT Timah產(chǎn)量逐年下降。

錫是稀缺和價(jià)貴的重金屬，從這些含錫廢料中回收錫，再生錫既可以保護(hù)環(huán)境免受污染，又可以充分利用錫的二次資源以補(bǔ)充世界原生錫礦產(chǎn)資源的不足。再生錫的生產(chǎn)成本一般比原生錫低廉，而用于生產(chǎn)再生錫的含錫廢雜物料，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展在不斷增加。因此，世界各國都重視錫的再生，工業(yè)發(fā)達(dá)國家再生錫量相當(dāng)原生錫產(chǎn)量的40%左右。

再生錫是從回收錫廢雜物料冶金過程后得出的。煉化再生錫的廢雜物料包括鐵廢料、含錫合金廢料和熱鍍錫渣等三大類。鐵廢料含錫低(0.5%~2%)，數(shù)量大，全世界每年消費(fèi)的馬口鐵數(shù)量達(dá)1800萬t。含錫合金廢料種類繁多，有各種巴氏軸承合金、易熔合金、焊料(以上三種統(tǒng)稱鉛錫合金)、錫青黃銅廢料等，一般含錫2%~5%或更高，同時(shí)含有鉛、銅、銻、鋅等有回收價(jià)值的組分。熱鍍錫渣含錫最高，數(shù)量較少。工業(yè)上一般分別從馬口鐵、鉛錫合金、錫青黃銅和熱鍍錫渣廢料中回收錫。從含錫廢料回收的錫稱為再生錫。以別于直接從精礦中生產(chǎn)的原生錫。

含錫低(1%~2%)的黃銅廢料先用鼓風(fēng)爐還原熔煉揮發(fā)鋅，把錫富集于爐渣或粗銅中。爐渣和轉(zhuǎn)爐渣經(jīng)還原熔煉得含錫銅锍和次黑銅，再用轉(zhuǎn)爐揮發(fā)錫，富集錫的粗銅用轉(zhuǎn)爐或卡爾多爐(見頂吹轉(zhuǎn)爐煉錫)揮發(fā)錫。含錫高(5%~15%)的青銅廢料直接用轉(zhuǎn)爐吹煉揮發(fā)錫。吹煉青銅廢料所得產(chǎn)物的主要成分列于表。從表可見，錫揮發(fā)入煙塵的效率很高。一部分錫進(jìn)入爐渣須返回處理，富集鉛錫的煙塵經(jīng)還原熔煉和精煉后，直接制成焊料或進(jìn)一步分離成金屬錫和金屬鉛。

熱鍍錫生產(chǎn)廢鐵時(shí)產(chǎn)出熔劑(氯化鋅)渣、錫鐵渣和油渣，其中錫主要以FeSn2形態(tài)存在。最早采用加熱熔析法產(chǎn)出粗錫，精煉后返回?zé)徨冨a用。其中熔劑渣可先用水浸出氯化鋅并回收利用。熔析法因錫回收率低，現(xiàn)今都改用濕法冶金或火法熔煉處理。濕法冶金是用濃鹽酸浸出，浸出液用鋅板置換得到海綿錫后，再經(jīng)沉淀鐵、濃縮，回收ZnCl2返回利用，錫回收率可達(dá)85%?；鸱ㄈ蹮捠羌尤敫还梃F(75%Si)用電爐熔煉生產(chǎn)粗錫，錫的回收率可達(dá)95%。