锡的物理性质和化学性质
【锡的物理性质】
- 金属锡柔软，易弯曲，具有银白色金属光泽，熔点231.89℃，沸点2260℃，无毒。锡属于元素周期表中第四主族元素，原子序数50，原子量118.71，元素符号Sn，锡在常温下富有展性。特别是在100℃时，展性非常好，可以展成极薄的锡箔，可以薄到0.04毫米以下。但延性却很差，一拉就断，不能拉成细丝。
- 同时锡是一种既怕冷又怕热的金属，在不同的温度下，锡的形态完全不同。
- 锡在13.2～161℃的温度范围内，锡的性质最稳定，叫做“白锡”。
- 锡非常怕冷
- 当温度下降到13.2℃以下，锡会逐渐变成煤灰般松散的粉末。特别是在-33℃或有红盐(SnCl4•2NH4Cl)的酒精溶液存在时，这种变化的速度大大加快。这种锡的“疾病”还会传染给其他“健康”的锡器，白锡只要一碰上灰锡，哪怕是碰上点点，白锡就会迅速且全部转变成灰锡。人们把这种现象叫做“锡疫”。还好把有病的锡再熔化一次，它就会复原。造成锡疫的原因，是由于锡的晶格发生了变化：在常温下，锡是正方晶系的晶体结构，叫做白锡。当你把一根锡条弯曲时，常可以听到一阵嚓嚓声，这便是因为正方晶系的白锡晶体间在弯曲时相互摩擦，发出了声音。由于锡怕冷，因此在冬天要特别注意避免使锡器受冻。许多用锡焊接的铁器也是不能受冻的。1912年，国外的一支南极探险队去南极探险，所用的汽油桶都是用锡焊的，在南极的冰天雪地之中，焊锡变成粉末股的灰锡，汽油全都漏光了。
- 其实也同样怕热
- 锡不仅怕冷，而且怕热。在161℃以上，白锡又转变成具有斜方晶系的晶体结构的斜方锡。斜方锡很脆，一敲就碎，展性很差，叫做“脆锡”。
- 锡的同素异形体
- 白锡、灰锡、脆锡，是锡的三种同素异形体其各自参数如下：
- 白锡为四方晶系，晶胞参数：a=0.5832nm，c=0.3181nm，晶胞中含4个Sn原子，密度7.28g/cm³，硬度2；
- 灰锡为金刚石形立方晶系，晶胞参数：a=0.6489nm，晶胞中含8个Sn原子，密度5.75g/cm³；
- 脆锡为正交晶系，密度6.54g/cm³。
- 锡有14种同位素，其中10种是稳定同位素，分别是：锡112、114、115、116、117、118、119、120、122、124。
【锡的化学性质】
- 锡的化学性质很稳定，在常温下不易被氧化，所以它常保持银闪闪的光泽。在空气中锡的表面生成二氧化锡保护膜而稳定，加热条件下氧化反应加快；锡与卤素加热下反应生成四卤化锡；也能与硫反应；锡对水稳定，能缓慢溶于稀酸，较快溶于浓酸中；锡能溶于强碱性溶液；在氯化铁、氯化锌等盐类的酸性溶液中会被腐蚀。
锡的冶炼
【锡的冶炼简介】
- 锡的冶炼方法主要取决于精矿(或矿石)的物质成分及其含量。一般以火法为主，湿法为辅。
- 现代锡的生产，一般包括四个主要过程：炼前处理、还原熔炼、炼渣和粗锡精炼。
- 炼前处理是为了除去对冶炼有害的硫、砷、锑、铅、铋、铁、钨、铌、钽等杂质，同时达到综合回收各种有用金属的目的。炼前处理的方法包括精癣焙烧和浸出等作业，根据所含杂质的种类不同，可采用一个或几个作业组成的联合流程。但是我国某些单纯含铅、铋、铁高的锡精矿也可不经炼前处理。
- 还原熔炼主要是使氧化锡还原成粗锡，同时将铁的氧化物还原成氧化铁并与脉石成分造渣。为此，不能使生成金属铁，故需控制较弱的还原气氛和适当温度，这必然会限制锡氧化物的完全还原，因此炉渣含锡较高(这种渣称富渣)，必须进一步处理。
- 炼渣用烟化炉挥发方法，这样产出的废渣含锡低，金属回收率高，同时大量减少了铁的循环。
- 粗锡精炼主要是除去铁、铜、砷、锑、铅、铋和银等杂质，同时综合回收有用金属。一般分为火法精炼和电解精炼。
【锡精矿冶炼工艺流程】
- 不同品位锡精矿冶炼工艺流程如下:
- 图1 处理高品位锡精矿的原则工艺流程示意图
- 图2 处理中等品位锡精矿的原则工艺流程示意图
- 图3 处理低品位锡精矿或锡中矿的原则工艺流程示意图
锡材种类及发展现状
【锡材种类简介】
- 锡材可分为：锡箔，锡粉，锡粒（珠、球），锡异型材(棒、板、片、带)。
- 锡的三种同素异形体：白锡，灰锡，脆锡。
【锡箔】
- 锡箔主要用于医药、化工、轻工、食品、艺术用品及工艺品制作等领域，如高级干式电容器、装饰、装潢材料、微波炉隔热层、食品及酒类的封装、民间宗教活动以及利用锡箔的柔性、不怕挤压、防腐、防水特性，用于阻燃剂、地板胶、合成漆及其它有机化工原料等的包装桶衬等，此外还用于特殊的焊接工艺中用作预成型件。
- 目前，我国锡箔的生产主要是手工敲制，生产企业主要集中在广东潮汕、浙江绍兴地区。产品幅面窄、薄厚不均、强度不佳，只能作为手工扎花工艺技术品，较多用在宗教礼仪方面，目前大部份（约2000吨/年）出口到台湾、香港、东南亚等地华侨群居地。近几年，尤其是进入九十年代以来，国内经济的高速发展，锡箔用途、用量在迅速增长，国内所生产的品种规模小，不能满足用户需要，导致大量锡箔(主要是机制的、大规格的高档锡箔)需要进口。据估计，有一定机械强度、亮度、光洁度、厚度(40μ左右)的机械箔的产量，全球大约在5000吨左右，世界主要锡箔生产国主要有德国、美国、英国、荷兰、西班牙、澳大利亚等。我国历年来进口的锡箔也主要来自这几个国家，年进口量大约400～500吨。目前，我国鼓励锡箔机械化深加工的专业生产厂，以改变当前小规模手工敲制生产作业，提升锡箔质量和产量。
- 从目前锡箔的生产和消费来看：一方面是锡箔的应用和需求范围进一步扩大；另一方面是其他替代品种类的出现和替代品消费量的增加，如低廉的铝箔市场竞争、聚乙烯薄膜包装材料的出现等等，致使锡箔的消费量下降。因此总的来说，锡箔的总消费量并没有显著的提高。但从长期来看，由于锡箔具有铝箔所不具备的优势和市场需要(如光亮度、不氧化、无毒、耐腐蚀、共振性能好等)，随着工业水平及生活质量的不断提高，高质量、大规格的锡箔产品的生产在我国具有广阔的市场前景。
【锡粉、锡粒(珠、球)】
- 1) 锡粉 广泛应用于电镀、粉末冶金结构零件、多孔材料、摩擦材料、金属陶瓷、金刚石研磨轮、金属石墨电刷、离合器制动器补面，以及特种涂料、信号弹焰火、橡胶、塑料等有机化工添加剂，有机合成还原剂等。目前年需求量在500吨以上。随着粉末冶金工业的发展，其用量还在迅速增长。
- 2) 锡粒、锡球 广泛用于助熔剂、有机合成、化工生产、合金制造，以及电子行业中多组集成电路的装配等，还用于测定砷、磷酸盐的试剂、还原剂，镀锡制品等。锡粒是马口铁生产过程中必不可少的镀锡原料，要求所用锡粒圆滑、均匀、光亮。目前仅上海宝山钢铁公司引进的年40万吨马口铁生产线，每年就需锡粒3500吨，加上国内其他行业的用途，年需求达5000吨以上。
【锡异型材(棒、板、片、带)】
- 锡异型材广泛应用于电子工业焊接及电镀等行业，是国内锡材进口数量最大的一类，年进口量在1万吨左右，品种规格型号多，主要有菱形棒、八角形棒、星形棒、阳极板，各种规格圆管等。产品售价较高，增值额均在原料价的20%以上。
- 1) 锡棒(杆) 用途主要有两方面：一是锡铅合金棒，可做为终极产品，往往需要进一步的加工拉伸，生产不同规格的焊锡丝(线)用在电子工业方面。二是纯锡棒，用来作为电镀锡板的阳极棒材。
- 2)锡板可分为两大类：一种是作为镀锡阳极用的锡阳极板；另一种是作民用的，主要是食品工业或大饭店用纯锡板，作食品加工时的面板(操作台)用。
- 日本在镀锡板生产中，采用锡阳极板作为不溶性阳极(即免换阳极)，这和一般的电镀工艺有所不同。而通常工艺采用的是可溶性阳极、阳极板将随生产进行而自行溶解。
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