錫的基本性質(zhì)(共5頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第1章 緒論1.1 錫礦資源的分類與錫礦的基本知識1.1.1 錫的地球化學(xué)知識地殼巖石圈中錫的豐度為2×10-6，屬于含量較低的元素，與其他金屬的豐度相比，約為鋼的1/27，鉛的1/6，鋅的1/35，故將錫稱為稀有金屬。錫的原子半徑為0.15nm，在自然界中常見的價態(tài)為+2價和+4價，其離子半徑分別為0.093nm和0.069nm。由于離子半徑、電負(fù)性的相似，離子Sn2+可與Cn2+、In2+、Fe2+等呈類似同像置換；離子Sn4+可與Fe3+、Sn3+、In3+、Nb5+、Ta5+、Ti4+等呈類質(zhì)同像置換。錫常賦存于鈦酸鹽和鉭酸鹽的類質(zhì)同像混合物中或鈮、

2、鉭以類似質(zhì)同形式存在于錫石中。錫礦床與酸性巖漿巖的關(guān)系密切，具有明顯的專屬性。于錫礦生成物有關(guān)的含錫花崗巖巖石成分長具有高硅、高鉀鈉、貧鈣鎂、富氟的特點。1.1.2 錫的礦物目前世界上已知的系礦物有50多種，可以分為自然元素、金屬互化物、硫化物、氧化物（錫石）、氫氧化物、硅酸鹽（硅錫礦）、硫錫酸鹽（黃錫礦）、硼酸鹽等幾類。在地殼巖石圈中的系礦物主要是以錫石狀態(tài)存在，常見礦物還有黝錫礦，輝銻錫鉛礦、硫錫礦、硫錫銀礦、圓柱錫礦、硼鈣錫礦、馬來亞石、鉭錫礦等十余種，其他的錫礦很少，只有地質(zhì)學(xué)和礦物學(xué)的意義。錫的工業(yè)礦物很少，以現(xiàn)有選冶技術(shù)條件，有工業(yè)價值的錫礦物僅有錫石和黝錫礦，且以錫石為主。純錫石

3、（SnO2）含錫78.8%，但由于天然錫石中常含有鐵、錳、銦、鉭、鈮、鎢、鎵、鍺、釩、鈹和鈧等元素，其中以鐵最多，所以天然錫石的含錫量僅為70%77%。純錫石無色透明的，天然錫石因含雜質(zhì)元素的不同而使其顏色不同，一般常見為褐色和棕色。錫石的莫氏硬度位67,性脆。密度6.87.0g/cm3。錫石礦床在成因上與酸性巖漿巖，尤其是與華港呀有密切的關(guān)系。在各類型錫礦床均有錫石產(chǎn)出，其中以錫石石英脈和熱液錫石硫化物礦床最具有工業(yè)價值。原生錫石礦經(jīng)風(fēng)化破壞后，常形成砂錫礦。黝錫礦（黃錫礦）分子式為Cu2FeSnS4。其化學(xué)組成（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）為：Cu 29.58、Fe 12.99、Sn 27.61、S 2

4、9.82。呈鋼灰色。黝錫礦的莫氏硬度為34,性脆。密度4.34.4g/cm3.其屬熱液成因，分布較廣，在鎢錫石英脈或錫石硫化物礦床中常有產(chǎn)出，但分布物量較錫石少得多。在氧化帶中的黝錫礦易氧化、分解，而形成白色非晶質(zhì)錫的氫氧化物-錫酸礦（SnO2·nH2O）。1.1.3 錫礦床及錫礦資源世界錫礦床分布很不均，按全球性錫礦相對集中的部位，將其分布劃分五個主要的錫成礦帶，既東亞濱太平洋錫成礦帶（該礦帶儲量約占世界中儲量的23%）、西美濱太平洋錫成礦帶（該礦帶儲量約占世界中儲量的11%）、歐亞大陸錫成礦帶（該礦帶儲量約占世界中儲量的7.5%）及非洲錫成礦帶（該礦帶儲量約占世界中儲量的8%）。

5、我國錫礦成礦區(qū)受濱太平洋、特提斯喜馬拉雅及古亞洲三大巨型深斷裂體系控制。錫礦帶分布于華南褶皺系、三江褶皺系、大興安嶺褶皺系、北天山脈褶皺系和楊子準(zhǔn)地臺構(gòu)筑單元中根據(jù)錫礦所處構(gòu)造部位和區(qū)域分布關(guān)系，大體上可分為十個錫礦帶。根據(jù)成礦原因或開采條件，錫礦床大致可以分為兩大類：（1）原生礦床（俗稱山錫、脈錫礦床）；（2）沖積礦床（俗稱砂錫礦床）。若根據(jù)錫的礦物成分又可以分為：（1）硫化礦床（錫石與重金屬硫化礦物、黃鐵礦等相結(jié)合）；（2）氧化礦床（錫石分散氧化物脈石中）。我國錫礦資源豐富，現(xiàn)已探明儲量居世界前列。同國外產(chǎn)錫國相比，我國錫礦資源有以下特點：（1）錫礦分布高度集中。主要集中分布于云南、廣西、

6、江西、廣東、湖南五?。▍^(qū)）占全國以利用儲量的90%，其中云南、廣西兩?。▍^(qū)）既占80%。（2）錫礦床類型原生脈錫礦為主。原生礦儲量約占90%，砂錫礦僅占10%。（3）原生礦以親硫系列礦床為主。其約占脈錫礦儲量的85%。1.2 錫冶煉的方法錫的冶煉方法主要取決于精礦（或礦石）的物質(zhì)成分及其含量。一般以火法為主，濕法為輔?，F(xiàn)代錫的生產(chǎn)，一般包括四個主要過程：煉前處理、還原熔煉、煉渣和粗錫精煉。 煉前處理是為了除去對冶煉有害的硫、砷、銻、鉛、鉍、鐵、鎢、鈮、鉭等雜質(zhì)，同時達到綜合回收各種有用金屬的目的。煉前處理的方法包括精癬焙燒和浸出等作業(yè)，根據(jù)所含雜質(zhì)的種類不同，可采用一個或幾個作業(yè)組成的聯(lián)合流程

7、。但是我國某些單純含鉛、鉍、鐵高的錫精礦也可不經(jīng)煉前處理。還原熔煉主要是使氧化錫還原成粗錫，同時將鐵的氧化物還原成FeO并與脈石成分造渣。為此，不能使生成金屬鐵，故需控制較弱的還原氣氛和適當(dāng)溫度，這必然會限制錫氧化物的完全還原，因此爐渣含錫較高（這種渣稱富渣），必須進一步處理。 煉渣用煙化爐揮發(fā)方法，這樣產(chǎn)出的廢渣含錫低，金屬回收率高，同時大量減少了鐵的循環(huán)。 粗錫精煉主要是除去鐵、銅、砷、銻、鉛、鉍和銀等雜質(zhì)，同時綜合回收有用金屬。一般分為火法精煉和電解精煉。專心-專注-專業(yè)1.3 煙化爐在錫冶煉過程中的重要性煙化爐是向液態(tài)爐渣中鼓入空氣和粉煤的混合物，使渣中的某些有價金屬以金屬、氧化物或硫

8、化物的形態(tài)揮發(fā)出來的設(shè)備。煙化爐原是處理鉛鼓風(fēng)爐渣的設(shè)備。1962年，中國用于處理煉錫爐渣，得到含錫50左右的煙塵，使?fàn)t渣含錫量由3降至0.1以下。1972年，又用它處理含錫15的錫中礦，提高了選礦實收率（見有色金屬冶煉回收率）。在鉛、鋅、錫冶煉廠中，凡含有易揮發(fā)的有價金屬及其化合物的物料，都可用煙化爐處理。用煙化爐處理鉛、錫爐渣的優(yōu)點是：可利用熔融渣的熱量，金屬回收率較高，生產(chǎn)率高，操作簡便，可用劣質(zhì)煤或天然氣作燃料。第2章 錫的物理化學(xué)性質(zhì)2.1 金屬錫錫的元素符號是Sn，源于拉丁名字stannum，其英文為tin。錫的相對原子質(zhì)量為118.69，在元素周期表其原子序數(shù)為50，屬第主族的元

9、素，位于同族元素鍺和鉛之間。故錫的許多性質(zhì)與鉛相似，且易于鉛形成合金。2.2 金屬錫的物理性質(zhì)錫是銀白色的金屬，但錫錠表面由于生成氧化物膜而呈金黃色，迅速冷卻的錫，生成粗大的樹枝狀結(jié)晶。 錫條彎曲時，由于晶體間的摩擦，發(fā)生響聲，稱為“錫鳴”。 人們常見到的是白錫，在13.2 -161之間穩(wěn)定，低于13. 2時白錫開始轉(zhuǎn)變成灰錫，但轉(zhuǎn)變速度很慢 ，要過冷到一30才達到最大的轉(zhuǎn)變速度?；义a的出現(xiàn)先是成分散的小斑點，破裂成粉狀，逐漸布滿整個表面 ，而粉末的接觸作用又加速這種轉(zhuǎn)變，最后全部成為粉末，這種現(xiàn)象稱為“錫疫”.      錫的熔點經(jīng)精確測定為

10、231. 96C，沸點的測定數(shù)據(jù)文獻所載不一，可見其液體范圍很大，目前大多數(shù)人認(rèn) 為是2270。液體錫的比重隨溫度升高而變小，其蒸氣壓力在冶煉溫度范圍內(nèi)很小。      錫的莫氏硬度為3. 75，具有很好的展性，可以制成0.04毫米厚的錫箔，其展性隨溫度而變化，在100附 近達到最大，但到2000就失去展性而變脆.錫的延性很差，不能拉成錫絲。錫有三個同素異形體：灰錫（Sn）、白錫（Sn）、和脆錫（Sn），其相互轉(zhuǎn)變溫度和特性如下：液體錫灰錫 13.2 白錫 161 脆錫 231 （Sn） （Sn） （Sn）晶體結(jié)構(gòu) 等軸晶系 正方晶系 斜方晶系

11、密度/g·cm-3 5.35 7.30 6.55 6.99特征 粉狀 塊狀，有展性 塊狀，易碎 固態(tài)錫的密度在20時為7.3g/cm3,液態(tài)錫的密度隨溫度的升高而降低，其具體關(guān)系見表2-1.溫度/25030050070090010001200密度/g·cm-36.9826.9436.8146.6956.5786.5186.339表 2-12.3 金屬錫的化學(xué)性質(zhì) 錫是元素周期表中第四主族的元素，位于鉛、鍺之間，許多性質(zhì)與鏡相似.原子盤為118-69，原子序為50,錫的原子價為二價和四價.二價化合物不穩(wěn)定，易于失去兩個電子變成穩(wěn)定的四價化合物，因此錫的二價化 合物可作為還原劑使用。      常溫時，錫在空氣中穩(wěn)定，因為錫表面生成了一層致密的氧化物，阻止了錫的進一步氧化，故工業(yè)上用鍍 錫來保護鋼鐵。在高于150時，錫開始慢慢地氧化生SnO和SnO2。      水、水蒸氣和碳酸氣在常溫下均不與錫作用，但鹵族元素，特別是氟廂氯，在常溫下即與錫作用生成鹵化 物，硫化氫和二氧化琉與錫在加熱時生成硫化物。