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古老的金属--锡

        人类发现最早的金属是金,但没有得到广泛的应用。而最早发现并得到广泛应用的金属却是铜和锡。锡和铜的合金就是青铜,它的熔点比纯铜低,铸造性能比纯铜好,硬度也比纯铜大。所以它们被人类一发现,便很快得到了广泛的应用,并在人类文明史上写下了极为辉煌的一页,这便是“青铜器时代”。后来,由于铁的发现和使用,青铜在我们祖先的生产和生活中才逐渐退居次要地位。但这并没有使锡在人类发展史上,变得无足轻重,相反,随着现代科技的飞速发展,它在工农业生产中,以及尖端科技部门中,有了愈来愈广泛的应用,古老的金属正日益重新焕发它的青春!
        在地壳中,锡的含量是较少的,平均含量只有 6%,所以锡是一种比较稀贵的金属。经过多年的研究证明,锡矿床的形成和地壳深处的岩浆活动密切相关。
        大约距今 7 千万年到 1 亿年前,地球上岩浆活动剧烈。岩浆由地下深处上升时,由于温度、压力等的改变,岩浆中一些易凝固的矿物首先结晶出来,剩下的残余岩浆的一部分侵入岩石空隙中,其中的锡的化合物发生水解生成含锡的锡石。一部分继续向上运动,特别是其中含有大量挥发性物质的岩浆,活动能力特别强,它们就象是锅炉里的高压蒸汽一样,见缝就钻,无孔不入。而锡元素却有个“怪癖”,就是最喜欢和氟氯等挥发性物质“交朋友”,它们结合生成挥发性化合物。当这些气液状态的物质沿着裂隙侵入到周围的岩石中时,在高温高压下由于物质的置换反应而使一部分锡元素结晶出来形成锡矿床;这时,剩下的最后一部分含挥发性物质的气液继续前进,一直冲到凝固着花岗岩的顶部或花岗岩体以外的地方,逐渐变为热水溶液。这时,由于环境的改变,锡的氟化物和氯化物同时发生水解,也形成了锡矿床。当然,上面所说的并不是锡矿的全部成因,有的时候,在靠近地表的地方,由于长期受地下水中的氧和二氧化碳的作用,还会使与锡共生的硫化矿物变成氧化矿物,从而变成锡石--氧化物矿床。
        上面给大家介绍的仅是原生锡矿床的一般成因。但是,锡矿床的演变并未以此停止,特别是那些靠近地表的锡矿床,经过外力的风化、侵蚀、搬运、堆积作用会进一步演变成“次生锡矿床”。

此外,锡还会和好多种矿物结合在一起,形成锡的共生矿床。
        现在,已经发现的锡矿物在 18 种左右。其中最主要的一种叫做锡石,是目前炼锡的主要原料。在自然界里,纯净的锡石是很少的,常见的锡石大多数都是深棕黑色或褐色,这是因为它们含有铁、锰等元素之故。锡石的硬度较大,用小刀也刻不动;此外,锡石的化学性质很稳定,在常温常压下,几乎不溶解于任何化学溶剂。所以锡石任凭风刀霜剑和日晒雨淋的破坏。容颜仍旧不改。
        锡石还不是锡。锡石要经过矿工的辛勤劳动,从地下开采出来,并用各种方法去掉它所含的杂质,然后把锡石和焦炭、石英或石灰石放在一起燃烧,最后得到的才是金属锡。
        金属锡很柔软,用小刀就能切开它;具有银白色的光泽,它的展性很好,能展成极薄的锡箔,厚度可以薄到 0.04 毫米以下。不过,它的延性比较差,一拉就断,不能拉成细丝。它的熔点很低,只有 232℃,因此,只要用酒精灯或蜡烛火焰就能使它熔化成象水银一样的流动性的液体。
        此外,锡既怕冷也怕热。这是怎么回事呢?原来锡在不同的温度下,有3 种性质大不相同的形态。在 13.2~161℃的温度范围内,锡的性质最稳定,叫做“白锡”。如果温度升高到 160℃以上,白锡就会变成一碰就碎的“脆锡”。锡对于寒冷的感觉十分敏锐,每当温度低到 13.2℃以下时,它就会由银白色逐渐地转变成一种煤灰状的粉,这叫做“灰锡”。另外,从白锡到灰锡在转变还有一个有趣的现象,这就是灰锡有“传染性”,白锡只要一碰上灰锡,哪怕是碰上一小点,白锡马上就会向灰锡转变,直到把整块白锡毁坏掉为止。人们把这种现象叫做“锡疫”。幸好这种病是可以治疗的,把有病的锡再熔化一次,它就会复原。
        历史上就曾发生过这样一件事:1912 年,有一支探险队登上冰天雪地的南极洲探险,他们带去的汽油全部奇迹般地漏光了,致使飞机坠落失事,探险队遭到了全军覆灭的灭顶之灾。原来飞机的汽油桶是用锡焊接的,一场锡疫使汽油漏得无影无踪,造成这样一场惨祸。
        那么,既怕热又怕冷的锡究竟有什么用处呢?
        金属锡可以用来制成各种各样的锡器和美术品,如锡壶、锡杯、锡餐具等,我国制作的很多锡器和锡美术品自古以来就畅销世界许多国家,深受这些国家人民的喜爱。
        金属锡还可以做成锡管和锡箔,用在食品工业上,可以保证清洁无毒。如包装糖果和香烟的锡箔,既防潮又好看。
        金属锡的一个重要用途是用来制造镀锡铁皮。一张铁皮一旦穿上锡的“外衣”之后,既能抗腐蚀,又能防毒。这是由于锡的化学性质十分稳定,不和水、各种酸类和碱类发生化学反应的缘故。目前,镀锡铁皮不仅广泛用于食品工业上,如罐头工业,而且在军工、仪表、电器以及轻工业的许多部门都有它的身影。

在工业上,还常把锡镀到铜线或其他金属上,以防止这些金属被酸碱等腐蚀。
        锡还有许许多多的亲朋好友。锡和它们混合在一起,可以合成许多种性质各异用途广泛的合金。最常见的合金有锡和锑铜合成的锡基轴承合金和铅、锡、锑合成的铅基轴承合金,它们可以用来制造汽轮机、发电机、飞机等承受高速高压机械设备的轴承。
        青铜,这一古老的合金,它目前主要用来制造耐磨零件和耐腐蚀的设备。
        如果在黄铜中加入锡,就成了锡黄铜,它多用于制造船舶零件和船舶焊接条等。素有“海军黄铜”之称。
        至于锡和铅的合金,那是大家最熟悉不过的了,它就是通常的焊锡,在焊接金属材料时是很有用的。
        在印刷工厂里,所用的铅字,也就是锡的合金。不过由于激光印刷技术的推广,铅字将被逐渐淘汰掉。
        锡不仅能和许多金属结合成各种合金,而且还能和许多非金属结合在一起,组成各种化合物,化学工业上,在染料工业上,在橡胶工业上,在搪瓷、玻璃、塑料、油漆、农药等工业上,它们都做出了应有的贡献。 随着现代科技的发展,人们还用锡制造了许多特种锡合金,应用于原子能工业、电子工业、半导体器件、超导材料,以及宇宙飞船制造业等尖端技 术部门,这里就不一一细说了。
        我国锡矿资源十分丰富,锡矿的探明储量为 2600 万吨,占世界探明储量的 1/4,是世界上锡矿探明储量最多的国家。
        我国的锡矿在地区分布上极不均衡,主要集中分布在云南南部、广西东北部和西北部。其次是广东、湖南和江西等省。尤其是位于云南哀牢山区的个旧市,是世界已知最大的锡矿藏之一,锡产量居全国第一,约占全国锡产量的 70%,素有“锡都”之称。
        总之,锡,这古老的金属。在现代科技飞速发展的今天,用途将越来越广泛,前景将更加广阔。


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