锡（Stannum），元素符号为Sn，元素周期表第IV主族元素，相对原子质量为118.69，原子序数50。金属锡有灰锡、白锡和脆锡3种同素异形体，其莫氏硬度仅为3.75，是最柔软的金属之一，具有良好的展性，但延性差。常温下，金属锡主要以白锡形式存在，呈银白色；当温度低于13.2℃时开始转变为灰锡，在-30℃的温度下，晶型转变速度达到最大值，锡块迅速变成粉末，称为锡疫现象。 [6]
锡是一种略带蓝色具有白色光泽的低熔点过渡金属元素，在化合物内是二价或四价，不会被空气氧化，主要以二氧化物（锡石）和各种硫化物（例如硫锡石）的形式存在。在地壳中，锡的含量较低，平均含量只有0.004%。 [5]
- 中文名
- 锡
- 外文名
- tin，stannum
- 化学式
- Sn
- 分子量
- 118.69 [6]
- CAS登录号
- 7440-31-5
- EINECS登录号
- 231-141-8
- 熔 点
- 231.96 ℃ [11]
- 沸 点
- 2270 ℃ [11]
- 密 度
- 7.3 g/cm³ [11]（20℃时）
- 外 观
- 银白色光泽金属
- 应 用
- 合金、焊接等
- 安全性描述
- S26；S24/25；S22；S36/37/39；S33；S16；S36/37
- 危险性符号
- R37/38；R36/37/38
- 危险性描述
- Xi
- UN危险货物编号
- 3264
远古时代，人们便发现并使用锡了。中国的一些古墓中，便常发掘到一些锡壶、锡烛台之类锡器。周朝时，锡器的使用已十分普遍了。在埃及的古墓中，也发现有锡制的日常用品。 [10]
20世纪初，随着锡工业的不断发展，锡逐渐成为现代工业不可缺少的关键稀有金属，主要用于生产马口铁、电镀、抗腐蚀、焊接、材料、锡化工产品及锡的其他冶金用途，被广泛应用于电子、信息、电器、化工、冶金、建材、机械、食品包装、航天、船舶、燃料、原子能及宇宙飞船等尖端科技领域。 [9]
锡箔锡有3个同素异形体：灰锡（a-Sn）、白锡（β-Sn）和脆锡（γ-Sn）。人们平常所见到的多为白锡。白锡在13.2℃—161℃之间稳定，低于13.2℃即开始转变为灰锡，但其转变速度很慢。当过冷至-30℃左右时，转变速度达到最大值。灰锡先是以分散的小斑点出现在白锡表面，随着温度的降低，斑点逐渐扩大布满整个表面，随之碎成粉末，这种现象称为锡疫。所以，锡锭在仓库中保管期1个月以内时，保温应高于12℃；若保管期在1个月以上，保温应高于20℃。若发现锡锭有腐蚀现象时，应将好的锡锭与腐蚀的锡锭分开堆放，以免锡疫的发生和蔓延。锡若已转变为灰锡而成粉末，可将其重熔便可复原，在重熔时加入松香和氯化铵可减少氧化损失。 [11]
固态锡的密度在20℃时为7.3g/cm³，液态锡的密度随着温度升高而降低。熔融状态下（320℃），锡的黏度很小，只有0.001593Pa·s。锡的熔点为231.96℃，沸点为2270℃。由于其熔点低，因此易于在精炼锅内进行火法精炼；而真空精炼法则是利用其较高沸点的性质来除去粗锡中所含易挥发的铅等杂质元素。 [11]
- 锡与空气的反应
- 锡与水的反应
- 锡与卤素单质的反应
锡能同所有的卤素单质迅速反应，在加热时，其反应产物是四卤化锡。锡与氟气（F₂）、氯气（Cl₂）、溴单质（Br₂）、碘单质（I₂）分别反应，生成氟化锡（Ⅳ）（SnF₄）、氯化锡（Ⅳ）（SnCl₄）、溴化锡（Ⅳ）（SnBr₄）和碘化锡（Ⅳ）（SnI₄）。 [1]
- 锡与碱的反应
- 电解法
隔膜造液装置用聚氯乙烯作为圆筒形的电解槽，杂木作为隔膜桶（应选用具有过滤性孔隙度的木材），或者用阴离子交换膜制成隔膜袋。电解槽和隔膜桶内均盛有浓度为120g/L的H₂SO₄溶液。将阳极、阴极分别插入隔膜桶内外，接通电源进行电解造液。 [8]
由造液制得溶液含Sn²⁺60—70g/L，游离硫酸50—60g/L。用蒸馏水和硫酸配液，并加入各种试剂，配成如下成分的电解液：Sn²⁺70—80g/L，游离H₂SO₄150—160g/L，明胶1g/L，β-萘酚1mg/L，Cl⁻2.5—12g/L。还可以加Na₂SO₄50—70g/L。 [8]
电解槽用聚氯乙烯塑料板焊接，有效容积为54L、长520mm、宽330mm、高330mm。阳极为特1号锡，在石墨坩埚内熔化，浇铸于铁模内，有效面积为265mmx240mm。阳极使用前，在稀HCI水溶液中浸泡片刻，洗净，外套涤纶布袋，防止剥落下来的阳极泥污染电解液。阴极用上次电解阴极锡制成母片，如是初次生产可用同样成分的特1号锡制成母片，有效面积为275mmx250mm。浸于95℃石蜡内约10min，放入电烘箱内，保持85℃烘烤30min，取出自然冷却。每槽装入阳极5块，阴极6块。在阴极电流密度为58—100A/m²、槽电压为0.04—0.06V、常温条件下进行电解。阴极周期为7天，有时长达9天。出槽后补加蒸馏水、浓硫酸、明胶、β-萘酚，以维持电解液成分在规定的范围内。电解后CI⁻无多大变化，可以不补充。电解液经过滤除去悬浮物后循环使用。 [8]
用竹片将阴极锡从母片板上剥下，浸泡于5%HCI溶液里，然后用蒸馏水冲洗洁净，这样可减少电解液中Pb²⁺带到产品中，洗净的阴极锡装在搪瓷盆内进行电炉熔化。当盆内的阴极锡接近熔化时，以NH₄CI（分析纯）覆盖，待NH₄CI全部挥发便可扒渣，浇铸于不锈钢模内，及时用竹片将表面浮渣刮干净，经冷却脱模，得到高纯锡锭。 [8]
- 电解—真空挥发法
电解—真空挥发法由电解精炼和真空挥发除铅两个工序所组成，用1号锡或特1号锡作原料，经过电解取得阴极锡，要求Fe、Ni、Cu、Co、Ag、In、Al、Ga、Mn、Au、Ti、T1等12个元素均不大于0.5x10⁻⁴%，各种杂质总和小于5x10⁻⁴%，然后将这种产品进行真空挥发，除去其中的铅和其他在真空挥发中仍能除去的杂质，如As和Bi等，达到合格的产品。 [8]
锡的化工产品有广泛的工业用途，其中最重要的用途是用于在金属表面上镀锡及其合金，以起保护或装饰作用，并在药剂、塑料、陶瓷、木材防腐、照相、防污剂、涂料、催化剂、农用化学制品、阻燃剂及塑料稳定剂等方面广为应用。 [7]
- 马口铁镀锡
马口铁是两面都镀上一层很薄的锡的钢板或钢带。制造马口铁所使用的钢材为低碳软钢，钢板厚度一般为0.1—0.49mm，每一级厚度之间的差别为0.01mm。其镀锡量通常为2.8—15g/m²（电镀法）或11—20g/m²（热浸镀法），镀层的质量只占成品总质量的0.6%左右。马口铁的镀层与钢基材料结合紧密，在经受机械变形时不会脱落或产生裂纹，因此，马口铁同时具有钢的强度、可加工性、可焊性和锡的耐腐蚀性、无毒、可涂漆和美观装饰性。 [7]
- 锡箔生产
锡箔的加工方法是利用金属锡具有良好的展性而将其冷轧，逐渐将锡锭轧制成厚度可达0.004mm的锡箔。锡箔主要用于一些高级干式电容器中，锡箔之间则用纸质绝缘层隔开。由于无毒、无腐蚀性和无弹性，锡箔也用于包装巧克力和乳制品，但用量有限。某些酒瓶盖顶衬有锡箔片，以防止酒与软木塞接触。在必须使用纯锡而不是锡铅合金的特殊焊接工艺中，锡箔用于制作预型件。掺有金刚石粉的锡箔可用作研磨剂或抛光剂。 [7]
- 玻璃工业
在玻璃制造新工艺中，熔融玻璃（温度1000C以上）直接倾注到锡熔池的光滑表面上，并用含有一定量氢的氮气保持熔池不受氧化。熔融玻璃浮在液体锡表面上，由于不接触任何固体支撑物，所以凝固生成的玻璃平板上下两平面平行而且非常平整，不需磨光即可使用。 [7]
熔融锡具有特殊的热性质，其良好的导热性能使玻璃表面沿宽度方向上的温度均匀。此外，玻璃熔体不会在光洁的锡表面无限延展，这就有可能通过控制工艺参数来生产一定厚度的玻璃平板。通常生产的玻璃板的厚度为3—15mm，可用于制作镜子、门窗玻璃和汽车的挡风玻璃等。 [7]
- 锡铅焊料
生产焊料所使用的锡占世界的消费量已超过30%，而锡焊料中有75%用于电子工业。锡铅二元合金是使用最普遍的焊料合金。大多数电气和电子元件的焊接和测试仪表器件的焊接使用接近锡铅共晶成分的高锡焊料，这种成分焊料的优点是熔点低而且具有最大浸润能力。高锡焊料也用于罐头边缝的焊接。对精密度要求不高的焊接，如一般工程细管配件、汽车水箱和灯座等的焊接，可以采用含锡稍低的焊料。 [7]
- 轴承合金
锡合金具有表面滞留润滑油膜的性质和良好的耐磨性能，是制造轴承的理想材料。含锡轴承合金主要有：巴氏合金、铝锡合金和锡青铜。巴氏合金由于机械强度不够，必须作为强度较大的轴瓦的衬里使用。而另外两类则可以用于制造无轴瓦的整体轴承。 [7]
金属锡锡主要呈自然元素、金属互化物、氧化物、氢氧化物、硫化物、硫盐、硅酸盐、硼酸盐等形式存在，最重要的锡矿是锡石（二氧化锡，SnO₂）。马来西亚、玻利维亚、印度尼西亚、刚果、泰国和尼日利亚是世界主要产锡国。英国的英格兰康沃尔地区因其锡矿而闻名。 [1]
截至2022年末，全球锡资源储量约460万吨。全球锡矿储量集中度较高，其中印度尼西亚锡矿储量全球第一，锡矿储量达80万吨，占全球储量约17.3%，其次中国储量72万吨，占比约15.6%。随后有缅甸、澳大利亚、俄罗斯、巴西喝玻利维亚锡矿资源储量分别为70万吨、57万吨、43万吨、42万吨、40万吨，前七占全球锡资源储量近90%。 [3]
中国锡资源量仅次于印度尼西亚，排名全球第二，锡资源储量约为72万吨，主要分布在云南、广西、湖南、内蒙古、广东和江西等省区。在锡矿山资源逐渐减少、环保措施趋严的背景下，我国锡矿产量逐年下降，目前年产量在9万金属吨左右。 [3]
银色锡箔纸锡对皮肤、呼吸道有刺激作用。粉尘刺激眼睛，并引起角膜溃疡。生产人员要做好防护，避免直接接触粉尘和烟雾，若不慎接触，应立即用水冲洗。 [2]
尽可能减少有毒物质吸入，减少有毒物质与皮肤的直接接触及接触时间；对职业接触者而言，改善生产条件和劳动环境，保证车间空气流通，定期为一线工人检查身体，发现间题及时休息治疗，对毒性比较大的岗位采取定期轮换制度，避免长期接触。锡中毒无特效治疗方法，主要采用对症支持疗法。 [4]
金属锡应贮存在阴凉、通风、干燥的库房内。不可与无机酸、强碱、食用原料和易燃物品共贮混运。运输方法金属锡在运输过程中要防雨淋和烈日暴晒。 [2]另外，在寒冷的冬季，最好不要运输锡。 [11]
锡基合金食入或者吸入过多的无机锡及其化合物，可出现腹胀、腹痛、腹泻、恶心、头晕、胸闷、呼吸急促、口干等症状，并且导致血清中钙含量降低，严重时还有可能引发麻痹。 [4]
