Kimyoda ko'rsatilgandek kalay. Kalay: xususiyatlari, qiziqarli faktlar, qo'llanma

Kalay metall, qalay qazib olish va konlar, metall ishlab chiqarish va qo'llash

metall qalay, qalayning xususiyatlari, qalay konlari va qazib olish, metalni ishlab chiqarish va ishlatish haqida ma'lumot

Tarkibni kengaytirish

Kontentni yig'ish

Kalay - ta'rif

Qalay to'rtinchi guruhning asosiy kichik guruhining elementi, atom kimyoviy raqami 50 bo'lgan DI kimyoviy elementlarining beshinchi davriy tizimi. U Sn (Lotin Stano) belgisi bilan belgilanadi. Oddiy sharoitda, qalay oddiy modda-plastik, egiluvchan va eriydigan, yaltiroq, kumush-oq. Kalay bir nechta allotropik modifikatsiyalarni hosil qiladi: 13,2 ° C dan pastda, kubik olmos tipidagi panjarali a-qalay (kulrang qalay) turg'un, 13,2 ° C dan yuqori, b-qalay (oq qalay) tetragonal kristall panjarali.

1.1 Qalay qalam Sn

Qalay hal qiluvchi ta'sir ko'rsatgan metallardan biri: (miloddan avvalgi 4-1 ming yillar) mis bilan qalay qotishmasi nomi bilan atalgan.

Qalay mis bilan qotishtirib, bronzani yasash mumkin bo'lgan yumshoq oq metall, odam tomonidan birinchi o'zlashtirilgan metallardan biri.

Qalay ichimliklarning ta'mi va hidini saqlay oladigan qadimgi ettita metallardan biri.

Qalay ko'pincha kelajakni bashorat qilish uchun ishlatilgan Yupiter metalli. Bu metall farovonlik va mo'l -ko'llik bilan, odamga kerak bo'lgan, odamga ishlash uchun berilgan qandaydir foyda olish bilan chambarchas bog'liq; masalan, odam jamiyatga yoki dinga xizmat qilishi mumkin. Bu ierarxlar, ruhoniylar va ijtimoiy rahbarlarning metallidir.

Qalay engil metallar guruhiga mansub modda. Oddiy (xona) haroratida u kislorod yoki suv bilan reaksiyaga kirishmaydi. Vaqt o'tishi bilan metallni korroziyadan himoya qiluvchi maxsus plyonka bilan qoplanishi mumkin.

Kalay hikoya

Qalay haqida birinchi eslatmalar, ilgari odamlar ishonganidek, ba'zi sehrli xususiyatlarga ega, Injil matnlarida uchraydi. Qalay bronza davrida hayotni yaxshilashda hal qiluvchi rol o'ynadi. O'sha paytda, odamning eng bardoshli metall qotishmasi bronza edi, agar misga qalay kimyoviy elementi qo'shilsa, uni olish mumkin. Bir necha asrlar mobaynida hamma narsa shu materialdan, asboblardan zargarlik buyumlarigacha qilingan.

Sanskritcha "bardoshli, bardoshli" degan ma'noni anglatuvchi lotincha stano nomi dastlab qotishma va kumushni, keyin esa unga taqlid qiladigan, taxminan 67% kalayni o'z ichiga olgan boshqa qotishmani bildirgan. IV asrga kelib, bu so'z qalayning o'ziga nisbatan ishlatilgan.

Kalay so'zi - umumiy slavyan so'zi bo'lib, Boltiqbo'yi tillarida yozishmalarga ega (qarang. Lit. alavas, alvas - "qalay", pruss. Alvis - "qo'rg'oshin"). Bu ol- ildizidan yasalgan qo'shimchali shakl (taqqoslang eski nemis elo - "sariq", lotincha albus - "oq" va boshqalar), shuning uchun metall rangiga qarab nomlangan.

Kalay odamga miloddan avvalgi 4 -ming yillikda ma'lum bo'lgan. Bu metallga kirish qiyin va qimmat edi, chunki undan yasalgan buyumlar Rim va Yunon antik davrlarida kamdan -kam uchraydi. Kalay Musoning to'rtinchi kitobi bo'lgan Injilda eslatib o'tilgan. Qalay (mis bilan birga) - miloddan avvalgi 3 -ming yillik oxiri yoki o'rtalarida ixtiro qilingan bronzaning tarkibiy qismlaridan biridir. Bronza o'sha paytda ma'lum bo'lgan eng bardoshli metall va qotishma bo'lgani uchun, qalay "bronza davrida" 2000 yildan oshgan "strategik metall" bo'lgan (taxminan taxminan: miloddan avvalgi 35-11 asrlar).

Tabiatda kalay topish

Qalay - kam uchraydigan iz element; qalay er qobig'ining ko'pligi bo'yicha 47 -o'rinni egallaydi. Yer qobig'idagi kalayning klark miqdori, har xil ma'lumotlarga ko'ra, og'irligi bo'yicha 2 · 10−4 dan 8 · 10−3% gacha. Asosiy qalay - kassiterit (qalay tosh) SnO2, tarkibida 78,8% gacha qalay bor. Stannin (qalay pirit) - Cu2FeSnS4 (27,5% Sn) tabiatda kam uchraydi.

Tabiatda tarqalganligi quyidagi jadvalda aks ettirilgan

Ifloslanmagan er usti suvlarida qalay subikrogram konsentrasiyalarida uchraydi. Er osti suvlarida uning kontsentratsiyasi dm³ uchun bir necha mikrogramga etadi, qalay rudasi konlari maydonida ko'payib, oksidlanish zonasida beqaror, asosan sulfidli minerallarning yo'q qilinishi natijasida suvga kiradi. MPCSn = 2 mg / dm³.

Kalay amfoterik element, ya'ni kislotali va asosiy xususiyatlarni namoyon qila oladigan element. Kalayning bu xossasi uning tabiatda tarqalishining o'ziga xos xususiyatlarini ham aniqlaydi. Bu ikkiyuzlamachilik tufayli qalay litofil, xalkofil va siderofil xususiyatlarini namoyon qiladi. Kalay o'z xususiyatlarida kvartsga yaqin, natijada kalay oksid (kassiterit) shaklida kislotali granitoidlar bilan (litofilligi), ko'pincha kalay bilan boyitilganligi, mustaqil kvarts hosil bo'lgunga qadar ma'lum bo'lgan. kassiterit tomirlari. Kalay xatti -harakatining ishqoriy tabiati juda xilma -xil sulfidli birikmalar (xalkofillik) hosil bo'lishi bilan aniqlanadi, shu jumladan tabiiy kalay va ultrabazik jinslarda ma'lum bo'lgan turli metallararo birikmalar hosil bo'lgunga qadar (siderofillik).

Topish shakllari

Qalayni tosh va minerallardan topishning asosiy shakli - tarqoq (yoki endokript). Shu bilan birga, qalay mineral shakllarni ham shakllantiradi va bu shaklda u ko'pincha felli magmatik tog 'jinslarida aksessuar sifatida topilmaydi, balki asosan oksid (kassiterit SnO2) va sulfid (stannin) shakllarida sanoat kontsentratsiyasini hosil qiladi.

Qattiq faza. Minerallar

Umuman olganda, qalayning quyidagi shakllari tabiatda uchraydi:

Tarqalgan shakl; bu shakldagi qalay topishning o'ziga xos shakli noma'lum. Bu erda bir qancha elementli izomorfizm (Ta, Nb, Vt - odatda kislorodli birikmalar hosil bo'lishi bilan; V, Cr, Ti, Mn, Sc - kislorod va sulfidli birikmalar hosil bo'lishi bilan). Agar qalay kontsentratsiyasi ba'zi muhim qiymatlardan oshmasa, u izomorfik tarzda nomlangan elementlarni almashtirishi mumkin. Izomorfizm mexanizmlari turlicha.

Mineral shakli: Kalay minerallarni konsentratsiyalashda uchraydi. Qoida tariqasida, bu Fe + 2 mavjud bo'lgan minerallar: biotitlar, granatlar, piroksenlar, magnetitlar, turmalinlar va boshqalar. Bu munosabatlar izomorfizmga bog'liq, masalan, Sn + 4 + Fe + 2 → 2Fe sxemasi bo'yicha + 3. Kalayli skarnlarda kalayning yuqori konsentratsiyasi granatalarda (og'irligi 5,8%gacha) (ayniqsa, andraditlarda), epidotda (og'irligi 2,84%gacha) va boshqalarda uchraydi.

Sulfid konlarida kalay izomorf element sifatida sfaleritlar (Silinskoe koni, Primorye), xalkopiritlar (Dubrovskoe koni, Rossiya, Primorye), piritlarga kiradi. Qalayning yuqori konsentratsiyasi Smirnovskoye konining grizen pirrotitida (Rossiya, Primorye) topilgan. Izomorfizm cheklanganligi sababli Cu2 + 1Fe + 2SnS4 yoki tilit PbSnS2 va boshqa minerallarning mikro-cho'kindi qatlamlari bilan qattiq eritmalarning parchalanishi sodir bo'ladi deb ishoniladi.

Mineral shakllar mos keladi

Mahalliy elementlar, qotishmalar va intermetalik birikmalar

Bu minerallarning tog 'jinslaridagi kontsentratsiyasi juda past bo'lsa -da, ular genetik shakllanishning keng doirasida keng tarqalgan. Sn, Fe, Al, Cu, Ti, Cd va boshqalar mavjud bo'lgan mahalliy shakllar orasida aniqlangan, ular allaqachon ma'lum bo'lgan oltin va kumushlarni hisobga olmaganda. Xuddi shu elementlar turli xil qotishmalar hosil qiladi: (Cu + Sn + Sb), (Pb + Sn + Sb) va boshqalar, shuningdek qattiq eritmalar. Intermetalik birikmalar orasida stistit SnSb, atakit (Pd, Pt) 3Sn, stumirit Pt (Sn, Bi), zvyagintsevit (Pd, Pt) 3 (Pb, Sn), taymirit (Pd, Cu, Pt) 3Sn va boshqalar bor. aniqlandi.

Kalay va boshqa elementlarni topishning yuqoridagi shakllari turli xil geologik tuzilmalarda uchraydi:

Intruziv va effuziv magmatik tog 'jinslari guruhi: tuzoqlar, Sibir platformasining pikritlari, Kamchatkaning giperbazitlari va gabbroidlari, Yakutiyaning kimberlitlari, Aldan lamproitlari va boshqalar; Primorye, Uzoq Sharq, Tyan -Shan granitoidlari.

Metasomatik va gidrotermal o'zgargan jinslar guruhi: Sibir platformasining mis-nikel rudalari, Ural, Kavkaz, O'zbekistonning oltin rudali ob'ektlari va boshqalar.

Zamonaviy ruda hosil bo'lish guruhi: Tinch okeanining pelagik cho'kindilari, Tolbachikning katta yorilishi mahsulotlari, Kamchatkadagi Uzon gidrotermal tizimi va boshqalar.

Har xil kelib chiqishi cho'kindi jinslar guruhi.

Kalay oksidi birikmalari

Eng mashhur shakli - kalayning kislorodli birikmasidan bo'lgan asosiy kalay minerali, kassiterit SnO2. Yadroli gamma-rezonansli spektroskopiyaga ko'ra, mineral tarkibida Sn + 4 mavjud

Kasiterit (yunoncha kassiteros - qalay) kalay ishlab chiqarish uchun asosiy ruda mineralidir. Nazariy jihatdan 78,62% Sn ni o'z ichiga oladi. U alohida cho'kmalar, donalar, qattiq massali agregatlar hosil qiladi, bunda mineral donalari 3 - 4 mm va undan ham ko'proq bo'ladi.

1. zichligi 6040-7120 kg / m³ (ochiq rangli kassiteritlarda eng pasti);

2. qattiqlik 6½;

3. porloq - mot, qirralarda - olmos;

4. bo'linishning nomukammalligi;

5. sinish tanaffusi;

Kassiterit izolyatsiyasining asosiy shakllari:

1. boshqa minerallarga mikro qo'shimchalar;

2. tog 'jinslari va ma'danlarda foydali qazilmalarning joylashishi;

3. qattiq yoki tarqalgan rudalar: akikulyar radial nurli agregatlar (Primorye), kolomorfik va kriptokristalli segregatsiyalar va birikmalar (Primorye); kristalli shakl - kassiterit izolyatsiyasining asosiy shakli. Rossiya Federatsiyasida shimoli-sharqda, Primorye, Yakutiya, Transbaikaliyada kassiterit konlari mavjud; uchun - Malayziya, Tailand, Indoneziya, Xitoy, Nigeriya va boshqalarda.

Gidroksid birikmalari

Ikkilamchi o'rinni qalay gidroksidi birikmalari egallaydi, ularni polin kislotalarning tuzlari deb hisoblash mumkin. Bularga mineral sukulait Ta2Sn2 + 2O; kalayning magnititdagi Fe2SnO4 yoki Fe3SnO3 shaklidagi qattiq eritmasi (Bretshteyn Yu.S., 1974; Voronina LB 1979); "Varlamovit" - stannin oksidlanish mahsuloti; bu amorf va yarim amorf Sn birikmalari, meta-qalay kislotasi, polikondensatsiyalangan faza va gidrokassiterit fazasi aralashmasi deb ishoniladi. Gidratlangan oksidlanish mahsulotlari ham ma'lum - gidromartit 3SnOxH2O; mushistonit (Cu, Zn, Fe) Sn (OH) 6; mis gidrostannati CuSn (OH) 6 va boshqalar.

Silikatlar

Kalay silikatlarning katta guruhi ma'lum, CaSn (SiO5) malayait bilan ifodalanadi; pabstit Ba (Sn, Ti) Si3O9, stokazit Ca2Sn2Si6O18x4H2O va boshqalar Malayayit hatto sanoat birikmalarini hosil qiladi.

Shpinellar

Boshqa oksidli birikmalardan shpinellar ham ma'lum, masalan, nigerit mineral Sn2Fe4Al16O32 (Peterson E.U., 1986).

Kalay sulfidli birikmalar

Bilan turli xil kalay birikmalarini o'z ichiga oladi. Bu kalayning mineral shakllarining ikkinchi eng muhim guruhi. Ulardan eng muhimi - stannit, ikkinchi muhim mineral. Bundan tashqari, frankeite Pb5Sn3Sb2S14, herzenbergite SnS, berndtite SnS2, tillite PbSnS2 va kesterite Cu2ZnSnS4 mavjud. Kalayning qo'rg'oshin, kumush va mis bilan murakkab mineral sulfat birikmalari aniqlandi, ular asosan mineralogik ahamiyatga ega. Kalayning mis bilan chambarchas bog'lanishi kalay rudasi konlarida kassiterit - xalkopirit paragenezining shakllanishi bilan tez -tez xalkopirit CuFeS2 borligini aniqlaydi.

Stannin (lotincha stano - qalaydan), qalay pirit, Cu2FeSnS4 tipidagi umumiy formulali sulfidlar sinfidan mineral. Bu xalkopirit formulasidan kelib chiqib, bitta Fe atomini Sn bilan almashtiradi. 29,58% Cu, 12,99% Fe, 27,5% Sn va 29,8 S, shuningdek Zn, Sb, Cd, Pb va Ag aralashmalarini o'z ichiga oladi. Rossiya Federatsiyasining kalay rudali konlarida keng tarqalgan mineral. Rossiya Federatsiyasining bir qator konlarida (Primorye, Yakutiya) va Srednyaya (Tojikiston) u sulfidli minerallarning muhim elementi hisoblanadi va ko'pincha varlamovit bilan birgalikda umumiy qalayning 10-40% ini tashkil qiladi. Ko'pincha sfalerit ZnS, xalkopiritda tarqalgan shakllar. Ko'p hollarda kassiterit ajralib chiqishi bilan stannin parchalanish hodisalari kuzatiladi.

Kolloid shakl

Qalay geokimyosida kolloid va kalay-kremniyli birikmalar katta rol o'ynaydi, lekin u batafsil o'rganilmagan. Element geologiyasida kolomorfik birikmalar va uning kristalli kriptokristalli navlarga aylanishi mahsulotlari muhim o'rin tutadi. Kolomorf kassiterit yopishqoq jelga o'xshash eritmalarni ifodalash shakli sifatida qaraladi.

Mustaqil tadqiqotlar SnO2 ning xlor-kremniy eritmalarida anomal darajada yuqori eruvchanligini aniqladi. Maksimal eruvchanlikka nisbat yordamida erishiladi.

Sn (OH) 4 birikmasining xossalarini va ularning Si (OH) 4 birikmasiga yaqinligini tahlil qilish uning oxir -oqibat H2SnkO2k + 1, SnkO2k - 1 (OH) 2 birikmalarining hosil bo'lishi bilan polimerlanish qobiliyatini ochib beradi. Ikkala holatda ham (OH) guruhini F va Cl anionlari bilan almashtirish mumkin.

Shunday qilib, Sn (OH) 4 molekulalarining polimerlanishi va ularning Si (OH) 4 molekulalari bilan birikishi jel (kolloid) hosil bo'lishiga va m ≤ 8 yoki Hs bo'lgan HmSn2nSinOp zanjirlarining paydo bo'lishiga olib keladi (Nekrasov I. Ya Va boshqalar, 1973).

Mavjud ma'lumotlar shuni ko'rsatadiki, kolloid shakl gidrotermal eritmalardan qalay cho'ktirishda tabiiy qidiruv vosita hisoblanadi.

Suyuq fazada qalay topish shakllari

Kalay geokimyosining eng kam o'rganilgan qismi, garchi mahbus minerallari ko'rinishidagi kassiteritlar gaz-suyuqlik qo'shimchalarida topilgan bo'lsa ham (Kokorin A.M. va boshqalar, 1975). Kalay o'z ichiga olgan maxsus tabiiy eritmalarni tahlil qilish bo'yicha ishlar yo'q. Asosan, hamma narsa eritmalardagi qalayning mumkin bo'lgan shakllari haqida gapiradigan eksperimental tadqiqotlar natijalariga asoslangan. Bu tadqiqotlar metodologiyasini ishlab chiqishda akademik V.L.Barsukov katta rol o'ynadi.

Eritmalarda kalayning tajribada o'rnatilgan barcha shakllari guruhlarga bo'linadi:

Ionik birikmalar. Bu birikmalar va ularning tuzilishi klassik valentlik va stereokimyoviy tasvirlar nuqtai nazaridan tasvirlangan. Quyi guruhlar ajralib turadi:

Oddiy ionlar Sn + 2 va Sn + 4 asosan magmatik eritmalarda, shuningdek pH qiymati past bo'lgan gidrotermal eritmalarda uchraydi. Biroq, gaz-suyuqlik qo'shimchalarining tarkibi bilan aks ettirilgan mavjud gidrotermal tizimlarda bunday shartlar o'rnatilmagan.

Halloid kislota tuzlari - SnF2, SnF40, SnCl40. Kalay va unga aloqador metallarni tashish va cho'ktirishda xlorning roli ftorga qaraganda muhimroq, deb ishoniladi.

Kalay gidroksil birikmalari. Ishqoriy sharoitda boshlang'ich birikmalar H2SnO2, H2SnO4, H2SnO3. Bu shakllar ko'pincha ma'lum mineral shakllar asosida o'rnatiladi. Bu shakllarning ba'zilari ham sun'iy (CaSnO3, Ca2SnO4), ham tabiiy (FeSnO2, Fe2SnO4) kelib chiqishi. Kislotali muhitda bu birikmalar Sn (OH) 2, Sn (OH) 4 kabi kuchsiz asoslar sifatida harakat qiladi. Bunday birikmalarning namoyon bo'lish shakllaridan biri varlamovit deb ishoniladi. Eksperimental ma'lumotlarga ko'ra, Sn (OH) 4 faqat T ga yotqizilgan< 280°C в слабокислых или нейтральных условиях при рН = 7 - 9. Соединения Sn(OH)4 и Sn(OH)3+ устойчивы при рН= 7 - 9, тогда как Sn(OH)2+2 и Sn(OH)+2 - при рН < 7.

Ko'pincha, (OH) -1 guruhlari F va Cl bilan almashtiriladi va qalay gidro birikmalarining galogen bilan almashtirilgan modifikatsiyasini yaratadi. Umuman olganda, bu shakllar Sn (OH) 4-kFk yoki Sn (OH) 4-kFk-nn birikmalari bilan ifodalanadi. Umuman, Sn (OH) 3F birikmasi T = 25 - 50 ° C da, Sn (OH) 2F² T = 200 ° S da barqaror.

Sulfidli birikmalar. Tajriba ma'lumotlariga ko'ra, eritmada pH> 9 da SnS4-4 yoki SnS3-2 birikmalari mavjud; SnS2O -2 (pH = 8-9) va Sn (SH) 4 (pH = 6). Kislotali muhitda beqaror Na2SnS3 tipidagi birikmaning mavjudligi haqida gap bor.

Kalay kompleksli birikmalar kassiteritni ftorli muhitda eritish yo'li bilan o'rganilgan. Bu birikmalar juda yaxshi eriydi. Xlorid eritmalarida olingan birikmalar bir xil xossalarga ega. Tajribalardan ma'lum bo'lgan kompleks birikmalarning asosiy shakllari sifatida Na2 (Sn (OH) 6), Na2 (SnF6), Na2 (Sn (OH) 2F4) va boshqalarni nomlash mumkin. Tajribalar shuni ko'rsatdiki, Sn (OH) 4F2 kompleksi. -2 T = 200 ° S da ustunlik qiladi.

Kolloid va kalay-kremniyli birikmalar. Ularning mavjudligini ko'plab konlarda kolomorf kassiterit segregatsiyalari mavjudligi isbotlaydi.

Kalay konlarining sanoat turlari

Kalayning yuqorida tavsiflangan geokimyoviy xususiyatlari bilvosita E.A. Radkevich tomonidan taklif qilingan kalay rudali konlarida keyingi qo'shimchalar bilan aks ettirilgan.

A. Qalayli granitlarning shakllanishi. Kassiterit granitlarning qo'shimcha qismida joylashgan.

B. Nodir mineral granitlarning shakllanishi. Bu litionit-amazonit-albit tipidagi granitlar (A.A.Beusga ko'ra apogranitlar). Kassiterit aksessuar qismida kolumbit-tatnatlit, mikrolit va boshqalar bilan birga.

B. Kalay o'z ichiga olgan pegmatitlarning shakllanishi. Kalay minerallashuvi Be-Li-, Be-Ta-, F-Li- turlariga xosdir.

D. Dala shpati-kvarts-kassiterit hosil bo'lishi. Yves tomonidan ta'kidlangan. F. Grigoriev. Bu kassit va boshqa minerallarga ega kvarts-dala shpati tomirlari.

Kvarts-kasterit shakllanishi. SSSR armiyasiga tarqatildi. Bu tomir zonalari, kvartsli maysazorlar, muskovit, volframit, kassiterit va boshqalar.

E. Turmalin va xlorit turlariga ega kassiterit-silikat-sulfid hosil bo'lishi. Rossiya Primorye asosiy ishlab chiqarish tuzilmalaridan biri.

G. Kassiterit-sulfid hosil bo'lishi. Shuningdek, qalay ishlab chiqaruvchi asosiy shakl. Unda asosiy turlari ajratiladi:

kalay-volfram mineralizatsiyasi;

kvar-kassiterit-arsenopirit tipidagi ruda jismlari;

sulfid-kassiterit-xlorit tipidagi mahsuldor kvarts tomirlari;

Z. Kalay-skarn shakllanishi.

I. Yog'ochli qalayning shakllanishi (riyolit hosil bo'lishi).

Asosiy va ultrabazik jinslarning shakllanishi (I. Ya. Nekrasovdan keyin)

Kalay dioksidi - optik oynaning sirtini "tugatish" uchun ishlatiladigan juda samarali abraziv material.

Qalay tuzlari aralashmasi - "sariq kompozitsiya" - ilgari jun uchun bo'yoq sifatida ishlatilgan.

Kalay kimyoviy oqim manbalarida anodli material sifatida ham ishlatiladi, masalan: marganets-qalay elementi, oksid-simob-qalay elementi. Qo'rg'oshin-kalay batareyasida qalaydan foydalanish istiqbolli; shuning uchun, masalan, qo'rg'oshin-akkumulyator batareyasi bilan bir xil kuchlanishda, qo'rg'oshin-kalay akkumulyatorining quvvati 2,5 barobar va birlik hajmiga 5 barobar yuqori energiya zichligiga ega, uning ichki qarshiligi ancha past bo'ladi.

Kalay - kimyoviy element

Qalay - qadim zamonlardan beri odamlarga ma'lum bo'lgan kam sonli metallardan biridir. Qalay va mis temirdan oldin kashf etilgan va ularning qotishmasi - bronza, aftidan, birinchi "sun'iy" material, inson tomonidan tayyorlangan birinchi materialdir.

Arxeologik qazishmalar natijalari shuni ko'rsatadiki, miloddan avvalgi besh ming yillikda odamlar qalayning o'zini eriy olishgan. Ma'lumki, qadimgi misrliklar bronza ishlab chiqarish uchun qalay olib kelishgan.

Bu metall qadimgi hind adabiyotida "trapu" nomi bilan tasvirlangan. Stano qalayining lotincha nomi sanskritcha "yuz" dan kelib chiqqan bo'lib, "qattiq" degan ma'noni anglatadi.

Kalay Gomerda ham tilga olingan. Miloddan deyarli o'n asr oldin, finikiyaliklar kalay rudasini Britaniya orollaridan olib kelishgan, keyin ular kasetitlar deb atalgan. Demak, kassiterit nomi - kalay minerallarining eng muhimlari; uning SnO2 tarkibi. Yana bir muhim mineral - stanit yoki qalay pirit, Cu2FeSnS4. 50 -sonli elementning qolgan 14 ta minerali ancha kam tarqalgan va sanoat qiymatiga ega emas. Aytgancha, ota -bobolarimiz qalay rudalarini bizdan ko'ra boyroq bo'lgan. Metallni er yuzida topilgan va boyitilgan rudalardan to'g'ridan -to'g'ri eritish va eritishning tabiiy jarayonlarida eritish mumkin edi. Bizning davrimizda bunday rudalar endi yo'q. Zamonaviy sharoitda qalay olish jarayoni ko'p bosqichli va mashaqqatli. Hozir qalay eritiladigan rudalarning tarkibi murakkab: 50 -sonli elementdan tashqari (oksid yoki sulfid shaklida) ular tarkibida odatda kremniy, temir, qo'rg'oshin, mis, mishyak, kaltsiy, volfram va boshqa elementlar mavjud. Hozirgi kalay rudalarida kamdan -kam hollarda 1% dan ortiq Sn, va undan ham pastroq: 0,01 ... 0,02% Sn. Bu shuni anglatadiki, bir kilogramm kalay olish uchun kamida bir sentner ruda qazib olish va qayta ishlash kerak.

Rudalardan qalay qanday olinadi? 50 -sonli elementni ma'dan va shag'allardan ishlab chiqarish har doim boyitishdan boshlanadi. Kalay rudalarini boyitish usullari juda xilma -xildir. Ular, xususan, asosiy va hamroh bo'lgan minerallarning zichligi farqiga asoslangan tortishish usulidan foydalanadilar. Shu bilan birga, shuni esdan chiqarmasligimiz kerakki, hamrohlar har doim ham bo'sh tosh emas. Ular ko'pincha volfram, titan, lantanidlar kabi qimmatbaho metallarni o'z ichiga oladi. Bunday hollarda, qalay rudasidan barcha qimmatli komponentlarni ajratib olishga urinishadi.

Olingan qalay konsentratining tarkibi, shuningdek, bu konsentratning qanday olinganiga bog'liq. Undagi kalay miqdori 40 dan 70%gacha. Konsentrat qovurish uchun o'choqqa yuboriladi (600 ... 700 ° S da), undan nisbatan uchuvchan mishyak va oltingugurt aralashmalari chiqariladi. Temir, surma, vismut va boshqa metallarning ko'p qismi olovdan keyin xlorid kislotasi bilan yuviladi. Bu bajarilgandan so'ng, kalayni kislorod va kremniydan ajratish qoladi. Shuning uchun qo'pol kalay ishlab chiqarishning oxirgi bosqichi - ko'mir bilan eritish va reverberator yoki elektr pechlarda oqim. Fizik-kimyoviy nuqtai nazardan, bu jarayon yuqori o'choqli jarayonga o'xshaydi: uglerod kalaydan kislorodni "olib ketadi" va oqimlar kremniy dioksidini metallga nisbatan engil bo'lgan cürufga aylantiradi.

Qalin kalayda hali ham juda ko'p iflosliklar bor: 5 ... 8%. Yuqori sifatli metall navlarini (96,5 ... 99,9% Sn) olish uchun olov yoki kamroq elektrolitik ishlatiladi. Yarimo'tkazgichlar sanoatiga kerak bo'lgan, deyarli oltita to'qqiz - 99,99985% Sn toza bo'lgan qalay asosan zonani eritish usuli bilan olinadi.

Bir kilogramm kalay olish uchun bir sentner rudani qayta ishlash shart emas. Siz buni boshqacha qilishingiz mumkin: 2000 ta eski bankalarni "yirtib tashlang".

Har biri uchun atigi yarim gramm qalay bor. Ammo ishlab chiqarish ko'lamiga ko'paytirilsa, bu yarim gramm o'nlab tonnaga aylanadi ... Kapitalistik mamlakatlar sanoatida "ikkilamchi" qalayning ulushi umumiy ishlab chiqarishning uchdan bir qismini tashkil qiladi. Mamlakatimizda qalayni qayta tiklash uchun yuzga yaqin sanoat qurilmalari mavjud.

Kalay qalay plastinkadan qanday chiqariladi? Buni mexanik usullar bilan amalga oshirish deyarli mumkin emas, shuning uchun ular temir va qalayning kimyoviy xossalaridagi farqdan foydalanadilar. Ko'pincha qalay xlor gazi bilan ishlanadi. Namlik bo'lmaganida temir u bilan reaksiyaga kirmaydi. Kalay xlor bilan oson birlashadi. Bug'lantiruvchi suyuqlik hosil bo'ladi - qalay xlorid SnCl4, kimyo va to'qimachilik sanoatida ishlatiladi yoki undan metall qalay olish uchun elektrolizatorga yuboriladi. Va yana "bo'ron" boshlanadi: po'lat plitalar bu qalay bilan qoplanadi, ular qalay plastinka oladi. Undan idishlar tayyorlanadi, idishlar oziq -ovqat bilan to'ldiriladi va muhrlanadi. Keyin ular ochiladi, konservalar iste'mol qilinadi, qutilar tashlanadi. Va keyin (afsuski, hammasi emas) yana "ikkilamchi" qalay fabrikalariga boradilar.

Boshqa elementlar tabiatda o'simliklar, mikroorganizmlar va boshqalar ishtirokida aylanadi. Qalay aylanishi - bu inson qo'lidan qilingan ish.

Qotishmalardagi kalay. Kalay qutilari dunyodagi qalay ishlab chiqarishning qariyb yarmini tashkil qiladi. Boshqa yarmi esa, turli qotishmalar olish uchun. Biz kalay qotishmalarining eng mashhuri - bronza haqida batafsil to'xtalib o'tmaymiz, o'quvchilarni bronzaning yana bir muhim tarkibiy qismi bo'lgan mis haqidagi maqolaga havola etamiz. Bu oqilona, ​​chunki qalaysiz bronzalar bor, lekin "missiz" yo'q. Qalaysiz bronzalar paydo bo'lishining asosiy sabablaridan biri bu 50 -elementning etishmasligi. Shunga qaramay, qalay o'z ichiga olgan bronza mashinasozlik va san'at uchun muhim material bo'lib qolmoqda.

Texnika boshqa kalay qotishmalariga ham muhtoj. Biroq, ular deyarli hech qachon qurilish materiallari sifatida ishlatilmaydi: ular etarlicha kuchli emas va juda qimmat. Ammo ular boshqa texnik xususiyatlarga ega bo'lib, ular muhim texnik muammolarni nisbatan kichik materiallar yordamida hal qilishga imkon beradi.

Ko'pincha qalay qotishmalari antifriction materiallari yoki lehim sifatida ishlatiladi. Birinchisi, ishqalanish yo'qotilishini kamaytirib, mashinalar va mexanizmlarni tejash imkonini beradi; ikkinchisi metall qismlarni birlashtiradi.

Barcha antifriksiyali qotishmalardan 90% gacha qalay o'z ichiga olgan kalay babbitlari eng yaxshi xususiyatlarga ega. Yumshoq va past eriydigan qo'rg'oshin-kalay lehimlari ko'pchilik metallarning sirtini yaxshi namlaydi, yuqori egiluvchanlik va charchoq qarshiligiga ega. Biroq, lehimlarning mexanik kuchi etarli emasligi sababli ularni qo'llash sohasi cheklangan.

Qalay ham gartning tipografik qotishmasining bir qismidir. Nihoyat, kalay asosidagi qotishmalar elektrotexnikada juda zarur. Elektr kondansatkichlari uchun eng muhim material stanioldir; u deyarli sof qalay bo'lib, ingichka qatlamlarga aylanadi (stanioldagi boshqa metallarning ulushi 5%dan oshmaydi).

Aytgancha, ko'plab kalay qotishmalari boshqa metallar bilan 50 -elementning haqiqiy kimyoviy birikmalaridir. Qotishma, kalay kaltsiy, magniy, tsirkonyum, titan va ko'plab noyob tuproq elementlari bilan o'zaro ta'sir qiladi. Olingan birikmalar yuqori refrakterlik bilan ajralib turadi. Shunday qilib, Zr3Sn2 tsirkonyum stannidi faqat 1985 ° S da eriydi. Va bu erda "ayb" faqat sirkonyumning refrakterligi emas, balki qotishmaning tabiati, uni hosil qiluvchi moddalar orasidagi kimyoviy bog'lanishdir. Yoki boshqa misol. Magniy refrakter metallardan biri emas, 651 ° C rekord erish nuqtasidan uzoqda. Kalay 232 ° C past haroratda eriydi. Va ularning qotishmasi - Mg2Sn birikmasi 778 ° S erish nuqtasiga ega.

50 -sonli element juda ko'p turdagi qotishmalar hosil qilishi bizni dunyoda ishlab chiqarilgan qalayning atigi 7 foizi kimyoviy birikmalar shaklida iste'mol qilinadi degan fikrni tanqidiy ko'rib chiqishga undaydi ("Qisqa kimyoviy entsiklopediya", 3 -jild, 739 -bet). Ko'rinib turibdiki, biz bu erda faqat metall bo'lmagan birikmalar haqida gapirayapmiz.

Metall bo'lmagan birikmalar. Bu moddalardan xloridlar eng muhim hisoblanadi. Yod, fosfor, oltingugurt va ko'plab organik moddalar qalay tetraklorid SnCl4da eriydi. Shuning uchun u asosan o'ziga xos hal qiluvchi sifatida ishlatiladi. Kalay dichlorid SnCl2 bo'yashda mordan va organik bo'yoqlar sintezida qaytaruvchi vosita sifatida ishlatiladi. To'qimachilik sanoatida xuddi shu vazifa 50 -elementli yana bir birikma - natriy stanat Na2SnO3 uchun. Bundan tashqari, ipakni og'irlashtiradi.

Sanoat cheklangan darajada kalay oksidlaridan ham foydalanadi. SnO yoqut oynani yasash uchun ishlatiladi, SnO2 oq sir uchun ishlatiladi. Kalay disulfid SnS2 ning oltin-sariq kristallari ko'pincha yog'och va gipsni "yaltirash" uchun ishlatiladigan oltin barg deb ataladi. Bu, aytganda, qalay aralashmalaridan eng "antimodern" foydalanishdir. Va eng zamonaviy?

Agar biz faqat kalay birikmalarini nazarda tutadigan bo'lsak, demak, bu bariy stannat BaSnO3ni radiotexnikada zo'r dielektrik sifatida ishlatishdir. Va qalay izotoplaridan biri 119Sn Mossbauer effektini o'rganishda muhim rol o'ynadi - buning natijasida yangi tadqiqot usuli - gamma -rezonansli spektroskopiya yaratildi. Va bu qadimgi metall zamonaviy fanga xizmat qilgan yagona holat emas.

Kulrang qalay misolida - 50 -sonli element modifikatsiyasidan biri - yarimo'tkazgichli materialning xossalari va kimyoviy tabiati o'rtasida bog'liqlik aniqlandi. Ko'rinib turibdiki, kulrang qalayni yaxshi so'z bilan eslab qolish mumkin bo'lgan yagona narsa: bu ko'proq zarar keltirdi, shuncha yaxshi. Biz kalay birikmalarining yana bir katta va muhim guruhi haqida gapirgandan so'ng, bu turdagi # 50 elementga qaytamiz.

Organotin haqida. Ma'lumki, qalayni o'z ichiga olgan ko'plab organoelemental birikmalar mavjud. Ulardan birinchisi 1852 yilda olingan.

Dastlab, bu sinfdagi moddalar faqat bitta usulda - qalayning noorganik birikmalari va Grignard reaktivlari o'rtasidagi almashinuv reaktsiyasi natijasida olingan. Mana shunday reaktsiyaga misol:

SnCl4 + 4RMgX → SnR4 + 4MgXCl

(R - bu uglevodorod radikali, X - halogen).

SnR4 tarkibidagi birikmalar keng amaliy qo'llanma topa olmadi. Ammo ulardan boshqa organotin moddalari olingan, ularning foydasi shubhasiz.

Birinchi marta organotinga qiziqish Birinchi jahon urushi paytida paydo bo'lgan. O'sha paytgacha olingan deyarli barcha organik qalay birikmalari zaharli edi. Bu birikmalar toksik moddalar sifatida ishlatilmadi; ularning hasharotlar, mog'or va zararli mikroblarga toksikligi keyinchalik ishlatilgan. Trifeniltin asetat (C6H5) 3SnOOCCH3 asosida kartoshka va qand lavlagining qo'ziqorin kasalliklariga qarshi samarali dori yaratildi. Bu dori yana bir foydali xususiyatga ega bo'lib chiqdi: u o'simliklarning o'sishi va rivojlanishini rag'batlantirdi.

Pulpa -qog'oz sanoati apparatida rivojlanayotgan qo'ziqorinlarga qarshi kurashish uchun boshqa modda - tributiltin gidroksidi (C4H9) 3SnOH ishlatiladi. Bu uskunaning ishlashini sezilarli darajada yaxshilaydi.

Dibutiltin dilaurinat (C4H9) 2Sn (OCOC11H23) 2 ko'plab "kasblarga" ega. Veterinariya amaliyotida gelmintlarga (qurtlarga) qarshi vosita sifatida ishlatiladi. Xuddi shu modda kimyo sanoatida polivinilxlorid va boshqa polimerik materiallar uchun stabilizator sifatida keng qo'llaniladi. Bunday katalizator ishtirokida uretanlar (poliuretan kauchuklari monomerlari) hosil bo'lishining reaksiya tezligi 37 ming marta oshadi.

Organotin birikmalari asosida samarali insektitsidlar yaratilgan; Organotin ko'zoynaklari rentgen nurlanishidan ishonchli himoya qiladi, polimer qo'rg'oshin va organotin bo'yoqlari kemalarning suv osti qismlarini qoplaydi, shunda ular ustida mollyuskalar o'smaydi.

Bularning barchasi tetravalent qalay aralashmalari. Maqolaning cheklangan doirasi bizga ushbu sinfning boshqa ko'plab foydali moddalari haqida gapirishga imkon bermaydi.

Stanozlarning organik birikmalari, aksincha, juda kam va amalda o'z qo'llanilishini topmagan.

Kulrang qalay haqida. 1916 yilning sovuq qishda, qalay partiyasi temir yo'l orqali Uzoq Sharqdan Rossiyaning Evropa qismiga jo'natildi. Ammo kumush-oq ingot o'rniga, lekin asosan mayda kulrang kukun.

To'rt yil oldin, qutb tadqiqotchisi Robert Skotning ekspeditsiyasi bilan falokat yuz berdi. Janubiy qutbga boradigan ekspeditsiya yoqilg'isiz qoldi: u temir idishlardan qalay bilan lehimlangan tikuvlar orqali oqib chiqdi.

Taxminan o'sha yillarda mashhur rus kimyogari V.V. Markovnikovga komissarlik murojaat qilib, rus armiyasiga etkazib berilgan konservalangan choynak bilan nima bo'layotganini tushuntirib berdi. Misol sifatida laboratoriyaga olib kelingan choynak kulrang dog'lar va o'simtalar bilan qoplangan edi, ular hatto qo'li bilan engil tap bilan ham qulab tushdi. Tahlil shuni ko'rsatdiki, chang ham, birikma ham hech qanday iflosliksiz, faqat qalaydan iborat.

Bu holatlarning barchasida metall nima bo'ldi?

Boshqa ko'plab elementlar singari, qalayda ham bir nechta allotropik modifikatsiyalar, bir nechta holatlar mavjud. ("Allotropiya" so'zi yunon tilidan "boshqa mulk", "boshqa burilish" deb tarjima qilingan.) Oddiy musbat haroratda, qalay hech kim uning metallar sinfiga kirishiga shubha qila olmaydiganga o'xshaydi.

Oq metall, egiluvchan, egiluvchan. Oq qalay kristallari (beta-qalay deb ham ataladi) tetragonaldir. Elementar kristall panjara qirralarining uzunligi 5,82 va 3,18 Ǻ. Ammo 13,2 ° C dan past haroratlarda qalayning "normal" holati boshqacha. Bu harorat chegarasiga yetishi bilan qalay quymasining kristall tuzilishida restrukturizatsiya boshlanadi. Oq qalay kukun kulrang yoki alfa-qalayga aylanadi va harorat qancha past bo'lsa, bu konversiya tezligi shuncha yuqori bo'ladi. Minus 39 ° S da maksimal darajaga etadi.

Kub shaklidagi kulrang qalay kristallari; ularning birlik hujayralari kattaroq - chekka uzunligi 6,49 Ǻ. Shunday qilib, kulrang qalayning zichligi oq rangga qaraganda ancha past: mos ravishda 5,76 va 7,3 g / sm3.

Oq qalayning kul rangga aylanishining natijasi ba'zan "qalay vabosi" deb ataladi. Armiya choynaklarida dog'lar va to'planishlar, qalay changli vagonlar, suyuqlik o'tkazuvchan bo'lib qolgan tikuvlar bu "kasallik" ning oqibatlaridir.

Nega endi bunday voqealar sodir bo'lmaydi? Faqat bitta sabab bilan: ular qalay vabosini "davolash" ni o'rgandilar. Uning fizik -kimyoviy tabiati aniqlandi, ma'lum qo'shimchalar metalning "vabo" ga sezuvchanligiga qanday ta'sir qilishi aniqlandi. Ma'lum bo'lishicha, alyuminiy va sink bu jarayonga hissa qo'shadi, vismut, qo'rg'oshin va surma, aksincha, unga qarshi turadi.

Oq va kulrang qalaydan tashqari, 50 -sonli elementning yana bir allotropik modifikatsiyasi - 161 ° C dan yuqori haroratda barqaror bo'lgan gamma qalay topildi. Bunday qalayning o'ziga xos xususiyati mo'rtlikdir. Har qanday metallar singari, qalay ham harorat ko'tarilganda egiluvchan bo'ladi, lekin faqat 161 ° C dan past haroratda. Keyin u egiluvchanligini butunlay yo'qotadi, gamma qalayga aylanadi va shunchalik mo'rt bo'lib ketadiki, uni maydalash mumkin.

Ommabop shaklda muallif juda qadimiy metall - qalay bilan tanishtiradi. Bu metall va uning tuzlari ko'plab milliy iqtisodiyotlarda ishlatiladi. Organotin qoplamalari himoya qoplamasi sifatida ishlatiladi. Qishloq xo'jaligi va tibbiyotda organotin preparatlari keng qo'llaniladi. Hozirgi vaqtda qalay kukuni, folga va boshqa qotishmalar va tuzlarsiz qilish mumkin emas.

Kim u? Yumshoq tabiatli, boshqalarga qattiqlik beradi. Tabiiy eriydigan, u boshqa metallar bilan birgalikda o'tga chidamli bo'ladi. Asrlar mobaynida u hozirgacha bizni o'ziga tortib kelayotgan qo'ng'iroqlar va to'plar, yodgorliklar, haykallar va bezaklarni tashlash uchun ishlatilgan.

Bugun biz uni tipografik shriftlarda, qutilarda va rulmanlarda uchratamiz. Uning izotoplaridan biri olimlarga kimyogarlar, fiziklar, biologlar tomonidan keng qo'llaniladigan yangi tadqiqot usulini ishlab chiqishga yordam berdi (gamma-rezonansli spektroskopiya).

Yaqinda u uglevodorodlar bilan "do'stlashdi" va kimyogarlar ajoyib xususiyatlarga ega bo'lgan moddalarni - pestitsidlar, katalizatorlar, stabilizatorlar, o'simliklarning o'sish stimulyatorlari, dorilar va bo'yoqlar tayyorlashni boshladilar.

Daraxtda porloq o'yinchoqlarni ko'rib, siz "yaltirash" dagi tanishimizni tan olasiz. U alohida kvartirada "yashamaydi", lekin har doim turli qo'shnilar bilan "kommunal" kvartirada yashaydi. Ko'pincha u tog'larda - granit qoyalarda va qoyalarda turar joy tanlaydi. Ko'pincha daryolar bo'yida va dengiz va okean sohillarida "joylashadi". Va ba'zida u er ostida yashaydi. Shuning uchun ham uni "yuzaga chiqishga" majburlash oson emas, "qo'shnilaridan ajratish" undan ham qiyinroq. Shuning uchun ham u kontsentratorlar va metallurglarga katta muammo tug'diradi.

Birinchi uchrashuv.

Qadim zamonlarda odamlar bu kumush-oq metallni qanday bilishgan, ular birinchi marta qaerda va qachon uchrashishgan?

Olovni olgach, odamlar undan foydalanishni o'rgandilar - ular loydan, rudalardan eritilgan metallarni yoqib yuborishdi. O'sha paytda, qadimgi yunonlarning e'tiqodiga ko'ra, odam qalay bilan tanishgan. Buni go'zal she'riy afsona aytadi.

Ammo zamonaviy fan bu savolga qanday javob beradi?

Hozirgacha olimlar o'rtasida yakdillik yo'q va bitta javob yo'q.

"Bizning eramizdan besh -olti ming yil oldin, odam temirni eritish va qayta ishlashni o'rganganidan ancha oldin, u qalayni qanday eritishni bilardi", deb yozgan akademik A.E. Fersman1. Ammo hamma olimlar ham bu fikrga qo'shilishmaydi. Ba'zilar, arxeologik qazishmalarga asoslanib, bu voqea deyarli ming yil o'tgach sodir bo'lgan deb hisoblaydilar. Hozirgacha eng qadimiy kalay buyumlari Misr piramidalaridan birida topilgan halqa va kolba hisoblanadi. Ko'rinishidan, ular miloddan avvalgi II ming yillikning o'rtalarida qilingan.

1 Fersman A.E. Ko'ngilochar geokimyo. M.-L.: Detgiz, 1954, 174 b.

Biroq, bu topilmalar, qalay sof shaklda ilgari ishlatilmaganligining etarlicha kuchli isboti bo'la olmaydi. Ehtimol, ko'plab qadimgi kalay buyumlari bu metalning havo va namlikka chidamliligi past bo'lgani uchun bizga kelmagan. Bundan tashqari, Qadimgi Sharqda qalay konlari kam bo'lgan. Ular Mesopotamiyada, Shimolda, Eronda uchrashishdi. Misrning o'z qalayi yo'q edi, u Erondan olib kelingan.

Qadimgi hind adabiyotida - Vedalarda Mahabharata - qalay trapu deb ataladi. Shu bilan birga, pewter lotincha nomi sanskritcha "yuz" dan keladi - qat'iyatli, "qattiq, bardoshli". Bu shuningdek, qalay miloddan avvalgi to'rt ming yil oldin ma'lum bo'lganligini ko'rsatadi. Kalay so'zining yana bir ma'nosi bor - "turg'un suv", hovuz, ko'l. Asrning o'rtalarida qalay qo'rg'oshinning bir turi hisoblanib, oq qo'rg'oshin (Plumbum albomi), oddiy qo'rg'oshin esa qora qo'rg'oshin (Plumbum nigrum) deb nomlangan. Mashhur professor N. A. Figurovskiyning so'zlariga ko'ra, "qalay" ruscha nomi qadimgi slavyan "qalay" so'zidan kelib chiqqan. Qadimgi slavyanlar uni qo'rg'oshin idishlarida saqlashgan va, ehtimol, bu metalni (qo'rg'oshin) chaqira boshlagan. "Kalay so'zi, - deb yozadi N. A. Figurovskiy, - boshqa suyuq tananing nomi bilan ham bog'liq - moy (oleum) ... qalayga o'xshash so'zlar - qalay (qo'rg'oshin lampasi) va qalay (qalay idish)".

Hatto ilgari odamlar mis bilan, taxminan 6,5-7 ming yil oldin tanishgan. Ba'zi arxeologlarning fikricha, odam bu metall bilan ancha oldinroq tanishgan.

60-yillarda Chatal-Gayyukda kulolchilikdan oldingi neolit ​​qatlamlari topilgan. Bu qatlamlarning tahlili shuni ko'rsatdiki, ular miloddan avvalgi VII-VI ming yillarga tegishli. Bu qazishmalarda mis chig'anoqlar topilgan. Shuning uchun, ba'zi olimlar odam bilan tanishish miloddan avvalgi 9 ming yil oldin sodir bo'lgan deb bahslasha boshladilar. Ammo keyingi tadqiqotlar bu taxminni tasdiqlamadi.

Mis rudalari ko'pincha turli xil iflosliklar bilan ifloslangan. Ehtimol, ular orasida qalay rudasining qora toshlari ham bo'lishi mumkin. Eritadigan pechga kirgan kalayli ruda mis bilan aralashtirildi va qotishma - bronza (forscha "bronpsion" so'zidan "qotishma" degan ma'noni anglatadi) hosil bo'ldi.

Hatto qadim zamonlarda ham ma'lum bo'lganki, mis rudasiga ba'zi minerallarning qo'shilishi undan metall erib ketishini osonlashtiradi.

Qalag'ir tosh bo'laklari mis rudasiga oqim sifatida qo'shilgan bo'lishi mumkin.

Misni eritish paytida tasodifan olingan bronza, o'sha uzoq vaqtlarda odamlar orasida tez e'tirofga sazovor bo'lgan. Yangi oltin-sariq qotishma misdan ancha qattiqroq, mukammal zarb qilingan, mukammal qoliplangan va yaxshi qayta ishlangan.

"Biz bu ajoyib qotishma odam tomonidan qanday kashf qilinganini bilmaymiz", deb yozadi akademik A.E. Fersman. "Taxmin qilish mumkinki, odam qalay aralashmasi bilan mis rudasini ko'p marta eritgan (mis va qalayning" murakkab "konlari topilgan) va oxir -oqibat qo'shma eritish natijasini payqagan va uning ahamiyatini tushungan.

Bronzaning ajoyib xislatlari misni tarixdan oldingi odamlardan deyarli butunlay olib tashlashga yordam berdi. Ular bronzadan qurol yasashni boshladilar - bolta, qilich, xanjar, o'q uchlari, o'qlar, taqinchoqlar - bilaguzuklar, marjonlar. Bronza davri insoniyat madaniyatida muhim rol o'ynadi.

Qalay rudasining bo'laklari mis eritishga shunchalik foydali ta'sir ko'rsatishini payqagan qadimgi metallurglar, ehtimol, mis rudasiz qora toshlarni eritishga harakat qilishgan. Eritiladigan pechda kumush rangli oq metall, qalay tomchilari paydo bo'ldi.

Bronza davrida bu metall o'zining sof ko'rinishida keng qo'llanilmadi. Hunarmandlar qalaydan qurol va idishlarga bezaklar yasashgan. Qadimgi yunon afsonalaridan biri olov xudosi va temirchi hunarmandchiligi Gefest qanday qilib Axilles qahramoniga qalqon yasab, uni qalaydan yasalgan bezak bilan bezatgani haqida hikoya qiladi. Bu haqda "Iliada" - Gomer muallifi aytib o'tgan.

Kalayni qadrlab, uni rudadan qanday eritish kerakligini bilib, qadimgi konchilar bu rudani qidira boshladilar. O'sha paytda ularning ixtiyorida zamonaviy geologlarning ilm -fan va texnologiyasi ta'minlagan turli xil asboblar va usullarning boy arsenali yo'q edi.

Bir necha yil oldin, "xizmatda" bo'lgan geologlar yangi original qurilma - gamma -rezonansli qalay detektori bor edi. Uning yordami bilan rudadagi metall tarkibini yuzdan bir aniqlik bilan aniqlash mumkin.

Ovchilar-qo'riqchilar singari, konchilar ham juda ehtiyotkor bo'lishgan va bu ularga er osti boyliklarining sirini ochishga yordam bergan. Xuddi shunday, suv va daraxtlar ko'pincha konchilarga ruda qaerda joylashganligini aytib berishgan. Ular o'z tajribalaridan ma'lum bo'lishicha, daraxtlar, butalar, qo'ziqorinlarning ayrim turlari rudalar yotqizilgan joylarda o'sadi. Misol uchun, ba'zi joylarda mis rudalari yotqizilgan joylardan deyarli har doim kachim o'sadi (o't, kamdan -kam hollarda chinnigullar oilasidan mitti buta), boshqalarda - eman.

Konchilar qalay rudalarini topgan ko'plab boshqa belgilar mavjud. Sovuq kuz kechalarida sovuq erga ozgina sepib, daraxtlarning tepalarini kumushlaydi. Ma'lum bo'lishicha, quyosh nurlari bilan har qanday ma'dan yotadigan joyda sovuq eng tez eriydi. Buning sababi, ruda venasi paydo bo'ladigan joylarda er tezroq isiydi (axir, metall oksidlarining issiqlik sig'imi tuproqdan yuqori). O'rta asrlarda mashhur metallurg Agricola ma'dan konlari ustidan sovuqning tezroq erishini qorong'u narsalar tezroq isishi bilan izohlagan.

Hech qanday mukammal asboblarsiz, qadimgi konchilar tokdan foydalanib, har xil metall rudalarini, shu jumladan qalayni qidirishgan. Ba'zilar findiq novdalarini rudalarni qidirish uchun eng mos deb hisoblashgan. Boshqalar misni kulli uzum, qo'rg'oshin va ayniqsa qalay - qarag'ay novdalari yordamida topdilar.

Ba'zi zamonaviy olimlar "sehrli tayoq" ishlatishning bu ajoyib san'atini oddiy quack deb bilishadi yoki uni qadimgi xurofotlarning aks -sadosi deb bilishadi.

Boshqa olimlar, qadimgi konchilarning yo'ldosh va tomirli metallarni topishning g'ayrioddiy san'atidan hayratga tushib, ularga magnit maydonlari va ma'dan konlari hosil bo'ladigan kuchsiz elektr toklarining o'ziga xos sezuvchanligini ko'rsatishga tayyor. Bronza davri odamlarining g'ayritabiiy tuyg'ulariga, masalan, barmoqlari bilan "ko'rish" qobiliyatiga ishonishga tayyor bo'lganlar ham bor. Albatta, bunday taxminlar haqiqatga to'g'ri kelmaydi.

Qalay bilan tanishishning boshida qadimgi odamlar qalay rudasini plasserlardan, asosan daryo cho'kmalarida qazib olishgan. O'sha paytlarda ular uni yuvish texnikasi bilan allaqachon tanish edilar. Keyinchalik chuqur yotadigan qalay rudasidan qalay qazib olina boshladi.

Rudalar ochiq usulda qazib olindi. Ochiq ishlarda konchilarni vayronalar ostidagi to'siqlardan va o'limdan himoya qilish uchun ko'priklar (ustunlar) qurilgan, garchi tez -tez baxtsiz hodisalar ro'y bersa. Hozirgacha, Sibir, Qozog'iston, Oltoy va boshqa mamlakatlar hududida qadimgi ishlarni arxeologik qazish paytida va mis va qalay allaqachon bronza davrida (Angliya, Xitoy va Peruda) qazib olingan joylarda skeletlari topilgan. o'lik konchilar topilgan.

Er osti inshootlarida mumkin bo'lgan qulashlardan himoya qilish uchun ustunlar ham qoldirilgan. Ammo bu allaqachon toshdan yasalgan ustunlar yoki ustunlar bo'lib, ular aditning gumbazini qo'llab -quvvatlagan. Bunday birikmalar mis va qalay qazib olingan ko'plab qadimiy ishlarda uchraydi. Ko'pincha, bunday tayanchlar tosh plitalardan yoki toshlardan o'ralgan va o'rmon ko'p bo'lgan joylarda ko'pincha yog'och ustunlar ishlatilgan. O'sha uzoq vaqtlarda ular tosh yoki yog'och zinapoyalarga o'yilgan zinapoyalar bo'ylab er osti galereyalariga tushishdi. Ko'pincha bu kesikli yog'ochlar yoki qalin shoxlari kesilgan daraxtlar edi. Uralsda, qadimgi konlardan birida, bunday zinapoya topilgan. Bunday ibtidoiy zinapoyalarda konchilar nafaqat reklama va ish joylariga tushishgan, balki javonlarda, charm sumkalarda va to'qilgan savatlarda ham rudalarni ko'tarishgan.

Dastlab, kalay rudadan olovda eritilgan. Olovning alangasi past eriydigan metallni olish uchun etarli edi (axir, qalay allaqachon 232 gradusda eriydi). Keyinchalik, qalay chuqurlarda eriy boshladi, uning devorlari er osti suvlarining kirib kelishidan va erigan metalning erga oqishidan himoya qilish uchun zich loy qatlami bilan qoplangan. Quduqqa o'tin va ma'dan bo'laklari qatlam bo'lib yotqizilgan.

Qalay eritishdan qalay eritish texnologiyasi biroz boshqacha edi. Birinchidan, chuqurda olov yoqildi, o'tin yonib ketganda, yonayotgan ko'mir ustiga ma'dan quyildi.

Ikkala holatda ham eritish jarayonida hosil bo'lgan suyuq metall chuqur tubida to'plangan. U maxsus chelaklar bilan o'ralgan va qoliplarga quyilgan.

Keyinchalik, chuqurda yoqilg'ining yonishini yaxshilash uchun havo etkazib berish uchun körükler ishlatilgan. Bu kichik yaxshilanish chuqurlarning hajmini oshirishga imkon berdi, ular kengroq va chuqurroq qilib qurila boshladi. Ammo vaqt o'tishi bilan eritmalar katta bo'lib ketdi va metallni chuqurning tubidan olish qiyinlashdi.

Qutqarilgan, hozir aytganimizdek, zukkolik. Qadimgi metallurglarning ba'zilari rudani eritish uchun yangi "birlik" - ichkarida o'tga chidamli loy bilan qoplangan katta yog'och bochkani ixtiro qilgan. Bu "astar" yuqori haroratga ishonchli bardosh berdi. tez orada chuqurlarni (pechlarni) almashtirdi. Ma'lum bo'lishicha, ular bochkalarda metallni eritish, ular ichiga ko'mir va ruda qatlamini quyishgan, shuningdek havoda pufak bilan puflash, quduqlardan ko'ra yomon emas, lekin ancha qulayroq.

Asrlar o'tdi, metall eritish texnikasi takomillashdi. Barrellar o'rniga kichik hunarmand milli pechlar qo'yildi (bunday uy qurilishi pechlari XX asr boshlarida Xitoyda qalay eritish uchun ishlatilgan). G'isht yoki toshdan qurilgan bunday o'choq avval o'tin va ko'mir bilan isitiladi, so'ngra unga qatlamli rudalar va ko'mir (va keyinchalik koks) yuklanadi. Havo ham pufak bilan puflandi, lekin oldingisidan ko'ra ko'proq talab qilinganligi sababli, shamollatgich otlar yordamida harakatga keltirila boshladi. Kelajakda otning tortishuvi drenaj g'ildiraklari bilan almashtirildi.

Biroq, ibtidoiy milli pechlarda qalay rudasini eritganda, shlak eriydigan haroratga etib borish mumkin emas edi. Chiqindilar toshlari pechda zich massa shaklida qoldi. Shuning uchun, eritish oxirida, cürufni olib tashlash uchun o'choqni demontaj qilish kerak edi.

Vaqt o'tishi bilan qalay juda katta o'lchamdagi milli pechlarda va eritilgan cüruf hosil bo'ladigan yuqori haroratda eriy boshladi. Ammo kalayning kamayishi bilan bir vaqtda temirning kamayishi ham sodir bo'ldi. Natijada, ko'p miqdordagi har xil o'tga chidamli temir-kalay qotishmalari olindi (metallurglar ularni "gartlinglar" deb atashadi). Ular sof qalay hosilini sezilarli darajada kamaytirdilar. Milli pechlarning kamchiliklari shundaki, ularda faqat katta bo'laklardan tashkil topgan qalay rudalarini eritish mumkin edi. Va bunday rudalar kam edi. Keyinchalik metallurglar rudalar va kontsentratlarni oddiy yuvish natijasida olingan bunday pechlarda qayta ishlashni o'rgandilar. Ular oldindan maxsus panjaralarda sinterlangan.

Kalayni eritish texnikasi asta -sekin yaxshilandi. Faqat 18 -asrning boshlarida, Angliyada birinchi marta valli pechlar panjarali pechlar bilan reflektorli pechlarga almashtirildi. Ularni isitish uchun maydalangan ko'mir ishlatilgan, keyinroq.

Yansıtıcı pechlar juda ko'p afzalliklarga ega edi. minalar, shuning uchun ular tezda joylarini almashtira boshladilar. Biroq, reverberatsion pechlarda 1300-1350 darajadan yuqori eritish paytida rudaning qizdirish haroratini ko'tarish mumkin emas edi. Kalayni shlaklardan to'liq chiqarib olish uchun siz ko'p ohak qo'shishingiz kerak, bu esa erish nuqtasini 1400-1500 darajaga ko'taradi.

30-40-yillarda qalay elektr pechlarda cürufdan olinadi, bu erda yuqori haroratni olish mumkin. Endi bunday pechlarda qalayga boy kontsentratlar eritiladi (agar ularda temir aralashmasi bo'lmasa), ya'ni metall qo'shimcha cürufni qayta ishlashsiz eriydi. Bundan tashqari, elektr pechlarning mahsuldorligi (maydon birligiga) reflektorli pechlarga qaraganda ancha yuqori. Elektr pechlaridan foydalanish ishlab chiqarish madaniyatini oshirish va metallurglarning mehnat sharoitlarini yaxshilash imkonini berdi.

Konchilik va eritish texnikasi yutuqlariga qaramay, qalay baribir qimmat metalldir.

Iblisning yig'i. Ko'p asrlar davomida turli mamlakatlardagi kimyogarlar asosiy metallardan oltin olish uchun muvaffaqiyatsiz urinishgan. Alkimyogarlar tabiat har doim mukammal narsalarni, masalan, oltinni yaratishga intilishini o'rgatgan, ammo noqulay sharoitlar bunga to'sqinlik qilgan va oltin o'rniga nuqsonli metallar - mis, qo'rg'oshin, qalay hosil bo'lgan. Lekin qo'rg'oshin yoki qalayni oltinga aylantirish uchun avvalo "faylasuf toshini" yoki iksirni tayyorlash kerak.

Alximiklar bu mo''jizaviy iksirni tinimsiz va tinimsiz izladilar.

Alkimyogarlar, qadimgi yunon faylasufi va tabiatshunosi Aristotelning ta'limotidan foydalanib, barcha metallar ikkita tashuvchi elementdan - oltingugurt va simobdan tashkil topgan deb ta'kidlashgan. Ular sof simobdan iborat - metallik asosi, va asoslari oltingugurtning yanada katta aralashmasiga ega - o'zgaruvchanlikning boshlanishi. Shuning uchun oltin olish uchun oltingugurtni olib tashlash kerak.

Biroq, ularning barcha urinishlari behuda ketdi. Ular mavjud "Faylasuf toshini" topa olmadilar va asosiy metallarni oltinga aylantira olmadilar.

O'qitishlarining murakkabligiga qaramay, kimyogarlar kimyoning keyingi rivojlanishiga katta hissa qo'shdilar. Afsonaviy iksirni qidirib, ular ko'plab tuzlar va kislotalarni kashf etdilar va ularni tozalash usullarini ishlab chiqdilar.

Alkimyogarlar turli metallarni oltinga aylantirish uchun ularni sinovdan o'tkazishda qalayga katta e'tibor berishgan. Ularni birinchi navbatda uning sirli xususiyatlari o'ziga tortdi. Sayyoramizdagi eng yumshoq metallardan biri bo'lgan qalay, mis bilan qotishganda qattiqlik beradi.

Ammo, ehtimol, kimyogarlarni qalay tayog'ini egganda aniq eshitilgan yoriq urdi. "Bu metallni egallab olgan shaytonning ovozi", deyishdi ular.

Alkimyogarlar o'zlari tushunmagan hodisani (mashhur alximik Xaber payqagan) "kalay qichqirig'i" deb atashdi. Bizning davrimizda bu nom saqlanib qolgan, lekin hozir u shayton tomonidan chiqarilgan tovushlar bilan bog'liq emas, balki inglizcha creak - creak, crunch so'zidan kelib chiqqan. Endi bu yorilishning sababi (boshqa metallarda kuzatilmagan) ochildi. Qalay tayog'i "siqiladi", chunki uning kristallari biroz joyidan siljib, bir -biriga ishqalanadi.

Qalin, yopishqoq va past eriydigan metall yaxshi egiluvchanlikka ega, faqat olijanob metallar va misga xosdir, shuning uchun undan yupqa folga (stanyol) olish oson. Kumush-oq rang, ochiq-oydin mavimsi tusda, ular jigar rangga aylanadi. Boshqa metallar singari, qalay ham xalq xo'jaligida ishlatiladigan ba'zi metal bo'lmagan (xlor, oltingugurt, ftor, brom) tuzlarni hosil qiladi. Kalay uglerod yoki azot bilan bevosita ta'sir o'tkazmaydi. Vodorod va kremniy bilan to'g'ridan -to'g'ri aloqa qilish ham "befarq". Biroq, qalay gidridlari va nitridlarni bilvosita olish mumkin.

Agar siz qalay bo'lagini xlorid kislotasi yoki sulfat kislotaning suyultirilgan eritmasiga tashlasangiz, erishi uchun juda uzoq vaqt kerak bo'ladi. Xuddi sekin, bu metall boshqa kuchli kislotalarning (azotli, gidrobromli) suvli eritmalari bilan reaksiyaga kirishadi, qalay deyarli organik kislotalarda erimaydi (sirka, oksalik). Kalayning bunday xatti -harakatining sababi nima? Bu barcha metallar (va vodorod) kimyoviy faolligiga qarab joylashadigan kuchlanishlar qatorida, qalay va vodorodning normal potentsiali qiymatlarining ahamiyatsiz farqi bilan izohlanadi. Bu qatorda chap tomonda va vodoroddan qanchalik uzoq bo'lsa, metall vodorodni kislotalardan shunchalik tezroq almashtiradi. Bu qatorda qalay vodorodga yaqin joylashgan.

Kalay nafaqat kislotalarda (suyultirilgan va kontsentrlangan), balki ishqorlarda eriydi, reaktsiya sharoitiga qarab ikki guruh birikmalar - stannitlar va stannatlar hosil qiladi.

Kimyogarlar kalayning kislotali turli birikmalarini - fosfatlar, nitridlar, sulfatlar olishdi. Ularning barchasi kristalli qattiq moddalardir. Bundan farqli o'laroq, qalay nitrat Sn (NO3) 2 - harakatchan suyuqlik, suvda oson eriydi. Bu kalay hosilasining yana bir g'ayrioddiy xususiyati shundaki, u minus 20 daraja haroratda eriydi. Sanoatda ko'pincha oltingugurt va xlorli kalay birikmalari ishlatiladi.

Ham kulol, ham bo'yoqchi. XV asr oxirida alximik Vasiliy Valentin, mo''jizaviy iksirni olishdan behuda umid qilib, stol tuzi, alum va temir sulfat aralashmasini yoqa boshladi. Eliksir ishlamadi, lekin idishda yangi, ilgari noma'lum bo'lgan suyuqlik paydo bo'ldi. U havoda chekayotgan edi. Nafas olganda, bu tutun kuchli yo'talni keltirib chiqardi. Agar suyuqlik ta'mi bo'lsa, u tilni yoqib yubordi. Matoga tushgan suyuqlik tomchilari uni yoqib yubordi, korroziyaga uchradi va metallarni eritib yubordi. Bu xlorid kislotasi edi. Alximik bu suyuqlikni "kislotali spirt" deb atadi. Taxminan yarim asr o'tgach, yana bir evropalik kimyogar Andrey Libavius ​​"nordon spirt" ga qiziqib qoldi. U avvalgisining tajribasini takrorladi va aynan bir xil korroziyali suyuqlikni oldi. Birinchidan, u "kislotali spirt" ning metallarga qanday ta'sir qilishini aniqlashga qaror qildi. Bu gidroksidi suyuqlikda erigan mis, temir, rux. Kalayni "kislotali spirtda" eritib, Libavius ​​hosil bo'lgan eritmani bug'latdi va rombik shaklidagi oq kristallarni oldi. Bu qanday modda edi? Endi biz uni stanoz xlor deb ataymiz. O'sha paytda hech kim xlor haqida tasavvurga ega emas edi. Bu elementni birinchi marta 1774 yilda mashhur shved kimyogari Sheele, keyin ingliz olimi Devi (1810) kashf etgan. Kimyogar olgan tuzini qanday nomlaganini bilmaymiz, lekin u bilan turli tajribalar o'tkaza boshladi. Birinchidan, men yangi moddaning to'qimalarga ta'sirini sinab ko'rishga qaror qildim. Bu tuz ularni kislotali spirt bilan bir qatorda yo'q qiladimi? Ma'lum bo'lishicha, qalay xlorid hech qachon to'qimachilik materiallarining eng yomon dushmani emas.

Hatto qadim zamonlarda ham odamlar turli xil o'simliklarning gullari, mevalari va ildizlaridan olingan jun va matolarni bo'yoqlar bilan bo'yashni o'rgandilar. Keyin hayvonlardan olingan ba'zi bo'yoqlar ishlatilgan. Qadimgi binafsha rang, qachonlardir fors shohlarining tog'alari va kiyimlarini bo'yash uchun ishlatilgan, mollyuskalarning turlaridan birini olgan. Janubiy Amerikada, uzoq vaqt davomida, hindular kaktuslarda to'plangan shox - koxinadan olingan bo'yoq - karmin yordamida matolarni qizil rangda bo'yashgan.

Qadimgi bo'yoqlar matdani - matolar rangini mustahkamlovchi moddalarni yaxshi bilishgan. Ko'pincha ular tabiiy minerallardan olingan. Shunday qilib, yunon va rim bo'yoqchilari matolarni bo'yash uchun alumdan keng foydalanganlar. Miloddan avvalgi V asrda yashagan yunon tarixchisi Gerodot ularni "alyuminiy" deb atagan va to'rt yuz yildan so'ng qadimgi Rim olimi Pliniy Keksa ularni "alumen" deb atagan.

Kalay xlorid ham yaxshi mordant bo'lib chiqdi. Libavius ​​o'zining eritmasiga yorqin rangli mato bo'lagini botirib olgach, rang nafaqat so'nmadi, balki yanada yorqinroq tus oldi.

Biroq, kimyogar kashfiyoti amaliy qo'llanilishini topguncha yana bir necha o'n yillar kerak bo'ldi. Bo'yashda qalay dog'larini birinchi bo'lib ishlatganlardan biri Gollandiyalik kimyogar Drebbel edi. Ko'p o'tmay, bu kashfiyot ko'plab mamlakatlarda bo'yoqlar orasida keng e'tirofga sazovor bo'ldi.

O'sha paytda Evropada ular paxta matolarini qayta ishlash va ishlab chiqarishni hali bilishmagan. Ular Yaqin Sharq va Hindiston mamlakatlaridan keltirilgan. Hindistonning Kalkutta shahridan olib kelingan ingichka paxta matodan (keyinchalik kaliko deb ataladi) Evropada keng ishlatilgan. Bu mato o'ziga xos ranglari bilan o'ziga tortdi. Bo'yoqchilar, qalay dog'larini ishlatib, matoga qizil naqshlar, gullar va oddiy dizaynlarni qo'lladilar. Vaqt o'tishi bilan bo'yoqlar jun va ipak matolarni bo'yash uchun qalay bo'yoqlardan foydalana boshladilar.

Bir asrdan ko'proq vaqt davomida qalay xlorid kimyogarlarga bardoshli, quyoshda so'nadigan organik bo'yoqlar yaratishda yordam beradi. U boshqa ko'plab sohalarda ham qo'llaniladi, chunki stanozli xlor kuchli qaytaruvchi vosita bo'lib, suvda, spirtda, efirda va boshqa ko'plab organik erituvchilarda yaxshi eriydi.

Stanli xloridning "qarindoshi" - stanozli tetraklorid, shuningdek, ba'zi sohalarda keng qo'llaniladigan ko'plab qimmatli fazilatlarga ega. U quruq xlor oqimini suyuq qalayga o'tkazish yo'li bilan olinadi. Kalay xlorid singari u suvda va har xil organik erituvchilarda yaxshi eriydi, lekin undan farqli o'laroq, o'zi oltingugurt, fosfor va yodni eritishi mumkin.

Ikki yuz yildan ko'proq vaqt oldin, ular mamlakatimizda har doim ayollar bilan mashhur bo'lgan chiroyli bosma kaliko yasashni o'rgandilar. Chintzdagi aniq va bardoshli bosma yoki bezak qalay tetrakloriddan olinadi. Bundan tashqari, u to'qimachilar tomonidan pardoz sifatida ishlatiladi (frantsuz apprêteridan - matolarni oxirigacha tugatish uchun). Xuddi shu maqsadlar uchun natriy stanat (Na2SnO3) ham to'qimachilik sanoatida muvaffaqiyatli ishlatiladi. Stannatlarni olish oson - qalay dioksidini (SnO2) ishqor bilan birlashtirish yoki yangi tayyorlangan qalay dioksid gidratini ishqorli eritmalarda eritish kifoya. Stannatlar nafaqat to'qimachilar, balki radiotexniklar tomonidan ham qo'llaniladi. Shunday qilib, bariy stannati turli radiotexnika qurilmalarida keng qo'llaniladi - bu ajoyib dielektrik.

Kalay dioksidi uzoq vaqtdan beri kulolchilikda ishlatilgan. Ming yillar oldin loydan xamirdan qozon yoki krujka birinchi bo'lib qolib, olovda yoqishni boshlagan odamning ismini bilmaymiz. Ammo o'shandan beri kulolchilik dunyoning barcha mamlakatlarida aholi orasida talabga ega. Dastlab, qadimgi kulollarning mahsulotlari chirkin ko'rinishga ega edi. Ammo kulolchilikning asosiy kamchiligi - ichki devorlarning g'ovakliligi. Bunday idishlar, go'yoki, ko'plab kapillyarlarga singib ketgan edi - ular orqali suv o'tadigan eng kichik tubulalar. Bunday sopol idishlarda suvni yoki boshqa suyuqlikni, hatto bir necha soat ushlab turish mumkin emas edi.

Uzoq vaqt davomida ular loydan yasalgan buyumlarning sirtini g'ovaksiz qilish vositasini topa olmadilar. Ammo, katta kashfiyotlar tarixida tez -tez sodir bo'lganidek, tasodif yordam berdi. Qandaydir tarzda otish uchun tayyorlangan loydan yasalgan idishlardan biriga qum va soda aralashmasi qo'shilgan. Kulolning ajablanishini tasavvur qiling -a, u olovdan keyin kostryulkalarini o'choqdan chiqarib olgach, ulardan birida qozonning butun ichki yuzasini qoplagan silliq, yaltiroq plyonkani ko'rdi.

Shunday qilib, ish qadimgi kulollarga mahsulotdagi teshiklarni ishonchli oynali plyonka bilan yopishga yordam berdi. Ular buni sir deb atashdi. Keyinchalik, sirga ohak qo'shilgan va ba'zi joylarda qalay rudasi bo'lgan kassiterit bor edi. Asta-sekin ular ko'p rangli sir tayyorlashni o'rgandilar, qum va soda aralashmasiga turli xil moddalar qo'shdilar.

Sirning tasodifan ochilishi keyinchalik oynaning tasodifan ochilishiga olib keldi. Bir vaqtlar kulol kostryulkalaridan biriga juda sirli qatlam qo'ydi. Yonilgandan so'ng, tekis silliq plyonka o'rniga, qozondan yaltiroq oynaning kichik bo'lagi topildi. Bu shisha ishlab chiqarishning boshlanishi edi.

Birinchi shisha ishlab chiqaruvchilar qalay dioksid yordamida siz chiroyli oq sirni olishingiz mumkinligini bilishgan. Shuning uchun, kassiteritning ozgina qo'shilishi bilan, chiroyli sutli oq stakan ham tayyorlanishi mumkin. Bunday shisha chiroyli, ammo shaffof emas edi. Yorug'lik nurlari u orqali o'tdi, lekin uni ko'rish imkonsiz edi. Keyinchalik shisha ishlab chiqaruvchilar bunday ko'zoynakni "kar" deb atashgan. Ular zaryadga har xil moddalarning kukunlarini qo'shish yo'li bilan olingan, lekin asosan qalay dioksidi yoki mayda maydalangan kassiterit. Va hozirgi kunda ular turli xil texnik maqsadlar uchun "ko'r" ko'zoynaklar tayyorlaydilar. Kalay dioksidi va oq sir qo'shilishi bilan olingan.

Ehtimol, ular shaffof va shaffof bo'lmagan oynalarni tayyorlashni boshlashidan ancha oldin, shisha ishlab chiqaruvchilar rangli shisha yasashni o'rgandilar. Ko'p asrlar oldin, ular ba'zi materiallarning aralashmalari oynani turli xil ranglarda bo'yashini payqashgan: kobalt - ko'k, krom - sariq -yashil, marganets - binafsha rang.

Qirq yildan oshiq vaqt davomida yoqut yulduzlari Moskva Kreml minoralarida tunu -kun yonib turadi - bu bizning mamlakatimiz g'alabasining ramzi.

Yulduzlar kunduzi tungi kabi yorqin porlashi uchun, ular yasalgan ochiq qizil oynalar sutli oq oynadan yasalgan. Va u qalay dioksid ishtirokisiz tayyorlanmagan.

Ham kimyogarlar, ham dehqonlar. Turli sohalarda keng qo'llaniladigan polivinilxloriddan tayyorlangan turli xil mahsulotlar mavjud. Ammo hamma yaxshi fazilatlari uchun u quyoshdan "qo'rqadi". Uni yorug'lik nurlari ta'siridan himoya qilish uchun stabilizator sifatida organotin ishlatiladi - dibutil va dioktilstannanlar, monoalkilstannanlar, dialkiltin lauratlar va dialkiltin dimaleatlar.

1950 -yillarda kimyogarlar muntazam molekulyar tuzilishga ega bo'lgan turli uglevodorodlardan polimerlarni sintez qilish usulini ishlab chiqdilar. Ularga stereoregulyar yoki izotaktik deyiladi. Bunday polimerlarni olishning amaliy qiymati har qanday kerakli xususiyatlarga ega bo'lgan materiallarni yaratish imkoniyatida yotadi. Va bu erda organotin katalizatorisiz qilolmaysiz. Kimyo sanoatida bu usulni joriy etishning ahamiyatini ortiqcha baholash qiyin.

Shaffof plyonkalar, plastinkalar va plastmassa idishlarni olish uchun qattiq polivinilxloridni qayta ishlash 180 ° S haroratda amalga oshiriladi. Polimerning tarqalishini oldini olish uchun issiqlik stabilizatorlari kerak. Va bu erda organotin yordamga keladi - dialkiltin merkaptanlar va dialkiltin diizoktil glikolat.

Shinalar - eng muhim aksessuar. Ular qancha uzoq xizmat qilsa, mashinaning ishlashi shuncha arzon bo'ladi. Shu sababli, kimyogarlar yangi o'tkazuvchanlik turlarini yaratib, ularning o'tkazuvchanligini oshirishga harakat qilmoqdalar, shundan yanada bardoshli va elastik kauchuk yasash mumkin.

Shinalarning chidamliligi uchun kurashda kimyogarlar bir necha yil oldin yana bir g'alabani qo'lga kiritdilar - ko'mirni quruq distillash va neft mahsulotlarini qayta ishlash jarayonida olingan ba'zi organik moddalardan ular yangi turdagi sintetik kauchuk - uretan yaratdilar. U tabiiydan ikki baravar sekinroq eskiradi. Katalizatorlar yordam berdi - kalay diazuratlar, ular silikon kauchuklar va epoksi qatronlarini qattiqlashtiruvchi vazifasini bajaradi.

Dengizchilar va suv ishchilariga qayiqlar va boshqa dengiz va chuchuk suvli organizmlarning qobig'ining ifloslanishi ko'p qayg'u va muammolarni keltirib chiqaradi. Odatda, kemalar va port inshootlarining suv osti qismlarini himoya qilish uchun mis va simob aralashmalari, kamroq sink va qo'rg'oshin qo'shilgan bo'yoq va lak va plastmassa qoplamalar ishlatiladi. Biroq, ularning katta kamchiliklari bor - ular metall qismlarning elektrokimyoviy korroziyasini keltirib chiqaradi. Organotin polimerlari yoki organomelementli yoki organoelementli monomerli kopolimerlarga asoslangan himoya qoplamalari ancha samaraliroq bo'lib chiqdi.

Organotin ko'zoynaklari ultrabinafsha va rentgen nurlaridan ishonchli himoya qiladi. Organotin preparatlari fermerlarga ko'plab qimmatli xizmatlarni ko'rsatadi. Odam erga ishlov berishni, don va sabzavot etishtirishni o'rganganidan beri, u begona o'tlar bilan doimiy kurash olib bordi. Kimyogarlar begona o'tlarni yo'q qilish uchun ishlatiladigan, lekin ekinlarga zarar bermaydigan yuzlab yangi dorilar - gerbitsidlar yaratdilar. Ular orasida trivinilxlorostannan va uning ba'zi hosilalari bor.

Organotin preparatlari qishloq xo'jaligi zararkunandalariga qarshi kurashda yanada samaralidir. Darhaqiqat, hozir ham, zamonaviy dehqonchilik usullari bilan zararkunandalar etkazgan zarar 25-30 foizga etadi. Kartoshka hosildorligining kasalliklar va zararkunandalardan yo'qotilishi bundan ham katta.

"Brestan" preparati (trifeniltin atsetat. Gektariga uning 0,01% eritmasidan 600 litr purkash kifoya) lavlagi va kartoshka zararkunandalarini tezda yo'q qiladi. Bundan tashqari, bu tropik va subtropik ekinlarning chidamli qo'ziqorin kasalliklariga qarshi ishonchli vosita, o'simliklarning o'sishini rag'batlantiradi.

Yuz yil oldin ma'lum bo'lgan ko'plab organotin birikmalarining toksik xususiyatlari (trietilstannanol, geksabuyildistannoksan) endi atrof -muhitning ifloslanishiga, sanoat chiqindi suvlarini tozalashga, uy qo'ziqorinlari va boshqa yog'och zararkunandalariga qarshi kurashishga yordam beradi.

Organik akrilatlarning maleik angidrid, stirol, vinilxlorid, etilen va butadiyenli kopolimerlari juda yaxshi antiseptik bo'lib chiqdi, ular E. coli, Staphylococcus aureus, brusella va boshqa mikroblarni infektsiyaning yuqori zichligida ham butunlay yo'q qildi. Veterinariya shifokorlari uy hayvonlari qurtlari bilan kurashish uchun organotinlardan foydalanishga tayyor.

Maqsadli biologik faollikni oshirish uchun preparatlarga organik moddalarning ba'zi qo'shimchalari kiritiladi. Masalan, benziltrietilammoniy xlor va geksabutildistannoksan aralashmasining eritmasi Staphylococcus aureusni 5 daqiqada yo'q qiladi.

Olimlar turli xil organotin preparatlarini sintez qilishning ko'plab usullarini ishlab chiqishdi. Dastlabki xom ashyo sof metall qalay yoki uning qotishmalari, lekin ko'pincha qalay tetrakloridi va turli organik (va ko'pincha organoelementli) birikmalardir. Bu reaktsiya katalizator ishtirokida sodir bo'ladi.

Organotin hali ham "chaqaloq". Uning oldida katta kelajak bor. Buning kafolati uning ajoyib fazilatlaridir.

Ham haydovchi, ham printer. Mashinada mil, dastgoh, dvigatel bor. U aylangach, kuchli ishqalanish paydo bo'ladi, bu esa tez ishqalanadigan qismlarga olib keladi. Ishqalanishning zararli ta'sirini qanday kamaytirish mumkin, uni qanday yo'q qilish kerak? Siz moylash vositasidan foydalanishingiz mumkin. Ideal ish sharoitida mil va rulman qobiqlari bir -biriga tegmasligi kerak va shuning uchun eskirmaydi. Rulmanlarning normal ish sharoitida bunga erishib bo'lmaydi. Ishqalanish koeffitsientini pasaytirish uchun qotishmalarga qarshi qotishmalar ishlatiladi, ular qattiq va ayni paytda etarlicha yumshoq va egiluvchan bo'lishi kerak, shunda val va astar konfiguratsiyasi boshqacha bo'lsa, layner unga "kira oladi". .

Rulmanli qotishma ishlab chiqarish uchun mos kompozitsion izlab, metallurglar eng yumshoq metallar sifatida qo'rg'oshin va qalayga e'tibor qaratdilar.

1839 yilda muhandis I. Babbit tomonidan taklif qilingan birinchi antifriction qotishmasida 83 % kalay, 11 % surma va 6 % mis bor edi. Kelgusida tarkibiy qismlari biroz o'zgartirilgan antifriksiyali qotishmalar babbit (ixtirochi nomi bilan) deb nomlana boshladi va keng tarqaldi. Hozirgi vaqtda standart babbitlardan tashqari, mamlakatimizda va chet elda egiluvchanligi yuqori bo'lgan qotishmalar ishlab chiqarilmoqda.

Qotishma yumshoq plastmassa massasida qattiq metal kristallari teng taqsimlanadi, ular aşınmaya yaxshi qarshilik ko'rsatadi va kerak bo'lganda qo'shimchaga bosiladi.

Qalay qimmat va kam metaldir, shuning uchun ular tobora rulmanlarni ruletli va rulmanli babbittli laynerlarga almashtirishga urinmoqdalar.

Kalay qotishmalari bir necha yuz yil oldin printerlar va printerlar tomonidan ishlatilgan.

U harflarni metall qolipga quyib chop etish uchun shrift yasashga qaror qildi. U qo'rg'oshindan yasalgan; uning pastki qismi misdan yasalgan bo'lib, ustiga chuqur naqshli naqshlar qo'yilgan edi. Dastlab, Gutenberg qalaydan qo'rg'oshin qo'shilgan xatlar quydi. Keyinchalik u surma (20 foizdan ortiq) qo'shilgan eng yaxshi qotishmani tanladi, unga xart (nemischa "xart" so'zidan qattiq) qo'shildi. Bu qo'rg'oshin-kalay qotishmasidan ancha kuchliroq bo'lib chiqdi va o'z nomini to'liq oqladi.

Gutenberg tomonidan tarkibiy qismlarning mazmuni ozgina o'zgargan holda tuzilgan tipografik qotishma bugungi kunda ham qo'llanilmoqda, lekin unda qalay haligacha ustunlik qiladi.

Insoniyatning xayrixohi. Gutenberg qalaydan bosma maktublarni quygan yillarda, Avstriya, Belgiya, Angliya va qalay idishlari keng ishlatilgan. Qalay qoshiq va chashka, piyola va krujka, tarelka va idish tayyorlash 12 -asrda, Bogemiyadagi rudali tog'larda qalay rudasining boy konlari topilgan paytdan boshlangan. Suyuq metallni yaxshiroq quyish uchun qalay qo'rg'oshin bilan qotishtirilgan (10: 1).

Keyinchalik oshxona va idish -tovoqlar qo'rg'oshin miqdori yuqori bo'lgan qalay qotishmasidan (15 foizgacha), shuningdek, surma qo'shimchalari, ba'zan esa oz miqdorda mis va ruxdan tayyorlana boshladi. Ushbu qotishmalardan biri "ingliz metall" deb nomlangan.

Qalaydan yasalgan idishlar guruch yoki temir qoliplarda, kamroq gipsdan qilingan. Qopqoq, tutqich, alohida qismlar lehim bilan ulangan. Badiiy bezakli idishlar, o'simliklar va hayvonlarning tekis va relyefli tasvirlari ayniqsa yuqori baholandi. Markaziy Evropada nemis hunarmandlari yasagan kalay mahsulotlari mashhur bo'lgan. Germaniyada hech bo'lmaganda bitta usta ishlamagan shahar yo'q edi. Birgina Nyurnbergda 159 nafar kalovchi ishchi bor edi. Har bir yangi mahsulot ustaning yoki shaharning o'ziga xos belgisiga ega edi. Gildiya ramzi sifatida yasalgan yirik kalay ko'zalar shahar hunarmandlarining faxri hisoblanardi.

Asrlar mobaynida ma'lum bir shahar va hududga xos bo'lgan badiiy bezak va shakllar an'analari saqlanib qolgan.

Klassik san'at xalq motivlari bilan bir qatorda, chashka, piyola, shamdonlar va ko'zalarni badiiy bezashga ham ta'sir ko'rsatdi.

So'nggi yillarda uning tarkibidagi pasayish tufayli ikkilamchi xom ashyodan kamroq va kamroq kalay olinadi, bu elektrolitik kalaylash usulining keng qo'llanilishi natijasida yuzaga keladi, bu esa mahsulot birligiga kalay sarfini kamaytirish imkonini beradi.

Sovet Sotsialistik Respublikalari Ittifoqida (CCCP) dastlabki konlarning rudalaridan qalay eriy boshlagan birinchi zavod 1934 yilda Moskva yaqinidagi Podolskda qurilgan. U etti yil boy kalay rudalari ustida ishlagan (zavodga qayta ishlash uchun konsentrat 40 dan 70 foizgacha qalay). Birinchidan, mishyak va oltingugurt aralashmalari qovurish yo'li bilan konsentratdan chiqarildi. Oqim shlakka qo'shilgan va reverberatsion pechlarda eritilgan. Olingan xom qalay qozonlarda maxsus qo'shimchalar bilan tozalanib, aralashmalarni o'tga chidamli birikmalarga bog'laydi. Bu eritish jarayonida kalay miqdori yuqori bo'lgan cüruflar qoldi. Ular yakunlanayotgan edi, kalayning bir foizidan ko'p bo'lmagan shlaklar axlatxonaga bordi. Zavod, shuningdek, tarkibida metall bo'lgan har xil qoldiq va chiqindilardan ikkilamchi kalay ishlab chiqargan.

Urushdan oldingi yillarda qalay rudasini qazib olish va konsentrat ishlab chiqarishning tez o'sishi munosabati bilan Novosibirskda 1940 yilda ikkinchi kalay zavodi qurilishi boshlandi. Uning ishga tushirilishi 1943 yilga rejalashtirilgan edi. Fashistlarning mamlakatimizga xiyonatkor hujumi bu rejalarni o'zgartirdi. 1941 yil kuzida Podolsk zavodi Novosibirskga evakuatsiya qilindi. Ishchilar va muhandislar bu erga demontaj qilingan Podolsk zavodining uskunalarini, shuningdek, konsentrat va qo'pol qalayni olib kelishdi. Ikki oy o'tgach, zavod qalay-qo'rg'oshinli qotishmalar ishlab chiqarishni boshladi.

Dastlab korxona ko'plab qiyinchiliklarga duch keldi, xususan, xomashyo va materiallarni yuklash va tushirish, ularni tashish va zaryad tayyorlash bo'yicha barcha ishlar qo'lda bajarildi. Shunga qaramay, zavod ishlab chiqarish rejalarini bajardi va o'z xaridorlarini qalay-qo'rg'oshinli qotishma bilan uzluksiz ta'minladi.

Dastlab, Novosibirsk zavodida Podolsk qalay zavodida qabul qilingan qalay eritish va qotishma ishlab chiqarish texnologiyasi qo'llanilgan. Birinchi issiqlik 1942 yil 23 fevralda birinchi reverberant o'choqdan berildi. Olti oy o'tgach, yana bir nechta reverberatsion pechlar ishga tushirildi. Keyinchalik zavod qalay eritishning yanada zamonaviy texnologiyasini ishlab chiqara boshladi. Yangi sxema murakkab tarkibdagi eng kambag'al kalay konsentratlarini boyitishni nazarda tutgan. Tayyor kontsentratlar elektr pechda eritildi.

Yangi texnologik ishlab chiqarishni ishlab chiqish faqat urushdan keyingi yillarda yakunlandi. 1947 yilda konsentratni tugatish sxemasi joriy etildi, u hali ham ba'zi o'zgarishlar bilan ishlatilmoqda va 1948 yil oxirida elektr eritish jarayoni joriy etildi.

1953 yildan boshlab zavod kalay va kalay miqdori yuqori bo'lgan babbitlarni ishlab chiqarishni boshladi. Bu pufakchali qalaydan barcha iflosliklarni tozalash uchun tozalash jarayonining yaxshilanishi natijasida mumkin bo'ldi.

Zavodda boshqa ko'plab texnik takomillashtirishlar joriy qilindi: zonani eritish usuli, loy kontsentratlarini elektr bilan eritish, kalayni vakuumli qayta ishlash.

Bu yaxshilanishlarning barchasi kambag'al kontsentratlarni qayta ishlashga imkon beradi va yuqori sof qalay olish imkonini beradi. Biroq, zavod jamoasi erishilgan yutuqlar bilan cheklanib qolmaydi. Kelgusi yillarda qalay va boshqa metallarni konsentratdan yanada to'liq qaytarib olishni ta'minlaydigan qalay ishlab chiqarishning yanada takomillashtirilgan sxemasi joriy etiladi. U kimyoviy boyitish jarayonlarini, to'g'ridan-to'g'ri oqish, past haroratlarda tiklanishni ta'minlaydi.

Novosibirsk qalay zavodi bilan bir qatorda, qalay-qo'rg'oshin qotishmalari rangli metallarni ishlab chiqarish va qayta ishlash uchun Ryazan zavodi tomonidan ishlab chiqariladi, u ham ikkilamchi xom ashyoni qayta ishlaydi. Zavodning mahsulot assortimentiga sink sulfat va turli oraliq mahsulotlar ham kiradi. Zavodning yutuqlaridan biri kalay miqdori past bo'lgan cürufni muvaffaqiyatli qayta ishlashdir.

Metallurgiya zavodlari ishlab chiqarishning yuqori texnik -iqtisodiy ko'rsatkichlariga, xususan, metallni qayta ishlashning yuqori foiziga doimiy ravishda o'sib bormoqda. Ilmiy-tadqiqot va loyihalash institutlari bilan yaqin ijodiy hamkorlik tufayli, o'ninchi besh yillik mobaynida qalay qazib olishni 1,1 foizga oshirish mumkin edi. Chet elliklar fabrikalarda muvaffaqiyatli qo'llaniladigan olimlarimiz va muhandislarimizning ba'zi ishlanmalarini o'z xohishlari bilan sotib olishadi.

Ammo shu paytgacha konsentratning qimmatli komponentlarining bir qismi disk raskadrovka paytida chiqindilarga ketadi va axlatxonalarda to'planadi. KPSS 26 -qurultoyi qarorlarini bajarib, qalay ishlab chiqarishning bunday sxemalari ishlab chiqilmoqda va amalga oshirilmoqda, bu esa qayta ishlangan mahsulot sifatining yomonlashishini hisobga olgan holda zavodning ichki zaxiralarini keng qo'llash imkonini beradi. ruda (sulfidlar, turmalin, mishyak va boshqa zararli aralashmalar mavjudligi).

Kalay sanoati markaziy ilmiy-tadqiqot instituti (TsNIIolovo) barcha chiqindilarni to'liq ishlatishga imkon beradigan markazlashtirilgan pardozlangan qo'pol kontsentratlar ishlab chiqarishning samarali va tejamkor texnologiyasini ishlab chiqdi. Markazlashtirilgan ishlov berish natijasida olingan sulfidli polimetallarni qayta ishlash uchun tsiklonik-elektrotermik usuldan yoki xlorli sublimatsiyaning turli xil variantlaridan foydalangan holda vakuumli qaynab turgan to'shakda ishlov berish mumkin. Boyitish va metallurgiya jarayonlari o'rtasida markazlashtirilgan nozik sozlash, birinchi navbatda, kalayning kamida yarmini qo'pol kontsentratlardan ajratib olish, ikkinchidan, metallurgiya ishloviga ketadigan kalay kambag'al mahsulotlar miqdorini deyarli ikki baravar kamaytirish imkonini beradi.

Boyitish -metallurgiya majmuasini joriy etish har qanday rudani sifatidan qat'i nazar, amalda qayta ishlash uchun ishlatishga imkon beradi. Bu esa, o'z navbatida, qalay qazib olish va qayta ishlash sanoatining xomashyo bazasini kengaytirishga yordam beradi.

Kalay mahsulotlari

Momaqaldiroq xudosi Yupiter nomi bilan atalgan sayyorani o'rta asr kimyogarlari qalay bilan bog'lashgan. Bu yumshoq va egiluvchan metallni dahshatli va qasoskor xudoning ramzi sifatida tasavvur qilish qiyin. Alximiklar bu aloqani o'rnatishda nimalarga rahbarlik qilishgan?

Qalay "stannum" ning lotincha nomi fanda qabul qilingan bo'lib, sanskritcha "sta" ildizidan kelib chiqqan bo'lib, tarjimada "mustahkam" degan ma'noni anglatadi.

Hozircha kalayni sof shaklda mahsulot ishlab chiqarishda ishlatila boshlagan vaqtni aniq belgilab bo'lmadi. Faqat qismli ma'lumotlar ma'lum, ular vaqti -vaqti bilan arxeologik qazishmalar bilan to'ldiriladi. Endi bitta, hozir boshqa qadimiy tsivilizatsiyalar markazida deyarli toza qalaydan yasalgan yagona topilmalar bor. Shunday qilib, miloddan avvalgi 1 -ming yillikka tegishli qadimgi Misr qabristonlaridan birida. Miloddan avvalgi qalay flakon va uzuk topilgan.

Qalay qadim zamonlardan beri qalay tosh - kassiteritdan erigan, Shimoliy Atlantikadagi bir guruh orollar nomi bilan atalgan. 3.5 Kalay mahsulotlari

Qadimgi Finikiyaliklar, nafaqat mohir metallurglar, balki ajoyib dengizchilar ham bo'lib, kalay toshini Kassiriylarga olib borib, kemaga og'irligi uchun toshlar bilan to'ldirilgan, ichi bo'sh sadr yog'ochidan langar olib kelishdi. Maydonga etib kelgach, kema tutqichlariga qalay rudasi yuklandi. Odatdagi toshbo'ronni ko'tarmaslik uchun uning o'rniga langar kemalari qalay rudasi bilan to'ldirilgan edi. Shunday qilib, kemada faqat yuk ko'tarildi.

Qalay odamga miloddan avvalgi 4 -ming yillikda ma'lum bo'lgan bo'lsa -da. NS. Bu metallga kirish qiyin va qimmat edi, chunki undan yasalgan buyumlar Rim va Yunon antik davrlarida kamdan -kam uchraydi. Kalay Musoning to'rtinchi kitobi bo'lgan Injilda eslatib o'tilgan.

Bugungi kunda qalay asosan toza shaklda yoki boshqa metallar bilan qotishmalarda xavfsiz, toksik bo'lmagan, korroziyaga chidamli qoplama sifatida ishlatiladi. Kalayning asosiy sanoat qo'llanilishi oziq -ovqat idishlari ishlab chiqarish uchun qalay plastinka (qalay temir) hisoblanadi.

"Ayoz naqshlari" ni chizish texnikasi asosan juda oddiy edi. Qalay bilan qoplangan metall qizdirilgan va keyin sovuq suv bilan püskürtülmesi yoki hatto suvga botirilishi bilan tez sovutilgan. Ushbu operatsiya qalayning kristalli tuzilishini o'zgartirdi. Buni ko'rsatish uchun, ko'rinadigan qilish uchun qalay qatlami xlorid kislotasi bilan namlangan. Aniqlangan kristalli naqsh, muzning porloq bo'laklaridan yasalgan mozaikaga o'xshab, metallda porlab turardi. Rangli lakning yupqa qatlami ostida irillagan "sovuq naqshlar" yanada ifodali ko'rinardi. "Sovuq naqshlar" ni yaratish texnologiyasi qanchalik sodda bo'lmasin, faqat ustalar metall go'zalligini iloji boricha chuqur ochib berishga imkon beradigan texnologik nozikliklarni bilar edilar. Ko'p yillar davomida 1972 yilda 99 yoshida vafot etgan Panteleimon Antonovich Sosnovskiy bu "sirlar" ning saqlovchisi va hunarmandchilik ruhi bo'lib qoldi. U qadimiy san'atning oxirgi ustasi edi.

Kalayda "qalay vabosi" deb nomlangan kasallik bor. Metall sovuqda -13 ° C da sovuqda "soviydi" va asta -sekin yomonlasha boshlaydi. -33 ° C haroratda kasallik aql bovar qilmaydigan tezlikda rivojlanadi - kalay kulrang kukunga aylanadi.

O'tgan asrning oxirida bu hodisa Sibirda ishlaydigan ekspeditsiya a'zolarini qo'yib yubordi. Qattiq sovuqda, kalay idishlar to'satdan "kasal bo'lib qoldi". Qisqa vaqt ichida u shunchalik qulab tushdiki, endi uni pishirishda ishlatish mumkin emas edi. Ehtimol, ekspeditsiya, agar ular yog'ochdan o'yib yasagan idishlar va qoshiqlar bo'lmaganida, boshlangan ishni to'xtatishi kerak edi. "Qalay vabosi" bilan bir necha bor duch kelgan odamlar, nihoyat, qalayni sovuq bilan tahdid qilinmagan joyda ishlatish mumkin degan xulosaga kelishdi.

3.19 Kalay tarkibi 95

Yuqorida aytib o'tilganidek, qalay turli xil qo'ng'iroqlarda ohangdor tovushlarning tug'ilishi bilan bevosita bog'liq, chunki bu ularni quyish uchun ishlatiladigan mis qotishmalarining bir qismi. Ma'lum bo'lishicha, u mustaqil ravishda qo'shiq aytishga qodir: sof kalay hech bo'lmaganda ajoyib musiqiy qobiliyatga ega. Organ musiqasining tantanali tovushlarini eshitib, kamdan -kam tinglovchilar sehrli tovushlar ko'p hollarda qalay quvurlarida tug'ilishini tushunishadi. Ular ovozga alohida poklik va kuch bag'ishlaydi.

Qadim zamonlardan beri odamlar nafaqat qalay va uning qotishmalaridan, balki uning turli kimyoviy birikmalaridan ham foydalanganlar. Qalay-disulfidning oltin-sariq kristallari hunarmandlar tomonidan gips va yog'och releflarini yaltirashda oltin bargga taqlid qilish uchun ishlatiladi.

Shisha va plastmassa har qanday metallning yupqa qatlamini sirtiga surtishdan oldin qalay dikloridning suvli eritmasi bilan ishlanadi. Kalay diklorid, shuningdek, metall payvandlashda ishlatiladigan oqimlar tarkibiga kiradi.

Kalay oksidi yoqut shisha va sir ishlab chiqarishda ishlatiladi.

Kalay dioksidi - bu emal va shaffof bo'lmagan sirlarni bo'yash uchun ishlatiladigan oq pigment. Tabiatda bu kalay eritish uchun xom ashyo bo'lib xizmat qiladigan kassiterit qalay toshidir. U sun'iy ravishda kalayni havoda kalsinlash yo'li bilan olinadi.

Qalay birikmalarining boshqa "foydali narsalari" orasida - yog'ochni parchalanishdan himoya qilish, hasharotlar zararkunandalarini yo'q qilish va boshqalar.

Shuni ham ta'kidlashni istardimki, ko'plab buyurtmalarni yo'qotib, ko'plab quyish ishchilari qalay miniatyuralarini ishlab chiqarishga o'tdilar: 19 -asrning boshlarida nafaqat Nyurnberg va Augsburgda, balki Berlin, Potsdam, Leypsig, Frayburg, Meissen, Drezden va boshqa Germaniya shaharlarida "qalay figuralari fabrikalari" paydo bo'la boshladi.

Germaniya imperiyasi paydo bo'lganidan so'ng, bozor Prussiya armiyasining barcha davrlar askarlari va generallari bilan to'lib toshgan.

Bugungi kunda dunyodagi o'nlab firmalar o'yinchoq askarlarni plastmassadan yasaydilar, lekin kalay miniatyuralari asta -sekin yuksak san'at va kollektsionerlarning xohish -istagiga aylandi - ular deyarli hech qachon ommaviy ishlab chiqarilmaydi.

Masalan, kalay mahsulotlarining namunalari:

badiiy metall zarb qilish bo'yicha xizmatlar ko'rsatish uchun.

"Mushuklar uyi" - narsalar tarixi.

Qalay-Sn belgisi (lotincha stannum) va atom raqami 50 bo'lgan kimyoviy element. Bu elementlarning davriy jadvalining 14-guruhidagi o'tishdan keyingi metalldir. Kalay asosan qalay dioksidi SnO2 bo'lgan qalay rudasidan olinadi. Kalay kimyoviy qo'shimchasini 14 guruhidagi ikkita qo'shnisi, germaniy va qo'rg'oshin bilan bog'laydi va ikkita asosiy oksidlanish holatiga ega, +2 va biroz barqaror +4. Kalay 49 -chi element bo'lib, protonlarning "sehrli" soni tufayli davriy jadvalda eng barqaror izotoplarga ega (10 ta barqaror izotop bilan). Kalay ikkita asosiy allotropga ega: xona haroratida turg'un allotrop-b-qalay, kumush-oq rangdagi egiluvchan metall, lekin past haroratlarda qalay olmos kubik tuzilishga ega bo'lgan, kamroq zichroq kulrang a-qalayga aylanadi. Metall qalay havoda oson oksidlanmaydi. Katta miqyosda ishlatilgan birinchi qotishma miloddan avvalgi 3000 -yillarga mansub qalay va misdan yasalgan bronza edi. NS. Miloddan avvalgi 600 yildan keyin. NS. sof metall qalay ishlab chiqarildi. Qalay qo'rg'oshinli qotishma, unda kalay 85-90%, odatda mis, surma va qo'rg'oshindan iborat bo'lib, bronza davridan 20-asrgacha dasturxon uchun ishlatilgan. Bugungi kunda qalay ko'pgina qotishmalarda, ko'pincha yumshoq qalay / qo'rg'oshin qotishmalarida ishlatiladi, ular tarkibida odatda 60% va undan ko'p kalay bor. Qalayni ishlatishning yana bir keng tarqalgan usuli-bu po'latdan korroziyaga chidamli qoplama. Noorganik kalay birikmalari toksik emas. Zaharliligi past bo'lganligi uchun, qalay bilan qoplangan metall, asosan, po'lat yoki alyuminiydan yasalgan qutilar yordamida oziq-ovqat mahsulotlarini qadoqlash uchun ishlatilgan. Biroq, qalayga haddan tashqari ta'sir qilish mis va sink kabi muhim iz elementlarning metabolizmi bilan bog'liq muammolarga olib kelishi mumkin, va ba'zi organotin birikmalari deyarli siyanid kabi zaharli bo'lishi mumkin.

Xususiyatlar

Jismoniy

Kalay-yumshoq, egiluvchan, egiluvchan va yuqori kristalli kumush-oq metall. Qalay plastinka katlangach, kristallarning egilishidan "qalay yorig'i" deb nomlanuvchi qichqiriq ovozi eshitiladi. Kalay past haroratda 232 ° C atrofida eriydi, 14 -guruhda eng pasti. Erish nuqtasi 11 nm zarrachalar uchun yana 177,3 ° S gacha kamayadi. b-qalay (metall shakli, yoki oq qalay, BCT tuzilishi), xona haroratida va undan yuqori haroratda barqarorlashadi. Bundan farqli o'laroq, 13,2 ° S gacha bo'lgan haroratda stabillashadigan a-qalay (metall bo'lmagan shakl yoki kulrang qalay) mo'rt bo'ladi. a-qalay olmos, kremniy yoki germaniyga o'xshash kubik kristalli tuzilishga ega. a-qalay hech qanday metall xususiyatlarga ega emas, chunki uning atomlari kovalent tuzilish hosil qiladi, bunda elektronlar erkin harakatlana olmaydi. Bu zerikarli kulrang kukunli material bo'lib, u bir nechta ixtisoslashtirilgan yarimo'tkazgichlardan tashqari keng qo'llanilmaydi. Bu ikki allotrop, a-qalay va b-qalay, ko'proq mos ravishda kulrang qalay va oq qalay deb nomlanadi. Yana ikkita allotrop, γ va σ, 161 ° C dan yuqori haroratlarda va bir necha gigapaskaldan yuqori bosimlarda mavjud. Sovuq sharoitda b-qalay o'z-o'zidan a-qalayga aylanadi. Bu hodisa "qalay vabosi" deb nomlanadi. A-b ning konvertatsiya qilish harorati nominal ravishda 13,2 ° C bo'lsa va aralashmalar (masalan, Al, Zn va boshqalar) 0 ° C dan past haroratda bo'lsa va Sb yoki Bi qo'shilsa, transformatsiya umuman sodir bo'lmasligi mumkin. , qalayning chidamliligini oshirish. Tijorat qalay navlari (99,8%) oz miqdordagi vismut, surma, qo'rg'oshin va kumushning ifloslanish sifatida inhibitiv ta'siri tufayli transformatsiyaga qarshilik ko'rsatadi. Mis, surma, vismut, kadmiy, kumush kabi qotishma elementlar moddaning qattiqligini oshiradi. Kalay osonlikcha qattiq, mo'rt intermetalik fazalarni hosil qiladi, ular ko'pincha keraksiz bo'ladi. Qalay umuman boshqa metallarda ko'p qattiq eritmalar hosil qilmaydi va bir nechta elementlar qalayda qattiq eriydi. Oddiy evtektik tizimlar esa bizmut, galyum, qo'rg'oshin, talliy va rux bilan kuzatiladi. Kalay 3.72 K dan past bo'lgan supero'tkazgichga aylanadi va birinchi o'tkazilgan supero'tkazgichlardan biri hisoblanadi; Supero'tkazgichlarning xarakterli xususiyatlaridan biri bo'lgan Meissner effekti birinchi marta supero'tkazuvchi qalay kristallarida kashf etilgan.

Kimyoviy xususiyatlari

Qalay suvdan korroziyaga qarshi turadi, lekin kislotalar va ishqorlar ta'sirida hujum qilishi mumkin. Qalayni juda silliqlash mumkin va boshqa metallar uchun himoya qoplamasi sifatida ishlatiladi. Himoya oksidi (passiv) qatlami kalay-qo'rg'oshin va boshqa qalay qotishmalarida hosil bo'ladigan oksidlanishning oldini oladi. Kalay kislorod eritmada bo'lganida katalizator vazifasini bajaradi va kimyoviy korroziyani tezlashtirishga yordam beradi.

Izotoplar

Kalayda atom massasi 112, 114 bo'lgan 120, 122 va 124 dan ortiq bo'lgan o'nta barqaror izotoplar mavjud bo'lib, bu elementlarning eng kattasi. Ulardan eng keng tarqalgani 120Sn (qalayning deyarli uchdan bir qismi), 118Sn va 116Sn, eng kam tarqalgani 115Sn. Yagona massali sonli izotoplarning yadro spinlari yo'q, toq sonli izotoplarning aylanishlari +1/2. Qalay, uchta umumiy izotopi 116Sn, 118Sn va 120Sn, NMR spektroskopiyasi yordamida aniqlash va tahlil qilishning eng oson elementlaridan biridir. Bu ko'p sonli barqaror izotoplar yadro fizikasidagi "sehrli raqam" 50 -atom raqamining bevosita natijasi hisoblanadi. Kalay 29 ta turg'un izotopda ham uchraydi, ular 99 dan 137 gacha bo'lgan barcha atom massalarini qamrab oladi. 126Sn dan tashqari, yarim umri 230 000 yil, barcha radioizotoplarning yarim umri bir yildan kam. 1994 yilda kashf qilingan 100Sn va 132Sn radioaktiv yadrolari "ikkita sehrli" yadroga ega bo'lgan oz sonli nuklidlar qatoriga kiradi: ularning beqarorligiga qaramay, proton-neytron nisbati juda notekis bo'lsa-da, ular barqarorlik tez pasayadigan so'nggi nuqtalarni ifodalaydi. 111 dan 131 gacha bo'lgan izotoplar uchun yana 30 ta metastabil izomerlar xarakterli edi, eng barqarorlari-121 mCs, yarimparchalanish davri 43,9 yil. Turg'un kalay izotoplarining ko'pligidagi nisbiy farqlarni ularning yulduzli nukleosintezdagi har xil shakllanish usullari bilan izohlash mumkin. 116Sn dan 120Sngacha inklyuziv ko'p yulduzlarda s-jarayonda (sekin neytronlarda) hosil bo'ladi va shuning uchun ular eng keng tarqalgan izotoplardir, 122Sn va 124Sn nafaqat R-jarayonda (tez neytronlarda) hosil bo'ladi tez -tez (120Sn orqali 117Sn izotoplari ham r-jarayonidan foyda ko'radi.) Nihoyat, protonga boy bo'lgan eng nodir 112Sn, 114Sn va 115Sn izotoplari s- va r-jarayonlarida katta miqdorda ishlab chiqarilishi mumkin emas va ular hisoblanadi. p- yadrolari orasida, kelib chiqishi to'liq tushunilmagan. Ularni yaratishning taklif qilingan mexanizmlaridan ba'zilari protonni tortib olish va fotodizintegratsiyani o'z ichiga oladi, garchi 115Sn qisman s-jarayonida ham, bir vaqtning o'zida ham, 115Inning uzoq umr ko'radigan "qizi" sifatida ishlab chiqarilishi mumkin.

Etimologiya

Inglizcha kalay (qalay) so'zi german tillari uchun keng tarqalgan bo'lib, uni rekonstruksiya qilingan proto-germancha * tin-omdan topish mumkin; kognitlarga nemis zinn, shved tenn va golland qalay kiradi. Bu so'z hind-evropa tillarining boshqa tarmoqlarida uchraydi, faqat nemis tilidan qarz olishdan tashqari (masalan, irlandcha tinne so'zi ingliz qalayidan keladi). Lotin nomi stannum dastlab kumush va qo'rg'oshin qotishmasini bildirgan va miloddan avvalgi IV asrda. NS. Bu "qalay" degan ma'noni anglatadi - avvalgi lotincha so'z plumbum quandum yoki "oq qo'rg'oshin" edi. Stannum so'zi avvalgi stagnumdan (xuddi shu moddani), qalay uchun Romanesk va Keltlar belgilarining kelib chiqishidan kelib chiqqan ko'rinadi. Stannum / stāgnumning kelib chiqishi noma'lum; bu hind-evropadan oldingi bo'lishi mumkin. Aksincha, Meyerning entsiklopedik lug'atiga ko'ra, stannum kornish steanidan olingan deb ishoniladi va bu bizning asrimizning boshlarida Kornuoll qalayning asosiy manbai bo'lganligining isboti.

Tarix

Qalay qazib olish va ishlatish bronza davrida, miloddan avvalgi 3000 -yillarda boshlangan. Miloddan avvalgi, har xil metall tarkibli polimetall rudalardan hosil bo'lgan mis buyumlar har xil fizik xususiyatlarga ega ekanligi qayd etilgan. Eng qadimgi bronza buyumlar tarkibida 2% dan kam kalay yoki mishyak bor edi, shuning uchun ular mis rudasining metall tarkibini aniqlash orqali bexosdan qotishma natijasida yuzaga kelgan deb hisoblanadi. Ikkinchi metalning misga qo'shilishi uning mustahkamligini oshiradi, erish nuqtasini pasaytiradi va sovutilganda zichroq va kamroq shimgichli suyuq eritmani hosil qilib quyish jarayonini yaxshilaydi. Bu yopiq bronza buyumlarning ancha murakkab shakllarini yaratishga imkon berdi. Bronza mishyak buyumlari asosan Yaqin Sharqda paydo bo'lgan, u erda mishyak ko'pincha mis rudasi bilan birga topilgan, ammo tez orada bunday buyumlardan foydalanish bilan bog'liq sog'liq uchun xavflar aniq bo'ldi va xavfi kamroq qalay rudalari manbalarini qidirish erta boshlandi. bronza davri. Bu kamdan -kam uchraydigan metall qalayga bo'lgan talabni keltirib chiqardi va uzoqdan kalay manbalarini bronza davri madaniyatlari bozorlari bilan bog'laydigan savdo tarmog'ini shakllantirdi. Kassiterit yoki qalay rudasi (SnO2), qalay oksidi, ehtimol, qadim zamonlarda qalayning asl manbai bo'lgan. Qalay rudalarining boshqa shakllari kamroq tarqalgan sulfidlardir, masalan, stannit, bu eritishning faolroq jarayonini talab qiladi. Kassiterit ko'pincha allyuvial kanallarda allyuvial yotqiziqlar sifatida to'planadi, chunki u granitga qaraganda og'irroq, qattiqroq va kimyoviy jihatdan ancha barqaror. Kassiterit odatda qora yoki umuman quyuq rangda bo'ladi va konlar daryo bo'yida osongina ko'rinadi. Allyuvial (allyuvial) yotqiziqlarni oltin yuvishga o'xshash usullar bilan oson yig'ish va ajratish mumkin.

Aralashmalar va kimyo

Ko'pchilik qalay II yoki IV oksidlanish holatiga ega.

Noorganik birikmalar

Halidli birikmalar oksidlanish holatining har ikkalasi uchun ham ma'lum. SN (IV) uchun barcha to'rtta halid yaxshi ma'lum: SnF4, SnCl4, SnBr4 va SnI4. Eng og'ir uchta element uchuvchan molekulyar birikmalar, tetraflorid esa polimerikdir. Sn (II) uchun barcha to'rtta halid ham ma'lum: SnF2, SnCl2, SnBr2 va SnI2. Bularning barchasi polimerik qattiq moddalardir. Bu sakkiz birikmadan faqat yodidlar ranglanadi. Qalay (II) xlorid (shuningdek, stanoz xlorid deb ham ataladi) tijoriy ma'noda eng muhim qalay haliddir. Xlor qalay metall bilan reaksiyaga kirishib SnCl4 hosil qiladi, xlorid kislotasi va qalay reaktsiyasi bilan SnCl2 va vodorodli gaz hosil bo'ladi. Bundan tashqari, SnCl4 va Sn kalay xlorid bilan birgalikda proportsionallik deb ataladigan jarayon orqali birlashadi: SnCl4 + CH → 2 Sncl2 Kalay ko'plab oksidlar, sulfidlar va boshqa xalkogenid hosilalarini hosil qilishi mumkin. Kalayni havo ishtirokida qizdirganda dioksid SnO2 (kassiterit) hosil bo'ladi. SnO2 tabiatan amfoter, ya'ni kislotali va asosli eritmalarda eriydi. K2 kabi Sn (OH) 6] 2 tuzilishga ega bo'lgan stannatlar ham ma'lum, garchi erkin stanoz kislota H2 [CH (u) 6] noma'lum. Kalay sulfidlar +2 va +4 oksidlanish holatida mavjud: qalay (II) sulfid va qalay (IV) sulfid (mozaikli oltin).

Gidridlar

+4 oksidlanish holatida qalay bo'lgan Stannane (SnH4) beqaror. Organotin gidridlari yaxshi ma'lum, masalan, tributilin gidrid (Sn (C4H9) 3H). Bu birikmalar qalay (III) birikmalarining nodir namunalari bo'lgan qalayning o'tish tributilol radikallarini chiqaradi.

Organotin birikmalari

Organotinli birikmalar, ba'zan stananlar deb ataladi, kalay-uglerodli bog'lanishli kimyoviy birikmalardir.Qalay birikmalaridan organik türevler tijoriy jihatdan eng foydali hisoblanadi. Ba'zi organotin birikmalari juda zaharli va biotsid sifatida ishlatiladi. Birinchi ma'lum organotinli birikma 1849 yilda Edvard Frankland tomonidan kashf etilgan dietilindiodid (C2H5) 2SnI2) edi. Kalay o'z ichiga olgan organik birikmalarning ko'pchiligi rangsiz suyuqliklar yoki havo va suvga chidamli qattiq moddalardir. Ular tetraedral geometriyani qabul qilishadi. Tetraalkil va tetraariltin birikmalarini Grignard reaktivlari yordamida tayyorlash mumkin:

4 + 4 RMgBr → R

Tetraorganik türevlere qaraganda ancha keng tarqalgan va katta tijorat qiymatiga ega bo'lgan aralash alkil halojenürleri, reaksiyalarni qayta taqsimlash yo'li bilan amalga oshiriladi:

4Sn → 2 SnCl2R2

Ikki valentli organo-germaniy va kremniy-organik birikmalariga qaraganda keng tarqalgan bo'lsa-da, ikki valentli organotinli birikmalar kamdan-kam uchraydi. Sn (II) ning ajoyib stabilizatsiyasi "inert juftlik effekti" bilan bog'liq. Kalay o'z ichiga olgan organik (II) birikmalarga stenilen ham kiradi (formulasi: R2Sn, yakka karbenlar uchun ko'rinib turibdiki) va distenilenlar (R4Sn2), ular taxminan alkenlarga teng. Ikkala sinf ham g'ayrioddiy reaktsiyalarni ko'rsatadi.

Vujudga kelishi

Kalay uzoq s-jarayonida past va o'rta massali yulduzlarda (massasi Quyosh massasidan 0,6 dan 10 baravargacha) va nihoyat, og'ir indiy izotoplarining beta-parchalanishi paytida hosil bo'ladi. Qalay er qobig'ining eng ko'p tarqalgan 49 -elementi, 75 mg sinkga nisbatan 2 ppm, mis uchun 50 mg / l va qo'rg'oshin uchun 14 ppm. Qalay tabiiy element sifatida paydo bo'lmaydi, lekin uni har xil rudalardan olish kerak. Kassiterit (SnO2) - kalayning yagona tijorat muhim manbai, garchi stanit, sipindrit, frankeit, kanfildit va tilit kabi murakkab sulfidlardan oz miqdorda qalay olinadi. Qalay minerallari deyarli har doim granit jinslari bilan bog'liq, odatda kalay oksidi tarkibida 1%. Kalay dioksidning o'ziga xos tortishish kuchi yuqori bo'lganligi sababli, qazib olingan qalayning qariyb 80 foizi birlamchi konlardan topilgan ikkilamchi konlardan keladi. Qalay ko'pincha o'tmishda quyi oqimda yuvilgan va vodiylarga yoki dengizga yotqizilgan granulalardan olinadi. Qalay qazib olishning eng tejamli usullari - qazish, gidravlika yoki ochiq konlar. Dunyo qalayining katta qismi alyuvial yotqiziqlardan ishlab chiqariladi, uning tarkibida 0,015% kalay bo'lishi mumkin. Kalay konlarining jahon zahiralari (tonna, 2011)

Xitoy 1.500.000

Malayziya 250 ming

• Indoneziya 800000

  Braziliya 590 ming

  Boliviya 400,000

  Rossiya 350 ming

  Avstraliya 180 ming

  Tailand 170 ming

  Boshqalar 180 ming

  Hammasi bo'lib 4,800,000

2011 yilda taxminan 253 ming tonna qalay qazib olindi, asosan Xitoy (110 000 tonna), Indoneziya (51 000 tonna), Peru (34 600 tonna), Boliviya (20 700 tonna) va Braziliyada (12 000 tonna). Qalay ishlab chiqarish hisob -kitoblari iqtisodiy hayotiylik dinamikasi va qazib olish texnologiyalari rivojlanishiga qarab tarixan turlicha bo'lgan, ammo taxmin qilinishicha, hozirgi iste'mol stavkalari va texnologiyalari bo'yicha Yerda qalay qazib olish 40 yildan keyin tugaydi. Lester Braun, kalay 20% ichida yillik konservativ ekstrapolyatsiyaga asoslangan holda, 20% ichida tugashi mumkin, deb taxmin qildi. Kalayning iqtisodiy tiklanadigan zaxiralari: mln. tonna yiliga

Ikkilamchi yoki hurda qalay ham bu metalning muhim manbai hisoblanadi. Qalayni ikkilamchi ishlab chiqarish yoki qayta ishlash orqali qalayni qayta tiklash tez o'sib bormoqda. Amerika Qo'shma Shtatlari 1993 yildan beri qalay qazib olmagan bo'lsa ham, 1989 yildan beri qalay erimagan bo'lsa -da, u eng yirik ikkilamchi kalay ishlab chiqaruvchi bo'lib, 2006 yilda qariyb 14000 tonnani qayta ishlagan. Yangi konlar Mo'g'uliston janubida joylashgan va 2009 yilda Kolumbiyada Seminole Group Colombia CI, SAS tomonidan yangi qalay konlari topilgan.

Ishlab chiqarish

Kalay uglerod yoki koks yordamida oksidli rudaning karbotermal qaytarilishi natijasida ishlab chiqariladi. Yansıtıcı pechlar va elektr pechlardan foydalanish mumkin.

Narx va ayirboshlash

Kalay 1921 yilga kelib ishlab chiqaruvchi va iste'molchi mamlakatlar o'rtasida tuzilgan murakkab shartnomalar tufayli boshqa mineral tovarlardan farq qiladi. Oldingi kelishuvlar biroz norasmiy va vaqti -vaqti bilan tuzilgan va 1956 yilda "Birinchi Xalqaro qalay bitimi" ga olib keldi, bu 1985 yilda amalda yakunlangan doimiy shartnomalar turkumining birinchi. Ushbu ketma -ket kelishuvlar orqali Xalqaro qalay kengashi (ICO) qalay narxiga sezilarli ta'sir ko'rsatdi. ICO past narxlar davrida qalay narxini bufer zaxirasi uchun qalay sotib olish orqali qo'llab -quvvatladi va yuqori narxlar davrida bu aktsiyadan qalay sotish orqali narxni ushlab tura oldi. Bu bozorga qarshi yondashuv bo'lib, iste'molchi mamlakatlarga qalayning etarli oqimi va ishlab chiqaruvchi mamlakatlar uchun foyda bo'lishini ta'minlashga qaratilgan edi. Biroq, bufer zaxirasi etarlicha katta emas edi va 29 yilning ko'p qismida qalay narxi, ba'zida keskin ko'tarildi, ayniqsa 1973 yildan 1980 yilgacha inflyatsiya dunyoning ko'plab iqtisodiyotiga ta'sir ko'rsatdi. 1970 -yillarning oxiri va 1980 -yillarning boshlarida AQSh hukumatining qalay zaxiralari agressiv sotish rejimida edi, qisman qalay narxining yuqori narxlaridan foydalanish uchun. 1981-82 yillardagi tanazzul qalay sanoati uchun juda og'ir bo'ldi. Kalay iste'moli keskin kamaydi. ICO o'zining tampon zaxirasini sotib olishni tezlashtirish orqali chindan ham keskin pasayishdan qochishga muvaffaq bo'ldi; bu faoliyat MHTlardan o'z resurslarini ko'paytirish uchun banklar va po'lat savdosi firmalaridan katta miqdorda qarz olishni talab qildi. MCO 1985 yil oxirigacha, kredit limitiga yetguncha, qarz olishni davom ettirdi. Shundan so'ng, katta "qalay inqirozi" yuz berdi, keyin qalay uch yil davomida London metall birjasida savdodan chiqarildi, MCO tez orada qulab tushdi va erkin bozorda bo'lgan qalay narxi, bir funt uchun 4 dollarga (453 g) keskin tushib ketdi va 1990 -yillargacha shu darajada qoldi. Narx 2010 yilga kelib yana o'sdi, 2008-09 yillardagi jahon iqtisodiy inqirozidan keyin iste'mol qayta tiklandi, bu esa rivojlanayotgan mamlakatlarda iste'molning tiklanishi va o'sishi davom etdi. London metall birjasi (LME) - qalay uchun eng yaxshi savdo maydonchasi. Boshqa qalay bozorlari - Kuala Lumpur qalay bozori (KLTM) va Indoneziya qalay birjasi (INATIN).

Ilovalar

2006 yilda ishlab chiqarilgan qalayning deyarli yarmi lehimlashda ishlatilgan. Qolgan maqsadlar qalay qoplama, kalay kimyoviy moddalari, guruch va bronza qotishmalari va tokchalarga bo'linadi.

Lehim

Qalay uzoq vaqt davomida qo'rg'oshin qotishmalarida lehim sifatida ishlatilgan, 5 dan 70%gacha. Kalay 63% kalay va 37% qo'rg'oshin nisbatida qo'rg'oshin bilan evtektik aralashma hosil qiladi. Bu lehim quvurlar yoki elektr zanjirlarini birlashtirish uchun ishlatiladi. 2006 yil 1 -iyuldan boshlab Evropa Ittifoqining chiqindilar elektr va elektron uskunalari bo'yicha ko'rsatma (WEEE direktivasi) va xavfli moddalarni cheklash bo'yicha ko'rsatma kuchga kirdi. Bunday qotishmalardagi qo'rg'oshin miqdori kamaygan. Qo'rg'oshinni almashtirish ko'plab muammolar bilan bog'liq, shu jumladan yuqori erish nuqtalari va qalay mo'ylovlari. "Qalay vabosi" qo'rg'oshinsiz lehimlarda kuzatilishi mumkin.

Kalaylash

Kalay rishtalari yaxshi dazmollangan va korroziyani oldini olish uchun qo'rg'oshin, rux va po'latni qoplash uchun ishlatiladi. Kalay po'lat idishlar oziq -ovqat mahsulotlarini saqlash uchun keng qo'llaniladi va bu qalay metall bozorining katta qismini tashkil qiladi. 1812 yilda Londonda birinchi marta oziq -ovqat mahsulotlarini saqlash uchun qalay qutisi yasalgan. Britaniya ingliz tilida bu qutilar "qalay", Amerikada esa "qutilar" yoki "qalay qutilari" deb nomlanadi. Bir pivo qutisi uchun jargon nomi "tinnie" yoki "tinny" dir. Mis pishiradigan idishlar, masalan, kostryulkalar, yupqa qalay bilan qoplangan, chunki kislotali ovqatni mis bilan birlashtirish zaharli bo'lishi mumkin.

Ixtisoslashgan qotishmalar

Kalay boshqa elementlar bilan birlashib, ko'plab foydali qotishmalar hosil qiladi. Qalay ko'pincha mis bilan qotishma qilinadi. Kalay-qo'rg'oshin qotishmasi 85-99% qalayga ega; rulmanli metal ham kalayning yuqori foizini o'z ichiga oladi. Bronza asosan mis (12% qalay), fosfor qo'shilishi bilan fosforli bronza ishlab chiqariladi. Bell bronza, shuningdek, 22% kalay o'z ichiga olgan mis-qalay qotishmasidir. Qalay ba'zida tangalarda Amerika va Kanada tangalarini yasash uchun ishlatilgan. Mis ko'pincha bunday tangalarda, ba'zida sinkda ham asosiy metall bo'lganligi sababli, ularni bronza va / yoki guruch qotishmalari deb atash mumkin. Niobiy-qalayli Nb3Sn birikmasi yuqori o'tkazuvchan magnitli sariqlarda yuqori kritik harorat (18 K) va kritik magnit maydoni (25 T) tufayli tijorat maqsadlarida ishlatilgan. Og'irligi atigi ikki kilogramm bo'lgan magnit oddiy og'irlikdagi elektromagnitlar bilan bir xil magnit maydonni yaratishga qodir. Kalayning oz qismi yadro yoqilg'isi uchun zirkonyum qoplamali qotishmalarga qo'shiladi. Organdagi metall quvurlarning ko'pchiligi har xil miqdordagi qalay / qo'rg'oshinga ega, 50/50 qotishmalari eng keng tarqalgan. Quvurdagi qalay miqdori quvur ohangini aniqlaydi, chunki qalay asbobga kerakli rezonans beradi. Qalay / qo'rg'oshin qotishmasi soviganida, qo'rg'oshin biroz tezroq soviydi va dog 'yoki dog' hosil qiladi. Bu metall qotishma nuqta metall deb ataladi. Quvurlar uchun qalaydan foydalanishning asosiy afzalliklari uning tashqi ko'rinishi, ishlashi va korroziyaga chidamliligidir.

Boshqa ilovalar

Teshikli qalay bilan qoplangan po'latdan yasalgan hunarmandchilik texnikasi bo'lib, u Markaziy Evropada ishlab va bezakli uy-ro'zg'or buyumlarini yaratish uchun ishlatilgan. Teshikli qalay chiroqlari - bu texnikaning eng keng tarqalgan qo'llanilishi. Teshik orqali o'tadigan sham nuri dekorativ yorug'lik naqshini yaratadi. Chiroqlar va boshqa teshilgan kalay buyumlari Evropaning eng qadimgi aholi punktlaridan Yangi Dunyoda yaratilgan. Mashhur misol - Pol Revere nomi bilan atalgan Revere chiroq. Zamonaviy davrdan oldin, Alp tog'larining bir qator joylarida echki yoki qo'chqorning shoxi alifbo va birdan to'qqizgacha raqamlar shaklida metall orqali teshilgan. Bu o'qitish vositasi shunchaki "shox" nomi bilan mashhur edi. Zamonaviy reproduktsiyalar yurak va lola kabi motiflar bilan bezatilgan. Amerikada, muzlatgichdan oldin tort va taom uchun har xil uslub va o'lchamdagi yog'och shkaflar ishlatilgan, ular zararkunandalar va hasharotlarni qaytarish va tez buziladigan ovqatlarni changdan tozalash uchun mo'ljallangan. Bu erga osilgan yoki osilgan shkaflar edi. Bu shkaflarning eshiklarida va ba'zan yonlarida qalay qo'shimchalari bor edi. Deraza oynalari ko'pincha eritilgan oynani eritilgan qalayga qo'yish orqali amalga oshiriladi (suzuvchi shisha - eritilgan metalldan yasalgan oynali shisha), natijada sirt tekis bo'ladi. Bunga Pilkington jarayoni deyiladi. Kalay, shuningdek, zamonaviy lityum-ionli batareyalarda salbiy elektrod sifatida ishlatiladi. Ba'zi kalay yuzalar lityum-ionli batareyalarda ishlatiladigan karbonat elektrolitlarining parchalanishini katalizlashi bilan cheklangan. Qalay (II) ftoridi ba'zi tish mahsulotlariga (SnF2) qo'shiladi. Kalay (II) ftoridni kaltsiy abrazivlari bilan aralashtirish mumkin, keng tarqalgan natriy ftor esa kaltsiy birikmalari ishtirokida asta -sekin biologik faol bo'lmagan holga keladi. Bundan tashqari, gingivitni nazorat qilishda natriy ftoriddan ko'ra samaraliroq ekanligi isbotlangan.

Organotin birikmalari

Kalayning barcha kimyoviy birikmalaridan kalay o'z ichiga olgan organik birikmalar eng ko'p ishlatiladi. Ularning jahon sanoat ishlab chiqarish hajmi 50 ming tonnadan oshishi mumkin.

PVX stabilizatorlari

Organotin birikmalarining asosiy tijorat qo'llanilishi PVX plastmassalarni barqarorlashtirishdir. Agar bunday stabilizatorlar bo'lmasa, PVX aks holda issiqlik, yorug'lik va atmosfera kislorodiga ta'sir qilganda tezda buzilib ketadi, natijada mahsulot rangi o'zgaradi va mo'rt bo'ladi. Qalay xlor ionlarini (Cl-) tozalaydi, aks holda plastmassadan HCl yo'qolishiga olib keladi. Odatda kalay birikmalari - dibutiltin dikloriddan olingan karboksilik kislotalar, masalan, dibutiltin dilaurat.

Biotsidlar

Ba'zi organotin birikmalari nisbatan toksik bo'lib, ularning afzalliklari va kamchiliklari bor. Ular qo'ziqorinlar, pestitsidlar, algitsidlar, yog'ochni himoya qilish vositalari va parchalanish vositasi sifatida biosidal xususiyatlari uchun ishlatiladi. Tributiltin oksidi yog'ochni himoya qilish vositasi sifatida ishlatiladi. Tributiltin kemalarda dengiz organizmlarining ko'payishini oldini olish uchun dengiz bo'yog'iga qo'shimchalar sifatida ishlatilgan, ba'zi dengiz organizmlari uchun (masalan, binafsha rang) toksikligi yuqori organotin birikmalari turg'un organik ifloslantiruvchi moddalar sifatida aniqlanganidan keyin foydalanish kamaygan. Evropa Ittifoqi 2003 yilda organotin birikmalaridan foydalanishni taqiqladi, shu bilan birga bu birikmalarning dengiz hayoti uchun toksikligi va ba'zi dengiz turlarining ko'payishi va o'sishiga zarar etkazishi haqida xavotirda (ba'zi hisobotlarda dengiz hayotiga biologik ta'sirlar litri 1 nm konsentratsiyasida tasvirlangan. ) Xalqaro dengiz tashkiloti tomonidan butun dunyo bo'ylab taqiqlanishiga olib keldi. Hozirgi vaqtda ko'p shtatlar uzunligi 25 m dan oshadigan idishlar uchun organotin birikmalaridan foydalanishni cheklaydi.

Organik kimyo

Bir necha kalay reaktivlari organik kimyo uchun foydalidir. Eng keng tarqalgan ishlatilishida, xlorli xlorid nitro va oksim guruhlarini ominlarga aylantirish uchun keng tarqalgan kamaytiruvchi vosita hisoblanadi. Style Reaction organotin birikmalarini organik halogenlar yoki psevdohalidlarga bog'laydi.

Lityum-ionli batareyalar

Kalay lityum metall bilan bir necha intermetalik fazalarni hosil qiladi, bu esa batareyani ishlatish uchun potentsial jozibali materialga aylantiradi. Lityum bilan dopingda kalayning katta hajmli kengayishi va elektrokimyoviy potentsiali past bo'lgan organotin elektrolitlar interfeysining beqarorligi tijorat hujayralarida foydalanishning eng katta qiyinchiliklari hisoblanadi. Sony muammoni qisman hal qildi. Kobalt va uglerodli qalay intermetalik birikmalar Sony tomonidan 2000 -yillarning oxirida chiqarilgan Nexelion qafaslarida sotiladi. Faol moddaning tarkibi taxminan Sn0.3Co0.4C0.3. So'nggi tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, tetragonal (beta) Sn ning bir nechta kristalli yuzlari kiruvchi elektrokimyoviy faollik uchun javobgardir.

Kirish

Adabiyotlar ro'yxati

Kirish

Rivojlanishning eng muhim bosqichi temir va uning qotishmalaridan foydalanish edi. 19 -asrning o'rtalarida po'lat ishlab chiqarishning konvertor usuli, asrning oxirigacha - marten usuli o'zlashtirildi.

Temir asosidagi qotishmalar haligacha asosiy qurilish materiali hisoblanadi.

Sanoatning jadal rivojlanishi turli xil xususiyatlarga ega materiallarning paydo bo'lishini talab qiladi.

20 -asrning o'rtalarida polimerlar paydo bo'ldi - baliqchilik uchun yangi materiallar, ularning xususiyatlari metallardan keskin farq qiladi.

Polimerlar texnologiyaning turli sohalarida ham keng qo'llaniladi: mashinasozlik, kimyo va oziq -ovqat sanoati va boshqa qator sohalarda.

Texnologiyaning rivojlanishi yangi o'ziga xos xususiyatlarga ega materiallarni talab qiladi. Yadro energiyasi va kosmik texnologiyasi juda yuqori haroratda ishlay oladigan materiallarni talab qiladi.

Kompyuter texnologiyasi faqat maxsus elektr xususiyatlariga ega materiallardan foydalanish natijasida mumkin bo'ldi.

Shunday qilib, materialshunoslik texnologik taraqqiyotni belgilaydigan eng muhim, ustuvor fanlardan biridir.

Qalay - qadim zamonlardan beri odamlarga ma'lum bo'lgan kam sonli metallardan biridir. Qalay va mis temirdan oldin kashf etilgan va ularning qotishmasi - bronza, aftidan, birinchi "sun'iy" material, inson tomonidan tayyorlangan birinchi materialdir.

Arxeologik qazishmalar natijalari shuni ko'rsatadiki, miloddan avvalgi besh ming yillikda odamlar qalayning o'zini eriy olishgan. Ma'lumki, qadimgi misrliklar bronzani ishlab chiqarish uchun qalayni Forsdan olib kelishgan.

"Trapu" nomi bilan bu metall qadimgi hind adabiyotida tasvirlangan. Kalay stannumning lotincha nomi sanskritcha "yuz" dan kelib chiqqan bo'lib, "qattiq" degan ma'noni anglatadi.

Qalay

Kalay xususiyatlari:

Atom raqami d50

Atom massasi 118.710

Barqaror 112, 114-120, 122, 124

Beqaror 108-111, 113, 121, 123, 125-127

Erish nuqtasi, ° S 231.9

Qaynash nuqtasi, ° S 262.5

Zichlik, g / sm3 7.29

Qattiqlik (Brinell) 3.9

Rudalar va shag'allardan qalay ishlab chiqarish har doim boyitishdan boshlanadi. Kalay rudalarini boyitish usullari juda xilma -xildir. Ular, xususan, asosiy va hamroh bo'lgan minerallarning zichligi farqiga asoslangan tortishish usulidan foydalanadilar. Shu bilan birga, shuni esdan chiqarmasligimiz kerakki, hamrohlar har doim ham bo'sh tosh emas. Ular ko'pincha volfram, titan, lantanidlar kabi qimmatbaho metallarni o'z ichiga oladi. Bunday hollarda, qalay rudasidan barcha qimmatli komponentlarni ajratib olishga urinishadi.

Olingan kalay kontsentratining tarkibi xom ashyoga, shuningdek, bu konsentrat qanday olinganiga bog'liq. Undagi kalay miqdori 40 dan 70%gacha. Konsentrat qovurish uchun o'choqqa yuboriladi (600 ... 700 ° S da), undan nisbatan uchuvchan mishyak va oltingugurt aralashmalari chiqariladi. Temir, surma, vismut va boshqa metallarning ko'p qismi olovdan keyin xlorid kislotasi bilan yuviladi. Bu bajarilgandan so'ng, kalayni kislorod va kremniydan ajratish qoladi. Shuning uchun qo'pol kalay ishlab chiqarishning oxirgi bosqichi - ko'mir bilan eritish va reverberator yoki elektr pechlarda oqim. Fizik-kimyoviy nuqtai nazardan, bu jarayon yuqori o'choqli jarayonga o'xshaydi: uglerod kalaydan kislorodni "olib ketadi" va oqimlar kremniy dioksidini metallga nisbatan engil bo'lgan cürufga aylantiradi.

Qalin kalayda hali ham juda ko'p iflosliklar bor: 5 ... 8%. Yuqori sifatli metallni (96,5 ... 99,9% Sn) olish uchun olov yoki kamroq elektrolitik tozalash ishlatiladi. Yarimo'tkazgichlar sanoatiga kerak bo'lgan, deyarli oltita to'qqiz - 99,99985% Sn toza bo'lgan qalay asosan zonani eritish usuli bilan olinadi.

Kalay, shuningdek, qalay plastinka chiqindilarini qayta ishlash yo'li bilan ham olinadi. Bir kilogramm kalay olish uchun bir sentner rudani qayta ishlash shart emas, siz boshqacha yo'l tutishingiz mumkin: 2000 eski bankani "yirtib tashlang".

Har bir bankada atigi yarim gramm qalay bor. Ammo ishlab chiqarish ko'lamiga ko'paytirilsa, bu yarim gramm o'nlab tonnaga aylanadi ... Kapitalistik mamlakatlar sanoatida "ikkilamchi" qalayning ulushi umumiy ishlab chiqarishning uchdan bir qismini tashkil qiladi. Mamlakatimizda qalayni qayta tiklash uchun yuzga yaqin sanoat qurilmalari mavjud.

Qalayni qalaydan mexanik usul bilan olib tashlash deyarli mumkin emas, shuning uchun temir va qalayning kimyoviy xossalaridagi farq ishlatiladi. Ko'pincha qalay xlor gazi bilan ishlanadi. Namlik bo'lmaganida temir u bilan reaksiyaga kirmaydi. Kalay xlor bilan oson birlashadi. Bug'lantiruvchi suyuqlik hosil bo'ladi - qalay xlorid SnCl4, kimyo va to'qimachilik sanoatida ishlatiladi yoki undan metall qalay olish uchun elektrolizatorga yuboriladi. Va yana "bo'ron" boshlanadi: po'lat plitalar bu qalay bilan qoplanadi, qalay plastinka olinadi. Undan idishlar tayyorlanadi, idishlar oziq -ovqat bilan to'ldiriladi va muhrlanadi. Keyin ular ochiladi, konservalar iste'mol qilinadi, qutilar tashlanadi. Va keyin (afsuski, hammasi emas) yana "ikkilamchi" qalay fabrikalariga boradilar.

Boshqa elementlar tabiatda o'simliklar, mikroorganizmlar va boshqalar ishtirokida aylanadi. Qalay aylanishi - bu inson qo'lidan qilingan ish.

Qotishmalar. Kalayning uchdan bir qismi lehim yasash uchun ishlatiladi. Lehim - bu maqsadiga qarab, har xil nisbatda qo'rg'oshinli qalay qotishmalari. 62% Sn va 38% Pb bo'lgan qotishma evtektik deb ataladi va Sn - Pb tizimining qotishmalari orasida eng past erish nuqtasiga ega. U elektronika va elektrotexnikada ishlatiladigan birikmalarda uchraydi. Qo'rg'oshin-kalay qotishmalari, masalan, 30% Sn + 70% Pb, keng qotish diapazoniga ega, quvurlarni payvandlashda va plomba moddasi sifatida ishlatiladi. Qo'rg'oshinsiz qalay lehimlari ham ishlatiladi. Surma va mis bilan qalay qotishmalari turli mexanizmlar uchun rulman texnologiyasida antifriksiyali qotishmalar (babbitts, bronzalar) sifatida ishlatiladi.

Ba'zi kalay qotishmalarining tarkibi va xossalari

Ko'p kalay qotishmalari boshqa metallar bilan 50 -elementning haqiqiy kimyoviy birikmalaridir. Qotishma, kalay kaltsiy, magniy, tsirkonyum, titan va ko'plab noyob tuproq elementlari bilan o'zaro ta'sir qiladi. Olingan birikmalar yuqori refrakterlik bilan ajralib turadi. Shunday qilib, Zr3Sn2 tsirkonyum stannidi faqat 1985 ° S da eriydi. Va bu erda "ayb" faqat sirkonyumning refrakterligi emas, balki qotishmaning tabiati, uni hosil qiluvchi moddalar orasidagi kimyoviy bog'lanishdir. Yoki boshqa misol. Magniy olovga chidamli metallardan emas; 651 ° C rekord erish nuqtasidan uzoqda. Kalay 232 ° C past haroratda eriydi. Va ularning qotishmasi - Mg2Sn birikmasi 778 ° S erish nuqtasiga ega. Zamonaviy qalay-qo'rg'oshin qotishmalarida 90-97% Sn va qattiqlik va mustahkamlikni oshirish uchun mis va surma kichik qo'shimchalari mavjud.

Ulanishlar. Kalay turli xil kimyoviy birikmalar hosil qiladi, ularning ko'pchiligi muhim sanoat qo'llanmalarini topadi. Ko'p sonli noorganik birikmalardan tashqari, kalay atomi uglerod bilan kimyoviy bog'lanish hosil qila oladi, bu esa organotinlar deb nomlanuvchi organometalik birikmalarni olish imkonini beradi. Kalay xloridlari, sulfatlar va floroboratlarning suvli eritmalari kalay va uning qotishmalarini cho'ktirish uchun elektrolitlar vazifasini bajaradi. Kalay oksidi seramika uchun sirda ishlatiladi; u sirga xiralik beradi va rang beruvchi pigment vazifasini bajaradi. Kalay oksidi, shuningdek, turli xil mahsulotlarga yupqa plyonka ko'rinishidagi eritmalardan ham cho'ktirilishi mumkin, bu shisha mahsulotlarga kuch beradi (yoki tomirlarning og'irligini kamaytirib, ularning mustahkamligini saqlaydi). Plastmassa va sintetik materiallarga sink stanat va boshqa qalay hosilalarini kiritish ularning alangalanishini pasaytiradi va zaharli bug'lar paydo bo'lishining oldini oladi va bu qo'llaniladigan joy qalay birikmalari uchun eng muhim bo'lib kelmoqda. Polivinilxlorid uchun stabilizator sifatida juda ko'p miqdordagi organotin birikmalari iste'mol qilinadi - bu idishlar, quvurlar, shaffof tom yopish materiallari, deraza romlari, oluklar va boshqalarni ishlab chiqarishda ishlatiladigan moddalar. va yog'ochni saqlash.

Eng muhim ulanishlar:

Kalay dioksidi SnO 2 suvda erimaydi. Tabiatda - mineral kassiterit (kalay tosh). Kalayning kislorod bilan oksidlanishi natijasida olinadi. Ilova: qalay ishlab chiqarish uchun, emal uchun oq pigment, ko'zoynak, sir.

Qalay oksidi SnO, qora kristallar. U 400 ° C dan yuqori havoda oksidlanadi va suvda erimaydi. Qo'llash: yoqutli shisha ishlab chiqarishda qora pigment, qalay tuzlari ishlab chiqarish uchun.

Kalay gidrid SnH 2 kalay-magniyli qotishmalarning kislotalar bilan parchalanishida (ya'ni, vodorod ajralib chiqish vaqtida) vodorodga nopoklik sifatida oz miqdorda olinadi. Saqlash jarayonida u asta -sekin erkin kalay va vodorodga parchalanadi.

Kalay tetraklorid SnCl 4 - havoda tutun chiqadigan, suvda eriydigan suyuqlik. Ilova: matolarni bo'yash uchun mordant, polimerizatsiya katalizatori.

Kalay dichlorid SnCl 2 suvda eriydi. Dihidrat hosil qiladi. Ilova: organik sintezda qaytaruvchi vosita, matolarni bo'yash uchun mordant, neft moylarining rangini o'zgartirish uchun.

Kalay disulfid SnS 2, oltin sariq kristallar, erimaydi. "Oltin barg" - yog'ochni, oltin taqlid gipsini tugatish uchun.

Kalay (lotincha Stannum; Sn belgisi bilan belgilanadi) - to'rtinchi guruhning asosiy kichik guruhining elementi, D. I. Mendeleyevning kimyoviy elementlari davriy tizimining beshinchi davri, atom raqami 50. Yengil metallar guruhini bildiradi. Oddiy sharoitda oddiy modda-qalay-kumush-oq rangdagi egiluvchan, egiluvchan va past eriydigan yaltiroq metalldir. Kalay ikkita allotropik modifikatsiyani hosil qiladi: 13,2 ° C dan pastda, olmos tipidagi kubikli panjarali barqaror a-qalay (kulrang qalay), 13,2 ° C dan yuqori, b-qalay (oq qalay) tetragonal kristalli panjarali.

Tarix

Kalay odamga miloddan avvalgi 4 -ming yillikda ma'lum bo'lgan. NS. Bu metallga kirish qiyin va qimmat edi, chunki undan yasalgan buyumlar Rim va Yunon antik davrlarida kamdan -kam uchraydi. Kalay Musoning to'rtinchi kitobi bo'lgan Injilda eslatib o'tilgan. Qalay (mis bilan birga) - miloddan avvalgi 3 -ming yillikning oxiri yoki o'rtalarida ixtiro qilingan bronza (qarang, mis va bronza tarixi) komponentlaridan biridir. Bronza o'sha paytda ma'lum bo'lgan eng bardoshli metall va qotishma bo'lgani uchun, qalay "bronza davrida" 2000 yildan oshgan "strategik metall" bo'lgan (taxminan taxminan: miloddan avvalgi 35-11 asrlar).

ismning kelib chiqishi
Sanskritcha "bardoshli, bardoshli" degan ma'noni anglatuvchi stannum lotincha nomi dastlab qo'rg'oshin va kumush qotishmasiga, keyin esa unga taqlid qiladigan, taxminan 67% kalay o'z ichiga olgan boshqa qotishma; IV asrga kelib, bu so'z qalayning o'ziga nisbatan ishlatilgan.
Kalay so'zi - umumiy slavyan so'zi bo'lib, Boltiqbo'yi tillarida yozishmalarga ega (qarang. Lit. alavas, alvas - "qalay", pruss. Alvis - "qo'rg'oshin"). Bu ol- ildizidan yasalgan qo'shimchali shakl (taqqoslang eski nemis elo - "sariq", lotincha albus - "oq" va boshqalar), shuning uchun metall rangiga qarab nomlangan.

Ishlab chiqarish

Ishlab chiqarish jarayonida rudali tog 'jinslari (kassiterit) sanoat tegirmonlarida o'rtacha zarracha kattaligi ~ 10 mm gacha maydalanadi, shundan so'ng kassiterit nisbatan yuqori zichligi va massasi tufayli bo'sh jinslardan tebranish-tortishish usuli bilan ajralib chiqadi. konsentratsion jadvallar ustida. Bundan tashqari, ruda boyitish / qayta ishlashning flotatsiya usuli qo'llaniladi. Olingan qalay rudasi kontsentrati pechlarda eritiladi. Eritish jarayonida u qayta tiklashda ko'mir yordamida bo'sh holatga qaytariladi, uning qatlamlari ruda qatlamlari bilan navbatma -navbat yig'iladi.

Ilova

1. Kalay asosan sof shaklda yoki boshqa metallar bilan qotishmalarda xavfsiz, toksik bo'lmagan, korroziyaga chidamli qoplama sifatida ishlatiladi. Kalayning asosiy sanoat qo'llanilishi - oziq -ovqat idishlari ishlab chiqarish uchun qalay plastinka (kalaylangan temir), elektronikani lehimlashda, uy quvurlarida, rulmanli qotishmalarda va qalay va uning qotishmalarini qoplashda. Eng muhim kalay qotishmasi - bronza (mis bilan). Yana bir taniqli qotishma-kalay, dasturxon yasash uchun ishlatiladi. So'nggi paytlarda metalldan foydalanishga bo'lgan qiziqish qayta tiklandi, chunki u og'ir rangli metallar orasida eng "ekologik" hisoblanadi. Nb 3 Sn intermetalik birikmasi asosida o'ta o'tkazuvchan simlarni yaratish uchun ishlatiladi.
2. Kalay va sirkonyumning intermetalik birikmalari yuqori erish nuqtalariga (2000 ° S gacha) va havoda qizdirilganda oksidlanish qarshiligiga ega va bir qator ilovalarga ega.
3. Kalay konstruktiv titan qotishmalarini ishlab chiqarishda eng muhim qotishma komponent hisoblanadi.
4. Kalay dioksidi - optik oynaning sirtini "tugatish" uchun ishlatiladigan juda samarali abraziv material.
5. Qalay tuzlari aralashmasi - "sariq kompozitsiya" - ilgari jun uchun bo'yoq sifatida ishlatilgan.
6. Kalay kimyoviy oqim manbalarida anodli material sifatida ham ishlatiladi, masalan: marganets-qalay elementi, oksidi-simob-qalay elementi. Qo'rg'oshin-kalay batareyasida qalaydan foydalanish istiqbolli; shuning uchun, masalan, teng kuchlanishda, qo'rg'oshin-akkumulyator batareyasi bilan solishtirganda, qo'rg'oshin-kalay akkumulyatorining quvvati 2,5 barobar va birlik hajmiga 5 barobar ko'proq energiya zichligiga ega, uning ichki qarshiligi ancha past bo'ladi.

Maqolaning mazmuni

TIN, Sn (lotincha stannumdan, u dastlab qo'rg'oshin va kumush qotishmasini, keyin uni taqlid qiladigan, taxminan 67% Sn o'z ichiga olgan boshqa qotishma; IV asrga kelib, bu so'z qalay deb nomlana boshlagan), kimyoviy element Elementlarning davriy jadvalining IVB kichik guruhi (shu jumladan C, Si, Ge, Sn va Pb). Qalay-nisbatan yumshoq metall bo'lib, u asosan sof shaklda yoki boshqa metallar bilan qotishmalarda xavfsiz, toksik bo'lmagan, korroziyaga chidamli qoplama sifatida ishlatiladi.

Tarixiy ma'lumotnoma.

Kalay Gomer va Muso davrida ishlatila boshlandi. Uning kashfiyoti, ehtimol, allyuvial kassiteritning (qalay toshi) tasodifan tiklanishi bilan bog'liq edi; cho'kindi yuzasida yoki yaqinida paydo bo'ladi va qalay rudalarini qayta tiklash boshqa metall rudalariga qaraganda ancha oson. Qadimgi britaniyaliklar qalay bilan yaxshi tanish bo'lgan: Angliyaning janubi -g'arbiy qismidagi Kornuollda qadimgi cüruf zarblari topilgan. Shubhasiz, metallga kirish qiyin va qimmat edi Qalaydan yasalgan buyumlar Rim va Yunon antik davrlari orasida kamdan -kam uchraydi, garchi Kalay Bibliyada Musoning To'rtinchi kitobida (Raqamlar) eslatib o'tilgan bo'lsa -da, hozirgi kungacha oksidli qalay rudasini belgilash uchun ishlatilgan kassiterit so'zi yunon tilidan kelib chiqqan. Qalay manbalari sifatida Malakka va Sharqiy Hindiston 8-9 -asr arab adabiyotida tilga olingan. va XVI asrda turli mualliflar tomonidan yozilgan. Buyuk geografik kashfiyotlar munosabati bilan. Saksoniya va Bogemiyada qalay qazib olish tarixi XII asrga borib taqalsa, XVII asrga to'g'ri keladi. 30 yillik urush (1618-1648) bu sanoatni vayron qildi. Keyinchalik ishlab chiqarish qayta tiklandi, biroq tez orada Amerikada boy konlar topilgani sababli ishdan chiqdi.

Bronza.

Kalayni qanday qilib sof shaklda qazib olishni o'rganishdan ancha oldin, mis -bronzadan yasalgan qalay qotishmasi ma'lum bo'lgan, uni miloddan avvalgi 2500-2000 yillarda olishgan. Rudalardagi qalay ko'pincha mis bilan birga topilgan, shuning uchun mis Buyuk Britaniyada, Bogemiyada, Xitoyda va Ispaniyaning janubida eriganida, sof mis emas, balki uning ma'lum miqdordagi qalayli qotishmasi hosil bo'lgan. Irlandiyadan kelgan dastlabki mis duradgorlik asboblari (kesaklar, adzlar va boshqalar) tarkibida 1% gacha Sn bor edi. Misrda, 12 -suloladan (miloddan avvalgi 2000 yil) mis idishlarda 2% gacha Sn bor edi, ehtimol tasodifiy ifloslik sifatida. Mis eritishning ibtidoiy amaliyoti mis va qalay rudalari aralashmasidan foydalanishga asoslangan bo'lib, natijada Sn 22% gacha Sn.

Jismoniy xususiyatlar.

Qalay - yumshoq kumush -oq rangli egiluvchan metal (juda nozik folga - stanyolga o'ralishi mumkin), erish nuqtasi past (rudalardan oson eriydi), lekin qaynash nuqtasi yuqori. Kalay ikkita allotropik modifikatsiyaga ega: a-Sn (kulrang qalay) yuz markazli kubik kristall panjarali va b-Sn (oddiy oq qalay) tanasi markazli tetragonal kristall panjarali. Fazali o'tish b ® a past haroratlarda (-30 ° S) va kulrang qalay kristallari ishtirokida tezlashadi; Qalag'ir mahsulotlari sovuqda kulrang kukunga aylanganda ma'lum bo'ladi ("qalay vabosi"), lekin bu o'zgarish, hatto juda past haroratlarda ham, eng kichik iflosliklarning mavjudligi bilan keskin tormozlanadi va shuning uchun kamdan -kam hollarda sodir bo'ladi. amaliy qiziqishdan ko'ra ilmiy. Shuningdek qarang ALLOTROPIYa; Kimyoviy elementlar; Elementlarning davriy tizimi.

Sof qalay xona haroratida past mexanik kuchga ega (siz qalay tayog'ini egishingiz mumkin, va siz individual kristallarning bir -biriga ishqalanishi tufayli xarakterli shovqinni eshitasiz) va shuning uchun kamdan -kam ishlatiladi. Biroq, u boshqa qora va rangli metallar bilan qotishmalar hosil qiladi. Qalay o'z ichiga olgan qotishmalar, moylash materiallari mavjud bo'lganda, yaxshi antifritsion xususiyatlarga ega, shuning uchun ular rulmanli material sifatida keng qo'llaniladi.

Kimyoviy xususiyatlari.

Xona haroratida kalay kislorod va suvga kimyoviy jihatdan inertdir. Havoda kalay asta -sekin himoya oksidi plyonkasi bilan qoplanadi, bu uning korroziyaga chidamliligini oshiradi. Oddiy sharoitda kalay va uning oksidi plyonkasining kimyoviy inertligi uni oziq -ovqat uchun kalay idishlar, birinchi navbatda bankalar bilan qoplashda ishlatiladi. Kalay po'latga osonlik bilan qo'llaniladi va uning korroziya mahsulotlari zararsizdir. Murakkablarda qalay ikkita oksidlanish holatini ko'rsatadi: +2 va +4, va qalay (II) birikmalari asosan suyultirilgan suvli eritmalarda nisbatan beqaror va qalay (IV) birikmalariga oksidlanadi (ular ba'zida qaytaruvchi moddalar sifatida ishlatiladi, masalan, SnCl 2). Suyultirilgan xlorid va sulfat kislotalar qalayga juda sekin ta'sir qiladi, konsentratsiyali, ayniqsa qizdirilganda, uni eritadi va xlorid kislotasida qalay (II) xlorid, sulfat kislotada qalay (IV) sulfat olinadi. Kalay nitrat kislota bilan qanchalik kuchli reaksiyaga kirsa, konsentratsiyasi va harorati shuncha yuqori bo'ladi: suyultirilgan HNO 3 da eriydigan qalay (II) nitrat hosil bo'ladi va konsentrlangan HNO 3 da erimaydi. b-tan kislotasi H 2 SnO 3. Konsentrlangan ishqorlar qalayni eritib, stannitlar - qalay kislotasi tuzlari H 2 SnO 2 hosil qiladi; eritmalarda stannitlar gidroksoformda mavjud, masalan Na 2. Kalay (II) birikmalari elektrolizlangan qoplamalar ishlab chiqarishda eng katta sanoat ahamiyatiga ega. Kalay (IV) birikmalari sanoatda keng qo'llaniladi.

Kalay oksidi amfoterik bo'lib, ham kislotali, ham asosiy xususiyatlarga ega. Qalay (IV) oksidi tabiiy ravishda kassiterit mineral shaklida uchraydi va sof SnO 2 sof metalldan olinadi; qalay dioksidi SnO 2 oq sir va emal tayyorlash uchun ishlatiladi. SnO 2 dan, ishqorlar bilan o'zaro ta'sirlashganda, stannatlar olinadi - stanoz kislotali tuzlar, ularning eng muhimlari kaliy va natriy stanatlari; qalay va uning qotishmalarini cho'ktirish uchun elektrolitlar sifatida stannatlarning eritmalari keng qo'llaniladi. SnCl 4 - qalay tetrakloridi, boshqa kalay birikmalarining, shu jumladan organotin birikmalarining ko'plab sintezlari uchun boshlang'ich birikma.

Ilova.

Zamonaviy dunyoda qazib olingan qalayning uchdan bir qismi oziq -ovqat kalay va ichimliklar uchun idishlar ishlab chiqarishga sarflanadi. Kalay plastinka asosan po'latdan yasalgan, lekin qalay bilan qoplangan, odatda qalinligi 0,4 mikrondan kam.

Qotishmalar.

Kalayning uchdan bir qismi lehim yasash uchun ishlatiladi. Lehim - maqsadiga qarab, har xil nisbatda, asosan qo'rg'oshinli qalay qotishmalari. 62% Sn va 38% Pb bo'lgan qotishma evtektik deb ataladi va Sn - Pb tizimining qotishmalari orasida eng past erish nuqtasiga ega. U elektronika va elektrotexnikada ishlatiladigan birikmalarda uchraydi. Qo'rg'oshin-kalay qotishmalari, masalan, 30% Sn + 70% Pb, keng qotish diapazoniga ega, quvurlarni payvandlashda va to'ldiruvchi material sifatida ishlatiladi. Qo'rg'oshinsiz qalay lehimlari ham ishlatiladi. Surma va mis bilan qalay qotishmalari turli mexanizmlar uchun rulman texnologiyasida antifriksiyali qotishmalar (babbitts, bronzalar) sifatida ishlatiladi. Zamonaviy qalay-qo'rg'oshin qotishmalari qattiqligi va mustahkamligini oshirish uchun 90-97% Sn va mis va surma qo'shimchalarini o'z ichiga oladi. Erta va o'rta asr qo'rg'oshin qotishmalaridan farqli o'laroq, zamonaviy kalay kostryulkalar ishlatish uchun xavfsizdir.

Qalay va qalay qotishma qoplamalari.

Kalay osonlikcha ko'plab metallar bilan qotishmalar hosil qiladi. Qalay qoplamalar substratga yaxshi yopishib oladi, yaxshi korroziyadan himoya qiladi va chiroyli ko'rinishga ega bo'ladi. Qalay va qalay qo'rg'oshinli qoplamalarni maxsus tayyorlangan buyumni eritilgan vannaga botirish yo'li bilan qo'llash mumkin, ammo ko'pchilik qalay qoplari va qo'rg'oshin, mis, nikel, rux va kobaltli qalay qotishmalari suvli eritmalardan elektrolitik tarzda yotqiziladi. Kalay va uning qotishmalaridan qoplamalar uchun keng ko'lamli kompozitsiyalar mavjudligi sanoat va dekorativ xarakterdagi turli muammolarni hal qilish imkonini beradi.

Ulanishlar.

Kalay turli xil kimyoviy birikmalar hosil qiladi, ularning ko'pchiligi muhim sanoat qo'llanmalarini topadi. Ko'p sonli noorganik birikmalardan tashqari, kalay atomi uglerod bilan kimyoviy bog'lanish hosil qila oladi, bu esa organotin deb nomlanuvchi organometalik birikmalarni olish imkonini beradi. Shuningdek qarang ORGANOMETAL ULANISH). Kalay xloridlari, sulfatlar va floroboratlarning suvli eritmalari kalay va uning qotishmalarini cho'ktirish uchun elektrolitlar vazifasini bajaradi. Kalay oksidi seramika uchun sirda ishlatiladi; u sirga xiralik beradi va rang beruvchi pigment vazifasini bajaradi. Kalay oksidi, shuningdek, turli xil mahsulotlarga yupqa plyonka ko'rinishidagi eritmalardan ham cho'ktirilishi mumkin, bu shisha mahsulotlarga kuch beradi (yoki tomirlarning og'irligini kamaytirib, ularning mustahkamligini saqlaydi). Plastmassa va sintetik materiallarga sink stanat va boshqa qalay hosilalarini kiritish ularning alangalanishini pasaytiradi va zaharli bug'lar paydo bo'lishining oldini oladi va bu qo'llaniladigan joy qalay birikmalari uchun eng muhim bo'lib kelmoqda. Polivinilxlorid uchun stabilizatorlar sifatida juda ko'p miqdordagi organotin birikmalari iste'mol qilinadi - bu idishlar, quvurlar, shaffof tom yopish materiallari, deraza romlari, oluklar va boshqalarni tayyorlash uchun ishlatiladigan modda. va yog'ochni saqlash.