锡

锡（Tin）元素符号Sn，相对原子质量118.71。稳定同位素：112, 114, 115,116，117，118，119，120，122，124。

1．产品性能

银白色金属粉末。质软且具延展性。在15℃时相对密度为7.387。曲折时则发出响声。高于195℃时，由于转变为另一变体（菱形锡）而变脆。其熔点231.84℃，沸点2260℃。温度低于18℃时，则成为另一稳定的物质—灰锡，相对密度为5.7。因此，长期置于低温，则锡转变为疏松的灰色粉末，粉末系由等轴晶系的结晶所组成。

浓H₂SO₄，能与锡生成SnS0₄，而本身则部分地还原为SO₂。锡与浓盐酸一并沸腾时能溶解而变为SnC1₂ ;锡也能溶于碱中（在沸腾时）而形成锡酸盐Me₂SnO₂。

2．生产方法

(1)还原法锡与氯气反应生成四氯化锡，经分馏提纯后，与氨水作用生成氢氧化锡，然后用氢还原，还原得到的锡经熔融提纯，最后得高纯锡。

Sn＋2C1₂→SnC1₄

SnC1₄＋4NH₃·H₂O→Sn(OH)₄＋4NH₄Cl

Sn(OH)₄＋2H₂→Sn＋4H₂0

(2)电解法工业锡熔化后水淬制锡粒，用硫酸溶解，制得的硫酸锡用高纯碳酸钠调pH，除去杂离子，于pH为4时得到氢氧化锡，再用硫酸与氢氧化锡作用，制备电解液，经三次电解可得高纯锡。

3．工艺流程

(1)还原法

(2）电解法

4．技术配方（还原法）

5．生产工艺

(1)还原法将条状或屑粒状金属锡与经电导水洗涤和浓硫酸干燥的氯气反应，生成SnC1₄，虹吸抽出，加1％-2％锡（屑、箔或丝），过夜。取上层清液，在油浴上进行分馏，截取沸点稳定部分（114℃）馏液，加入馏液量5％的分析纯草酸铵，过夜。照此操作蒸馏3次。取馏液在室温下通入净化（即水洗）过的氨气，使成白色固体，在大气中不再冒烟，然后移入沸电导水中，即得氢氧化锡沉淀。静置片刻待沉淀沉降后用倾泻法倒去上部澄清液，再用电导水冲洗沉淀，静置，再倒去澄清液，如此洗涤3次。用倾泻洗涤，以去除氯化铵，为了减少沾污，不过滤，烘干后移至石英舟、石英管中用氢还原，还原所用的氢，须经高锰酸钾碱液洗涤。还原时，温度先缓缓加热至150℃左右，脱水后再加至400℃，最后短时间中加至600℃，总计需3-4h才能还原为金属锡。将此锡移于石英埚中，按锡量加入1%氯化铵（结晶升华过的），在300℃左右熔融，至锡中不发生气泡。将熔锡滴入电导水中，取出锡粒，重复用氯化铵熔炼，直至上层盐熔液澄清为止。要经过2-3次的处理，最后将锡粒再置于石英皿内烘干，抽真空至0.133-0.0133Pa，加热至1000℃熔炼2h，得到高纯锡。

说明：①用SnO₂还原虽比Sn(OH)₄快，但在高温条件下，SnO₂将会腐蚀石英。

②分馏时加入草酸铵可以除去Ca, Mg, Fe等杂质；由于氨水水解会引进杂质，故采用吸氨后水解。

(2)电解法电解液的制备有如下两种方法。

①中和法制备电解液。将工业锡熔化后进行水淬，初步去杂质后，取出一部分锡粒，置于烧杯中加入锡量一倍的一级浓硫酸，在90一100℃的水浴上进行溶解，时间为24-48h。第一次溶解的锡大约为50%，溶解所得硫酸锡溶液含有较多量的杂质Cu,Fe,Pb,AI,Sb,B1,As等。因为当pH=1时，Sb, Bi形成沉淀而其他金属离子不沉淀；当pH=4时，除Sb, Bi外Sn也沉淀，其他金属离子尚不沉淀，再调pH=5-6时，Sn与绝大部分的金属离子都生成了沉淀。因此，可以采取用碳酸钠调整溶液pH为1时把Sb, Bi分离掉，然后再升高pH至4使Sn沉淀，从而与其他杂质元素分离。然后把纯氢氧化锡用稀硫酸溶解，并配成含Sn 40-60g/L,含H₂SO₄ 120-160g/L的电解液。

②用纯金属制备电解液。中和法制备电解液是比较麻烦的，并且由于碳酸钠不纯而影响中和除去杂质的效果。因此，用更纯锡（99.995%-99.998％）直接溶解于H₂SO₄中配成电解液较为方便。

电解液的组成是：Sn 40-60g/L,H₂SO₄ 120-160g/L,Na₂SO₄ 50g/L,β-萘酚0.75g/L、明胶2-3g/L。

在提取高纯金属时，杂质在阴极析出的量和电流密度有关。当电压在0.2-0.6 V，而电流密度不同时，杂质析出量的情况也不同。当电流密度为100-200A/m²时，阴极质量为最好；电流密度达500A/m²时，不但杂质析出量增高，且阴极成瘤状结晶析出。实验证明：一、二次电解采用80-100A/m²，三次电解采用150-200A/m²的电流密度为宜。

一般经三次电解，可得到99.999％的高纯锡。

6．产品标准

(1）含量（Sn) ≥99.999％

(2)杂质最高含量（％）

7．产品用途

在电子工业用于扩散、掺杂工艺和镀锡。