El
Estaño
INTRODUCCIÓN: Nombre Latino..................... Stannum Símbolo............................... Sn Número atómico.................. 50 Masa atómica...................... 118,69 u Dureza................................ 1,8 Densidad............................. 7,29 g/cm3 Punto de fusión................... 231,9 °C Resistividad......................... Resistividad......................... 0,115 ! mm2/m
El estaño es un elemento atómico que fue utilizado desde la antigüedad. Se ha encontrado estaño en las tumbas del antiguo Egipcio, y durante el periodo romano fue exportado al continente europeo en grandes cantidades desde Cornwall, Inglaterra. Los antiguos egipcios consideraban que el estaño y el plomo eran distintas formas del mismo metal. Se extrae básicamente de un mineral llamado casiterita; que es un mineral compuesto por dióxido de estaño (SnO2). Cristaliza en el sistema tetragonal, tiene una dureza entre 6 y 7 y una densidad relativa de 7.
CARACTERÍSTICAS:
Es un metal plateado, maleable, que no se oxida fácilmente y es resistente a la corrosión. Se encuentra en muchas aleaciones y se usa para recubrir otros metales protegiéndolos de la corrosión. Una de sus características más llamativas es que bajo determinadas condiciones forma la peste del estaño. Al doblar una barra de este metal se produce un sonido característico llamado grito del estaño, producido por la fricción de los cristales que la componen. El estaño puro tiene tres variantes alotrópicas: El estaño alfa de color gris, es polvo no metálico, semiconductor, de estructura cúbica y estable a temperaturas inferiores a 13,2 °C, que es muy frágil y tiene un peso específico más bajo que el blanco. El estaño beta blanco, el normal, metálico, conductor eléctrico, de estructura tetragonal y estable a temperaturas por encima de 13,2 °C hasta 161 °C. El estaño gamma blanco, que es quebradizo, se cristaliza en forma romboidal, a temperaturas superiores a 161 °C.
La peste del estaño es un fenómeno muy particular de este elemento químico, el cual, tiene una gran sensibilidad ante las bajas temperaturas. Expuesto a la influencia de éstas, el estaño “enferma”. En lugar de blanco argénteo adquiere color gris, aumenta de volumen , comienza a desmenuzarse y con frecuencia se convierte en polvo. El estaño “enfermo” puede “contagiar” al metal sano, de ahí la denominación de peste. El estaño α es muy frágil y tiene un peso específico más bajo que la forma blanca, por lo que la transfor mación alotrópica α→β se verifica con una reducción del volumen importante. La transformación inversa β→α se verifica espontáneamente a temperaturas por debajo de la de
transición, provocando el fenómeno descrito. Éste es apreciable por la aparición de manchas grises en el estaño blanco, que son quebradizas al tacto y que se propagan por la pieza a medida que se sucede la transformación, reduciéndola finalmente a polvo. Aunque la peste se pueda comenzar a formar a cualquier temperatura menor de 13,2 °C, la mayoría de los investigadores están de acuerdo en que a esa temperatura la conversión del estaño es muy lenta y que la tasa máxima de formación se alcanza entre -30 °C y -40 °C. En la siguiente imagen podemos ver cómo se va deteriorando el estaño con el frío. Arriba nada más fabricada la pieza. Abajo con 1,8 años y en el centro con 1,5 años)
USOS :
Se usa como revestimiento protector del cobre, del hierro y de diversos metales usados en la fabricación de latas de conserva. También se usa para disminuir la fragilidad del vidrio. Los compuestos de estaño se usan para fungicidas, tintes, dentífricos (SnF 2) y pigmentos. Se usa para hacer bronce, aleación de estaño y cobre. Se usa para la soldadura blanda, aleado con plomo. Se usa en aleación con plomo para fabricar la lámina de los tubos de los órganos musicales. En etiquetas. Recubrimiento de acero. Se usa como material de aporte en soldadura blanda con cautín, bien puro o aleado. La directiva RoHS prohíbe el uso de plomo en la soldadura de determinados aparatos eléctricos y electrónicos. El estaño también se utiliza en la industria de la cerámica para la fabricación de los esmaltes cerámicos. Su función es la siguiente: en baja y en alta es un opacificante. En alta la proporción del porcentaje es más alto que en baja temperatura. Es usado también en el sobretaponado de botellas de vino, en forma de cápsula. Su uso se extendió tras la prohibición del uso del plomo en la industria alimenticia. España es uno de los mayores fabricantes de cápsulas de estaño.
ALEACIONES : Las aleaciones con base de estaño, también conocidas como metales blancos, generalmente contienen cobre, antimonio y plomo. Estas aleaciones tienen diferentes propiedades mecánicas, dependiendo de su composición.1 Algunas aleaciones de estaño, cobre y antimonio son utilizadas como materiales antifricción en cojinetes, por su baja resistencia de cizalladura y su reducida adherencia.1 Las aleaciones estaño y plomo se comercializan en varias composiciones y puntos de fusión, siendo la aleación eutéctica aquella que tiene un 61,9% de estaño y un 38,1% de plomo, con un punto de fusión de 183 °C.2 El resto de aleaciones estaño-plomo funden en un rango de
temperaturas en el cual hay un equilibrio entre la fase sólida y la fase líquida durante los procesos de fusión y de solidificación, dando lugar a la segregación de la fase sólida durante la solidificación y, por tanto, a estructuras cristalinas diferentes. La aleación eutéctica, que necesita menor temperatura para llegar a la fase líquida es muy utilizada en la soldadura blanda de componentes electrónicos para disminuir las probabilidades de daño por sobrecalentamiento de dichos componentes. Algunas aleaciones basadas en estaño y plomo tienen además pequeñas proporciones de antimonio (del orden del 2,5%). El principal problema de las aleaciones con plomo es el impacto ambiental potencial de sus residuos, por lo que están en desarrollo aleaciones libres de plomo, como las aleaciones de estaño-plata-cobre o algunas aleaciones estaño-cobre. El peltre es una aleación de estaño, plomo y antimonio utilizada para utensilios decorativos. El estaño también es utilizado en aleaciones de prótesis dentales, aleaciones de bronce y aleaciones de titanio y circonio.1
PROCESO DE OBTENCIÓN: La casiterita tiene poco porcentaje de estaño puro, por lo cual antes de obtenerlo es necesario concentrarlo lavándolo y triturándolo con el fin de separar las impurezas. Se divide en tres fases: ENRIQUECIMIENTO Y TOSTACIÓN: se obtiene un mineral con un 70 % de SnO2 aproximadamente, este proceso tiene el fin el fin de eliminar los sulfuros REDUCCIÓN: este proceso tiene lugar en el horno reverbero en el cual se funde el estaño, utilizando antracita, a unos 1000 o 1200º C y se obtiene estaño fundido sobre el que frota la escoria. SnO2 + C Sn + CO AFINO: este proceso es de tipo químico, se lleva a cabo en una cuba electrolítica. El ánodo está formado por planchas de estaño bruto y el cátodo por láminas de estaño puro. Se hacen reaccionar mediante esto las impurezas que acompañan al metal. Se obtiene un estaño del 99 - 100%
Casiterita Trituración + Molienda Separación por flotación Oxidación de los sulfuros de estaño Reducción en horno de reverbero Afinado del estaño en cuba electrolítica Ganga Escoria. Estaño
PRINCIPALES PAISES PRODUCTORES Los principales productores de estaño del mundo son China, Malasia, Perú, Indonesia, Bolivia y Brasil (especialmente en el estado de Minas Gerais) En la actualidad en Perü se extrae este mineral en la mina de San Rafael en Puno, pero es procesado por una contrata llamada MINSUR en Ica.
EL ESTAÑO QUIMICA GENERAL MS. CS. CARLA J. VICARRA VELASCO LUIS ENRIQUE TORRES MONTOYA
