Gunnar Nordberg
Zinn wurde im Laufe der Jahrhunderte bis hin zu modernen Industriezeiten verwendet, da es bei normalen Temperaturen biegsam und leicht formbar ist und sich leicht mit anderen Metallen mischen lässt, um Legierungen zu bilden. Eine seiner herausragenden Eigenschaften ist die Beständigkeit gegen Säuren und Witterungseinflüsse.
Vorkommen und Verwendungen
Obwohl Zinnvorkommen auf der ganzen Welt weit verbreitet sind, stammte die weltweite Zinnversorgung bis zum XNUMX. Jahrhundert hauptsächlich aus England, Sachsen und Böhmen. Heute befinden sich die Hauptquellen, abgesehen von einigen Vorkommen in Nigeria, China, dem Kongo und Australien, in Südostasien und Bolivien.
Von zinnhaltigen Mineralien, Kassiterit (SnO2) oder Zinnstein ist von größter kommerzieller Bedeutung. Es ist in Adern vorhanden, die eng mit Granit oder saurem Eruptivgestein verbunden sind, aber fünf Sechstel der weltweiten Gesamtproduktion stammen aus sekundären alluvialen Ablagerungen, die aus dem Zerfall der primären Ablagerungen resultieren. In Bolivien werden Sulfiderze wie Stannit (Cu2FeSnS2) und Tealit (PbZnSnS2) sind von kommerzieller Bedeutung.
Metallisches Zinn wird für Metalle vom Babbitt-Typ und für Falttuben in der pharmazeutischen und kosmetischen Industrie verwendet. Aufgrund seiner Korrosionsbeständigkeit wird Zinn als Schutzschicht für andere Metalle verwendet. Weißblech ist Eisenblech oder Stahl, das durch Eintauchen in ein Schmelzbad dieses Metalls dick mit Zinn überzogen wurde. Es wird hauptsächlich zur Herstellung von Haushaltsutensilien und Utensilien in der Lebensmittel- und Getränkekonservenindustrie verwendet. Es wird oft zu Dekorationszwecken verwendet. Terneplate ist Eisen- oder Stahlblech, das mit einer Blei-Zinn-Legierung beschichtet ist, die 85 % Blei und 15 % Zinn enthält. Es wird hauptsächlich zur Herstellung von Dachziegeln verwendet. Spiegel ist eine hochglanzpolierbare Zinn-Kupfer-Legierung mit 33 bis 50 % Zinn. Es wird als Beschichtung verwendet, die durch elektrolytische Abscheidung aufgetragen wird, um Silberwaren und ähnlichen Artikeln Glanz zu verleihen, und um Teleskopspiegel herzustellen. Ein geschmolzenes Zinnbad wird auch bei der Herstellung von Fensterglas verwendet.
Eine wichtige Eigenschaft von Zinn ist seine Fähigkeit, Legierungen mit anderen Metallen zu bilden, und es hat eine Reihe von Anwendungen auf diesem Gebiet. Eine Zinn-Blei-Legierung, bekannt als Weichlot wird häufig zum Verbinden anderer Metalle und Legierungen in der Sanitär-, Automobil-, Elektro- und anderen Industrien sowie als Füllstoff bei der Endbearbeitung von Autokarosserien verwendet. Zinn ist Bestandteil einer Vielzahl von Nichteisenlegierungen, darunter Phosphorbronze, Leichtmessing, Rotguss, hochfestes Messing, Manganbronze, Druckgusslegierungen, Lagermetalle, Typenmetalle und Zinn. Die Zinn-Niob-Legierung ist supraleitend und wird zur Herstellung starker Elektromagnete verwendet.
Zinnchlorid (SnCl4) oder Zinnchlorid, wird durch Erhitzen von Zinnpulver mit Quecksilberchlorid oder durch Leiten eines Chlorstroms über geschmolzenes Zinn hergestellt. Es wird als Trockenmittel in organischen Synthesen, als Stabilisator für Kunststoffe und als chemisches Zwischenprodukt für andere Zinnverbindungen verwendet. Zinnchlorid findet sich in Farben und Parfums in der Seifenindustrie. Es wird auch in der Keramik zur Herstellung abriebfester oder lichtreflektierender Beschichtungen eingesetzt. Es wird zum Bleichen von Zucker und zur Oberflächenbehandlung von Glas und anderen nichtleitenden Materialien verwendet. Das Pentahydrat dieses Salzes wird als Beizmittel verwendet. Es wird auch bei der Behandlung von Seide verwendet, um dem Stoff Gewicht zu verleihen.
Zinn (II) -chlorid-Dihydrat (SnCl2· 2H2O) oder Zinnsalz, wird durch Auflösen von metallischem Zinn in Salzsäure und Eindampfen bis zum Einsetzen der Kristallisation hergestellt. Es wird in Färbereien als Beizmittel verwendet. Es dient auch als Reduktionsmittel bei der Herstellung von Glas, Keramik und Tinten.
Die Verwendung von Organozinn (Alkyl- und Aryl)-Verbindungen hat in den letzten Jahren stark zugenommen. Als Stabilisatoren und Katalysatoren werden in der Kunststoffindustrie disubstituierte und in geringerem Maße monosubstituierte Verbindungen eingesetzt. Trisubstituierte Verbindungen werden als Biozide verwendet, und Tetrasubstitute sind Zwischenprodukte bei der Herstellung anderer Derivate. Butylzinntrichlorid oder Trichlorbutylzinn; Dibutylzinndichlorid, oder Dichlordibutylzinn; Trimethylzinn; Triethylzinnchlorid; Triphenylzinnchloridoder TPTC; Tetraisobutylzinn, oder Tetraisobutylstannan gehören zu den wichtigsten.
Gefahren
Wenn keine Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, können durch die schweren, leistungsstarken Anlagen und Maschinen, die beim Baggern und Waschen verwendet werden, mechanische Verletzungen verursacht werden. Ernste Verbrennungsgefahren sind in den Schmelzprozessen vorhanden, wenn geschmolzenes Metall und heiße Schlacken gehandhabt werden.
In der Endstufe der Aufbereitung von Kassiterit-Konzentrat und während des Röstens von Sulfiderz wird Schwefeldioxid freigesetzt. Schwefeldioxid und Zinnsulfid stellen eine Gefahr dar, wenn das geschmolzene Rohzinn während der Raffination vom Rest der Charge getrennt wird. Diese Arbeit wird in einer sehr heißen Umgebung durchgeführt, und es könnte zu Hitzeerschöpfung kommen. Der Lärm auf einem Bagger, der durch das Ablassen der Baggerkübel in die Hauptwaschanlage verursacht wird, kann das Gehör der Arbeiter schädigen.
Mehrere Studien berichten über die Gefahren, die mit der Exposition gegenüber Radon, Radon-Zerfallsprodukten und Kieselsäure in Zinnminen verbunden sind. Während die meisten Vorgänge im Zusammenhang mit der Gewinnung und Behandlung von Zinnerz Nassverfahren sind, können Zinnstaub und Oxiddämpfe beim Absacken des Konzentrats, in Erzräumen und während des Schmelzbetriebs (Mischanlage und Hochofenabstich) sowie währenddessen entweichen die regelmäßige Reinigung von Beutelfiltern, die verwendet werden, um Partikel aus dem Rauchgas von Schmelzöfen zu entfernen, bevor sie in die Atmosphäre freigesetzt werden. Die Inhalation von Zinnoxidstaub ohne Kieselsäure führt zu einer gutartigen knotigen Pneumokoniose ohne Lungeninsuffizienz. Das radiologische Bild ähnelt der Baritosis. Diese gutartige Pneumokoniose wurde genannt Stannose.
Zinnpulver ist ein mäßiges Reizmittel für Augen und Atemwege; es ist brennbar und reagiert heftig mit Oxidationsmitteln, starken Säuren, Schwefelpulver und einigen Löschmitteln wie Bikarbonatpulver und Kohlendioxid.
In kleinen (mg) Mengen aufgenommenes Zinn ist ungiftig (daher die weit verbreitete Verwendung von Weißblech in der Lebensmittelkonservenindustrie). Die Ergebnisse von Tierversuchen weisen darauf hin, dass die tödliche Dosis bei intravenöser Injektion etwa 100 mg/kg Körpergewicht beträgt und dass die Einnahme beträchtlicher Mengen von Zinnpulver Erbrechen, aber keine bleibenden Schäden verursachen kann. Es scheint, dass Menschen eine tägliche Einnahme von 800 bis 1,000 mg ohne negative Auswirkungen vertragen können. Die Aufnahme von metallischem Zinn oder seinen anorganischen Salzen aus dem Verdauungstrakt scheint gering zu sein.
Eine Reihe von Zinnlegierungen sind gesundheitsschädlich (insbesondere bei hohen Temperaturen) aufgrund der schädlichen Eigenschaften der Metalle, mit denen legiert werden kann (z. B. Blei, Zink, Mangan).
Organozinnverbindungen sind im Allgemeinen starke Reizstoffe, und es wurde eine akute Konjunktivitis als Folge von Augenspritzern beobachtet, selbst wenn eine sofortige Spülung folgte; Hornhauttrübungen wurden ebenfalls berichtet. Längerer Hautkontakt mit dampfbefeuchteter Kleidung oder direktes Verschütten auf der Haut waren für akute lokale Verbrennungen, subakute diffuse erythematöse Dermatitis mit Juckreiz und einigen pustulösen Ausschlag in den behaarten Bereichen verantwortlich. Die Reizung der Atemwege und des Lungengewebes kann zu einem Lungenödem führen; auch der Gastrointestinaltrakt kann mitbetroffen sein, und entzündliche Reaktionen des Gallengangs wurden vor allem bei den Dialkylverbindungen beobachtet. Organozinnverbindungen können Leber und Nieren schädigen; sie können die Immunantwort dämpfen und haben hämolytische Aktivität. Bei Versuchstieren wurden sie teilweise für eine verminderte Fruchtbarkeit verantwortlich gemacht.
Insbesondere Tri- und Tetraalkylverbindungen Triethylzinnchlorid, verursachen Enzephalopathie und Hirnödem mit klinischen Auswirkungen von Depression, Krämpfen, schlaffer Lähmung und Harnverhalt, wie bei der therapeutischen Anwendung nach oraler Verabreichung beobachtet.
Sicherheits- und Gesundheitsmaßnahmen
Wo immer möglich, sollten anstelle von Alkylzinnverbindungen sicherere Ersatzstoffe verwendet werden. Wenn es notwendig ist, sie herzustellen und zu verwenden, sollten weitestgehend geschlossene Systeme und Absaugung verwendet werden. Die technische Kontrolle sollte sicherstellen, dass die Expositionsgrenzen nicht überschritten werden. Persönliche Schutzausrüstung sollte getragen werden, und unter geeigneten Umständen sollte Atemschutz verwendet werden. An den Arbeitsplätzen sollten Notduschen installiert werden, damit sich die Arbeiter nach Spritzern sofort waschen können.
Die medizinische Überwachung sollte sich bei Exposition gegenüber anorganischen Zinnverbindungen auf Röntgenaufnahmen von Augen, Haut und Brustkorb und bei Exposition gegenüber organischen Zinnverbindungen auf Augen, Haut, Zentralnervensystem, Leber- und Nierenfunktion und Blut konzentrieren. Es wurde berichtet, dass Mercaprol bei der Behandlung von Dialkylzinnvergiftungen nützlich ist. Steroide wurden zur Behandlung einer Triethylzinnvergiftung vorgeschlagen; bei Enzephalopathien und Hirnödemen, die durch Tri- und Tetraalkylzinnverbindungen hervorgerufen werden, scheint jedoch nur die chirurgische Dekompression sinnvoll zu sein.
In Anbetracht der Tatsache, dass sich die meisten Zinnminen in Entwicklungsländern befinden, sollte auch auf klimatische und andere Faktoren geachtet werden, die die Gesundheit, das Wohlbefinden und die Leistungsfähigkeit der Arbeiter beeinflussen. Wo Minen geografisch isoliert sind, sollte für alle Mitarbeiter eine gute Unterbringung bereitgestellt werden. Die Ernährungsstandards sollten durch Gesundheitserziehung verbessert werden, und die Arbeitnehmer sollten mit ausreichender Nahrung und guter medizinischer Versorgung versorgt werden.