Gunnar Nordberg
Lo stagno è stato utilizzato nel corso dei secoli fino ai tempi industriali moderni perché è flessibile e facilmente modellabile a temperature normali e si mescola facilmente con altri metalli per formare leghe. Una delle sue eccezionali caratteristiche è la sua resistenza agli acidi e alle influenze atmosferiche.
Evento e usi
Sebbene i giacimenti di stagno siano ampiamente distribuiti in tutto il mondo, fino al XVIII secolo l'approvvigionamento mondiale di stagno proveniva principalmente dall'Inghilterra, dalla Sassonia e dalla Boemia. Oggi, ad eccezione di alcuni giacimenti in Nigeria, Cina, Congo e Australia, le fonti principali si trovano nel sud-est asiatico e in Bolivia.
Di minerali contenenti stagno, cassiterite (SnO2) o stagno è della massima importanza commerciale. È presente in vene strettamente legate a rocce granitiche o acide eruttive, ma i cinque sesti della produzione totale mondiale derivano da depositi alluvionali secondari risultanti dalla disgregazione dei depositi primari. In Bolivia, i minerali di solfuro, come la stannite (Cu2FeSnS2) e tealite (PbZnSnS2) hanno rilevanza commerciale.
Lo stagno metallico viene utilizzato per metalli tipo Babbitt e per tubetti pieghevoli nell'industria farmaceutica e cosmetica. A causa della sua resistenza alla corrosione, lo stagno viene utilizzato come rivestimento protettivo per altri metalli. Latta è lamiera di ferro o acciaio che è stata ricoperta da uno spesso strato di stagno mediante immersione in un bagno fuso di quel metallo. Viene utilizzato principalmente per la produzione di utensili per la casa e per utensili nelle industrie conserviere di alimenti e bevande. È spesso usato per scopi decorativi. Piastra di terne è lamiera di ferro o acciaio rivestita con una lega piombo-stagno contenente l'85% di piombo e il 15% di stagno. Viene utilizzato principalmente per la produzione di tegole. specchio è una lega di stagno-rame contenente dal 33 al 50% di stagno, che può essere lucidata ad un alto grado di riflessione. Viene utilizzato come rivestimento applicato mediante deposizione elettrolitica per conferire lucentezza ad argenteria e articoli simili e per realizzare specchi per telescopi. Un bagno di stagno fuso viene utilizzato anche nella produzione di vetri per finestre.
Un'importante proprietà dello stagno è la sua capacità di formare leghe con altri metalli, e ha numerosi usi in questo campo. Una lega stagno-piombo nota come saldatura morbida è ampiamente utilizzato per unire altri metalli e leghe nell'industria idraulica, automobilistica, elettrica e di altro tipo e come riempitivo nella finitura delle carrozzerie. Lo stagno è un costituente di un gran numero di leghe non ferrose, tra cui bronzo fosforoso, ottone leggero, canna di fucile, ottone ad alta resistenza, bronzo al manganese, leghe per pressofusione, metalli per cuscinetti, metallo tipo e peltro. La lega stagno-niobio è superconduttiva e viene utilizzata nella produzione di potenti elettromagneti.
Cloruro stannico (Sncl4), o cloruro di stagno, viene preparato riscaldando lo stagno in polvere con cloruro di mercurio o facendo passare una corrente di cloro sullo stagno fuso. È usato come agente disidratante nelle sintesi organiche, stabilizzante per materie plastiche e come intermedio chimico per altri composti di stagno. Il cloruro stannico si trova nei colori e nei profumi nell'industria del sapone. Viene anche impiegato nella ceramica per produrre rivestimenti resistenti all'abrasione o che riflettono la luce. Viene utilizzato per lo sbiancamento dello zucchero e per il trattamento superficiale del vetro e di altri materiali non conduttivi. Il pentaidrato di questo sale è usato come mordente. Viene utilizzato anche nel trattamento della seta allo scopo di dare peso al tessuto.
Cloruro stannoso diidrato (Sncl2· 2H2O), o sale di stagno, viene prodotto sciogliendo lo stagno metallico in acido cloridrico ed evaporando fino all'inizio della cristallizzazione. È usato in tintoria come mordente. Serve anche come agente riducente nella produzione di vetro, ceramica e inchiostri.
L'impiego di organostagno (alchilici e arilici) è notevolmente aumentato negli ultimi anni. I composti disostituiti e, in misura minore, i composti monosostituiti, sono usati come stabilizzanti e catalizzatori nell'industria delle materie plastiche. I composti trisostituiti sono usati come biocidi e i tetrasostituti sono intermedi nella produzione di altri derivati. Butilstagno tricloruro, o triclorobutilstagno; dibutilstagno dicloruro, o diclorodibutilstagno; trimetiltina; trietilstagno cloruro; cloruro di trifenilstagnoo TPTC; tetraisobutilstagno, o tetraisobutilstannano sono tra i più importanti.
Pericoli
In assenza di precauzioni, danni meccanici possono essere causati da impianti e macchinari pesanti e potenti utilizzati nelle operazioni di dragaggio e lavaggio. Seri rischi di ustioni sono presenti nei processi di fusione quando vengono manipolati metallo fuso e scorie calde.
Nella fase finale di miglioramento del concentrato di cassiterite e durante la tostatura del minerale di solfuro, si sviluppa anidride solforosa. L'anidride solforosa e il solfuro stannoso costituiscono un pericolo quando lo stagno fuso grossolano viene separato dal resto della carica durante la raffinazione. Questo lavoro viene svolto in un ambiente molto caldo e potrebbe verificarsi un esaurimento da calore. Il rumore su una draga causato dallo scarico dalle benne draganti all'impianto di lavaggio primario può causare danni all'udito degli addetti.
Diversi studi riportano i pericoli associati all'esposizione al radon, ai prodotti di decadimento del radon e alla silice nelle miniere di stagno. Mentre la maggior parte delle operazioni associate all'estrazione e al trattamento del minerale di stagno sono processi a umido, la polvere di stagno e i fumi di ossido possono fuoriuscire durante l'insaccamento del concentrato, nei locali del minerale e durante le operazioni di fusione (impianto di miscelazione e spillatura del forno), nonché durante la pulizia periodica dei filtri a maniche utilizzati per rimuovere il particolato dai fumi dei forni di fusione prima del rilascio nell'atmosfera. L'inalazione di polvere di ossido di stagno senza silice porta a una pneumoconiosi nodulare benigna senza disabilità polmonare. Il quadro radiologico è simile alla baritosi. Questa pneumoconiosi benigna è stata chiamata stannosi.
La polvere di stagno è moderatamente irritante per gli occhi e le vie respiratorie; è combustibile e reagisce violentemente con ossidanti, acidi forti, zolfo in polvere e alcuni agenti estinguenti come polvere di bicarbonato e anidride carbonica.
Lo stagno ingerito in piccole quantità (mg) non è tossico (da qui l'uso diffuso della banda stagnata nell'industria conserviera alimentare). I risultati degli esperimenti sugli animali indicano che la dose letale per iniezione endovenosa è di circa 100 mg/kg di peso corporeo e che l'ingestione di notevoli quantità di stagno in polvere può provocare vomito ma non lesioni permanenti. Sembra che gli esseri umani possano tollerare un'assunzione giornaliera di 800-1,000 mg senza effetti negativi. L'assorbimento di stagno metallico o dei suoi sali inorganici dall'apparato digerente sembra essere scarso.
Alcune leghe di stagno sono dannose per la salute (soprattutto ad alte temperature) a causa delle caratteristiche dannose dei metalli con cui possono legarsi (es. piombo, zinco, manganese).
I composti organostannici sono, in generale, forti irritanti e sono state osservate congiuntiviti acute a seguito di schizzi oculari, anche se seguiti da lavaggi immediati; sono state riportate anche opacità corneali. Il contatto prolungato della pelle con indumenti inumiditi di vapore, o la fuoriuscita diretta sulla pelle, sono stati responsabili di ustioni locali acute, dermatite eritematoide diffusa subacuta con prurito e qualche eruzione pustolosa nelle aree ricoperte di peli. L'irritazione delle vie aeree e del tessuto polmonare può portare ad edema polmonare; può essere coinvolto anche il tratto gastrointestinale e sono state osservate reazioni infiammatorie del dotto biliare, principalmente con i composti dialchilici. I composti organostannici possono danneggiare fegato e reni; possono deprimere la risposta immunitaria e avere attività emolitica. Negli animali da esperimento sono stati in alcuni casi ritenuti responsabili della riduzione della fertilità.
Composti tri- e tetrachilici, in particolare trietilstagno cloruro, causano encefalopatia ed edema cerebrale, con effetti clinici di depressione, convulsioni, paralisi flaccida e ritenzione urinaria, come osservato nell'uso terapeutico dopo somministrazione orale.
Misure di sicurezza e salute
Ove possibile, dovrebbero essere utilizzati sostituti più sicuri al posto dei composti di stagno alchilico. Quando è necessario realizzarli e utilizzarli, dovrebbe essere fatto il più ampio uso possibile di sistemi chiusi e ventilazione di scarico. Il controllo tecnico dovrebbe garantire che i limiti di esposizione non vengano superati. Devono essere indossati dispositivi di protezione individuale e, in circostanze appropriate, devono essere utilizzate protezioni respiratorie. Docce di emergenza dovrebbero essere installate nei luoghi di lavoro per consentire ai lavoratori di lavarsi immediatamente dopo gli schizzi.
La sorveglianza medica dovrebbe concentrarsi sui raggi X di occhi, pelle e torace nell'esposizione a composti inorganici dello stagno e su occhi, pelle, sistema nervoso centrale, funzionalità epatica e renale e sangue nell'esposizione a composti organici dello stagno. Mercaprol è stato segnalato come utile nel trattamento delle intossicazioni da dialchilstagno. Gli steroidi sono stati suggeriti per il trattamento dell'avvelenamento da trietilstagno; tuttavia solo la decompressione chirurgica sembra essere utile nell'encefalopatia e nell'edema cerebrale provocati da composti di stagno tri- e tetraalchilici.
Tenendo conto del fatto che la maggior parte delle miniere di stagno si trova nei paesi in via di sviluppo, occorre prestare attenzione anche ai fattori climatici e ad altri fattori che influenzano la salute, il benessere e la capacità produttiva dei lavoratori. Dove le miniere sono geograficamente isolate, dovrebbero essere forniti buoni alloggi per tutto il personale. Gli standard nutrizionali dovrebbero essere migliorati mediante l'educazione sanitaria e ai lavoratori dovrebbero essere fornite adeguate scorte di cibo e buone cure mediche.