Гунар Нордберг
Калај се користио кроз векове све до модерних индустријских времена јер је савитљив и лако се обликује на нормалним температурама и лако се меша са другим металима да би формирао легуре. Једна од његових изузетних карактеристика је отпорност на киселине и атмосферске утицаје.
Појава и употреба
Иако су налазишта калаја широко распрострањена широм света, све до осамнаестог века светско снабдевање калајем углавном је било из Енглеске, Саксоније и Бохемије. Данас, осим неких налазишта у Нигерији, Кини, Конгу и Аустралији, главни извори се налазе у југоисточној Азији и Боливији.
Од минерала који садрже калај, каситерит (СнО2) или калај је од највећег комерцијалног значаја. Присутан је у венама које су уско повезане са гранитним или киселим еруптивним стенама, али пет шестина укупне светске производње потиче од секундарних алувијалних наслага насталих дезинтеграцијом примарних наслага. У Боливији, сулфидне руде, као што је станит (Цу2ФеСнС2) и теалита (ПбЗнСнС2) су од комерцијалног значаја.
Метални калај се користи за метале типа Баббитт и за склопиве цеви у фармацеутској и козметичкој индустрији. Због своје отпорности на корозију, калај се користи као заштитни премаз за друге метале. Тинплате је лим од гвожђа или челика који је дебело обложен калајем потапањем у растопљену купку тог метала. Користи се углавном за израду посуђа за домаћинство и за посуђе у индустрији конзервирања хране и пића. Често се користи за украшавање. Тернеплате је лим од гвожђа или челика обложен легуром олова и калаја која садржи 85% олова и 15% калаја. Користи се углавном за израду црепа. Спецулум је легура калаја и бакра која садржи 33 до 50% калаја, која се може полирати до високог степена рефлексије. Користи се као премаз који се наноси електролитским таложењем да би се сребрни и слични предмети дали сјај, као и за прављење огледала за телескоп. У производњи прозорског стакла користи се и купка од растопљеног калаја.
Важна особина калаја је његова способност да формира легуре са другим металима и има бројне употребе у овој области. Легура калаја и олова позната као меки лем има широку примену за спајање других метала и легура у водоводној, аутомобилској, електричној и другим индустријама, као и као пунило у завршној обради каросерија аутомобила. Калај је саставни део великог броја легура обојених метала, укључујући фосфорну бронзу, лаки месинг, метал за топове, месинг високог затезања, манган бронзу, легуре за ливење под притиском, метале за лежајеве, тип метала и коситар. Легура калај-ниобијума је суперпроводљива и користи се у производњи моћних електромагнета.
Станиц цхлориде (СнЦл4), или калај хлорид, припрема се загревањем калаја у праху са живиним хлоридом или пропуштањем струје хлора преко растопљеног калаја. Користи се као средство за дехидратацију у органским синтезама, стабилизатор за пластику и као хемијски интермедијер за друга једињења калаја. Станични хлорид се налази у бојама и парфемима у индустрији сапуна. Такође се користи у керамици за производњу премаза отпорних на абразију или рефлектујући светлост. Користи се за бељење шећера и за површинску обраду стакла и других непроводних материјала. Пентахидрат ове соли се користи као мордант. Такође се користи у третирању свиле у сврху давања тежине тканини.
Станнов хлорид дихидрат (СнЦл2· КСНУМКСХ2О), или калајна со, производи се растварањем металног калаја у хлороводоничкој киселини и испаравањем док не почне кристализација. Користи се у фарбању као мордант. Такође служи као редукционо средство у производњи стакла, керамике и мастила.
Употреба органотин (алкил и арил) једињења увелико су порасла последњих година. Дисупституисана једињења и, у мањој мери, моносупституисана једињења, користе се као стабилизатори и катализатори у индустрији пластике. Трисупституисана једињења се користе као биоциди, а тетрасупститути су интермедијери у производњи других деривата. Бутилкалај трихлорид, или трихлоробутилкалај; дибутилкалај дихлорид, или дихлородибутилкалај; триметилкалај; триетилкалај хлорид; трифенилкалај хлорид, или ТПТЦ; тетраизобутилкалај, или тетраизобутилстанан су међу најважнијим.
Хазардс
У недостатку мера предострожности, механичке повреде могу да изазову тешка, моћна постројења и машине које се користе у операцијама багеровања и прања. Озбиљне опасности од опекотина су присутне у процесима топљења када се манипулише растопљеним металом и врућом шљаком.
У завршној фази доградње каситеритног концентрата и током печења сулфидне руде долази до развоја сумпордиоксида. Сумпор диоксид и калај сулфид представљају опасност када се груби растопљени калај одвоји од остатка пуњења током рафинације. Овај рад се обавља у веома топлом окружењу, а може доћи до топлотне исцрпљености. Бука на багеру узрокована испуштањем кашика за багеровање у постројење за примарно прање може оштетити слух радника.
Неколико студија извештава о опасностима повезаним са излагањем радону, продуктима распада радона и силицијум диоксиду у рудницима калаја. Док је већина операција у вези са екстракцијом и обрадом калајне руде влажни процеси, калајна прашина и испарења оксида могу да изађу током паковања концентрата, у просторијама за руду и током операција топљења (мешалица и точење пећи), као и током периодично чишћење врећастих филтера који се користе за уклањање честица из димних гасова пећи топионице пре испуштања у атмосферу. Удисање прашине калај оксида без силицијум диоксида доводи до бенигне нодуларне пнеумокониозе без плућне инвалидности. Радиолошка слика је слична баритози. Ова бенигна пнеумокониоза је названа станносис.
Лимени прах је умерено иритантно за очи и дисајне путеве; запаљив је и бурно реагује са оксидантима, јаким киселинама, сумпором у праху и неким средствима за гашење као што су бикарбонатни прах и угљен-диоксид.
Калај који се уноси у малим (мг) количинама није токсичан (дакле, широка употреба калаја у индустрији конзервирања хране). Резултати експеримената на животињама показују да је смртоносна доза интравенозном ињекцијом око 100 мг/кг телесне тежине, те да гутање знатних количина калаја у праху може изазвати повраћање, али не и трајне повреде. Чини се да људи могу толерисати дневни унос од 800 до 1,000 мг без штетних ефеката. Чини се да је апсорпција металног калаја или његових неорганских соли из пробавног тракта мала.
Бројне легуре калаја су штетне по здравље (нарочито на високим температурама) због штетних карактеристика метала са којима се могу легирати (нпр. олово, цинк, манган).
Органокалајна једињења су, генерално, јаки иританти, а акутни коњунктивитис је примећен као резултат прскања очију, чак и када је праћено тренутним испирањем; такође је пријављено замућење рожњаче. Продужени контакт коже са одећом навлаженом паром, или директно просипање по кожи, узрокују акутне локалне опекотине, субакутни дифузни еритематоидни дерматитис са сврабом и пустуларне ерупције у пределима прекривеним длачицама. Иритација дисајних путева и плућног ткива може довести до едема плућа; гастроинтестинални тракт такође може бити укључен, а примећене су инфламаторне реакције жучног канала, углавном са диалкил једињењима. Органокалајна једињења могу да повреде јетру и бубреге; могу депримирати имуни одговор и имати хемолитичку активност. Код експерименталних животиња они су у неким случајевима сматрани одговорним за смањење плодности.
Три- и тетралкил једињења, посебно триетилкалај хлорид, изазивају енцефалопатију и едем мозга, са клиничким ефектима депресије, конвулзија, флакцидне парализе и задржавања урина, што се види у терапијској употреби након оралне примене.
Мере безбедности и здравља
Где год је могуће, уместо једињења алкил калаја треба користити безбедније замене. Када је потребно да се направе и користе, потребно је што је могуће шире користити затворене системе и издувну вентилацију. Инжењерска контрола треба да обезбеди да се границе излагања не прекораче. Треба носити личну заштитну опрему, ау одговарајућим околностима користити заштиту за дисање. На радним местима треба поставити тушеве за хитне случајеве како би се радницима омогућило прање одмах након прскања.
Медицински надзор треба да се фокусира на рендгенске зраке очију, коже и грудног коша при излагању неорганским једињењима калаја и на очи, кожу, централни нервни систем, функцију јетре и бубрега и крв у изложености органским једињењима калаја. Меркапрол је пријављен као користан у лечењу интоксикације диалкилкалајем. Стероиди су предложени за лечење тровања триетилкалајем; међутим, чини се да је само хируршка декомпресија од вредности код енцефалопатије и едема мозга изазваног једињењима три- и тетраалкил калаја.
Узимајући у обзир чињеницу да се већина рудника калаја налази у земљама у развоју, треба обратити пажњу и на климатске и друге факторе који утичу на здравље, добробит и продуктивне капацитете радника. Тамо где су рудници географски изоловани, потребно је обезбедити добар смештај за све особље. Стандарде исхране треба унапредити здравственим образовањем, а радницима треба обезбедити адекватне залихе хране и добру медицинску негу.