Thiếc là gì? Các phương pháp điều chế thiếc phổ biến

Thiếc là một kim loại phổ biến và được ứng dụng rất nhiều trong đời sống của con người. Thế nhưng không phải ai cũng có sự hiểu biết đầy đủ về thiếc, tính chất, ứng dụng, các phương pháp điều chế và tác hại của thiếc như thế nào. Hãy cùng Công ty thu mua Phế liệu Tài Phúc tìm hiểu ngay sau đây nhé!

Thiếc là gì?

Thiếc (ký hiệu là Sn) có tên tiếng Anh là Tin, được biết đến là một nguyên tố kim loại. Thiếc là thành phần cấu tạo của nhiều loại hợp kim phổ biến như hợp kim Babit (Sn – Sb – Cu), hợp kim Sn – Pb. Thiếc có khả năng chống oxy hóa và chống ăn mòn cao. 

Kim loại này có thể được khai thác và thu về từ mỏ quặng cassiterit dạng oxit và là thành phần chủ yếu cấu tạo lên đồng thiếc.

Thiếc là một kim loại phổ biến và được ứng dụng rất nhiều trong đời sống

Thiếc trong tự nhiên tồn tại ở dạng nguyên tố nên để khai thác được thiếc nguyên chất phải trải qua quá trình chiết tách từ nhiều loại quặng khác nhau. Cassiterit – SnO2 là nguồn thiếc thương mại duy nhất, mặc dù một lượng nhỏ thiếc được phát hiện trong các dạng sunfit như cylindrit; franckeit; canfieldit; stannit.

Tính chất của thiếc là gì?

Mỗi loại nguyên tố đều có tính chất vật lý và hoá học riêng. Dưới đây là một số tính chất đặc trưng mà bạn có thể thấy ở thiếc:

Tính chất vật lý của thiếc

• Thiếc là kim loại có màu trắng bạc, có độ kết tinh cao, dễ uốn và dát mỏng. 
• Thiếc có nhiều dạng hình thù khác nhau: Thiếc xám (thiếc anpha) là dạng phi kim và thiếc trắng (thiếc beta) là dạng kim loại.
• Thiếc có nhiệt độ nóng chảy khá thấp chỉ khoảng 232 độ C, khó bị oxy hoá trong môi trường bình thường
• Khối lượng riêng khoảng 7,3 g/cm3 và điện trở suất của thiếc nằm ở khoảng khoảng 115 nΩ·m.

Tính chất hoá học của thiếc

• Thiếc có nguyên tử khối là 50, có ba đồng vị phổ biến là 115Sn, 119Sn và 117Sn.
• Đa số thiếc được tạo thành từ các hợp chất ở trong trạng thái oxit có hóa trị II hoặc IV.
• Thiếc là kim loại có tính khử yếu hơn kẽm và niken. Phụ thuộc vào chất oxi hóa mà thiếc có thể thể hiện số oxi hóa +2 hay +4.
• Thiếc tồn tại ở 2 dạng thù hình là thiếc xám và thiếc trắng, tùy thuộc vào nhiệt độ và áp suất. Thiếc xám giòn, không có tính chất kim loại, tỷ trọng 5,85 g/cm3. Thiếc trắng dễ uốn, dễ dát mỏng, tỷ trọng 7,92 g/cm3.
• Thiếc được khai thác và thu hồi từ quặng cassiterit, ở dạng SnO2

Xem ngay:

>>> Cách hàn thiếc chuyên nghiệp như thợ và lưu ý khi thực hiện

>>> Thu mua phế liệu để làm gì? 5 lợi ích không ngờ từ việc thu mua phế liệu

Ứng dụng của thiếc trong đời sống

Trong cuộc sống, thiếc được ứng dụng vào nhiều lĩnh vực và giữ vai trò quan trọng. Những ứng dụng của thiếc có thể kể đến như: 

• Nhà sản xuất sử dụng thiếc để tráng lên bề mặt các vật làm bằng thép, vỏ đựng thực phẩm, nước giải khát nhằm giúp chống ăn mòn và tăng tính thẩm mỹ cho sản phẩm

Sử dụng thiếc để tráng lên bề mặt các vật làm bằng thép, vỏ đựng thực phẩm, nước giải khát

• Thiếc khi kết hợp với các kim loại khác tạo ra các loại hợp kim có đặc tính ưu việt như chì, đồng, bismut, antimon… nhằm phục vụ cho các hoạt động đúc chuông, thiếc hàn, hộp thiếc,…
• Trục ổ quay được chế tạo từ thiếc. Thiếc hàn có khả năng chống ăn mòn và dẫn điện tốt.
• Thiếc cũng được dùng để tạo ra các bộ phận của một số thiết bị điện tử, như mạch in, linh kiện bán dẫn, pin năng lượng mặt trời… vì nó có tính dẫn điện và dẫn nhiệt tốt.
• Ngoài ra thiếc được dùng để chế tạo đèn trang trí, các món đồ gia dụng như bát đĩa, ly cốc, mạ lên bề mặt kính để làm cho chúng bằng phẳng và phản xạ ánh sáng, chế tạo kính lắp cửa bằng cách thả tấm kính chảy trên thiếc làm cho bề mặt của nó bằng phẳng,… 
• Bên cạnh đó, thiếc phế liệu còn được dùng để tái chế và tận dụng làm các vật tư mới khác nhau.

Xem ngay:

>>> Kinh nghiệm, cách thu mua phế liệu cho người mới khởi nghiệp

>>> Cập nhật quy trình thu mua phế liệu chuẩn xác NHẤT

Các phương pháp điều chế thiếc phổ biến

Có nhiều phương pháp điều chế thiếc khác nhau. Nhưng nhìn chung đều nhằm mục đích thu được kim loại thiếc. Các phương pháp điều chế thiếc sẽ phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu (quặng thiếc, phế liệu thiếc hay hợp chất thiếc), độ tinh khiết, chi phí sản xuất. Dưới đây là một số phương pháp điều chế thiếc phổ biến: 

Điều chế thiếc từ quặng thiếc

Quặng thiếc chủ yếu ở dạng cassiterite (SnO2). Quặng thiếc sẽ được khai thác từ nhiều nơi trên thế giới như Việt Nam, Trung Quốc, Malaysia, Indonesia,… Để điều chế được thiếc từ quặng thiếc, cần thực hiện hai bước là tuyển quặng và luyện kim. 

Tuyển quặng là việc dùng các phương pháp vật lý như nghiền, rửa, lọc, nổi,… để loại bỏ các tạp chất khác trong quặng. Sau khi tuyển quặng xong sẽ thu được quặng thiếc tinh khiết hơn. 

Tiếp theo là đến bước luyện kim, là việc sử dụng các phương pháp hóa học để giải phóng kim loại thiếc ra khỏi oxit của nó. Phương pháp luyện kim được dùng nhiều nhất là nung quặng thiếc với than cốc trong lò cao ở nhiệt độ khoảng 1200 – 1300 độ C. Phản ứng xảy ra là: 

SnO2 + C -> Sn + CO2

Kim loại thiếc thu được có độ tinh khiết lên đến khoảng 98%. Còn khoảng 2% là các tạp chất như Fe, Cu, Pb, Zn,… Nhằm giúp tăng độ tinh khiết của thiếc, nhiều người lựa chọn thực hiện thêm các bước như lọc qua than hoạt tính, điện phân hoặc chưng cất,…

Điều chế thiếc từ phế liệu thiếc

Phế liệu thiếc được biết đến là các sản phẩm có chứa kim loại thiếc hoặc các hợp chất của thiếc đã qua sử dụng hoặc là sản phẩm lỗi trong quá trình sản xuất đồ dùng bằng thiếc. Những phế liệu thiếc phổ biến như lon bia, lon nước ngọt, ống đồng mạ thiếc,… Để điều chế được thiếc từ phế liệu thiếc cần thực hiện 2 bước là sắp xếp và tái chế phế liệu. 

Điều chế thiếc từ quặng thiếc

Đầu tiên cần sắp xếp phế  liệu thiếc bằng các phương pháp vật lý để phân loại phế liệu theo thành phần và độ tinh khiết của chúng. Ví dụ có thể sử dụng nam châm để loại bỏ các kim loại có từ tính hay sử dụng máy xạ để xác định thành phần hóa học của các kim loại. 

Sau khi sắp xếp và phân loại phế liệu, người ta thu được các loại phế liệu có hàm lượng thiếc cao hơn. Sau đó đến bước tái chế phế liệu thiếc, sử dụng các phương pháp hóa học để trích xuất kim loại thiếc ra khỏi các hợp chất. Nung phế liệu thiếc với kiềm trong lò cao ở nhiệt độ khoảng 800 – 900 độ C là một trong những phương pháp tái chế thông dụng nhất. Phản ứng xảy ra là:

Sn + 2NaOH -> Na2SnO2 + H2

Na2SnO2 + 2C -> Sn + 2Na + 2CO

Kim loại thiếc thu được có độ tinh khiết khoảng 95%, còn lại 5% là các tạp chất như Fe, Cu, Pb, Zn,… Để tăng độ tinh khiết của thiếc, nhiều người đã dùng các phương pháp tương tự như điều chế thiếc từ quặng thiếc.

Điều chế thiếc từ các hợp chất của thiếc

Hiểu đơn giản thì hợp chất của thiếc là các chất hóa học mà có chứa nguyên tố thiếc và các nguyên tố khác. Chẳng hạn như clohidrat của thiếc (SnCl4), hidroxit của thiếc (Sn(OH)4),… Để điều chế thiếc từ các hợp chất của thiếc chỉ cần thực hiện 1 bước là khử. 

Khi khử, người ta dùng các chất khử mạnh để giảm số oxi hóa của thiếc trong các hợp chất của nó và thu được kim loại thiếc. Hidro là một trong những chất khử mạnh thường được dùng nhất. Ví dụ như khi khử clohidrat của thiếc bằng hidro, phản ứng xảy ra là:

SnCl4 + 2H2 -> Sn + 4HCl

Kim loại thiếc thu được có độ tinh khiết cao hơn hẳn so với các phương pháp khác, khoảng 99%. Tuy nhiên, chi phí sản xuất bằng phương pháp này lại cao hơn so với các phương pháp khác.

Xem ngay:

>>> Quy trình tái chế kim loại và những lợi ích của việc tái chế kim loại

>>> Đồng nát là gì? Vì sao cần thu gom đồng nát?

Tác hại của thiếc và biện pháp phòng ngừa

Chắc hẳn nhiều người không biết được thiếc có khá nhiều tác hại cho sức khỏe con người và môi trường. Dưới đây là một số tác hại và biện pháp phòng ngừa tác hại của thiếc:

Tác hại của thiếc tới sức khoẻ con người và môi trường

Khi hàm lượng thiếc trong cơ thể quá nhiều thì có thể dẫn đến một số ảnh hưởng tiêu cực như: 

Khi hàm lượng thiếc trong cơ thể quá nhiều thì có thể dẫn đến một số ảnh hưởng tiêu cực

• Kim loại thiếc có thể cản trở sự phát triển của hệ thống thần kinh, đặc biệt là ở trẻ em. Thiếc có thể gây giảm khả năng học tập, rối loạn hành vi và tổn thương não khi tồn tại với hàm lượng quá lớn trong cơ thể
• Cơ thể có thể bị ngộ độc thiếc khi ăn thức ăn đóng hộp có chứa nồng độ thiếc cao. Biểu hiện điển hình của ngộ độc thiếc là buồn nôn, nôn mửa, tiêu chảy, đau bụng, nhức đầu và co giật. Nhiều trường hợp nặng có thể dẫn đến hôn mê và tử vong.
• Ngoài ra, thiếc còn góp phần gây ô nhiễm môi trường biển do sử dụng các hợp chất hữu cơ của thiếc trong sơn chống đông biển. Các hợp chất này có thể ảnh hưởng đến sinh vật biển, làm giảm đa dạng sinh học và cân bằng sinh thái.

Biện pháp phòng ngừa tác hại của thiếc

Để phòng tránh những tác hại tiêu cực của thiếc tới cơ thể và môi trường, bạn có thể áp dụng các biện pháp sau: 

• Giảm thiểu tối đa việc tiếp xúc trực tiếp với thiếc hoặc các hợp chất của thiếc. Đặc biệt là khi làm việc trong các nhà máy sản xuất, chế biến hoặc tái chế thiếc. Hãy cố gắng mặc quần áo bảo hộ, găng tay, kính bảo vệ và khẩu trang đầy đủ khi tiếp xúc với thiếc.
• Trong các quá trình sản xuất công nghiệp, công nhân tuân thủ các quy định về an toàn lao động và bảo vệ môi trường khi sử dụng thiếc. Nên thực hiện nghiêm chỉnh các biện pháp kiểm soát ô nhiễm không khí, nước và đất do thiếc gây ra, như lắp đặt các thiết bị lọc, xử lý và tiêu hủy chất thải chứa thiếc một cách an toàn và hiệu quả.
• Hạn chế sử dụng các chế phẩm từ thiếc trong các sản phẩm tiêu dùng, như đồ gói, đồ hộp, đồ chơi, đồ trang sức,… Nên chọn các sản phẩm có nhãn mác rõ ràng, có chứng nhận về chất lượng và an toàn. Trường hợp có sử dụng thiếc, nên bảo quản và sử dụng theo hướng dẫn của nhà sản xuất, không để thiếc tiếp xúc với thực phẩm hoặc da của con người.
• Tăng cường giáo dục và nâng cao nhận thức, kiến thức về tác hại của thiếc và cách phòng ngừa cho công nhân, người tiêu dùng và cộng đồng. Tích cực tham gia các chương trình tuyên truyền, huấn luyện và tư vấn về an toàn thiếc do các cơ quan chức năng tổ chức. Nếu có triệu chứng nghi ngờ do nhiễm thiếc, hãy đi khám bác sĩ để được kiểm tra và điều trị kịp thời.

Trên đây là một số thông tin về thiếc, các phương pháp điều chế thiếc và tác hại của thiếc tới sức khoẻ con người. Hy vọng với những thông tin trên sẽ giúp bạn hiểu hơn về loại kim loại này. Nếu có thắc mắc hay cần tư vấn về các dịch thu mua phế liệu thiếc vui lòng liên hệ hotline 0949.44.33.11 để được hỗ trợ nhé!