4.3　锡

在18世纪和19世纪，几乎全部商用锡都是用锡石（氧化锡）熔炼而成的。锡石中往往混杂着一些含有黄铜矿和黄铁矿的硫化矿石，例如在康沃尔（图版6B）就是如此。矿石首先被打碎，并按不同质量分类堆放，然后在水车或蒸汽机驱动的捣磨中被碾成粉末。经过进一步分拣和清洗提纯后，它们在返焰炉中煅烧，以去除任何砷和硫的化合物。后来又使用了一种以其发明人的名字命名的特殊熔炉，即布伦顿煅烧炉（Brunton's calciner），它备有一只安装于炉床上面拱式炉顶中的料斗，包括一个在整个煅烧过程中保持转动的旋转铸铁平台。硫的氧化物通过宽大的烟道流出，砷则留在烟道中的许多小室内。氧化锡则从平台上落到下面一个分隔室内。

大约在1840年以后，酸也被用来纯化矿石。如果主要杂质为铁化合物则用盐酸，铜化合物的分离则用硫酸。这时，钨也被去除，矿石则先与碱性盐熔融。在奥克斯兰德（Oxland）的工艺中加入的是低等级苏打，但是到1850年在康沃尔则使用了更为经济的盐饼（硫酸钠）。

在准备熔炼锡矿石时，要将它与少量石灰或粉状萤石混放在返焰炉中，以清除残存的硅石。经6—8小时以后，将原料均匀地搅动，形成的某种金属流出来。然后将它重新加热，并分批去除漂浮的矿渣，丢弃第一批矿渣，捣磨第二批矿渣，以便回收散入的一些金属碎块，最后一批浮渣则与回收的金属碎块一起放入下一批炉料中熔炼。然后把纯净的金属通过沟槽引入一只铸铁罐，撇掉浮到表面的炉渣及其他杂质，并把锡注入一些每只能容纳3英担锡的铸模中。

在此之后，就必须去除金属杂质——通常是铁和铅，但有时也有铜、钨和钴，这可以用许多方法来实现。在“沸腾”状况下，用吊车把一捆生木材短条放至装有熔融态锡的罐内。这时就会出现激烈沸腾，杂质会被产生的蒸汽氧化。在熔锡的“抛落”精选法中，将熔融的锡用铸勺舀起，再使之落下，这会导致少量氧化物形成。这些氧化物在与整罐锡混合时，将会氧化比锡更易氧化的金属，从而形成矿渣而浮起。另一种方法是熔析。在这一操作中，金属块在返焰炉中缓慢加热，直至锡开始熔融，然后保持温度恒定，直到没有更多的锡流出为止，杂质则留在熔点较高的固态合金内。

在德国，特别是在阿尔滕贝格，小鼓风炉（图73）比返焰炉更受青睐。用这些鼓风炉可以生产十分优质的金属，虽然锡的损耗估计为15%，而且燃料的消耗量几乎等于返焰炉的两倍。(https://www.daowen.com)

锡被用来大量生产合金，例如青铜、钟铜和焊锡，还用来制造马口铁、锡箔和许多用于陶器、釉料和颜料及在布匹印花中作为媒染剂的各种化合物。与铅箔一样，锡箔是将薄板坯在两个轧辊之间前后移动轧制而成的。

在这一时期的后半个世纪，马口铁的制造有了很大比例的增长。为此，铁需要被制成薄板形式。用于生产“木炭”板材的铁是在烧木炭的炼铁炉中制备的，制备“焦炭”板材的铁则使用轻的海绵状焦炭冶炼。在19世纪，这些名称都丧失了真实含义，“焦炭”板材也是由搅炼铁制成。将制备的铁加热并加工成铁块，将铁块切断并轧制成铁条，再将这些铁条剪切成适合于轧制薄板的段料，铁锈要置于酸溶液中进行酸洗，并用砂和水摩擦清洗将其去除，然后将板材退火，且在窑内镀锡之前再次酸浸。窑内有一排盛装熔融锡和油脂的槽，槽下有火。首先将板材浸入油脂中，然后浸在锡中。在一个单独的锡槽内，板材还要接受更长时间的浸渍以完成镀锡，接着用大麻纤维刷刷掉板材表面的残留物后，再在最纯的锡中进行一次短时间的浸渍。随后把它们立即放入油脂槽中，以防止因锡比铁冷却得更快而出现的板材表面龟裂。下一步是把它们浸渍于较低温度的融化的动物油脂槽中。最后是在一个注有约1/4英寸深熔融锡的狭槽中浸入板材，以去除镀锡板边缘形成的锡“瘤”。

图73　在阿尔滕贝格用风箱送风的鼓风炉炼锡。

（A）垂直剖面图；（B）平面图（右面的鼓风炉用于矿渣的再熔炼）。