Stagno

Lo stagno è un metallo malleabile e molto duttile bianco argenteo, con una struttura cristallina particolare che provoca uno stridio caratteristico quando una barra di stagno viene piegata (il rumore è causato dalla rottura dei cristalli): se riscaldato, perde la sua duttilità e diventa fragile. Questo metallo resiste alla corrosione da acqua marina, da acqua distillata e da acqua potabile, ma può essere attaccato da acidi forti, da alcali e da sali acidi. Lo stagno agisce da catalizzatore in presenza di ossigeno disciolto nell'acqua e accelera l'attacco chimico.

Lo stagno viene generato attraverso il lungo processo s in stelle di massa bassa e media (con masse da 0,6 a 10 volte quella del Sole), e infine per decadimento beta degli isotopi pesanti dell'indio. Lo stagno è il 49° elemento più abbondante nella crosta terrestre, rappresentando 2 ppm rispetto a 75 ppm per lo zinco, 50 ppm per il rame e 14 ppm per il piombo. Lo stagno non si trova come elemento nativo ma deve essere estratto da vari minerali. La cassiterite (SnO2) è l'unica fonte commercialmente importante di stagno, sebbene piccole quantità di stagno vengano recuperate da solfuri complessi come la stannite, la cilindrite, la franckeite, la canfieldite e la teallite. I minerali contenenti stagno sono quasi sempre associati a rocce granitiche, solitamente a un livello di contenuto di ossido di stagno dell'1%. A causa della maggiore gravità specifica del biossido di stagno, circa l'80% dello stagno estratto proviene da depositi secondari trovati a valle dei filoni primari. Lo stagno viene spesso recuperato da granuli lavati a valle in passato e depositati nelle valli o nel mare. I modi più economici di estrazione dello stagno sono la dragatura, l'idraulica o le miniere a cielo aperto. La maggior parte dello stagno del mondo viene prodotto da depositi alluvionali, che possono contenere appena lo 0,015% di stagno. Circa 253.000 tonnellate di stagno sono state estratte nel 2011, principalmente in Cina (110.000 t), Indonesia (51.000 t), Perù (34.600 t), Bolivia (20.700 t) e Brasile (12.000 t). Le stime della produzione di stagno sono storicamente variate con la dinamica della fattibilità economica e lo sviluppo di tecnologie di estrazione, ma è stimato che, ai tassi di consumo attuali e con le tecnologie attuali, la Terra esaurirà lo stagno estraibile entro 40 anni. Lester Brown ha suggerito che lo stagno potrebbe esaurirsi entro 20 anni basandosi su un'estrapolazione estremamente conservativa di una crescita del 2% all'anno. Lo stagno secondario, o di recupero, è anche una fonte importante del metallo. Il recupero dello stagno tramite produzione secondaria, o riciclaggio dello stagno di scarto, sta aumentando rapidamente. Mentre gli Stati Uniti non hanno né estratto stagno dal 1993 né fuso stagno dal 1989, sono stati il più grande produttore secondario, riciclando quasi 14.000 tonnellate nel 2006. Nuovi depositi sono stati segnalati in Mongolia e, nel 2009, nuovi depositi di stagno sono stati scoperti in Colombia dal Seminole Group Colombia CI, SAS.

Lo stagno si lega facilmente col ferro ed è stato usato in passato per rivestire piombo, zinco e acciaio per impedirne la corrosione. I contenitori, lattine e scatolette, in banda stagnata (lamierino di acciaio stagnato) sono tuttora largamente usati per conservare i cibi, un uso che copre gran parte del mercato mondiale dello stagno metallico. Oltre alla forma metallica trovano largo impiego industriale diversi dei numerosi composti, organici ed inorganici, dello stagno IV. Altri usi: Alcune importanti leghe dello stagno sono: il bronzo nelle sue varie formulazioni (come la lega campanaria, il bronzo fosforoso e il bronzo statuario), il metallo di Babbitt, leghe die casting, il peltro, la lega da saldatore, il princisbecco e il White metal. Il sale di stagno più importante è il cloruro di stagno che si usa come agente riducente e come mordente nella stampa calico. Quando dei sali di stagno vengono spruzzati sul vetro, si forma un rivestimento elettricamente conduttivo: questo fenomeno viene sfruttato nella fabbricazione di pannelli luminosi e per frangivento antighiaccio. Il vetro delle finestre è molto spesso fabbricato raffreddando il vetro fuso facendolo galleggiare sopra una massa di stagno fuso, per ottenere una superficie piatta (è il famoso processo Pilkington). Lo stagno si usa anche nelle saldature per unire tubi di rame e di piombo ed entra nella composizione delle più diffuse leghe per saldatura utilizzate per componenti e circuiti elettronici, in leghe per bronzine, nella fabbricazione del vetro e in una vasta gamma di processi chimici. Fogli di stagno (carta stagnola) erano un imballaggio per cibo e medicinali. Ormai sono stati soppiantati da sottilissimi fogli di alluminio laminato. Composti organici dello stagno si usano nelle vernici antivegetative con cui è dipinta l'opera viva delle navi per impedire il proliferare di alghe, crostacei e molluschi su di essa (per esempio il Tributil Stagno Ossido – TBTO). Lo stagno diventa superconduttore al di sotto dei 3,72 K: è stato uno dei primi superconduttori scoperti (il primo è mercurio allo stato solido) e l'effetto Meissner, una delle caratteristiche dello stato di superconduttività, è stato osservato per la prima volta in cristalli superconduttori di stagno. La lega niobio-stagno Nb3Sn è usata commercialmente per fabbricare cavi per magneti superconduttori grazie all'alta temperatura critica (18 K) e l'alto valore critico di campo magnetico (25 T). Un magnete superconduttore di un paio di chilogrammi di massa può generare lo stesso campo di un magnete convenzionale pesante molte tonnellate.