STAGNO
STAGNO (XXXII, p. 453; App. II, 11, p. 886; III, 11, p. 818)
Metallurgia. - Pur non essendovi state in questi ultimi anni sostanziali modifiche negli schemi dei procedimenti estrattivi dello s., si deve citare, come importante innovazione del processo di riduzione e fusione del minerale, l'impiego del forno elettrico in sostituzione del più tradizionale forno a riverbero. Questa pratica, che da circa una ventina di anni si va sempre più diffondendo, specie in URSS e in Canada, ma anche in altri paesi, si rivela particolarmente adatta per minerali concentrati molto ricchi, a non meno di 70 ÷ 75% di s., e abbastanza puri per quanto riguarda il ferro, il cui tenore nel concentrato dev'essere mantenuto al di sotto del 2 %.
Considerato infatti l'ambiente più fortemente riducente che si realizza nel forno elettrico, si rischierebbe di produrre uno s. molto impuro per la presenza di ferro. I vantaggi che si possono però annoverare sono i seguenti: la semplicità del processo di fusione e del relativo controllo, la migliore fluidità delle scorie, grazie alla più elevata temperatura, e la notevole riduzione della quantità dei fumi.
Di solito il forno (v. fig.) ha sezione di pianta circolare, con diametro di 3,5 ÷ 4 m, ed è del tutto simile a quelli usati in siderurgia ma di ben più modesta potenza (1000 ÷ 1400 kW); ha il rivestimento interno refrattario di mattoni silico-alluminosi, o talvolta di magnesite calcinata e stabilizzata, e dispone di tre elettrodi di grafite del diametro di 400 mm con alimentazione trifase a 100 ÷ 140 V; la suola, infine, è opportunamente inclinata per facilitare la colata.
All'inizio dell'operazione, la carica, ottenuta miscelando intimamente il minerale con fini di coke, in ragione del 10% circa in peso, con il fondente calcareo opportuno e con fumi e polveri di riciclo, viene distribuita omogeneamente intorno agli elettrodi, in modo da costituire la resistenza elettrica mediante la quale si libera, per effetto Joule, il calore necessario alla fusione; si deve, d'altronde, assolutamente evitare lo scoccare di archi tra gli elettrodi, che provocherebbero importanti perdite di s. per volatilizzazione nei fumi. Dopo circa due ore dall'inizio si spillano le prime quantità del metallo, che risulta piuttosto puro, avendo titolo non inferiore a 99,2%, e presentando come principali impurezze o,5 ÷ 0,6% di Fe e 0,1 ÷ 0,2% di Pb; da questo, per semplice liquazione e decantazione in siviera, si ottiene s. a 99,6 :-99,7% già direttamente commerciabile.
Le successive spillature, che avvengono ogni 30 ÷ 45 minuti fino a esaurímento della carica, dànno un prodotto molto meno puro e da sottoporre comunque a una spinta raffinazione. Le scorie, composte mediamente da 40 ÷ 45% SiO2, 25 ÷ 30% CaO e 15 ÷ 20% Al2O2 possono trattenere fino a 4 ÷ 5% di s. e perciò, dopo solidificazione in apposite lingottiere, vengono sottoposte a frantumazione per essere poi rielaborate in forni a tino, al fine di recuperarne la maggior parte dello stagno. Un tipico forno elettrico e in grado di trattare dalle 20 alle 25 t al giorno di concentrati con un consumo medio di 1500 kWh circa per t di s. prodotto.
Bibl.: L. Lamy, A. Giroux e G. Gallon, Metallurgie de l'étain, in Techniques de l'ingénieur, Parigi vol. VI (1956); Tin and its alloys (a cura di E. S. Hedges), Londra 1960; D. V. Belyayev, A handbook of the metallurgy of tin, Oxford 1963.
Produzione e consumo. - Dopo un periodo di sostanziale equilibrio tra domanda e offerta dello s. raffinato, nel 1973 e nel 1974, una contrazione della produzione ha determinato un sensibile rialzo dei prezzi nei maggiori mercati mondiali; questo fenomeno, attenuatosi nel 1975 in relazione all'afflusso dello s. della Repubblica Popolare Cinese, dovrebbe proseguire nei prossimi anni, soprattutto a causa di una forte crescita dei costi di raffinazione. Il 1° giugno 1976 è entrato in vigore il quinto accordo internazionale dello s., al quale hanno aderito per la prima volta anche gli SUA, come primo paese consumatore di metallo di s. (42.700 t nel 1975), seguito in ordine d'importanza dal Giappone, dalla Rep. Fed. di Germania e dal Regno Unito, mentre per quanto riguarda i paesi produttori la maggiore quota d'interessi è stata attribuita alla Malaysia e alla Bolivia.
Il primato della produzione dei minerali di s. spetta alla Malesia (Malaysia dal 1963), con 58.700 t nel 1977, che è anche al primo posto per la produzione del metallo raffinato con 66.300 t nel 1977, seguita dalla Bolivia con 32.600 t di minerali, quasi totalmente esportati, quindi dall'Indonesia con 25.100 t di minerali e 24.000 di s. raffinato, poi dalla Repubblica Popolare Cinese con 20.000 t di minerali e 19.000 t di raffinato.
La produzione europea, esclusi i paesi socialisti, di minerali di s., di cui i due terzi spettano al Regno Unito, è aumentata in misura discreta all'inizio degli anni settanta e complessivamente ha raggiunto 4500 t nel 1975; quella dell'URSS che appare ormai notevolmente ridimensionata alla luce delle stime più recenti, ha segnato una forte ascesa dall'inizio degli anni Settanta, passando da 10.000 t nel 1970 a 17.000 t nel 1977; discreta appare anche l'evoluzione della produzione di minerali di s. dell'Australia, che è passata da 3900 t nel 1965 a 10.000 t nel 1977. Complessivamente la produzione mondiale dei minerali di s. non ha subìto grandi variazioni ormai da più di un decennio, con un incremento complessivo inferiore al 20% nell'intervallo compreso fra il 1965 e il 1977.
A eccezione della Bolivia, gl'impianti di raffinazione sono localizzati nelle stesse aree di produzione dei minerali di s.; il Regno Unito, che solo per un quarto si approvvigiona con il minerale nazionale, ha un'industria di raffinazione di notevole capacità che gli consente di occupare il quinto posto nella graduatoria mondiale dei produttori di metallo di stagno. L'Italia importa per la quasi totalità il metallo raffinato, con un consumo medio annuo che si aggira intorno alle 8-900 t. Come per altre materie prime anche per lo s. il 1973 segna una svolta decisiva nel ritmo d'incremento dei prezzi, i quali, dopo una serie di aumenti annui dell'ordine del 10% all'inizio degli anni Sessanta e di ribassi verso la fine, si sono più che raddoppiati dal 1975 al 1976, passando da 3200 Lit. al kg a 7800 al kg.
Bibl.: R. J. Lewis, Tin in Minerals Yearbook, U.S. Department of the interior, 1969.
Impieghi. - Il Consiglio internazionale dello s. ha visto aumentare i propri membri da 19 a 29 con i seguenti nuovi paesi consumatori: Austria, Bulgaria, Cecoslovacchia, Giappone, Islanda, Iugoslavia, Polonia, Rep. Fed. di Germania, Rep. di Corea, Romania, Ungheria, Unione Sovietica; si sono ritirati Ecuador e Libano, mentre l'Australia è passata a far parte dei paesi produttori. Dopo il primo accordo internazionale sullo s. del 1956, sono stati perfezionati altri 4 accordi; con l'ultimo in vigore dal 1° luglio 1976, si è deciso di portare le "scorte cuscinetto" da 20.000 t a 40.000 t.
Per le sue qualità lo s., più di ogni altro metallo, viene utilizzato in svariatissime branche dell'industria; così, tra le più recenti applicazioni, in campo metallurgico viene impiegato nella sinterizzazione delle polveri di ferro e per migliorare la struttura molecolare delle ghise (le maggiori case automobilistiche hanno adottato la ghisa allo s. per i monoblocchi dei motori); in campo elettronico ha raggiunto un ruolo predominante nei rivestimenti e nelle nuove tecniche di saldatura dei circuiti stampati e dei componenti elettronici; in campo chimico i composti organici dello s. servono alla stabilizzazione del PVC, sono utilizzati nella produzione di vernici marine antincrostazione e vernici preservanti del legno, e in agricoltura si adoperano come antiparassitari e insetticidi. I composti inorganici hanno notevole peso nell'industria del vetro e della ceramica.
Bibl.: C. J. Thwaites, The development of the use of tin to improve the quality of iron casting, Tin research institute, Londra n. 390 (1969); P. E. Davis, The use of tin and tin alloys in the electronics industry, Tin research institute, ivi n. 430 (1971); Tin chemical for industry, Tin research institute, ivi n. 447 (1972); Tin in sintered iron, Tin research institute, ivi n. 506 (1975); Statistical bulletin, International tin council, Londra.