不管是用哪种方法开采锡石,首先都要进行选矿,也就是去掉锡石所含的各种杂质,然后进行熔炼从锡石中提炼出来的纯净锡是柔软的银白色金属,可延展成极薄的薄片。锡的熔点为231℃。
锡还有许多独特性质。它会“喊叫”,也就是说锡弯曲时会发出特别的响声。还有一个奇怪的性质,就是它对于低温非常敏感。锡一受冷就会“生病”,会由银白色逐渐变成灰色,同时开始碎裂,常常会碎成粉末。锡的这种病很严重,被称为“锡疫”。许多很有艺术和历史价值的锡器,就是因为这种“瘟疫”毁掉的。幸运的是,“锡疫”是可以治疗的。就是把那些粉末在高温下熔化,然后将其缓慢冷却。如果冷却过程做得很仔细,那么锡便可恢复原状。
在很久之前人类就认识了锡。在远古时代,正是锡有力地推动了人类文化的发展。在人们还不会熔炼铁时,就已经学会熔炼锡了。
纯净的锡过于柔软,不适宜制作用品。但若是在铜里掺上10%的锡,便可以制出金黄色的合金——青铜,青铜性质非常好,比纯铜硬,极易浇铸、锻打和加工。如果把锡的硬度定作5,铜的硬度是30,而青铜的硬度则是100~150。
青铜的这些性质使人类有很长一段时间普遍使用它,考古学家甚至为此划出了一个时代,叫作青铜器时代。那时候的劳动工具、武器、生活用品和装饰品主要都是青铜材质。我们还不知道当时的人们是怎样发现这种合金的,但可以假设,当时人们一再地熔融混有锡的铜矿石,最后终于注意到了铜与锡混溶的结果,就这样慢慢研究出了这种合金的用途。
考古学家挖掘古人住过的地方,时常会在各种古物里发现青铜制品——日用品、铜币和铜像,这些埋在地底的铜器都没有被损坏。不过要想确定这些铜器是当地造的还是由别处传来的,则还需要进行化学元素分析才能确定。
古人还不具备提纯出高纯度金属的技术,所以我们利用现代精密的分析方法,可以将器皿中的多种微量杂质检查出来。知道有哪些杂质后,我们便可推测出古人是在什么样的矿里开采出来的铜和锡。如果考古学家可以证明某一件青铜器就是从它出土的地方制得的,那么地质学家就应该立刻去这个地区勘探锡矿。这样很可能找到被人遗忘的旧矿。
到了后来,铁器时代接替了青铜器时代,但青铜也并未失去价值。人们依然会使用青铜制造艺术品、硬币、钟和大炮。锡跟铅、锑等金属也可以制成性能优异的合金。合金是现代技术的奇迹,两种或多种金属熔合在一起,这些金属原子通过改变搭配方式便可以产生各种“奇迹”,科学家对于这种现象给出了解释:
合金之所以具有它所含的金属所不具备的性质,就是因为合金内部的分子结构发生了改变。比如,由柔软金属熔合的合金硬度常常都会变大。
锡与铅的合金叫作巴比特合金,在巨大、精密的仪器和机床中,如果有需要快速旋转的钢轴,那么这种钢轴就需要由巴比特合金制造。这种合金也叫作“减磨合金”,因为它的摩擦系数很低,不易磨损。所以这种合金在技术上的意义是很大的,它可以在很大程度上延长机器的使用期限。
锡可以“焊接”其他金属,还是印刷业中“活字合金”的主要成分。白色氧化锡粉末被叫作“意大利粉”,可以用来摩擦白色或多色的大理石,将大理石表面打磨得像镜子一样。这是其他物质做不到的。各种各样的锡化合物都广泛用于化学工业、橡胶工业和印染工业。可以给毛和丝染色,还可以制造搪瓷、釉药、有色玻璃等。
至于锡在军工上的重要意义,则更不必说了。最早发现的锡矿床位于亚洲,在欧洲的不列颠群岛南部也有发现。那时候这些岛甚至被称为“锡石群岛”。锡石这个名字很早就有了,古希腊诗人荷马就曾在《伊利亚特》里用锡石代表锡。应该注意的是,英国康沃尔半岛的锡石是和黄铜矿产在一起的,所以只要将这种矿石熔炼就可以得到青铜。