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주기율표 제14족에 속하는 탄소족 원소. 고대부터
사용된 금속으로 청동기시대에는 구리와의 합금인 청동(靑銅)이
사용되었고, 하나의 문화를 형성하여 철기시대로 이어졌다.
주석이라는 명칭의 기원은 분명하지 않다. 다만, 중국에서는
주대(周代)인 BC 1000년경에 이미 주석 석(錫)자를
볼 수 있으며, 주석 야금(冶金), 청동 제조법 등이
상세히 기록되어 있다. 원소기호 Sn의 원명인 stannum이라는
라틴어는 처음에 은과 납의 합금을 가리켰으나, 4세기경부터는
주석을 가리키게 되었다.
1 ) 존재 : 주요 광석은 주석석(朱錫石) SnO2이며,
세계적으로 산출량이 적고 산출지도 한정되어 있다.
말레이반도 및 러시아의 북극해 연안, 미국의 텍사스,
네덜란드가 산지이나, 광업으로서 채산성이 있는 지역은
불과 10곳 정도에 지나지 않는다. 세륨·바나듐
등 희토류 원소의 함유량보다 적다.
2 ) 성질 : α체와 β체의 동소체(同素體)가 있는데,
흔히 볼 수 있는 것은 β-주석이며, 백색주석이라고도
한다. 은백색의 광택이 나는 금속으로, 정방정계(正方晶系)에
속한다. 막대 또는 판자 모양의 것을 구부리면 표면에는
아무 변화가 없는 데도 맑은 소리가 난다. 이것을 틴크라이(tin
cry)라고 한다. 전성(展性)이 풍부하여 100 ℃에서
물러진다. α-주석은 등축정계(等軸晶系)에 속하는
회색 금속으로, 회색주석이라고도 한다. β-주석, 즉
보통의 주석을 －30 ℃ 또는 그 이하의 저온에 방치하면
α-주석이 된다(전이온도는 18 ℃이나 이 온도에서는
전이속도가 느려져서 긴 시간을 필요로 한다). 따라서
주석으로 만든 그릇이 한랭한 지대에서는 α-주석이
되어, 그릇의 일부에 종기 같은 돌기가 생긴 다음 그
돌기가 차차 부서지는 경우가 있다. 이 현상은 19세기
러시아의 박물관에서 발견되었으나, 그 당시에는 원인을
밝혀내지 못해서 주석페스트 또는 주석의 박물관병이라고
하였다. 주석은 공기 속에서는 안정하나, 고온에서는
연소하여 산화주석 SnO2이 된다. 산에는 수소를 방출하며
녹아 염류(鹽類)를 만들고, 가성(苛性)알칼리용액과
가열하면 아(亞)주석산염이 된다.
3 ) 제조법 : 광석을 코크스·규석·형석
등과 혼합하고, 용광로·반사로 속에서 용련(溶鍊)하여
분리시킨다. 이때 생기는 것은 주석을 35∼40 %(이
밖에 철 60∼65 %를 비롯하여 불순물이 함유되어 있다)
함유하는 합금인데, 이것을 다시 코크스·규사와
섞어 전기로 속에서 가열하면 조주석(粗朱錫)이 생긴다.
이 조주석은 건식법(乾式法) 또는 전해(電解)제련법으로
제련한다. 건식법에서는 보통 소형 반사로 속에서 400∼800
℃에서 주석만을 꺼내고, 이어서 500 ℃에서 공기 또는
수증기를 불어 넣어서 철을 제거한다. 전해제련은 플루오르화규소산과의
혼합 수용액에서 시행한다. 이들 방법으로는 순도 95∼98
%의 것이 99.98 % 이상이 된다. 이와 같이 광석에서
직접 얻는 방법 외에, 2 % 정도의 주석을 함유하고
있는 함석조각에서 회수하는 양도 적지 않다. 그 방법으로는
함석조각을 쇠로 만든 바구니에 넣어 양극으로 하고,
9 % 수산화나트륨 수용액 속에서 60∼70 ℃에서 전기분해하여
순도 97∼98 %의 해면(海綿)주석으로 만드는 전기탈석법(電氣脫錫法),
산화제와 수산화나트륨으로 녹여서 산화물을 만든 다음
환원시키는 알칼리법, 쇠로 만든 원통에서 가압하여
염소가스에 의해서 염화물로 만드는 염소법 등이 있다.
4 ) 용도 : 공기 중에서 잘 변하지 않으므로 철·강철·구리
등의 표면을 도금한다. 세계 주석 소비량의 40 %가
도금에 사용되며, 특히 철판의 표면에 도금한 것을
함석이라 한다. 감마합금(減摩合金)·청동·땜납·이융합금(易融合金)으로서의
용도가 그 다음이고, 또 무해하므로 식료품공업 장치에도
널리 사용된다. 또, 유기주석화합물을 살생제와 진균제의
주성분으로 사용된다.
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