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スズ石からスズを抽出する — スズ鉱石のパニングと製錬
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Peter

作成者

Peter

22. 4月 2026SE
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スズ石からスズを抽出する — スズ鉱石のパニングと製錬

スズ石(SnO₂)を発見、パニング、製錬してスズ金属を得る方法。スズ石はスズの主要鉱石であり、質量で約78.8%のスズを含んでいます。スズは人類が最初に製錬した金属の1つ(紀元前3000年頃)であり、青銅(銅とスズの合金)を製造するために不可欠です。沖積地のパニング、鉱石の濃縮、および木炭還元製錬について説明します。
上級者
6~8時間

手順

1

錫石(カシテライト)を理解する

錫石(SnO₂)は二酸化スズであり、スズの主要鉱石です。モース硬度は6〜7、比重は6.8〜7.1と非常に高く(一般的な砂の2.6よりはるかに重い)、色は黒から赤褐色まで変化します。高い密度により、金のパンニングと同様に、重力選鉱(パンニング)で容易に分離できます。

2

沖積層の錫石を探す

錫石は、含スズ花崗岩の下流にある沖積層(河川)堆積物中に、重い黒色または暗褐色の粒として見つかります。川の砂利の中、重い鉱物が集まる川の曲がりの内側、大きな岩の背後を探してください。歴史的なスズ産地には、コーンウォール(英国)、東南アジア、ボリビア、中央アフリカがあります。

3

Collect stream gravel

Shovel gravel and sand from locations where heavy minerals accumulate: bedrock crevices, behind boulders, and the inside of river bends. Fill a bucket with raw gravel. The cassiterite grains are small (1-5 mm) and mixed with ordinary sand, quartz, and other minerals.

このステップの材料:

Stream GravelStream Gravel20 kilogram

必要な工具:

Digging ShovelDigging Shovel
20-Liter Bucket20-Liter Bucket
4

Pan for cassiterite

Use a gold pan or wide shallow bowl. Add a scoop of gravel and fill halfway with water. Swirl and tilt to wash away light material. Heavy cassiterite grains sink to the bottom center. Continue washing until only black heavy grains remain. This is identical to gold panning technique.

必要な工具:

Gold Pan or Shallow BowlGold Pan or Shallow Bowl
5

Identify cassiterite grains

Cassiterite grains are: black to dark reddish-brown, very heavy (noticeably heavier than quartz), have a brilliant adamantine (diamond-like) luster when scratched, and a white to pale brown streak. Magnetite (another heavy black mineral) is magnetic — test with a magnet to separate it from cassiterite.

必要な工具:

Magnet (for separating magnetite)Magnet (for separating magnetite)
Hand Lens (10x)Hand Lens (10x)
6

Concentrate the ore

Repeat panning until you have a concentrate of mostly cassiterite. Use the magnet to remove any magnetite grains. You need at least 500 g of clean cassiterite concentrate for a worthwhile smelt. From 20 kg of gravel in a good tin-bearing stream, expect 100-500 g of concentrate.

7

Dry the concentrate

Spread the cassiterite concentrate on a flat surface in the sun to dry completely. Wet ore in a hot crucible causes dangerous steam explosions. Drying takes 2-4 hours in direct sunlight. The dry concentrate should feel gritty and pour freely.

8

Prepare the crucible and charcoal

Use a clay or graphite crucible that can withstand 1200°C. Mix the dry cassiterite with an equal volume of powdered charcoal. The charcoal provides carbon for reduction: SnO₂ + 2C → Sn + 2CO₂. Tin melts at only 232°C, far below the smelting temperature, so it collects as liquid at the bottom.

このステップの材料:

Powdered CharcoalPowdered Charcoal500 gram
Clay Crucible (refractory)Clay Crucible (refractory)1
9

Set up the forge

Place the loaded crucible in a charcoal forge with bellows. Tin smelting requires lower temperature than copper or iron — about 1000-1200°C is sufficient for reduction. Pack charcoal around and above the crucible. Put on safety equipment: leather apron, face shield, leather gloves.

このステップの材料:

Charcoal for ForgeCharcoal for Forge10 kilogram

必要な工具:

Bellows or Air BlowerBellows or Air Blower
Leather ApronLeather Apron
Face ShieldFace Shield
10

Smelt for 1-2 hours

Pump the bellows to bring the forge to operating temperature. Maintain heat for 1-2 hours. The cassiterite reduces to metallic tin which, being liquid above 232°C, pools at the bottom of the crucible below a layer of slag and ash. Tin smelting is one of the easiest metal reductions.

11

Pour the molten tin

Using crucible tongs, lift the crucible from the forge. Carefully pour the contents into a preheated sand or stone mold. The heavy molten tin pours first (bottom of crucible), followed by lighter slag. Tin is silvery-white when molten and solidifies quickly due to its low melting point.

必要な工具:

Crucible TongsCrucible Tongs
Sandstone Ingot MoldSandstone Ingot Mold
12

Cool and extract the ingot

Tin solidifies within minutes. Once cool, remove the ingot from the mold. The tin ingot will be covered with a thin layer of slag — break this off by tapping. Clean tin is silvery-white and very soft — you can scratch it with a fingernail (Mohs hardness 1.5).

13

Verify it is tin

Tin has distinctive properties: bending a tin bar produces an audible crackling sound called 'tin cry' caused by crystal twinning. It is very soft (scratched by a coin), silvery-white, and does not rust. When heated, it melts easily at 232°C — far below a candle flame temperature.

14

Weigh and record yield

Weigh the clean tin ingot. From 500 g of good cassiterite concentrate, expect 300-350 g of metallic tin (60-70% yield). Record the source location, concentrate weight, smelt time, and tin yield. This tin is ready for alloying with copper to make bronze, or for tinplating, soldering, and pewterwork.

必要な工具:

Kitchen ScaleKitchen Scale

材料

4

必要な工具

11

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