辉锑矿的用途

郭淮2023-05-01  32

辉锑矿是提取锑的重要原料,天然产出的辉锑矿,可加工制作安全火柴和胶皮。在铅笔的制作中,除用石墨和黏土外,还需加入20%的辉锑矿。此外,辉锑矿可用来制作耐磨擦的合金(如铜锌锡合金),这种材料被用来制造坚固的轴承。与锌和铅所熔的合金,可制印刷机、抽水机、起重机等零件,还可用于枪弹的材料。锑铅合金可供制作军事上所用的榴霰弹等。锑的化合物可作纺织物的防腐剂,在医药上的用途也较多。

1锑 - 军火工业,是重要的战略物资!

锑是电和热的不良导体,在常 下不易氧化,有抗腐蚀性能。因此,锑在合金中的主要作用是增加硬度,常被称为金属或合金的硬化剂。在金属中加入比例不等的锑后,金 锑矿 属的硬度就会加大,可以用来制造军火。锑及锑化合物首先使用于耐磨合金、印刷铅字合金及军火工业,是重要的战略物资。 锑可用作PET生产中的缩聚催化剂。含锑合金及化合物则用途十分广泛,锑化物可阻燃,所以常应用在各式塑料和防火材料中。含锑、铅的合金耐腐蚀,是生产蓄电池极板、化工管道、电缆包皮的首选材料;锑与锡、铅、铜的合金强度高、极耐磨,是制造轴承、齿轮的好材料,高纯度锑及其它金属的复合物 (如银锑、镓锑)是生产半导体和电热装置的理想材料。 随着科学技术的发展,锑现在已被广泛用于生产各种阻燃剂、陶瓷、玻璃、橡胶、涂料、颜料、塑料、半导体元件、烟花、医药及化工等部门产品。锑的化合物锑白是优良的白色颜料,常用在陶瓷、橡胶、油漆、玻璃、纺织及化工产业。 锑-资源分布 世界目前已探明的锑矿储量为400多万吨,中国占了一半多。中国锑的储量、产量、出口量在世界上均占有重要地位。中国目前有锑产地111处。主要包括贵州万山、务川、丹寨、铜仁、半坡; 南省新晃等汞矿, 南省冷水江市锡矿山、板溪;广西壮族自治区南丹县大厂矿山;甘肃省崖湾锑矿、陕西省旬阳汞锑矿。 锑-毒性 锑会刺激人的眼、鼻、喉咙及皮肤,持续接触可破坏心脏及肝脏 醋酸锑 功能,吸入高含量的锑会导致锑中毒,症状包括呕吐、头痛、呼吸困难,严重者可能死亡。德国音乐神童莫扎特死因不明,有一派说法就说他死于锑中毒。 国际氧化锑工业协会早年运行的试验表明,老鼠若长时间暴露在含锑高浓度空气中,肺部会产生炎症,近而染上肺癌。虽然至今尚未出现因吸入过量锑而染上肺癌的个案,但仍不排除其对人体的潜在危险。2002年9月,世界卫生组织规定,对水中锑含量和日摄入量应小于086微克/千克每日。日本限定宝特瓶中的锑含量应小于200ppm,对热灌装用的饮料,则禁用含锑的宝特瓶。欧盟则规定,食品中的锑含量应小于20ppb,环保极PET纤维中的锑含量不得大于260ppm。 锑-制取方法 锑在地壳中含量是比较少的,但它在自然界中有单质状态存在。1777年,德国采矿 员包恩在西班包根(siebenbürgen)发现天然锑。把这种辉锑矿焙烧后,变成氧化物,再用碳还原,就可获得金属锑: 2Sb2S3 + 9O2 → 2Sb2O3 + 6SO2↑ Sb2O3 + 3C → 2Sb + 3CO↑

锑(antimony)的拉丁名称stibium和元素符号Sb均来自辉锑矿的英文名stibnite这个词的原意是[反对僧侣"据说在古代西方国家的一些僧侣中曾有许多人患有癞病他们试图服用含锑的辉锑矿来治疗可是许多服用辉锑矿的僧侣不但没有恢复健康反而病情恶化一个个地死去

元素描述

锑在地壳中的含量为00001%主要以单质或辉锑矿方锑矿锑华和锑赭石的形式存在目前已知的含锑矿物多达120种锑质坚而脆容易粉碎有光泽无延性和展性锑具有黄锑灰锑黑锑三种同素异形体金属锑呈银白色性脆有独特的热缩冷胀性无定形锑呈灰色可由卤化锑电解制得

锑有两种同素异形体:**变体仅在-90℃以下才稳定,金属变体是锑的稳定形式2070℃时锑蒸汽为单原子分子

金属锑不是一种活泼性很强的元素它仅在赤热时与水反应放出氢气在室温中不会被空气氧化但能与氟氯溴化合,加热时才能与碘和其他百金属化合锑易溶于热硝酸形成水合的氧化锑能与热硫反应生成硫酸锑锑在高温时可与氧反应生成三氧化二锑为两性氧化物难溶于水但溶于酸和碱,可与浓硝酸反应

性质

元素原子量: 1218

原子序数: 51

元素类型: 金属

密度 6684克/立方厘米

熔点 63074℃

沸点 1750℃

莫氏硬度:3

比重 46

化合价 +3和+5

电离能 8641电子伏特

晶体结构:

晶胞为三斜晶胞

发现和使用过程

锑的发现约于公元前18世纪在匈牙利曾发现的小锑块但在很长时间人们并未真正地认识这种金属1556年德国冶金学者阿格里科拉 (GAgricola)在其著作中叙述了用矿石熔析生产硫化锑的方法但将硫化锑误认为锑1604年德国人瓦伦廷 (BValentine)记述了锑与硫化锑的提取方法18世纪已用焙烧还原法炼锑1896年制出电解锑1930年以后锑矿鼓风炉熔炼法成为生产金属锑的重要方法60-70年代发展了多种挥发熔炼和挥发焙烧法

中国是世界上发现利用锑较早的国家之一据<汉书·食货志>记载:[王莽居摄变汉制铸作钱币均用铜淆以连锡"<史记>记载:[长沙出连锡"秦墓出土文物的秦代箭经光谱分析含锑由此可知中国对锑的利用很早当时不叫锑而称[连锡"明朝末年(1541年)中国发现了世界最大的锑矿产地--湖南锡矿山但当时把锑误认为锡故命名锡矿山至清光绪16年(1890)经化验始知是锑光绪23年(1897)创办[积善"厂为锡矿山最早的锑炼厂使我国的[连锡"转入锑生产的时代1908年湖南华昌公司从法国引进挥发焙烧法开始用此法炼锑随着机械制造业的兴起锑的用途和需求量扩大继开发锡矿山之后又先后开发了湖南桃江板溪新邵龙山桃源沃溪等地锑矿使湖南锑业居全国之首接着黔滇桂等省区也相继开采一些锑矿从1908年以后数十年间中国产锑量常占世界总产量50%以上仅就锡矿山自1912-1935年间的锑品产量占世界产量的366%占全国的609%1942年中国著名的有色金属冶金学家世界最早的锑冶金专家之一王宠佑与美国人霍德森 (Hodson)共同取得飘浮熔炼-气态还原熔炼的专利权

新中国成立之后对锑矿进行了大规模的地质勘探和开发并发展了硫化锑精矿鼓风炉挥发熔炼我国锑矿储量和产量均居世界首位并大量出口生产高纯度金属锑(含锑99999%)及优质特级锑白代表着世界锑业先进生产水平

元素用途

锑是电和热的不良导体在常温下不易氧化有抗腐蚀性能因此锑在合金中的主要作用是增加硬度常被称为金属或合金的硬化剂在金属中加入比例不等的锑后金属的硬度就会加大可以用来制造军火锑及锑化合物首先使用于耐磨合金印刷铅字合金及军火工业是重要的战略物资

锑可用作PET生产中的缩聚催化剂含锑合金及化合物则用途十分广泛锑化物可阻燃所以常应用在各式塑料和防火材料中含锑铅的合金耐腐蚀是生产蓄电池极板化工管道电缆包皮的首选材料,锑与锡铅铜的合金强度高极耐磨是制造轴承齿轮的好材料高纯度锑及其它金属的复合物 (如银锑镓锑)是生产半导体和电热装置的理想材料锑的化合物锑白是优良的白色颜料常用在陶瓷橡胶油漆玻璃纺织及化工产业

随着科学技术的发展锑现在已被广泛用于生产各种阻燃剂搪瓷玻璃橡胶涂料颜料陶瓷塑料半导体元件烟花医药及化工等部门产品

锑资源分布

世界目前已探明的锑矿储量为400多万吨中国占了一半多中国锑的储量产量出口量在世界上均占有重要地位中国目前有锑产地111处主要包括贵州万山务川丹寨铜仁半坡,湖南省新晃等汞矿湖南省冷水江市锡矿山板溪,广西壮族自治区南丹县大厂矿山,甘肃省崖湾锑矿陕西省旬阳汞锑矿

锑的毒性

锑会刺激人的眼鼻喉咙及皮肤持续接触可破坏心脏及肝脏功能吸入高含量的锑会导致锑中毒症状包括呕吐头痛呼吸困难严重者可能死亡德国音乐神童莫扎特死因不明有一派说法就说他死于锑中毒

国际氧化锑工业协会早年运行的试验表明老鼠若长时间暴露在含锑高浓度空气中肺部会产生炎症近而染上肺癌虽然至今尚未出现因吸入过量锑而染上肺癌的个案但仍不排除其对人体的潜在危险2002年9月世界卫生组织规定对水中锑含量和日摄入量应小于086微克/千克每日日本限定宝特瓶中的锑含量应小于200ppm对热灌装用的饮料则禁用含锑的宝特瓶欧盟则规定食品中的锑含量应小于20ppb环保极PET纤维中的锑含量不得大于260ppm

元素辅助资料

锑在地壳中含量是比较少的但它在自然界中有单质状态存在1777年德国采矿官员包恩在西班包根(siebenbürgen)发现天然锑把这种辉锑矿焙烧后变成氧化物再用碳还原就可获得金属锑:

2Sb2S3 + 9O2 → 2Sb2O3 + 6SO2↑

Sb2O3 + 3C → 2Sb + 3CO↑

印染工业一直以来是东部沿海地区的重要工业。在纺织品印染中,涤纶原料聚酯纤维合成时,对苯二甲酸与乙二醇合成需要使用含锑的催化剂,例如醋酸锑、乙二醇锑。它是目前最高效和最经济的催化剂,几乎能够帮助实现百分之百的转化率。

然而,在合成过程中,锑元素会以游离状态均匀分散到聚酯纤维中,这些纤维进入印染厂或者织造厂进一步加工时,在退浆和碱减量工序中,游离的锑就会进入到废水中并沉积下来。

由于《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-2012)要求金属锑的限值指标为100μg/L,而锑在印染、喷织废水中层层累积之后,最终可能会出现超标的情况。

扩展资料:

锑应用

60%的锑用于生产阻燃剂,而20%的锑用于制造电池中的合金材料、滑动轴承和焊接剂。

阻燃剂

锑的最主要用途是它的氧化物三氧化二锑用于制造耐火材料。除了含卤素的聚合物阻燃剂以外,它几乎总是与卤化物阻燃剂一起使用。三氧化二锑形成锑的卤化物的过程可以减缓燃烧,即为它具有阻燃效应的原因。

这些化合物与氢原子、氧原子和羟基自由基反应,最终使火熄灭。商业中这些阻燃剂应用于儿童服装、玩具、飞机和汽车座套。它也用于玻璃纤维复合材料(俗称玻璃钢)工业中聚酯树脂的添加剂,例如轻型飞机的发动机盖。树脂遇火燃烧但火被扑灭后它的燃烧就会自行停止。

合金

锑能与铅形成用途广泛的合金,这种合金硬度与机械强度相比锑都有所提高。大部分使用铅的场合都加入数量不等的锑来制成合金。在铅酸电池中,这种添加剂改变电极性质,并能减少放电时副产物氢气的生成。

锑也用于减摩合金(例如巴比特合金),子弹、铅弹、网线外套、铅字合金(例如Linotype排字机)、焊料(一些无铅焊接剂含有5%的锑)、铅锡锑合金、以及硬化制作管风琴的含锡较少的合金。

其他应用

其他的锑几乎都用在下文所述的三个方面。第一项应用是生产聚对苯二甲酸乙二酯的稳定剂和催化剂。第二项应用则是去除玻璃中显微镜下可见的气泡的澄清剂,主要用途是制造电视屏幕;这是因为锑离子与氧气接触后阻碍了气泡继续生成。

第三项应用则是颜料。锑在半导体工业中的应用正不断发展,主要是在超高电导率的n-型硅晶圆中用作掺杂剂,这种材料用于生产二极管、红外线探测器和霍尔效应元件。

20世纪50年代,小珠装的铅锑合金用于给NPN型合金结晶体管的发射器和接收器上漆。锑化铟是用于制作中红外探测仪的材料。

锑的生物学或医学应用很少。主要成分为锑的药品称作含锑药剂(antimonial),是一种催吐剂。锑化合物也用作抗原虫剂。

从1919年起,酒石酸锑钾(俗称吐酒石)曾用作治疗血吸虫病的药物。它后来逐渐被吡喹酮所取代。锑及其化合物用于多种兽医药剂,例如安修马林(硫苹果酸锑锂)用作反刍动物的皮肤调节剂。锑对角质化的组织有滋养和调节作用,至少对动物是如此。

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