锑属于什么金属
锑(antimony),金属元素,元素符号Sb,原子序数51,银白色有光泽硬而脆的金属(常制成棒、块、粉等多种形状)。有鳞片状晶体结构。在潮湿空气中逐渐失去光泽,强热则燃烧成白色锑的氧化物。易溶于王水,溶于浓硫酸。相对密度6.68,熔点630℃,沸点1635℃,原子半径为1.28Å,电负性2.2。
锑在自然界中主要存在于硫化物矿物辉锑矿(Sb2S3)中。已知锑化合物在古代就用作化妆品, 金属锑在古代也有记载,但那时却被误认为是铅。大约17世纪时,人们知道了锑是一种化学元素。
自20世纪末以来,中国已成为世界上最大的锑及其化合物生产国,而其中大部分又都产自湖南省冷水江市的锡矿山。锑的工业制法是先焙烧,再用碳在高温下还原,或者是直接用金属铁还原辉锑矿。
铅酸电池中所用的铅锑合金板。锑与铅和锡制成合金可用来提升焊接材料、子弹及轴承的性能。锑化合物是用途广泛的含氯及含溴阻燃剂的重要添加剂,锑在新兴的微电子技术中也有着它的广泛用途,如AMD显卡制造。
“锑”的原意是“反对僧侣”。据说,在古代西方国家的一些僧侣中,曾经有许多人患有癞病,他们服用一种含锑的矿物(即辉锑矿)来治疗。可是事与愿违,服用锑矿物的僧侣不但没有恢复健康,病情反而恶化甚至死亡。
湖南省冷水江市锡矿山是著名的“世界锑都”。
锑在地壳中的含量不算多,大约占地壳总重量的0.0001%。已知含锑矿物120余种。自然界里有含锑100%的天然锑。锑的主要工业矿物有辉锑矿、方锑矿、锑华和锑赭石等。
辉锑矿的化学成分是硫化锑。晶体呈长柱状,柱面具纵条纹。集合体常呈放射状或粒状。铅灰色,金属光泽。硬度不大,比指甲稍硬。比同体积的水重4.6倍。熔点为630.5℃。
湖南锡矿山采矿过程中发现一个扁圆形晶洞,直径0.8~1.2米,长约0.8米。洞壁长满参差的像宝剑样的辉锑矿晶体,犹如一座藏龙泉宝剑宝库的缩影。那些带竖纹而闪耀银灰色光辉的大晶体,是稀世之宝。
冶炼出来的锑,是一种银白色的脆性金属。一般金属是热胀冷缩的,而锑和铋却是热缩冷胀。在铅里加入10~20%的锑后,铅的硬度加大,可用来制造枪弹和炮弹。
世界已探明锑矿的总储量为400多万吨,其中我国的储量占一半多。
湖南冷水江市不仅锑矿资源丰富,而且锑产品的生产量居全国第一。甘肃也有丰富的锑矿资源,年获锑白500吨,用作塑料和纺织品的阻燃剂。贵州省东部近年探明一个大型(储量大于10万吨)锑矿——半破锑矿。广西省南丹县大厂矿山的锑矿储量现已跃居全国首位。
锑 是一种银灰色的金属,在常温下是一种耐酸物质,其比重6.68、熔点630.5℃、沸点1590℃,性脆,无延展性,是电和热的不良导体,在常温下不易氧化,有抗腐蚀性能。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。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。随着科学技术的发展,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。
冶炼锑金属矿物原料主要有 辉锑矿 、 方锑矿 、锑华等10种锑矿物。中国锑矿资源丰富,储量、产量(锑精矿、锑金属)、出口量等,在世界上均占有重要地位。
一、锑矿原料特点
锑在地壳中平均含量为0.5×10-6或0.2×10-6(泰勒,1964)或0.62×10-6(黎彤,1976)。在 岩浆岩 中锑的平均含量低于 克拉克值 ,只是在酸性岩中接近克拉克值;在 沉积岩 中锑明显地聚集于泥质岩石中,富集于铝土矿(1.9×10-6~2.3×10-6)、磷灰岩(1.2×10-6)、黑色页岩(300×10-6)、 煤 (30×10-6)及煤灰(200×10-6)。
锑属亲铜元素,但也有一定的亲氧性,具有两性元素特性。其离子主要为Sb3+,也有Sb5+。在自然界里,锑主要形成硫化物(如Sb2S3),少数形成氧化物和含硫盐类(如Sb2O3、[SbS3]3-等)。锑与铋有相近的地球化学特征,在辉锑矿中Sb2S3与Bi2S3能进行广泛地混合。辉锑矿与辰砂经常密切共伴生,形成锑汞矿床。锑在表生作用中易与氧结合,辉锑矿氧化后形成溶解度极低的锑华、锑锗石和黄锑华等,所以锑在表生作用下不发生显著的迁移。
锑在自然界中约有120多种锑矿物和含锑矿物,主要以4种形式存在,即①自然化合物与金属互化物,如自然锑、砷锑矿;②硫化物及硫盐类,如辉锑矿、硫铜锑矿、硫锑铁矿、辉锑铁矿、黝铜矿、车轮矿、硫锑铅矿、脆硫锑铅矿、斜硫锑铅矿、硫锑银矿、辉锑银矿、辉锑铅银矿、硫汞锑矿、硫氧锑矿等;③卤化物或含卤化物,如氯氧锑铅矿等;④氧化物,如锑华、黄锑华、锑赭石、锑钙石、水锑钙石、方锑矿等。
二、矿石工业要求
目前,在地壳上虽然已发现锑矿物和含锑矿物达120多种,但具有工业利用价值的适合现今选冶条件,含锑在20%以上的锑矿物仅有10种,即辉锑矿(含Sb 71.4%)、方锑矿(含Sb 83.3%)、锑华(含Sb 83.3%)、锑赭石(含Sb 74%~79%)、黄锑华(含Sb 74.5%)、硫氧锑矿(含Sb 75.2%)、自然锑(含Sb 100%)、硫汞锑矿(含Sb 51.6%)、脆硫锑铅矿(含Sb 35.5%)、 黝铜矿 (含Sb 25%)。其中,辉锑矿是锑的选冶最主要的矿物原料。
锑矿类型划分,在地质勘探过程中应将矿石划分为自然类型和工业类型。锑矿石的自然类型,可分为氧化矿石、混合矿石、原生矿石3种,其标准按锑氧化率(%)划分:氧化矿石 50%,混合矿石30%~50%,原生矿石
锑矿一般工业要求:边界品位,含Sb 0.7%;工业品位,含Sb 1.5%;可采厚度≥1m;夹石剔除厚度≥2m。这个工业要求指标,仅供详查和勘探初期阶段参考。凡提供矿山建设依据的地质勘探报告,勘探的矿床所采用具体工业指标,应由地质勘探单位提出初步意见,并附必要的地质资料,由工业部门委托矿山设计部门进行经济核算和比较研究,由省以上工业主管部门确定。
当锑矿床中的伴生组分达到下列含量时,应注意综合评价。
锑矿床中伴生组分品位:Au 0.1g/t、WO3 0.05%、Hg 0.005%、Pb 0.2%、Zn 0.4%、As 0.2%、S 2%、Cu 0.1%、Sn 0.08%、Ag 2g/t、Bi 0.02%、Se 0.001%、Co 0.1%、Ni 0.1%、CaF2 5%、BaSO4 5%。
三、矿业简史
锑矿的发现,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 (G.Agricola)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(B.Valentine)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方法。
中国是世界上发现、利用锑矿较早的国家之一。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)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,故锡矿山以此得名,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36.6%,占全国的60.9%。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99.999%)及优质特级锑白,代表着世界锑业先进生产水平
6Sb+10HNO3+3xH2O=3Sb2O5·xH2O+10NO↑+5H2O
能溶于热的浓盐酸和硫酸生成氯化锑和硫酸锑。与强碱反应生成亚锑酸盐,主要用于制合金如印刷用的活字合金、硬质合金、巴氏合金。还用于制锑盐、医药、颜料及半导体材料等。古代已应用锑及其化合物。在自然界中有游离态和化合态两种形式存在,主要矿物有辉锑矿(Sb2S3)和方锑矿(Sb2O3)。在地壳中的丰度为1.0×10-4%。用辉锑矿跟铁屑共热,或用三氧化二锑与碳共热都可还原出锑。
来自:http://chemyq.com/xz/xz1/685likvv.htm
性质:第15族(VA)主族准金属元素。原子序数51。稳定同位素121,123。密度6.691g/cm3(20℃)。熔点630.76℃(3。沸点1587℃。氧化态0,-3,+3,+5。锑有两种同素异形体:正常稳定的金属锑和非晶态的灰锑。金属锑呈蓝白色,具有金属光泽,质地硬而脆。室温下不与干燥空气作用。受热时燃烧生成三氧化二锑白烟。不与稀酸和碱作用。主要矿物有辉锑矿(主要组分三硫化二锑)、锑硫镍矿(硫化锑镍)和重金属锑化物。将锑矿石焙烧成氧化物,再用铁或碳还原可得金属锑,并经电解精制。在半导体工业中用于制造二极管,红外检测器、合金增硬剂、抗摩擦合金、铅字合金、蓄电池等。锑的氧化物、硫化物和锑酸钠、用于制造阻燃剂、涂料、陶器釉质,玻璃和瓷器等。
来自:http://chemyq.com/xz/xz6/56104nduce.htm
密度:6.684
熔点:630.5℃
沸点:1635℃
性状:有金属变体和黄色变体两种同素异形体,前者有银白色金属光泽,具有鲜明的晶体结构。
溶解情况:不溶于水、盐酸和碱溶液,溶于王水、浓硫酸,以及硝酸和酒石酸的混合液。
用途:主要供制印刷合金、巴比合金、锑盐和颜料、蓄电池、白冰铜、硬质合金、轴承合金。也用于半导体工业。
制备或来源:自然界所产的锑大多数是灰锑矿。可将灰锑矿与铁粉混合共热而取代出锑,或煅烧成氧化物后再与碳共热而使氧化物还原成锑。
来自:http://chemyq.com/xz/xz13/127320ntdph.htm
银白色或深灰色金属粉末蒸汽压 0.13kPa(886℃)熔点630.5℃沸点1635℃溶解性:不溶于水、盐酸、碱液,溶于王水及浓硫酸密度:相对密度(水=1)6.68稳定性:稳定危险标记 15(有害品,远离食品)主要用途 主要用于制造合金,也用于印刷和颜料行业
2.对环境的影响:
一、健康危害
侵入途径:吸入、食入。
健康危害:锑对粘膜有刺激作用,可引起内脏损害。
急性中毒:接触较高浓度引起化学性结膜炎、鼻炎、咽炎、喉炎、支气管炎、肺炎。口服引起急性胃肠炎。全身症状有疲乏无力、头晕、头痛、四肢肌肉酸痛。可引起心、肝、肾损害。
慢性影响:常出现头痛、头晕、易兴奋、失眠、乏力、胃肠功能紊乱、粘膜刺激症状。可引起鼻中隔穿孔;在锑冶炼过程中可引起锑尘肺;对皮肤有明显的刺激作用和致敏作用。
二、毒理学资料及环境行为
急性毒性:LD507000mg/kg(大鼠经口)
锑以+3、+4、+5价化合物存在于环境中,尤以三价化合物为常见,主要的有三硫化二锑、三氧化二锑、三氯化锑等。
迁移转化:天然水中锑的自然含量一般为0.01~5.0ppb,平均为0.5ppb。海水中含锑量为0.18~5.6ppb,平均为0.24ppb。锑在水中的迁移机制,有通过结晶矿物的迁移,有机螯合迁移、被吸附性离子迁移、与氧化物相缔合的迁移,以及可溶性迁移。溶于水中的锑化合物有三氯化锑、硫酸锑、酒石酸锑和五氯化锑。锑在淡水中以五价锑存在。海水中的锑以络合物形式存在,其主要配位体是羟基,下不为例上的形态为Sb(OH)6-或二聚物Sb2O(OH)4。受锑污染的土壤,锑一般富集在表层,主要是土壤表层无机和有机胶体的吸附作用。锑在土壤中是以+3、+5价状态存在。在旱田或干土中,土壤处于氧化状态,此时土壤中的Sb3+可氧化成Sb5+,锑以Sb5+存在居多。水田土壤处于淹没还原状态,土壤中的锑主要以Sb3+存在。
危险特性:遇明火、高热可燃。粉体与空气可形成爆炸性混合物,当达到一定的浓度时,遇火星会发生爆炸。与硝酸铵、二氟化溴、三氮化溴、氯酸、氧化氯、三氟化氯、硝酸、硝酸钾、高锰酸钾、过氧化钾接触能引起反应。
燃烧(分解)产物:氧化锑。
3.现场应急监测方法:
4.实验室监测方法:
5-Br-PADAP光度法;原子吸收法《水和废水监测分析方法》(第三版)国家环保局编
5-Br-PADAP光度法《空气和废气监测分析方法》国家环保局编
原子吸收法《固体废弃物试验分析评价手册》中国环境监测总站等译
5.环境标准:
前苏联(1975) 车间卫生标准 0.5mg/m3
中国(待颁布) 饮用水源水中有害物质的最高容许浓度 0.05mg/L
欧洲共同体(1980) 饮用水中最高容许浓度 10μg/L
6.应急处理处置方法:
一、泄漏应急处理
隔离泄漏污染区,限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿一般作业工作服。不要直接接触泄漏物。小量泄漏:避免扬尘,用洁净的铲子收集于干燥、洁净、有盖的容器中。转移回收。大量泄漏:用塑料布、帆布覆盖,减少飞散。然后转移回收。
二、防护措施
呼吸系统防护:可能接触其粉尘时,应该佩戴自吸过滤式防尘口罩。必要时,佩戴空气呼吸器、氧气呼吸器或长管面具。
眼睛防护:戴化学安全防护眼镜。
身体防护:穿透气型防毒服。
手防护:戴防化学品手套。
其它:工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作毕,淋浴更衣。单独存放被毒物污染的衣服,洗后备用。保持良好的卫生习惯。
三、急救措施
皮肤接触:脱去被污染的衣着,用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。
眼睛接触:提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗,就医。
吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。
食入:饮足量温水,催吐,洗胃。就医。
灭火方法:灭火剂:干粉、干砂。禁止用二氧化碳和酸碱灭火剂灭火。
来自:http://chemyq.com/xz/xz1/3078iybob.htm