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锑资料

锑的性质和主要用途

（一）锑的性质

1．主要物理性质

密度（20℃）6.68g／cm3

熔点630.5℃

沸点1590℃

平均比热（0～100℃）209J／（kg·K）

熔化热19.89kJ／mol

汽化热167（Sb2估算值）kJ／mol

热导率（0～100℃）23.8W／（mK）

电阻率（20℃）40.1μΩ／cm

锑是热和电的不良导体，导热率和导电率仅为铜的1/20和1/27。

锑有灰锑、黑锑、黄锑和爆锑四种同素异形体。

常温下只有灰锑稳定。

锑性脆易碎，无延展性，但能与其他金属形成化合物。

2．主要化学性质

锑是一种较稳定的金属，常温下在潮湿的空气中也不会氧化，加热至100～250℃间还不会氧化。

但超过熔点的锑会着火燃烧生成Sb203，加热到700～800℃的熔融锑会使水分解放出氢。

锑不溶于水、稀盐酸和浓氢氟酸，而溶于浓盐酸、浓硫酸和浓硝酸中。

常温下锑与卤素元素激烈反应，生成相应的卤化物。

三价锑的标准电极电位为+0.1伏，锑（3+）的电化当量为1.514克／（安培·小时）。

三氧化锑很易挥发，而四氧化锑不挥发。

（二）锑的用途

金属锑由于其性质的特点除用于电镀外，很少单独使用，多以其他金属为基体配成各种各样的合金。

锑业的发展与印刷业的发展分不开，因发现铅基锑锡合金熔点低，易浇铸，铸成的铅字轮廓清晰，经久耐用，生产印刷合金而开创了锑在工业应用上的新纪元。

19世纪初，锑作为铅的增硬剂用于制造榴霰弹，使铅丸在炮弹爆炸时易破裂，增加杀伤力，所以第一次世界

女战中称锑为“战争金属”。

20世纪以来用含锑的铅做蓄电池栅板、铅板及接头零件，使锑的用量大增，并随着现代交通事业的发展而发展。

蓄电池广泛应用于飞机、轮船、铁路机车、汽车、拖拉机和邮电通讯等。

1939年美国人发明的巴比特耐磨铅锑合金，用于做轴承的轴瓦，又称轴承合金，在应用过程中不断发展。

现在已有锡基、铅基、锌基和铝锑镁的巴氏合金用于各种不同用途。

此外，锑青铜即以锑代锡的锑铜合金可制造受重载荷的齿轮电机的轴衬，铅锑合金可做成电缆护套，锑还可用于配制各种焊料等。

纯度大于99.9994％的锑，用于制造远红外装置、金属间化合物半导体（如BSb、AlSb、ZnSb、GaSb、InSb、CdSb等）还可作为掺杂剂。

锑的化合物也有很多用途。

三氧化二锑又称为锑白，用作搪瓷和油漆的白色颜料；可作为玻璃的脱色剂和澄清剂；可生产色泽鲜艳、透明度高的锑红玻璃，用于铁路指示灯和工艺美术灯；可配成陶瓷的黄色颜料。

锑白的重要用途是可以作阻燃剂。

锑白因既能阻燃又能增加塑料耐热性，所以是许多塑料的理想阻燃剂。

锑白还可作为防火涂料，用于合成纤维、建筑材料、安全胶卷、大功率电路元件、高温绝缘材料、汽车内部装饰等。

锑白作为阻燃剂的用量还在逐年增加。

此外，锑白与硫化锑配合还可作橡胶填充剂；钛白生产中作沉淀剂；在汽油中加入少量锑白可使其完全燃烧，而减少尾气对环境的污染；锑白还可做有机合成的催化剂。

三硫化锑或纯的辉锑矿可用于生产安全火柴、弹药、鞭炮和橡胶工业；五硫化锑用于橡胶工业和制作兽药。

三氯化锑可用于医药，葡萄糖酸锑是治疗黑热病的高效低毒性药。

锑的化合物用于电镀，可得到抗腐蚀较好的镀层。

20世纪60年代以来，锑化合物的耗锑量已超过锑合金的耗锑量。

中国的主要锑矿分布在湖南、广西等省区。

据1980年估计，世界锑的储量约435万吨，中国居首位。

其他国家如玻利维亚约36.3万吨，南非（阿扎尼亚）约31.7万吨；苏联、墨西哥、美国、南斯拉夫等也有锑矿

锑矿石品位一般为2～25％。

已知锑矿物有120多种。

具有工业价值的锑矿物有：

辉锑矿（Sb2S3），方锑矿（Sb2O3），锑赭石（Sb2O4），黄锑华（Sb2O4·H2O）,硫氧锑矿（2Sb2S3·Sb2O3），硫汞锑矿（HgS·2Sb2S3）,脆硫锑铅矿（Pb2Sb2S5），黝铜矿（Cu8Sb2S7）。

普通金属锑也称灰锑，－90℃以下为同素异形体黄锑，为无定形体。

金属锑的蒸气骤然冷却，会凝固成为无定形的黑锑。

黑锑化学性质活泼，有时会自燃,在90℃以上,渐变为灰锑。

此外,用三氯化锑电解会得到含有少量三氯化锑的黑色锑。

这种锑在摩擦或撞击时会发生爆炸,称为爆锑。

电解制锑时应加注意。

锑在常温下不与空气作用,高温下在空气中可生成Sb2O3、Sb2O4或Sb2O5，也可与水作用生成Sb2O3和氢气。

火法炼锑硫化矿经挥发焙烧或挥发熔炼使Sb2S3变成Sb2O3（俗称锑氧），再经还原熔炼和精炼，成为金属锑。

还可用沉淀熔炼法直接生产粗锑。

氧化矿一般用鼓风炉炼成粗锑

锑氧生产有四种方法：

①硫化锑块矿的挥发焙烧。

其反应为：

2Sb2S3+9O2─→2Sb2O3+6SO2

气态Sb2O3

随炉气排出,冷凝、收尘即得锑氧。

未挥发的Sb2O3可进一步氧化成不挥发的Sb2O4，留在渣中。

为减少这种损失，焙烧时可加入碳质还原剂。

现代焙烧设备为回转窑，中国有些厂使用中国式竖炉。

竖炉的进料粒度为20～200毫米,焦率6～7％,床能率3～3.6吨/（米2·日）,渣含锑1～2％,回收率90～93％。

②硫化锑精矿闪速挥发焙烧。

将80％为－200目的精矿干燥至含水0.5％，随空气从回转窑头喷入，悬浮于气流中。

在高温和湍流条件下，硫化锑迅速氧化成氧化锑，随炉气从窑尾排出，进入收尘系统（见冶炼烟气收尘），锑回收率约96％。

大部分脉石落入窑内,与烟气反向流动,从窑头排出。

窑头还装有补充热量用的喷油嘴。

③硫化锑精矿鼓风炉挥发熔炼。

中国锡矿山矿务局研究发展的低料柱、热炉顶操作的鼓风炉，既能处理硫化锑精矿球团，也能处理硫化锑和氧化锑的混合精矿球团以及泡渣等含锑物料。

处理硫化精矿时,大部分Sb2S3氧化成Sb2O3而挥发，小部分熔融的Sb2O3和Sb2S3直接作用生成金属锑，其反应为：

2Sb2O3+Sb2S3─→6Sb+3SO2

还生成少量冰锑（锑锍）和金属锑一起从炉底流出，冰锑可直接或焙烧后返回配料。

如果精矿中含有金银，而产出的金属锑较少，常向鼓风炉前床内加入一定量的锑，以捕集金银，捕集了金银的锑称为贵锑。

鼓风炉的床能率为28～30吨／（米2·日），锑回收率95～99％,渣含锑1％左右,焦率约35％左右。

④硫化锑精矿旋涡炉挥发熔炼。

将氧化铁矿石、石灰石、石英石和木炭磨细，与硫化锑精矿混合加入旋涡炉，进行挥发熔炼。

锑的挥发率可达97％以上。

还原熔炼和火法精炼挥发焙烧和挥发熔炼所产锑氧含杂质较少,配入煤和少量纯碱（Na2CO3）,在反射炉内还原熔炼成粗锑。

锑氧中的脉石，煤的灰分以及部分砷、锑的氧化物与纯碱反应所生成的多泡质轻的”泡渣”，浮在锑液表面。

扒出泡渣，即得粗锑。

如需精炼，可继续加入纯碱，碱熔化后把压缩空气鼓入锑液，进行碱性精炼。

锑液中的砷、硒、碲等杂质被氧化生成相应的钠盐，硫、铜生成硫化铜和硫化钠进入碱渣除去。

含铁高时,可降温,使铁以Sb2Fe、Sb2Fe3形态析出,剩下的少量铁,加硫除去。

一般须进行多次精炼才能得到合格精锑。

铸锭前把低砷优质锑氧加入炉内，锑氧熔化后再铸锭，使锭块外包一层熔融锑氧，俗称“衣子”，保护精锑不再氧化，并使锑锭缓慢冷却，表面可形成美丽的凤尾草状结晶花纹，这是享有盛名的中国优质锑锭的特

电解精炼采用电解方法进行精炼，能获得纯度较高的锑并能回收粗锑中的贵金属和其他有价金属。

电解液为氢氟酸和硫酸的水溶液,电流密度100～110安／米2，槽电压约0.9伏,电能消耗约550～590千瓦·时／吨。

金、银富集于阳极泥。

　　沉淀熔炼此法适于处理富矿。

硫化锑和金属铁一起加热发生如下反应：

Sb2S3+3Fe─→2Sb+3FeS

可得粗锑。

熔融的硫化铁的比重与熔锑相近，须加入碳酸钠、硫酸钠、氯化钠等熔剂，以降低硫化铁熔体的比重，便于熔锑沉降。

此法不宜处理含铅的矿石，因进入粗锑的铅用一般精炼法不能除去。

小规模生产多用坩埚炉，大规模生产用反射炉，有的厂用电炉。

　　氧化锑矿石的鼓风炉熔炼鼓风炉适应范围大，可以处理难熔矿石，对矿石的品位要求不严格，还允许氧化矿中混有部分硫化矿。

熔炼时以铁矿石、石灰石为熔剂，以焦炭为还原剂，产出粗锑。

美国用鼓风炉处理含锑25～40％的氧化矿、混合矿和富渣等。

　　湿法炼锑用硫化钠、氢氧化钠溶液浸出硫化锑精矿，硫化锑与硫化钠作用，生成溶于水的硫代亚锑酸钠（Na3SbS3）；以此溶液配制成阴极液,以氢氧化钠溶液为阳极液，进行隔膜电积，得到含锑96～98％的电锑（见水溶液电解）。

　　锑白生产锑白（Sb2O3）是锑的主要用途之一。

中国用精锑生产锑白一般用反射炉。

将精锑投入反射炉熔化，向锑液中鼓入一次空气，向液面上鼓入二次空气，使锑蒸气完全氧化。

氧化锑出炉后与大量冷空气汇合，迅速冷却，进入收尘系统，即得优质锑白。

　　生锑生锑即工业用纯净Sb2S3,是由高品位辉锑矿熔析而得，呈针状结晶，又称针锑。

将硫化锑块矿破碎至粒度为20～30毫米，加入反射炉，添加1～2％的纯碱助熔剂，在900～1000℃下，三硫化二锑熔融析出,扒出残渣，出炉铸锭，即得含锑71～73％的生锑。

锑的冶炼方法2009-09-2212:

07锑的冶炼方法有火法和湿法两种。

我国用的矿物原料，主要是硫化矿（辉锑矿），其次是氧化矿和复杂锑铅矿（主要是脆硫锑铅矿）。

这些矿石通常要用选矿方法选出富块矿和精矿进行冶炼。

锑冶炼方法

（1）火法炼锑硫化矿经挥发焙烧或挥发熔炼，使Sb2S3变成Sb2O3（俗称锑氧），再经还原熔炼和精炼，成为金属锑。

还可用沉淀熔炼法直接生产粗锑。

（2）锑氧生产有4种方法：

①硫化锑块矿的挥发焙烧；②硫化锑精矿闪速挥发焙烧；③硫化锑精矿鼓风炉挥发熔炼；④硫化锑精矿旋涡炉挥发熔炼。

（3）还原熔炼和火法精炼挥发焙烧和挥发熔炼所产锑氧含杂质很少，配入煤和少量纯碱（Na2CO3），在反射炉内还原熔炼成粗锑。

如需精炼，可继续加入纯碱，碱熔化后把压缩空气鼓入锑液，进行碱性精炼。

（4）电解精炼采用电解方法进行精炼，能获得纯度较高的锑并能回收粗锑中的贵金属和其他有价值金属。

（5）沉淀熔炼此法适于处理富矿，不宜处理含铅的矿石。

小规模生产多用坩埚炉，大规模生产用反射炉，有的厂用电炉。

（6）氧化锑矿石熔炼用鼓风炉熔炼成粗锑，鼓风炉适应范围大，可以处理难熔矿石，对矿石品位要求不严格，还允许氧化矿石中混有部分硫化矿。

熔炼时以铁矿石、石灰石为熔剂，以焦炭为还原剂，产出粗锑。

（7）复杂锑铅矿石熔炼这是一种难冶炼的矿石类型，广西大厂以脆硫锑铅矿为原料，采用沸腾炉焙烧，反射炉还原熔炼，所产粗合金吹炼挥发锑、锑烟尘还原熔炼精炼生产高铅锑、精铅进行电解产精铅的方法。

经过10多年的生产实践，已日趋成熟，为复杂的锑铅矿的处理积累了宝贵经验。

火法炼锑是国内外传统采用的生产工艺，但由于在冶炼过程中，砷、硫污染环境严重，因此迫使研究应用新的湿法工艺。

（8）湿法炼锑用硫化钠、氢氧化钠溶液浸出硫化锑精矿，硫化锑与硫化钠作用生成溶于水的硫代亚锑酸钠（Na3SbS3）；以此溶液配制成阴极液，以氢氧化钠溶液为阳极液，进行隔膜电积，得到含锑96%～98%的电锑。

我国对湿法炼锑的研究应用已取得可喜的进展。

80年代末，“氯化-水解法处理硫化锑精矿制取锑白新工艺试验”，已在几家企业形成规模生产，“从浸取液中直接提取锑酸钠新工艺”研究，也已应用于生产。

氯（盐）氧化法制取锑酸钠，已在生产中采用。

其特点是：

原料适应性强，含铅等杂质较高的锑矿也能处理，能综合回收原料中的锑和硫，基本上解决了硫烟污染问题。

（9）锑白生产锑白（Sb2O3）是锑的主要用途之一。

中国用精锑生产锑白一般用反射炉。

将精锑投入反射炉熔化，向锑液中鼓入一次空气，向液面上鼓入二次空气，使锑蒸气完全氧化。

氧化锑出炉后与大量冷空气汇合，迅速冷却，进入收尘系统，即得优质锑白。

（10）生锑生锑即工业用纯净Sb2O3，是由高品位辉锑矿熔析而得，呈针状结晶，又称针锑。

将硫化锑块矿破碎至粒度为20～30mm，在反射炉中添加1%～2%的纯碱助熔剂，于900～1000℃下，三硫化二锑熔融析出，扒出残渣，出炉铸锭，即得含锑71%～73%的生锑。

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0.0001%，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：

黄色变体仅在-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：

121.8原子序数：

51元素类型：

金属密度6.684克/立方厘米熔点630.74℃。

沸点1750℃。

莫氏硬度：

3比重4.6化合价+3和+5。

电离能8.641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（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。

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0.86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↑