銻Antimony?

銻是一種類金屬元素，英文名稱Antimony，元素符號(hào)：Sb，屬于VA族，原子序數(shù)為51，相對(duì)原子量為121.75，密度為6.684g/cm3，熔點(diǎn)為630.74℃，沸點(diǎn)為1750℃。銻為質(zhì)脆有光澤的銀白色固體，有毒，有獨(dú)特的熱縮冷脹性，無延展性。銻在常溫下不會(huì)被空氣氧化，但可與濃硝酸發(fā)生反應(yīng)。銻在地殼中的含量為0.0001%，目前已知的含銻礦物多達(dá)120種，但具有工業(yè)價(jià)值的只有10種。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，銻現(xiàn)已被廣泛用于生產(chǎn)各種阻燃劑、合金、陶瓷、玻璃、顏料、半導(dǎo)體元件、醫(yī)藥及化工等領(lǐng)域。

銻的歷史及發(fā)展

【銻的發(fā)現(xiàn)簡史】

人類對(duì)銻的使用可以追溯到公元前三千多年。早在公元前3100年的埃及前王朝時(shí)代，三硫化二銻就被當(dāng)作眼影粉使用。在迦勒底的泰洛赫(今伊拉克)，曾發(fā)現(xiàn)一塊可追溯到公元前3000年的銻制花瓶碎片。而在埃及發(fā)現(xiàn)的鍍銻銅器，也可以追溯到公元前2500年至前2200年間。公元前18世紀(jì)左右，人們?cè)谛傺览l(fā)現(xiàn)了小塊銻，但很長時(shí)間，人們并未真正認(rèn)識(shí)這種金屬。在公元前6-7世紀(jì)裝飾磚的釉料中也發(fā)現(xiàn)了黃色的銻酸鉛。在中世紀(jì)，銻被用來***鉛字，還被當(dāng)作瀉藥使用。1777年，德國采礦官員包恩在西班包根(siebenbürgen)發(fā)現(xiàn)了天然銻，他把這種輝銻礦焙燒后，變成氧化物，再用碳還原，便得到了金屬銻。

【銻的發(fā)展史】

1556年德國冶金學(xué)者阿格里科拉(G.Agricola)在其著作中敘述了用礦石熔析生產(chǎn)硫化銻的***，但當(dāng)時(shí)他將硫化銻誤認(rèn)為銻。1604年德國人瓦倫廷(B.Valentine)記述了銻與硫化銻的提取***。18世紀(jì)已經(jīng)開始采用焙燒還原法煉銻了。直到1896年人們才制出電解銻。1930年以后，銻礦鼓風(fēng)爐熔煉法成為生產(chǎn)金屬銻的重要***。20世紀(jì)60-70年代發(fā)展了多種揮發(fā)熔煉和揮發(fā)焙燒法。隨著銻生產(chǎn)工藝的不斷改進(jìn)，銻的產(chǎn)量也在穩(wěn)定增長。2011年全球金屬銻總產(chǎn)量為17.8萬噸，2012年為18萬噸。目前世界上銻主產(chǎn)國有中國、南非、玻利維亞、俄羅斯、塔吉克斯坦，這五個(gè)國家銻年產(chǎn)量占全球銻產(chǎn)量的90%以上，而中國則是銻最大的生產(chǎn)國。全球銻主要消費(fèi)國(地區(qū))有美國、中國、歐洲、日本和東南亞。銻消費(fèi)的主要領(lǐng)域是阻燃劑、蓄電池合金、催化劑以及玻璃澄清劑等方面，其中阻燃劑占銻總消耗量的60%左右。

【我國銻行業(yè)發(fā)展史及現(xiàn)狀】

我國銻應(yīng)用發(fā)展史中國是世界上發(fā)現(xiàn)、使用銻較早的國家之一，但是當(dāng)時(shí)銻被稱作"連錫"，在《漢書?食貨志》和《史記》中均有記載。明朝末年(1541年)，中國發(fā)現(xiàn)了世界最大的銻礦產(chǎn)地——湖南錫礦山(今屬湖南冷水江市)，但當(dāng)時(shí)把銻誤認(rèn)為錫，故命名錫礦山，直至清光緒16年(1890)經(jīng)化驗(yàn)才知道是銻。光緒23年(1897)創(chuàng)辦的“積善”廠是錫礦山最早的銻煉廠，使中國的"煉錫"轉(zhuǎn)入銻生產(chǎn)的時(shí)代。1908年湖南華昌公司從法國引進(jìn)揮發(fā)焙燒法，開始用此法煉銻。從1908年以后數(shù)十年間，中國銻產(chǎn)量常占世界總產(chǎn)量的50%以上，而錫礦山自1912-1935年間的銻產(chǎn)量就占到世界產(chǎn)量的36.6%，占全國的60.9%。1942年中國著名的有色金屬冶金學(xué)家，世界最早的銻冶金專家之一王寵佑與美國人霍德森(Hodson)共同取得飄浮熔煉—?dú)鈶B(tài)還原熔煉的專利權(quán)。新中國成立之后，對(duì)銻礦進(jìn)行了大規(guī)模的地質(zhì)勘探和開發(fā)，并發(fā)展了硫化銻精礦鼓風(fēng)爐揮發(fā)熔煉。從1990年到現(xiàn)在，我國銻礦開發(fā)大體可分為3個(gè)階段。1990-1996年為第一個(gè)階段，該時(shí)期我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，對(duì)資源的需求量很大，為銻礦開發(fā)帶來機(jī)遇。1997-2003年為第二個(gè)階段，該階段銻礦開發(fā)處于回落期，主要是受到1996年我國房地產(chǎn)泡沫和1998年亞洲金融危機(jī)等國內(nèi)國際經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的影響。2004年至今，我國銻礦開發(fā)進(jìn)入新的過度開發(fā)階段。近年來我國銻產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)作為全球最大的銻生產(chǎn)國，2012年我國銻精礦產(chǎn)量為13.2萬噸(金屬量)。2012年，我國銻及銻制品共出口至37個(gè)國家地區(qū)，而對(duì)美國、香港、臺(tái)灣、日本和荷蘭5國的出口量占我國出口總量的84%。2013年銻金屬產(chǎn)量為124，755噸。2014年中國銻金屬產(chǎn)量達(dá)13.55萬噸。我國銻行業(yè)發(fā)展存在的問題隨著我國銻行業(yè)的不斷發(fā)展，銻行業(yè)中存在的問題也日益凸顯。例如，隨著我國銻礦資源的持續(xù)過度開采，銻礦儲(chǔ)量消耗速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于可開采儲(chǔ)量的增長速度，可采儲(chǔ)量逐年減少，后備基地已顯不足。我國銻礦開采企業(yè)也存在產(chǎn)能低下，資源浪費(fèi)嚴(yán)重，技術(shù)落后，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理等問題。為了保護(hù)資源，促進(jìn)銻行業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展，國務(wù)院于1991年發(fā)布《關(guān)于將鎢、錫、銻離子型稀土礦產(chǎn)列為國家實(shí)行保護(hù)性開采特定礦種的通知》，首次將銻列為國家保護(hù)性開采特定礦種。國土資源部也從2009年開始對(duì)全國銻礦實(shí)行開采總量控制管理，明確了限采限產(chǎn)的方向，從而在源頭上控制了銻供應(yīng)。2013年銻礦(金屬量)開采總量控制指標(biāo)為98000噸，其中主采指標(biāo)75360噸，綜合利用指標(biāo)22640噸。不過，國土部表示，2014年度不再下達(dá)銻礦開采總量控制指標(biāo)。

銻的用途及應(yīng)用領(lǐng)域

【銻的應(yīng)用概況】

早在公元前3100年的埃及前王朝時(shí)代，三硫化二銻就被當(dāng)作眼影粉使用。而在埃及發(fā)現(xiàn)的鍍銻銅器，也可以追溯到公元前2500年至前2200年間。中國是世界上發(fā)現(xiàn)、使用銻較早的國家之一。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，銻現(xiàn)已被廣泛用于生產(chǎn)各種阻燃劑、合金、陶瓷、玻璃、顏料、半導(dǎo)體元件、醫(yī)藥及化工等領(lǐng)域。其中用于阻燃劑生產(chǎn)的銻約占銻消耗總量的60%，制造電池中的合金材料、滑動(dòng)軸承和焊接劑所消耗的銻約占20%，其他方面的消耗約為20%。

【阻燃劑】

銻最主要的用途是將它的氧化物(三氧化二銻)用于制造耐火材料。三氧化二銻形成銻的鹵化物的過程可以減緩燃燒。除了含鹵素的聚合物阻燃劑以外，三氧化二銻幾乎總是與鹵化物阻燃劑一起使用。這些阻燃劑常應(yīng)用于兒童服裝、玩具、飛機(jī)和汽車座套等，也常用作玻璃纖維復(fù)合材料I俗稱玻璃鋼)工業(yè)中聚酯樹脂的添加劑，如輕型飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)蓋。

【合金】

銻是電和熱的不良導(dǎo)體，在常溫下不易氧化，有抗腐蝕性能。因此，銻在合金中的主要作用是增加硬度，常被用作金屬或合金的硬化劑。含銻鉛基合金耐腐蝕，是生產(chǎn)車船用蓄電池電極板、化工泵、化工管道、電纜包皮的首選材料；銻與錫、鋁、銅的合金強(qiáng)度高，極耐磨損，是制造軸承、軸襯及齒輪的絕好材料。

【醫(yī)藥】

銻也被用在生物學(xué)或醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。如含銻藥劑(antimonial)被用作催吐劑，酒石酸銻鉀(俗稱吐酒石)曾用作治療血吸蟲病的藥物，它后來逐漸被吡喹酮所取代。銻及其化合物也被用于多種獸醫(yī)藥劑，例如安修馬林(硫蘋果酸銻鋰)用作反芻動(dòng)物的皮膚調(diào)節(jié)劑。

【電子材料】

高純度銻及銻金屬化合物(銦銻、銀銻、鎵銻等)也是生產(chǎn)半導(dǎo)體和熱電裝置的理想材料。銻常被用作超高電導(dǎo)率的n-型硅晶圓的摻雜劑，這種材料用于生產(chǎn)二極管、紅外線探測(cè)器和霍爾效應(yīng)元件，而銻化銦則被用于***中紅外探測(cè)儀。

【其他應(yīng)用】

銻不僅是生產(chǎn)聚對(duì)苯二甲酸乙二酯的穩(wěn)定劑和催化劑，還是去除玻璃中顯微鏡下可見氣泡的澄清劑，主要用于電視屏幕的制造。銻白是一種優(yōu)良的白色顏料，是搪瓷、陶瓷、橡膠工業(yè)中的充填劑，也是油漆、玻璃、紡織及化工工業(yè)的常用原料。銻白還可作為防火涂料，用于合成纖維、建筑材料、安全膠卷、大功率電路元件、高溫絕緣材料、汽車內(nèi)部裝飾等。生銻具有燃點(diǎn)低的特點(diǎn)，是***雷管和安全火柴的配料，也可用于生產(chǎn)發(fā)煙劑。銻也用于制造子彈和子彈示蹤劑；銻-124和鈹一起用于中子源；銻的硫化物已被證實(shí)可以穩(wěn)定汽車剎車片材料的摩擦系數(shù)。銻產(chǎn)品應(yīng)用示意圖