什么是锑?

什么是锑?,第1张

什么是锑?

[拼音]:ti

[外文]:antimony

元素符号Sb,银白色金属,在元素周期表中属VA族,原子序数51,原子量121.75,菱形晶体,常见化合价为+3、+5和-3。

匈牙利地区曾发现约为公元前18世纪的小锑块,但在很长期间,人们并未明确地认识这种金属。1556年阿格里科拉(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)记述了锑和硫化锑的提取方法。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。

中国于明代发现湖南锡矿山锑矿,但被误认作锡矿,至清末始知为锑矿。1908年湖南华昌公司从法国引进挥发焙烧法,开始炼锑。以后数十年间,中国产锑量常占世界总产量50%以上,最高达80%。1942年中国人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。1949年以后,中国发展了硫化锑精矿鼓风炉挥发熔炼。

资源

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)。

性质和用途

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。




锑性脆,不能单独使用。铅、锡中加入适量的锑,能增加其硬度和强度。含锑合金和锑化合物的主要用途见表。




1979年美国用锑量的比例(%)为:阻燃剂51,运输工具(包括蓄电池)20,陶瓷和玻璃15,化学工业5,其他9。1978年世界市场锑的平均价格为 200美分/磅(1磅=0.4536公斤)。

辉锑矿矿石通过手选-浮选或重介质选-浮选,选出块矿、富块矿和精矿,然后冶炼。锑的冶炼方法分火法和湿法。

火法炼锑

硫化矿经挥发焙烧或挥发熔炼(见挥发与蒸馏),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。硫化矿火法炼锑流程见图。




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 *** 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征。(见彩图)




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。

参考文章

    葡萄糖酸锑钠的给药说明药学能否用锑剂治疗妊娠期血吸虫病?孕儿育儿辉锑矿Stibnite地球科学葡萄糖酸锑钠的药理药学水体中锑污染的治理现状与研究进展废水治理葡萄糖酸锑钠的用法与用量药学

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