锑
元素符号: Sb 英文名: Antimony 中文名: 锑
相对原子质量: 121.75 常见化合价: -3,+3,+5 电负性: 1.8 外围电子排布: 5s2 5p3 核外电子排布: 2,8,18,18,5 同位素及放射线: Sb-117[2.8h] Sb-119[38.1h] Sb-120[15.89m] *Sb-121 Sb-122[2.7d] Sb-123 Sb-124[60.2d] Sb-125[2.75y] Sb-126[12.4d] Sb-126m[19m] Sb-127[3.84d] Sb-129[4.4h]
电子亲合和能: 96 KJ·mol-1 第一电离能: 831.6 KJ·mol-1 第二电离能: 1595 KJ·mol-1 第三电离能: 2440 KJ·mol-1 单质密度: 6.684 g/cm3 单质熔点: 630.0 ℃ 单质沸点: 1750.0 ℃ 原子半径: 1.53 埃 离子半径: 0.78(+3) 埃 共价半径: 1.4 埃 常见化合物: SbH3 Sb2O3 Sb2O5 Sb(OH)3 H[Sb(OH)6] Sb2S3
发现人: 远古就被发现 时间: 0 地点: 未知
名称由来: 希腊文:anti(不)和monos(单独);元素符号来自“stibnite”(辉锑矿)。 元素描述: 硬脆的银白色金属。 元素来源: 见于辉锑矿和(Sb2S3)和锑华(Sb2O3)中。 元素用途: 在合金中掺入锑能够增强硬度。锑主要用于制造塑料、化学药品和几类特种半导体设备,锑化物也用于合成治疗流感的某些非处方药。 锑
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。
锑
声母:t
字头:锑,(,銻,)
四笔号码:3783
注音:tī
摘要:ti
笔画:12画
部首画:05
部首:钅部
释义:金属元素,符号Sb,银灰色,质硬而脆,有冷胀性,有毒。超纯锑是重要的半导体及红外探测器材料,锑合金可制印刷用的铅字。
部首查询:05钅部
锑antimony
一种化学元素 。 化学符号Sb ,原子序数51 ,原子量121.75,属周期系ⅤA族。古代对于锑、铅 、锡三种金属往往分不清,欧洲将从辉锑矿得到的锑称为铅。中国明代曾开采湖南新化的锑矿 ,但却称当地为锡矿山 。直到1556年德意志G.阿格里科拉才在《论金属》一书中提出了锑和铋是两种独立金属的见解 。锑在地壳中的含量为1×10-4% ,自然界中锑以单 质 和化合物两 种状态存在 ,主要矿物有辉锑矿(Sb2S3) 、方锑矿( Sb2O3 )、锑赭石( Sb2O4 )、黄锑华(Sb2O4·H2O)、硫氧锑矿(2Sb2S·Sb2O3)等。
锑是有金属光泽的银白色固体 ,有3种同素异形体:①黄锑。在-90℃以下稳定,为无定形物质。②灰锑。即普通的金属锑 ,熔点630.5℃ ,沸点1750℃ ,密度6.684克/厘米3 。③黑锑 。锑蒸气骤然冷却即凝固为无定形的黑锑 ,化学性质活泼,有时会自燃。灰锑在室温下不被空气氧化,高温时与氧气作用生成三氧化二锑,锑在赤热时与水作用放出氢气。锑的氧化态为-3、+3、+5,氧化物有Sb2O3和Sb2O5,硫化物有Sb2S3和Sb2S5,它们容易生成硫化硫酸盐Na3(SbS3)和Na3(SbS4)。锑化氢是极毒的气体。
金属锑的制法是先将硫化物矿煅烧成氧化物,然后用碳还原为金属。用铁粉做还原剂,可以直接将硫化锑还原为金属锑。高纯度锑可用火法精炼和电解精炼制取。锑性脆,不能单独作为金属使用,在铅、锡中加入适量锑,能增加硬度和强度。铅锑合金用作蓄电池极板、印刷铅字、枪弹合金 、铅管、电缆包皮。锡锑合金用作轴承、锡器、焊料,三氧化二锑用作白色颜料,在搪瓷、油漆工业中用,三硫化二锑用于生产火柴和发烟剂,五硫化二锑用作橡胶的红色颜料。
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总体特性 | |||||||||||||||||||||||||
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名称, 符号, 序号 | 锑、Sb、51 | ||||||||||||||||||||||||
系列 | 类金属 | ||||||||||||||||||||||||
族, 周期, 元素分区 | 15族(VA), 5, p | ||||||||||||||||||||||||
密度、硬度 | 6697 kg/m3、3 | ||||||||||||||||||||||||
颜色和外表 | 银灰色光泽 Image:Sb,51.jpg | ||||||||||||||||||||||||
地壳含量 | 7×10-5 % | ||||||||||||||||||||||||
原子属性 | |||||||||||||||||||||||||
原子量 | 121.760 原子量单位 | ||||||||||||||||||||||||
原子半径(计算值) | 145(133)pm | ||||||||||||||||||||||||
共价半径 | 138 pm | ||||||||||||||||||||||||
范德华半径 | 无数据 | ||||||||||||||||||||||||
价电子排布 | [氪]4d105s25p3 | ||||||||||||||||||||||||
电子在每能级的排布 | 2,8,18,18,5 | ||||||||||||||||||||||||
氧化价 | −3, 3, 5 | ||||||||||||||||||||||||
晶体结构 | 菱面体晶 | ||||||||||||||||||||||||
物理属性 | |||||||||||||||||||||||||
物质状态 | 固态 | ||||||||||||||||||||||||
熔点 | 903.78 K(630.63 °C) | ||||||||||||||||||||||||
沸点 | 1860 K(1587 °C) | ||||||||||||||||||||||||
摩尔体积 | 18.19×10-6m3/mol | ||||||||||||||||||||||||
汽化热 | 77.14 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||
熔化热 | 19.87 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||
蒸气压 | 2.49×10-9 帕(6304K) | ||||||||||||||||||||||||
声速 | 无数据 | ||||||||||||||||||||||||
其他性质 | |||||||||||||||||||||||||
电负性 | 2.05(鲍林标度) | ||||||||||||||||||||||||
比热 | 210 J/(kg·K) | ||||||||||||||||||||||||
电导率 | 2.88×106/(米欧姆) | ||||||||||||||||||||||||
热导率 | 24.3 W/(m·K) | ||||||||||||||||||||||||
第一电离能 | 834 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||
第二电离能 | 1594.9 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||
第三电离能 | 2440 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||
第四电离能 | 4260 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||
第五电离能 | 5400 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||
第六电离能 | 10400 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||
第七电离能 | 13200 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||
最稳定的同位素 | |||||||||||||||||||||||||
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在没有特别注明的情况下使用的是 国际标准基准单位单位和标准气温和气压 |