銻 Antimony
- 銻是一種類金屬元素，英文名稱Antimony，元素符號：Sb，屬於VA族，原子序數為51，相對原子量為121.75，密度為6.684g/cm³，熔點為630.74℃，沸點為1750℃。銻為質脆有光澤的銀白色固體，有毒，有獨特的熱縮冷脹性，無延展性。銻在常溫下不會被空氣氧化，但可與濃硝酸發生反應。銻在地殼中的含量為0.0001%，目前已知的含銻礦物多達120種，但具有工業價值的只有10種。隨著科學技術的發展，銻現已被廣泛用於生產各種阻燃劑、合金、陶瓷、玻璃、顏料、半導體元件、醫藥及化工等領域。
銻的歷史及發展
【銻的發現簡史】
- 人類對銻的使用可以追溯到公元前三千多年。早在公元前3100年的埃及前王朝時代，三硫化二銻就被當作眼影粉使用。在迦勒底的泰洛赫(今伊拉克)，曾發現一塊可追溯到公元前3000年的銻制花瓶碎片。而在埃及發現的鍍銻銅器，也可以追溯到公元前2500年至前2200年間。公元前18世紀左右，人們在匈牙利發現了小塊銻，但很長時間，人們並未真正認識這種金屬。在公元前6-7世紀裝飾磚的釉料中也發現了黃色的銻酸鉛。在中世紀，銻被用來製作鉛字，還被當作瀉藥使用。1777年，德國採礦官員包恩在西班包根(siebenbürgen)發現了天然銻，他把這種輝銻礦焙燒後，變成氧化物，再用碳還原，便得到了金屬銻。
【銻的發展史】
- 1556年德國冶金學者阿格里科拉(G.Agricola)在其著作中敘述了用礦石熔析生產硫化銻的方法，但當時他將硫化銻誤認為銻。1604年德國人瓦倫廷(B.Valentine)記述了銻與硫化銻的提取方法。18世紀已經開始採用焙燒還原法煉銻了。直到1896年人們才製出電解銻。1930年以後，銻礦鼓風爐熔鍊法成為生產金屬銻的重要方法。20世紀60-70年代發展了多種揮發熔鍊和揮發焙燒法。
- 隨著銻生產工藝的不斷改進，銻的產量也在穩定增長。2011年全球金屬銻總產量為17.8萬噸，2012年為18萬噸。目前世界上銻主產國有中國、南非、玻利維亞、俄羅斯、塔吉克，這五個國家銻年產量佔全球銻產量的90%以上，而中國則是銻最大的生產國。全球銻主要消費國(地區)有美國、中國、歐洲、日本和東南亞。銻消費的主要領域是阻燃劑、蓄電池合金、催化劑以及玻璃澄清劑等方面，其中阻燃劑佔銻總消耗量的60%左右。
【我國銻行業發展史及現狀】
- 我國銻應用發展史
- 中國是世界上發現、使用銻較早的國家之一，但是當時銻被稱作"連錫"，在《漢書•食貨志》和《史記》中均有記載。
- 明朝末年(1541年)，中國發現了世界最大的銻礦產地——湖南錫礦山(今屬湖南冷水江市)，但當時把銻誤認為錫，故命名錫礦山，直至清光緒16年(1890)經化驗才知道是銻。光緒23年(1897)創辦的“積善”廠是錫礦山最早的銻煉廠，使中國的"煉錫"轉入銻生產的時代。1908年湖南華昌公司從法國引進揮發焙燒法，開始用此法煉銻。從1908年以後數十年間，中國銻產量常佔世界總產量的50%以上，而錫礦山自1912-1935年間的銻產量就佔到世界產量的36.6%，佔全國的60.9%。1942年中國著名的有色金屬冶金學家，世界最早的銻冶金專家之一王寵佑與美國人霍德森(Hodson)共同取得飄浮熔鍊—氣態還原熔煉的專利權。
- 新中國成立之後，對銻礦進行了大規模的地質勘探和開發，並發展了硫化銻精礦鼓風爐揮發熔鍊。從1990年到現在，我國銻礦開發大體可分為3個階段。1990-1996年為第一個階段，該時期我國經濟快速發展，對資源的需求量很大，為銻礦開發帶來機遇。1997-2003年為第二個階段，該階段銻礦開發處於回落期，主要是受到1996年我國房地產泡沫和1998年亞洲金融危機等國內國際經濟形勢的影響。2004年至今，我國銻礦開發進入新的過度開發階段。
- 近年來我國銻產量統計
- 作為全球最大的銻生產國，2012年我國銻精礦產量為13.2萬噸(金屬量)。2012年，我國銻及銻製品共出口至37個國家地區，而對美國、香港、臺灣、日本和荷蘭5國的出口量佔我國出口總量的84%。2013年銻金屬產量為124，755 噸。2014年中國銻金屬產量達13.55萬噸。
- 我國銻行業發展存在的問題
- 隨著我國銻行業的不斷髮展，銻行業中存在的問題也日益凸顯。例如，隨著我國銻礦資源的持續過度開採，銻礦儲量消耗速度遠遠大於可開採儲量的增長速度，可採儲量逐年減少，後備基地已顯不足。
- 我國銻礦開採企業也存在產能低下，資源浪費嚴重，技術落後，產業結構不合理等問題。為了保護資源，促進銻行業的健康持續發展，國務院於1991年釋出《關於將鎢、錫、銻離子型稀土礦產列為國家實行保護性開採特定礦種的通知》，首次將銻列為國家保護性開採特定礦種。國土資源部也從2009年開始對全國銻礦實行開採總量控制管理，明確了限採限產的方向，從而在源頭上控制了銻供應。2013年銻礦(金屬量)開採總量控制指標為98000噸，其中主採指標75360噸，綜合利用指標22640噸。不過，國土部表示，2014年度不再下達銻礦開採總量控制指標。
銻的用途及應用領域
【銻的應用概況】
- 早在公元前3100年的埃及前王朝時代，三硫化二銻就被當作眼影粉使用。而在埃及發現的鍍銻銅器，也可以追溯到公元前2500年至前2200年間。中國是世界上發現、使用銻較早的國家之一。隨著科學技術的發展，銻現已被廣泛用於生產各種阻燃劑、合金、陶瓷、玻璃、顏料、半導體元件、醫藥及化工等領域。其中用於阻燃劑生產的銻約佔銻消耗總量的60%，製造電池中的合金材料、滑動軸承和焊接劑所消耗的銻約佔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)用於製造耐火材料。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。這些阻燃劑常應用於兒童服裝、玩具、飛機和汽車座套等，也常用作玻璃纖維複合材料I俗稱玻璃鋼)工業中聚酯樹脂的新增劑，如輕型飛機的發動機蓋。
【合金】
- 銻是電和熱的不良導體，在常溫下不易氧化，有抗腐蝕效能。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、銅的合金強度高，極耐磨損，是製造軸承、軸襯及齒輪的絕好材料。
【醫藥】
- 銻也被用在生物學或醫學領域。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，它後來逐漸被吡喹酮所取代。銻及其化合物也被用於多種獸醫藥劑，例如安修馬林(硫蘋果酸銻鋰)用作反芻動物的面板調節劑。
【電子材料】
- 高純度銻及銻金屬化合物(銦銻、銀銻、鎵銻等)也是生產半導體和熱電裝置的理想材料。銻常被用作超高電導率的n-型矽晶圓的摻雜劑，這種材料用於生產二極體、紅外線探測器和霍爾效應元件，而銻化銦則被用於製作中紅外探測儀。
【其他應用】
- 銻不僅是生產聚對苯二甲酸乙二酯的穩定劑和催化劑，還是去除玻璃中顯微鏡下可見氣泡的澄清劑，主要用於電視螢幕的製造。
- 銻白是一種優良的白色顏料，是搪瓷、陶瓷、橡膠工業中的充填劑，也是油漆、玻璃、紡織及化工工業的常用原料。銻白還可作為防火塗料，用於合成纖維、建築材料、安全膠捲、大功率電路元件、高溫絕緣材料、汽車內部裝飾等。
- 生銻具有燃點低的特點，是製作雷管和安全火柴的配料，也可用於生產發煙劑。
- 銻也用於製造子彈和子彈示蹤劑；銻-124和鈹一起用於中子源；銻的硫化物已被證實可以穩定汽車剎車片材料的摩擦係數。
- 銻產品應用示意圖
