免费在线锑及其深加工产品 1．1．1锑的物理化学性质 锑是元素周期表中第V主族的元素，上砷下铋，左锡右碲，原子序数5l， ,Sb2+,Sb3+-÷sb4+--,Sb5+_÷sb6+依次为8．316x102、1．595×103、2．44x103、 4．26×103、5．4×103、10．4x }l}}’‘-I--Ir‘-·I} 103kJ／mol，因而要获得S扩是非常困难的。锑的原子 18．39cm3／mol。与砷、硒、碲、锗和硅等元素一样，被看做是一种半金属或者准 57．25％和42．75％，另外锑有四种同素异构体，最稳定的为a一锑，其余的有在 一90℃才稳定的异构体、冷却气态的锑得到的黑色异构体、电解法得到具有 爆炸性的异构体、以及用高压技术合成出来的两种异构体。锑是电和热的不良导 体，其导电和导热率分别为铜的导电和导热率的二十分之一和二十七分之一；锑 性脆易碎、无延展性，可以碾成粉，锑的熔点和沸点分别为630．5℃和1635℃， 是一种易熔、较易挥发的有色金属之--1H】。 锑同时是一种化学性质比较稳定的金属，在常温下即使长时间置于潮湿的空 气中，也能够保持表面光泽而不被氧化。锑是亲硫元素，与硫磺混合加热可以生 成黑色的sb2s3，但是其与硫的亲和力小于铜、铁、锌等金属，可以被这些金属 置换出来。 1．1．2锑资源的存在及其分布 地壳中锑的平均丰度约为29／t，属于较稀少的金属元素。但是因为形成了矿 床，所以能够很好的开发利用。已经过鉴定，有固定组成的含锑矿物有100多种， 具有工业价值的有10多种，最重要的硫化矿是辉锑矿，除了硫化矿以外，还有 分位于辉锑矿床的露头或者地表处，是锑的硫化矿风化的产物，天然单质锑也存 在，但是非常少。水中也含有微星的锑，海水中的锑含量约为O．2～lppb，温泉 中约为O．02-0．9ppm【l。“。I ． 世界锑资源主要分布在太平洋沿岸和地中海的古生代和新生代构造活动带 硕卜学位论丈 第一章概述 内，在前寒武纪地质中也有发现，但是数量有限，我困的锑矿成矿年代大多数为 前震旦纪至泥盆纪，泥盆纪以后的极少。另外南非也有较丰富的锑资源。我国是 锑资源大国，锑的储量、产量和出口量均居于世界首位【6J，全国18个省(区)均有 锑矿产出，锑矿床(点)有于余个，分布于204个县(市)。全国10万吨以上的大型 锑矿床lO个，占全国总储量的78．4％，l～lO万吨中型矿床有36个，l万吨以下 的小型矿床l16个，已知锑矿点470个，锑矿化点204个，外生型“红锑矿”产出 地37个，总计874个，另有尚未落实的矿点百余个。 我国锑矿可分为两大成矿区：一是华南成矿区：它包括湘鄂豫皖、滇黔桂粤 等省，占全国锑储量的80％；二是秦岭～昆仑成矿区，它包括豫陕甘青等省，占 全国锑储量的13％。此外，尚有7％的储量分散于其他省(区)，反映了我国锑矿 成矿具明显的区域性特征。中国锑矿资源若按中国东部、中部、西部三大地区分 布情况看，锑矿资源在东部及沿海地区仅占1．4％，中部地区为87．9％，西部地 区有3．3％。中国锑矿资源按地理区域划分，集中分布于以下四个区域：一是雪 峰山地区；探明储量约占全国总储量的32％，该区大中型锑矿床有锡矿山、沃 溪、渣滓溪、板溪、龙山、江溪垅、罗城等；二是苗岭地区；约占全国总储量的 30％，主要矿床有独山半坡、榕江八蒙、雷山开屯坳，南丹大厂、茶山，河池五 墟的箭猪坡、三排洞等；三是南盘江地区：约占全国总储量的17％，但产量仅 占8％，大中型矿床有贵州晴隆、放马坪、板其，云南富宁木利、小锡板；广西 马雄、坡岩、卡岩等；四足秦岭地区：约占全国总储量的13％，但产量仅占全 国锑产品的2％，主要矿床有陕西的大河沟、掌尔沟、公馆、青铜沟、蔡凹，甘 肃崖弯、甘寨、鹿儿坝等：另有8％的锑金属储量分散于粤赣皖吉等省；近年来， 在四川、、新疆等省区也发现有锑矿床(点)。可见我国锑矿分布比较集中， 主要分布于湘中、湘西、桂西、桂西北、黔南、黔西南、滇东南、南秦岭等地区。 全国大中型锑矿床几乎集中于湘、桂、黔、滇、甘等五省(区)，其储量占全国总 储量的88．7％。据统计五省(区)的保有储量占全国的89．5％。我国探明储量中， 锑品位较高，绝大部分可供利用的矿区数占67．6％，保有储量占90．4％。 1．1．3锑的主要化合物及用途 ’ (1)锑的氧化物 在锑的氧化物中，三氧化锑在一般条件下是最稳定的氧化物，其化学式为 最重要的一种锑化合物，在工业中有着广泛的应用。 2 硕十学位论文 第一章概述 ij李i八≤＼蠢f_ L笋：激 三氧化锑属于两性氧化物，与酸作用表现为碱的性质而生成盐类，与碱作用 表现为酸酐的性质： Sb203+6HCI=2SbCl3+3H20 sb203+2NaOH；2NaSb02+H20 它能够完全溶解于酒石酸(c．H。O。)，形成酒石酸锑配合物： 。 2 2C4H606+Sb2032HSbOC4H406+H20 三氧化二锑广泛用于搪瓷、颜料、油漆、塑料、玻璃、陶瓷防火织物等行业。 在搪瓷行业主要用作遮盖剂和乳着剂，可以确保搪瓷制品获得良好的表面覆 盖和光泽。 优良的白色颜料，其遮盖力略次于钛白，和锌钡白相近，锑白粒度细、吸油 率低、耐光耐热、稳定性好，这些都是颜料、油漆等所必备的优良条件。 在玻璃和陶瓷行业作为脱色剂和澄清剂。 在涂料、塑料、橡胶等高分子聚合物中起阻燃的作用，是锑系阻燃剂中使用 最为广泛的一个品种f“，但是由于锑白不溶于水和有机溶剂嘲，很难使其均匀地 涂敷或者成微粒状分散，因而对制品的阻燃性能、物理性能(如透明度、力学性 能以及手感等)都会产生负面影响，因而有逐渐被新型阻燃剂代替的趋势。 作为防火涂料，用于合成纤维、建筑材料、大功率电路元件、高温绝缘材料 等。三氧化锑配入氯系和溴系等阻燃剂，作为增效剂，可以用于剧场、家用设备 涂料、电子设备外壳、飞机、汽车等内装材料。 用途，如橡胶工业做填充剂、钛白生产中作沉淀剂、有机合成工业中作 催化剂等。 五氧化二锑，棕粉末，可以由五氯化锑水解制得，加热到700(2即变为 白色粉末。五氧化二锑一般用于生产阻燃剂，胶态五氧化二锑是锑系阻燃增效剂 中最好的一个品种。 (2)锑的卤化物 硕}学位论文 第一章概述 锑的卤化物主要有：三氯化锑、五氯化锑、氯氧锑、三氟化锑以及五氟化锑 等。 三氟化锑易升华，易溶于水，不易水解、稀溶液和浓溶液都很稳定，在工业 生产上可以作为氟化剂。 五氟化锑易潮解和溶于水，是很好的氧化刺和氟化剂。 熔化后的三氯化锑具有强烈的腐蚀性，在潮湿的空气中水解，易溶于水，少 量的水可以使其形成清亮的溶液，稀释的时候发生水解反应，视稀释的程度沉淀 出SbOCl或者Sb405C12，三氯化锑足制取高纯锑和一系列锑化合物的原料， 在有机合成中可以作为催化剂(如丙烯腈)，五氯化锑则用作氟利昂生产的催化 剂。 表!-I锑卤素化合物的物理性质Iq Tab．1-1 character halide Physical ofantimonycompounds 1．1．4锑的深加工产品 我国锑资源丰富，但是我国多年来一直主要以锑的初级产品，即精锑、普通 型锑白、生锑、锑精矿投放国内外市场，又从国外以高价购回我国所需要的深加 工产品，国内有识之士一直呼吁国家重视对锑资源的保护，控制开采总量，避免 多头出口造成在国际市场上进行低价恶性竞争，并加强对锑深加工产品研究的投 入。近lO年来，我国在锑深加工方面作了大量的研究，也取得了一些成绩，一批 锑深加工产品替代了进口产品，而且开始批量出口国外。目前，我国的锑深加工 产品主要有：超细三氧化二锑、高纯三氧化二锑、催化剂型三氧化二锑、醋酸锑、 乙二醇锑、锑酸钠、锑酸钾、胶体五氧化二锑、高纯锑等[9-¨l。 超细三氧化二锑的生产方法分为火法和湿法两类，以火法为主。火法三氧化 二锑主要用作阻燃剂，当用于树脂等产品的阻燃剂时，锑白粒度的减小可以大幅 4 硕}学位论艾 第一帝概述 度提高其抗冲击性，我国已经有多家厂矿(如锡矿山矿务局)能够生产出微米到 纳米级的三氧化二锑。 随着电子工业的发展，某些电子元器件需要使用As、Pb、Fe等杂质含量均 小于lOppm的高纯三氧化二锑作阻燃剂及性能改良剂，国内(如成都华亚锑业公 司)直接以辉锑矿为原料生产出合格产品并批量出口荚、日、韩等国。 催化剂型三氧化二锑由于催化活性高、价格相对低廉、在乙二醇中的溶解性 好，因而在聚对苯二甲酸乙二酯切片中得到广泛应用，国内已经有10条等离子体 催化剂型三氧化二锑生产线。 乙二醇锑作为聚酯生产中的一种新型催化剂，首先由美国的杜邦公司推出， 2000年我国大连第一有机化工厂等单位生产出了该产品。 锑酸钠主要用作显像管和高档玻璃的澄清剂，并在搪瓷、塑料、橡胶、化纤、 油漆等行业得到应用，目前国内也有lO多家单位生产。 1．2氛及其深加工产品 1．2．1氟的物理化学性质 氟是元素周期表中第Ⅶ主族的卤族元素之一，符号F，原子序数9，原子量 为18．993，是已知元素中电负性最大(4．10)、反应活性最强的元素，能和大多数 无论液态、固态或气态的化学物质起反应。氟单质呈苍气体，密度为1．699／L， 之一。 氟的化学反应活性很大，几乎能和所有的元素化合。在化合物中，氟的氧化 态只能以．1形式存在。它同电正性大的元素形成离子型的氟化物。虽然没有出现 过比l大的共价形式，但是已经发现相当多含氟桥键的化合物，如勋，％，As：巧i 以及过渡金属如钼、钨、铌、钽等高氟化物的四聚物。氟最典型的化学性质就是 它具有强的氧化性和反应活性。它同某些元素反应时能形成该元素特有的高氧化 和Cm”F6等。 1．2．2氟资源的存在及其分布 化合状态的氟占地壳组成的0．078％，较氯的含量(0．055％)为丰富。在少 硕￡学位论丈 第一章概述 出产的一种紫蓝色的氟矿石中，当将它粉碎时可以察觉到游离氟的特殊气味。 Moissan也叙述过各种含氟的有色氟矿石。 面心晶格的立方结晶，常见的氟石是大块的无色结晶，但许多均带有不同的色彩 (蓝、黄或绿)。有相当纯度的样品的熔点为1200℃，密度为3．1～3．2虮。对于 单斜晶系的棱柱形结晶(密度为2．95～2．97)。通常情况它是带有颜色的(灰白色、 或红色)。具有经济价值的矿主要出产在格陵兰(Greeland)，但在其他地方 亦有少量的矿石曾被描述，其中有Na3K3(A1F6)2(钾冰晶石，elpasolite)， (N144)2SiFa(氟硅铵石，malladrite)，二者均在火山区被找到。 萤石在冶金工业部门主要做助熔剂，而萤石产量的一半都是用于化学工业， 用以制造氟化氧。而氟化氢又是制备各种有机氟化物(氟碳化合物)和无机氟化物 的基本原料。它在化学工业中有着广泛的用途。萤石又是水泥、玻璃、陶瓷和辉 绿岩铸件的配料。无色透明的萤石还可以用于光学部门，色泽鲜艳的萤石可雕琢 美术工艺品。经过深加工处理的氢氟酸及其衍生物应用于原子能、航空、电子、 电机、制冷、氟化工等部门。我国是世界上公认的萤石资源国、生产国和出口国。 资源储量、开采量和出口量均居世界首位。我国萤石在世界资源中的地位见表 1．2。 6 硕十学付论文 第一审概述 表I．2世界萤石查明资源一览表(单位：万吨) Tab．1-2ProvenfluoritefeIenre$intonintheWOlId 国家或地区储量 储最 国家或地区 储鼋 欧洲 )11600亚洲 )38800 英国 3200 蒙占 1000 法国 2000 中国 35700 俄罗斯 2400 泰国 2100 西班牙 2loo 北美洲 )21200 意大利 1500 美国 14400 非洲 )17200墨西哥 6300 南1} 》15700国家 10100 肯尼弧 1500 世界总计 98900 全国有27个省、市、自治区有萤石矿床、矿点分布，达1000余处，可利 用的矿石储量约3．08亿吨。我国萤石产量在1960年时已占世界的29．28％，超过 当时世界产量最多的墨西。