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銻的歷史與發展——李芹

作者 :本站 時間: 2017/7/29 瀏覽次數: 404

銻的歷史與發展

人類對銻的使用可以追遡到公元前三千多年,早在公元前3100年前的埃及前王朝時代,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,也在公元前2500年至前2200年間。但很長時間,人們并未真正認識這種金屬。1556年德國冶金學者阿格里科拉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年德國人瓦倫廷記述了銻與硫化銻的提取方法。18世紀已經開始采用熔燒還原法煉銻了,直到1896年人們才制出電解銻。1930年以后,銻礦鼓風爐熔煉法成為生產金屬銻的重要方法。

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地殼中自然存在的純銻最早是由瑞典籍美國科學家于1783年記載的,品種樣本采集自瑞典西曼蘭省薩拉市的薩拉銀礦。

我國也是世界上發現、使用銻較早的國家之一,在《漢書.食貨志》和《史記》中均有記載。“長沙出連錫”,這是《史記》中對銻的記載,只是當時不叫銻而叫“連錫”。

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,但當時人們將這座山上這種銀色石頭以為是錫,所以就將這里叫作“錫礦山”,又因煉不出錫而遂被棄置。但錫礦山的名字就這么傳下來了。

直到清末光緒16年(1890年)被湖南巡撫陳寶茂任命的湖南礦務局提調的鄒源帆將錫礦山的礦石運到長沙化驗,才知道這是一種叫銻的礦物。1897年鄒源帆等合伙在錫礦山開辦了中國第一家銻廠——積善煉銻廠,使我國的“連錫”轉入銻生產的年代。并由湖南巡撫主持設新化銻礦行政局,實行民采官收官煉。因為銻是制造榴散炮彈的主要原料,又是軍用防火涂料的主要成份,所以第一次世界大戰爆發后銻價飛漲。美、俄、德、英、法、日、西、葡等國紛紛涌入錫礦山開采銻礦,開設洋行。"多福"、"開利’、"合利"、"修和"等洋公司紛紛成立。當時,錫礦山礦區有采銻公司130余家,煉廠30余座,人口高達16萬之眾。

1949年新中國成立之后,對銻礦進行了大規模的地質勘探和開發,并引進發展了硫化銻精礦鼓風爐揮發熔煉技術。特別是1985年以來,陸續推出了自主開發精深加工的三氧化二銻等系列產品,這些產品的附加值高是原礦價的幾倍,甚至幾十倍。代表著世界銻業先進水平,從而更一步奠定了湖南冷水江世界銻都穩固地位。

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世界銻都的幾項主要指標:

一、儲藏量世界第一

總面積為116平方千米,銻資源保有儲量30萬噸,2013年新增探明銻礦資源16萬余噸。

二、銻產品產量世界第一

全國金屬銻產量約13.5萬噸,湖南產量約10.3萬噸。而錫礦山銻產量是全國的三分之一。據統計,錫礦山已累計生產了二百多萬噸銻。

三、銻冶煉生產技術水平世界第一

生產能力每年超五萬噸的“閃星”牌銻品,在國際上享有盛譽,為國際免檢產品。西方國家在實驗室生產冶煉高純度銻含量達到99.995%。而錫礦山工業生產所冶煉的高純度銻的含量則高達99.9995%。

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銻的地理分布

根據美國地質調查局2014年發布的數據,全球銻探明儲量為180萬噸。其中,中國95萬噸、俄羅斯35萬噸、玻利維亞31萬噸、塔吉克斯坦5萬噸、南非2.7萬噸。銻在地殼中的含量為0.0001%。

我國是全球銻資源最為豐富的國家,中國銻資源儲量約占全球總儲量的52%。2012年和2013年我國又分別新增探明銻礦資源16.4萬噸和17.3萬噸,主要分布在湖南、廣西、西藏、云南、貴州和甘肅,6省查明占全國查明儲量的87.2%。江西、廣東、陜西、河南、湖北等省亦有分布。湖南冷水江錫礦山是全球最大的銻礦,湖南湘西的辰州礦業緊隨其后,位居全國第二。此外,貴州的萬山、務川、丹塞、銅仁、半坡、廣西南丹大廠、甘肅的崖灣、陜西旬陽汞銻礦等均為我國重要的大型或特大型銻礦產區。世界上比較知名的大型銻礦床有54個,我國占15個,而我國現已探明的大型、超大型銻礦床儲量占全國累計探明總儲量的81%。而銻礦工業類型的儲量構成以單銻硫化物礦床為主,占全國銻總儲量的67%。礦石成份簡單、品位富,以輝銻業為主,易采易選易煉,經濟價值巨大。銻金鎢等共生礦床,占全國總儲量的21%,規模以中小型為主,個別的為大型(如湖南沃溪金銻鎢礦床),礦石成份比較復雜,以輝銻礦、自然金、白鎢礦、黑鎢礦為主,很有綜合利用價值。銻(復)硫鹽多金屬伴生礦床,占全國銻儲量的12%,規模以中小型為主,個別的大型(如廣西大廠、茶山等)礦石成份復雜,綜合利用價值大,但屬難選冶礦石類型。

雖然,我國銻礦資源豐富,產地分布也很廣。但產礦物晶體的礦山卻不多見,除河南盧氏在上世紀九十年代出產過大批輝銻礦外,其余輝銻礦多產于湖南冷水江錫礦山、新寧、江西武寧、修水、云南文山、西疇、老廠、廣西南丹、貴州的晴隆都勻等也都有出產。這些輝銻礦以品質高、數量大聞名世界,而那些輝銻礦的共生體更叫人贊不絕口、美不勝收。

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銻的用途

過去,天然產出的輝銻礦可加工制作安全火柴、膠皮。在鉛筆的制作中,除用石墨及黏土外,還需加入20%的輝銻礦。隨著科學技術的發展,銻現已被廣泛用于生產各種阻燃劑、合金、陶瓷、玻璃、顏料、半導體元件、醫藥及化工等領域。其中,用于阻燃劑生產的銻約占銻消耗總量的60%。制造電池中的合金材料、滑動軸承和焊接劑所消耗的銻占20%,其它方面的消耗約為20%。

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,這些阻燃劑常用于兒童玩具、飛機和汔車座套等,也常用作玻璃纖維復合材料(俗稱玻璃鋼),工業中聚脂樹脂的添加劑,如輕型飛機的發動機蓋。

銻是電和熱的不良導體,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,是生產車船用蓄電池電極板、化工汞、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,是制造軸承、軸襯及齒輪的絕好材料。國防上用的特種合金,是制作子彈、槍管、炮管不可缺少的材料,而銻、鋁合金則可直接制造榴霰彈。利用生銻具有燃點低的特點,也是制作雷管的好材料。

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、編織及化工工業的常用原料。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、高溫絕緣材料等。

高純度銻及銻金屬化合物(煙銻、銀銻、鎵銻等)也是生產半導體熱電裝置的理想材料,這種材料用于生產二極管、紅外線探測器和霍爾效用元件。而銻化銦被用于制作中紅外探測儀。銻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。

銻還曾用在生物學或醫學領域。西方國家曾從我國進口銻用于治療性病和壯陽藥。我國被用作催吐劑——酒石酸銻鉀(俗稱吐酒石),并用作治療血吸蟲病的藥物。銻及其化合物也被用于多種獸醫藥劑。例如安修馬林(硫酸果酸銻鋰)用作反芻動物的皮膚調節劑。

 

輝銻礦的理化性質

銻是氮族元素(15族),根據元素周期率它的電負性比錫和鉍大,比碲和砷小。輝銻礦的化學成份是sb2s3晶體屬正交(斜交)晶系的硫化物礦物。sb2s3.sb含量71.4%,28.6%為其它元素。

銻在室溫下的空氣中是穩定的,但在潮濕空氣中逐漸失去光澤。銻在一般條件下不與酸發生反應,易熔于王水、溶于濃硫酸,加熱時能與氧反應生成三氧化二銻。

銻金屬性不強,能與金屬形成銻化物,例如銻化銦(Lnsb)、銻化銀(Ag3sb)、銻鈀礦(pd5sb2)、方銻金銻(Ausb2)等。而堿金屬和鋅的銻化物,例如Na3sb和Zn3sb2比以上物質更為活潑。這些銻化物用酸處理可以生成不穩定的氣體銻化氫(SbH3)。對于細粒的塊體,滴KOH于其上,立刻呈現黃色,隨后變成橘紅色,以此區別與其類似的氧化物。

輝銻礦晶體比較常見,形態特征鮮明,單晶具有錐面的長柱狀或針狀,柱面具有明顯的縱紋。主要物理特性有:鉛灰色、條痕黑灰色、強金屬光澤、不透明,摩氏硬度2-2.5,比重4.52-4.62,蠟燭加熱就可使其熔化,脆性。且遇冷膨脹,而遇冷膨脹這種特性,有違大部分物質的熱脹冷縮的特性。

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根據上述,我們對輝銻的理化性質有了一個初步的了解,這對我們對輝銻礦的貯藏、保養以及清洗等工作是非常有幫助的。例如上面講到的,輝銻礦在室溫下的空氣中是穩定的,但在潮濕空氣中逐漸失去光澤,這就是我們大家常說到的“輝銻礦擺久了容易氧化變色。”那么作為輝銻礦收藏,你就可以針對性地采取一些防護措施,以保證輝銻礦的光潔度保存更久。當然這只是一個方面,我們在對輝銻礦的貯藏中,還應對陽光及空氣中酸、堿度也應引起重視,加以應用和區別。

另外,由于輝銻礦中含的元素各不一致,以及產地的各種因素,輝銻礦的金屬光澤度也各不盡然,有些是銀白色、有些是黑亮色,各不一樣,就是同一批貨底板貨與頂部貨就有很大差異。因此,我們不能一味想強調要哪種光潔度,那是不可能的,只能順其自然,只要其光潔度行就好。需要說明的是輝銻礦的光潔度是有陰陽面的,兩面的光潔度是不一致的。經常聽到大家說:“這一面還可以,背面好差”。這是不能以你的意志所決定的,這是由輝銻礦本身及其環境所決定的。

其次,對大家所關心的輝銻礦的清洗問題,我想借此在這里講一下我個人的觀點:

一、如果輝銻礦有一面光潔度是很好的,我是建議這樣的輝銻礦盡量不要去洗,原汁原味最好,不要因為另一面差一點就去這洗那洗,因為不管你水平再好,那對光潔度好的那一面是有很大損傷的。

二、對那些輝銻礦在礦洞中就已嚴重氧化或者嚴重污染了的,能將其表面基本處理干凈就可以啦,而不要去強求其光潔度了。

三、對那些確實需要清洗或通過清洗能增加其銷售及提升價值的輝銻礦,那在清洗前先進行小試驗,待清洗方案確定之后才規模化清洗。

大家知道我以前買過所謂的清洗輝銻的藥水,也有很多人買過,有人說這藥水很好,也有人說不好或一般,甚至還有人對我說:“前批藥水很好用,這批藥水沒上批的好,是不是這批份量不夠。”因此,在這里和大家共同探討:

首先,我們大家知道,任何一種再好的藥,它絕對不能包治百病,因為病是由各種因素引起的,內外有別、表里不一。所以,它肯定要區別對待、對癥下藥,方能藥到病除。

清洗輝銻礦或者其它礦物晶體也是同樣的道理,前面我們大家就知道輝銻礦它的含量在71.4%左右,而其它元素和礦物質含量高達28.6%。根據其它元素含量的不同,輝銻礦就有各種不同的類型,例如:銻與鉛、鋅、金、汞、鎢等共伴生。因此,輝銻礦就有銻鉛礦、銻鋅礦、銻金、銻汞、銻金鎢、銻鎢等等類型達十余種。也是正因為如此,它的光潔度從銀白色到黑亮色各不相同。因此在清洗之前,我們就應該知道輝銻礦中所另含的其它礦物質,而你所準備的清洗液有可能與其它礦物質發生化學反應。那么,清洗出來的效果肯定就不一樣。因此,清洗輝銻礦也就要根據所掌握的情況適當調整或改用其它清潔液,不然就有可能恰得其反,也就像有些人所說的:“輝銻礦到老三手里就不一樣了”。其原因就在于此。

謝謝大家!

 


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