锑元素介绍及应用

1、锑元素介绍及应用锑(Sb)为银白色金属，菱形晶体。1908年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%。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为蓄 电池极度板、印刷铅字、铅板、铅管、枪弹、轴承锑是一种银灰色的金属，在常温下是一种耐酸物质，其比重6.68、熔点630.5C、沸 点1590C，性脆，无延展性，是电和热的不良导体，在常温下不易氧化，有抗腐蚀性能。 锑在合金中的主要作用是增加硬度，常被称为金属或合金的硬化剂。锑及锑化合物首先使用 于耐磨合金、印刷铅字合金及军火工业。随着科学技术的

2、发展，现在已被广泛用于生产各种 阻燃剂、搪瓷、玻璃、橡胶、涂料、颜料、陶瓷、塑料、半导体元件、烟花、医药及化工等 部门产品。冶炼锑金属矿物原料主要有辉锑矿、方锑矿、锑华等10种锑矿物。中国锑矿资源丰 富，储量、产量(锑精矿、锑金属)、出口量等，在世界上均占有重要地位。一、锑矿原料特点锑在地壳中平均含量为0.5X10 6或0.2X10 6(泰勒,1964)或0.62X10 6(黎彤， 1976)。在岩浆岩中锑的平均含量低于克拉克值，只是在酸性岩中接近克拉克值；在沉积岩 中锑明显地聚集于泥质岩石中，富集于铝土矿(1.9X 10 62.3X106)、磷灰岩(1.2X10 6)、黑色页岩(300X10

3、 6)、煤(30X10 6)及煤灰(200X10 6)。锑属亲铜元素，但也有一定的亲氧性，具有两性元素特性。其离子主要为Sb3+，也 有Sb5+。在自然界里，锑主要形成硫化物(如Sb2S3),少数形成氧化物和含硫盐类(如Sb2O3、 SbS33等)。锑与铋有相近的地球化学特征，在辉锑矿中Sb2S3与Bi2S3能进行广泛地混 合。辉锑矿与辰砂经常密切共伴生，形成锑汞矿床。锑在表生作用中易与氧结合，辉锑矿氧 化后形成溶解度极低的锑华、锑锗石和黄锑华等，所以锑在表生作用下不发生显著的迁移。锑在自然界中约有120多种锑矿物和含锑矿物，主要以4种形式存在，即自然化合 物与金属互化物，如自然锑、神锑矿；硫

4、化物及硫盐类，如辉锑矿、硫铜锑矿、硫锑铁矿、 辉锑铁矿、黝铜矿、车轮矿、硫锑铅矿、脆硫锑铅矿、斜硫锑铅矿、硫锑银矿、辉锑银矿、 辉锑铅银矿、硫汞锑矿、硫氧锑矿等；卤化物或含卤化物，如氯氧锑铅矿等；氧化物， 如锑华、黄锑华、锑赭石、锑钙石、水锑钙石、方锑矿等。二、矿石工业要求目前，在地壳上虽然已发现锑矿物和含锑矿物达120多种，但具有工业利用价值的适 合现今选冶条件，含锑在20%以上的锑矿物仅有10种，即辉锑矿（含Sb71.4%）、方锑矿（含 Sb83.3%）、锑华（含Sb83.3%）、锑赭石（含Sb74%79%）、黄锑华（含Sb74.5%）、硫氧锑矿（含 Sb75.2%）、自然锑（含Sb100

5、%）、硫汞锑矿（含Sb51.6%）、脆硫锑铅矿（含Sb35.5%）、黝铜矿 （含Sb25%）。其中，辉锑矿是锑的选冶最主要的矿物原料。锑矿类型划分，在地质勘探过程中应将矿石划分为自然类型和工业类型。锑矿石的自 然类型，可分为氧化矿石、混合矿石、原生矿石3种，其标准按锑氧化率（%）划分：氧化矿 石50%，混合矿石30%50%,原生矿石30%。锑矿石的工业类型，根据我国锑矿床物质成 分特点，有的以锑为主的单一矿床，更多的是多组分共伴生矿床，有的锑与金、汞、钨等共 伴生。故锑矿石工业类型有：单一锑、锑金、锑汞、锑金钨、锑钨等类型。锑矿一般工业要求：边界品位，含Sb0.7%；工业品位，含Sb1.5%；

6、可采厚度N1m； 夹石剔除厚度N2m。这个工业要求指标，仅供详查和勘探初期阶段参考。凡提供矿山建设依 据的地质勘探报告，勘探的矿床所采用具体工业指标，应由地质勘探单位提出初步意见，并 附必要的地质资料，由工业部门委托矿山设计部门进行经济核算和比较研究，由省以上工业 主管部门确定。当锑矿床中的伴生组分达到下列含量时，应注意综合评价。锑矿床中伴生组分品位：Au0.1g/t、WO30.05%、Hg0.005%、Pb0.2%、Zn0.4%、As0.2%、 S2%、 Cu0.1%、 Sn0.08%、 Ag2g/t、 Bi0.02%、 Se0.001%、 Co0.1%、 Ni0.1%、 CaF25%、 B

7、aSO45%。三、矿业简史锑矿的发现，约于公元前18世纪在匈牙利曾发现的小锑块，但在很长时间，人们并 未真正地认识这种金属。1556年德国冶金学者阿格里科拉（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） 记述了锑与硫化锑的提取方法。18世纪已用焙烧还原法炼锑，1896年制出电解锑。193。年 以后，锑矿鼓风炉熔炼法成为生产金属锑的重要方法。6。70年代发展了多种挥发熔炼和 挥发焙烧方法。中国是世界上发现、利用锑矿较早的国家之一。据汉书食货志记载：“王莽居摄，变汉制，铸作钱币均用铜，淆以连锡”。史记记载：

8、“长沙出连锡”。秦墓出土文物的秦代 箭，经光谱分析含锑，由此可知中国对锑的利用很早，当时不叫锑，而称“连锡”。明朝末 年（1541年）发现了世界最大的锑矿产地一一湖南锡矿山，但当时把锑误认为锡，故锡矿山 以此得名，至清光绪16年（1890）经化验始知是锑。光绪23年（1897），创办“积善”厂， 为锡矿山最早的锑炼厂，使我国的“连锡”转入锑生产的时代。1908年湖南华昌公司从法 国引进挥发焙烧法，开始用此法炼锑。随着机械制造业的兴起，锑的用途和需求量扩大，继 开发锡矿山之后又先后开发了湖南桃江板溪、新邵龙山、桃源沃溪等地锑矿，使湖南锑业居 全国之首。接着，黔、滇、桂等省区也相继开采一些锑矿。从

9、1908年以后数十年间，中国 产锑量常占世界总产量50%以上，仅就锡矿山自19121935年间的锑品产量占世界产量的 36.6%,占全国的60.9%。1942年中国著名的有色金属冶金学家，世界最早的锑冶金专家之 一王宠佑与美国人霍德森（Hodson）共同取得飘浮熔炼一一气态还原熔炼的专利权。新中国成立之后，对锑矿进行了大规模的地质勘探和开发，并发展了硫化锑精矿鼓风 炉挥发熔炼。我国锑矿储量和产量均居世界首位，并大量出口，生产高纯度金属锑（含锑 99.999% ）及优质特级锑白，代表着世界锑业先进生产水平。一、资源状况中国是世界上锑矿资源最丰富的国家之一。现已探明有储量的矿区111处，分布于 1

10、8个省区。累计探明储量（Sb金属，下同）343.4万t,截至1996年底保有储量为278.16 万t,其中A+B+C级（或称工业储量）为103.09万t,占37.1%。以我国A+B+C级锑矿储量同 世界各国家的锑矿储量基础相比，居世界第1位。二、储量分布我国锑矿分布从大区来看，以1996年保有储量统计，主要集中在中南区，占全国锑 矿储量的68.7%，居首位。其次是西南区占21.3%,西北区占8.3%，华东、东北、华北的锑 矿很少，3个区合计占1.7%。就各省区来看，储量占有依次为：广西115.57万t、湖南56.21 万t、云南28.46万t、贵州23.93万t、甘肃15.29万t, 5省区合

11、计储量239.46万t,占 全国锑矿总储量的86.1%。其次，广东12.2万t、陕西7.87万t、河南5.14万t、西藏4.43 万t,这4个省区合计储量29.64万t,占10.7%。内蒙古、吉林、黑龙江、浙江、安徽、 江西、湖北、四川、青海等9省区的储量很少，合计仅占3.2%。表3.16.1和图3.16.1示 出我国主要的锑矿床储量及其开发利用情况和主要矿产地的分布。三、资源特点锑矿是中国的优势矿产资源之一，具有以下一些主要特点：（1）储量丰富，矿床多、规模大中国是世界上锑矿资源最丰富的国家之一，储量、产 量均居世界首位。世界上知名的大型锑矿床54个，中国就有15个。我国现已探明的锑矿区 1

12、11个，其中大型、超大型锑矿床探明的锑矿储量占全国累计探明的锑矿总储量的81%。（2）成矿环境优越，具有形成大型、超大型矿床的成矿条件世界锑矿主要集中分布在 环太平洋构造成矿带、地中海构造成矿带、中亚天山构造成矿带，其中环太平洋构造成矿带 集中了世界77%的锑储量。中国锑矿在这三大成矿带中均有分布。特别是环太平洋构造成矿 带的重要组成部分，湘、桂、滇、黔等省区的一些大型、超大型矿床，集中分布于环太平洋 构造成矿带西岸。如超大型矿床有湖南锡矿山锑矿田、广西大厂锡铅锌锑矿田以及一批大型 矿床（锑储量均在10万t以上），如湖南安化渣滓溪锑矿、沅陵湘西（沃溪）金锑钨矿，广西 河池五坪箭猪坡锑矿、南丹茶

13、山锑矿，贵州晴隆锑矿、独山半坡锑矿，云南广南木利锑矿。（3）锑矿分布高度集中现已探明的超大型和大中型锑矿床集中分布在湘、桂、滇、黔、 甘5省区，占全国探明锑矿区的67%，储量占全国锑总储量的86.1%。（4）锑矿工业类型的储量构成，以单锑硫化物矿床为主，占全国锑总储量的67%，其 特点是规模大，以大中型为主，有的为超大型（如锡矿山锑矿田），矿石成分简单、品位富， 以辉锑矿为主，易采易选易炼，经济价值巨大；锑金钨等共生矿床，占全国总储量的21%， 规模以中小型为主，个别的为大型（如湖南沃溪金锑钨矿床），矿石成分较复杂，以辉锑矿、 自然金、白钨矿、黑钨矿为主，颇有综合利用价值；镣复）硫盐多金属伴生

14、矿床，占全国锑 总储量的12%，规模以中小型为主，个别的为大型（如广西大厂龙头山、茶山等矿床），矿石 成分复杂，综合利用价值大，但属难选冶矿石类型。（二）广西大厂锡多金属伴生锑矿大厂锡多金属矿田位于广西南丹县境内。矿区发现、开采，历史悠久，唐、宋、明、 清年间均有采炼活动。唐朝产银，宋朝开始产锡。（三）贵州半坡锑矿半坡锑矿区位于贵州省独山县城东约14km处，矿区面积2km2,为大型锑矿床，累计 探明锑储量14.31万t。地质工作始于1959年。从1974年起由贵州地质勘探公司三队和物 探队进行地质勘探工作。1981年完成初勘，1986年提交详勘报告。（四）贵州晴隆锑矿晴隆锑矿区位于贵州省晴隆县

15、大厂乡，故也称晴隆大厂锑矿，是西南地区的大型锑矿 之一，累计探明锑储量19.96万t。（五）云南木利锑矿木利锑矿区位于云南省广南县南东东，直距32km的河谷南坡，是西南有色地质勘查 局于“七五”期间探明的大型富锑矿床，累计探明锑储量17.39万t。矿区位于右江褶皱带西端，文山-广南-富宁弧形褶断带北东侧。矿田出露地层主要为 寒武系、泥盆系及二叠系，赋矿层位为下泥盆统坡脚组中段强硅化:礁）灰岩，区内褶皱、断 裂十分发育，展布方向与主构造线方向基本一致。（六）甘肃崖湾锑矿崖湾锑矿区位于甘肃省西和县城西南71km处，为西北地区的大型锑矿，累计探明锑 储量14.94万t。矿区锑矿的发现，1958年当地

16、群众找矿炼铁，在崖湾上玄沟采掘铁帽，于深部发现 辉锑矿。1974年由西北冶金地质勘探公司二队提交了西和县崖湾锑矿床地质勘探总结报 告，探明为大型锑矿床。“七五”期间，由甘肃省自筹资金建矿开采。70年代，在生产矿区进行补充勘探和在矿区深部、周边地段进行详查和初勘，为矿 山开采准备接续资源。同时，在若干地区开展普查、详查工作，有的转入到初勘或详勘，如 湖南渣滓溪大型锑矿床、贵州半坡大型锑矿床、广西马雄中型锑矿床、甘肃崖湾大型锑矿床 等。80年代以来至今，锑矿地质勘查工作的特点，从过去勘查地表矿、浅部矿转入到以 寻找隐伏矿为目标的进行区带普查找矿。采取地质遥感、航空物探、化探扫面等技术方法和 地质综

17、合研究进行区带成矿预测，表明湘中、湘西和秦岭等地区具有很大的找矿潜力，并勘 查了一些大中型锑矿床。特别是在老矿区（田）开展二轮找矿地质勘查工作取得了显著的找矿 效果，为生产矿山增加了新的储量。如湖南发现锡矿山“整合型”层状矿体与矿区内北东向 控矿断裂之间，矿体“融合”膨大并沿断裂向下延深，形成“交错型”的所谓“带状”矿体， 发现原来“沿层”的三号矿体沿断裂展布，从而增加10余万t的锑储量，等于勘查出一个 大型锑矿床的储量。（1）第I勘探类型矿体规模巨大（走向长1000m，倾斜长800m）,形态简单的似层状， 厚度与产状均稳定，有用组分均匀。（2）第11勘探类型矿体规模大（走向长N600mW10

18、00m,倾斜长N400W800m）巨 大型，形态较简单至简单的似层状和厚脉状。产状变化不大，厚度较稳定，矿化基本连续， 有用组分分布均匀到不均匀。（3）第III勘探类型矿体规模一般为中型（走向长N300mW600m，倾斜长N200W400m）,少数为大型，形态复杂到较简单的脉状、板脉状。矿层厚度较稳定到不稳定，矿化 不连续，有用组分分布不均匀到很不均匀。第IV勘探类型矿体规模较小(走向长V300m，倾斜长V200m),形态复杂到很复杂， 矿化很不连续的小矿脉，小扁豆状、透镜状、柱状等矿体。厚度很不稳定，有用组分分布很 不均匀。二、矿山开采我国锑矿开采，绝大多数矿山是地下开采，露天开采很少，仅有

19、极个别的矿山先露天 开采而后也转入地下开采。地下开采的锑矿山开拓方式以竖井为主，但也有的采用斜井、平硐及联合开拓等。如 我国大型锑矿山锡矿山矿务局南、北两矿锑矿开采均用上盘竖井开拓。井下运输、提升、通 风、排水等系统都比较完善。地下采矿方法，各矿山根据矿床地质条件，矿体产状、形态则采用各自的采矿方法。 如湖南锡矿山为胶结充填法、杆柱护顶砂浆充填法。贵州晴隆锑矿，留不规则矿柱的全面采 矿法。广西大厂长坡矿，分段空场法、留矿法。三、选矿与加工锑矿选矿方法，主要有手选、重选、浮选等方法。其中，以采用浮选的选矿厂为较多， 其次为手选，采用重选的选厂较少。少数选矿厂采用单一浮选流程，大多数选矿厂采用联合

20、 流程，如手选一浮选流程、手选一重选一浮选流程。锑的冶炼方法有火法和湿法两种。我国用的矿物原料，主要是硫化矿(辉锑矿)，其次 是氧化矿和复杂锑铅矿(主要是脆硫锑铅矿)。这些矿石通常要用选矿方法选出富块矿和精矿 进行冶炼。火法炼锑硫化矿经挥发焙烧或挥发熔炼，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。锑氧生产有4种方法：硫化锑块矿的挥发焙烧；硫化锑精矿闪速挥发焙烧； 硫化锑精矿鼓风炉挥发熔炼；硫化锑精矿旋涡炉挥发熔炼。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很少，配入煤和少量纯 碱(Na2CO3)，在反射炉内还原熔炼成粗锑。如

21、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。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 和其他有价值金属。沉淀熔炼此法适于处理富矿，不宜处理含铅的矿石。小规模生产多用坩蜗炉，大 规模生产用反射炉，有的厂用电炉。氧化锑矿石熔炼用鼓风炉熔炼成粗锑，鼓风炉适应范围大，可以处理难熔矿石， 对矿石品位要求不严格，还允许氧化矿石中混有部分硫化矿。熔炼时以铁矿石、石灰石为熔 剂，以焦炭为还原剂，产出粗锑。复杂锑铅矿石熔炼这是一种难冶炼的矿石类型，广西大厂以脆硫锑铅矿为原料， 采用沸腾炉焙烧，反射炉还原熔炼，所产粗合金吹炼挥发锑、锑烟尘还原熔炼精炼生产高铅 锑、精铅进行电解产精铅的方法。经过10多年的生产实践，已日趋成熟，为复杂的锑铅矿 的处理积累了宝贵经验。火法炼锑是国内外传统采用的生产工艺，但由于在冶炼过程中，神、硫污染环境严重， 因此迫使研究应用新的湿法工艺。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。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