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1、锑1. 锑简介元素符号Sb，银白色金属，菱形晶体。在元素周期表中属VA族，原子序数51，原子量121.75，锑原子最外层电子结构为5S25P3，常见化合价为3、5和3。熔点为630.5，沸点为1365.0。锑是亲硫元素，但是与硫的亲和力小于铜、铁、锌、镍、钴、铬等。锑与砷无限互溶，在锑提取冶金中，锑与砷常不易彻底分离。锑矿资源主要分布在中国、俄罗斯、美国、墨西哥、南斯拉夫等地区。中国锑矿以湖南和广西等省区含量最高。锑在地壳中约为（0.2.）10%，锑矿石品位一般为225。锑的浓集系数为25000，是典型的聚集元素，可以富集形成单一锑矿床。自然界中含锑矿物约主要以四种形式存在：（1）自然金属和金
2、属互化物；（2）硫化物与硫盐矿物；（3）卤化物或含卤化物；（4）氧化物与氢氧化物。矿物名称化学式含锑量锑辉矿Sb2S371.4%锑华Sb2O383.3%锑赭石Sb2O478.9%硫氧锑矿Sb2S2O黄锑华Sb3O6(OH)黝铜矿Cu2Sb2S6硫锑铅矿Pb5Sb4S11脆硫锑铅矿Pb2Sb2S5环境系统中锑的存在状况环境系统浓度土壤1 mg/kg(世界平均值)1005000 mg/kg (矿产地)天然水体1 g/L温泉500 g/L海水0.20 g/L大气170 ng/m3污水处理厂2100 g/L蔬菜等植物2.21164 mg/kg2. 锑的工业用途锑的化合物在工业上的用途很广泛，它已成为多
3、种重要的化工原料，其中主要的工业化合物有三氧化二锑、三硫化二锑和锑的多种盐类。我国称三氧化二锑为锑白，主要用于搪瓷、颜料、油漆、塑料、陶瓷以及防火织物等制品工业，特别是作阻燃剂，用于防火制品。我国称三硫化二锑为生锑，主要用于安全火柴、弹药、鞭炮和橡胶工业。2.1 生锑生产生锑是一种纯净的针状结晶三硫化二锑，由高品位辉锑矿直接熔析生成。根据不同用途，生产不同的质量或品种。主要生产工艺为反射炉熔析法。（1） 工艺流程（2） 生产中间废物锑渣产物Sb2S3SiO2FeOCaO其它合计锑渣128.1630.5023.4014.503.44100.00锑渣232.1629.2018.3012.507.8
4、4100.00烟尘产物SbAsFeSPbSiO2CaO其它合计烟道尘60.070.00.10.20.40.70.81.20.10.210.50.81.236.826.2100.0布袋尘65.075.00.30.50.81.20.20.60.51.20.81.20.50.832.821.6100.02.2 碱性湿法炼锑 隔膜电积沉淀工艺 无隔膜电积沉淀工艺原理：Sb2S3+3Na2S=2Na3SbS3Sb2O3+6Na2S+3H2O=2Na3SbS3+6NaOH阳极反应： SbS33-+3eSb+3S2-4OH-4e2H2O+O2阳极总反应： 2Na3SbS3+6NaOH=2Sb+6Na2S+3
5、H2O+23O2阴极反应： 2H2O+eH2+2OH-废水种类：阳极废液含有Na+，S2-，SO32-，SO42-，S2O32-、CO32-等离子；阴极废液中含有杂质砷、锡等金属。7.风险危害大气、水体、土壤、植物体中的Sb，通过皮肤接触、呼吸、食物链等途径最终将进人人体及动物体内。锑及所有的锑化合物对人体都有毒性，Sb对人体的毒性作用是由于Sb与蛋白质内的巯基(一SH)具有很强亲和力，在人体内Sb与巯基(一SH)结合，抑制某些巯基酶如琥珀酸氧化酶的活性，干扰了体内蛋白质及糖的代谢，损害肝脏、心脏及神经系统，还对粘膜产生刺激作用。口服锑化合物或接触、吸入高浓度的锑尘与烟雾会引起急性锑中毒，主要
6、表现为食欲减退、口渴、呕吐、腹泻、腹痛、头晕、乏力及肢端感觉异常、肝肿大、血尿、痉挛、心律紊乱、血压下降、虚脱等现象。最常见的是慢性锑中毒，长期接触低浓度的锑及锑化合物粉尘或烟尘后会引起乏力、头晕、头痛、失眠、食欲减退、恶心、皮疹、腹痛、胃肠功能紊乱、胸闷、虚弱等慢性中毒症状；而长期吸入低浓度锑粉尘及锑烟雾可产生肺尘病。锑化合物对人体的免疫、神经系统、基因、发育等都具有潜在的毒性。此外，不同价态Sb的毒性也已经有了一定的研究。但是，总体上，当前的研究都主要是利用小动物进行实验室毒理实验等微观研究，事实上这种研究方法并不能真实反映Sb对人体的影响。因此，锑及其化合物对人体健康的具体影响及毒害机理
7、并不十分清楚，缺少有关的资料及科学依据。铋1. 铋简介铋，属于第五主族元素，原子序数83，原子量208.980，原子轨道排列：2,8,18,32,18,5.铋的原子价位1，3，+2，+4，+5，常见价态为+3。铋的熔点为271.4，沸点为1564。常温条件下，铋不与水、氧发生反应，铋可以与卤素直接作用生成BiX3。铋的还原电势为正值，即在电动序中铋位于氢后，所以铋不与非氧化性酸反应，地壳中铋的平均含量为0.008 mg/t，即每吨地壳物质中平均仅含0.008克铋，属于稀有元素。铋在自然界有少数游离金属存在，但它主要以化合态存在于矿石中，一般比的氧化物Bi2O3，硫化物Bi2S3，碱式碳酸盐(B
8、iO)2CO3。含铋的主要矿物是辉铋矿（Bi2S3）、铋华（Bi2O3）和菱铋矿(nBi2O3mCO2H2O，与锡、铅、碲、铜、砷、钨、钼等元素的硫化物共生，形成复杂的硫化物矿。2. 铋的工业生产铋的冶炼分为粗炼、精炼、电解精炼三个步骤。粗炼工艺通常包括还原熔炼、沉淀熔炼、混合熔炼，以得到纯度较高的粗铋产品，含有杂质包括As，Sb，Te，Pb，Cu，Zn，Sn和Ag。铋的精炼主要是使用三氯化铁-盐酸系统去除As，Sb及Cu等杂质，使Bi的含量达到90%以上。铋湿法冶金方法（1） 三氯化铁浸出-铁粉置换法改工艺材料消耗高，铁盒氯离子在溶液中大量积累，废液排放量大，处理难度高。（2）实例：株冶炼铋
9、工艺铋冶炼原料成分原料名称BiSFePbAsCuAgTeWO3CaOSiO3氧化铋矿301510-350.5-150.2-530.001-0.71.51-80.2-53-10硫化铋矿10-401510-350.5-15530.001-0.71.51-80.2-33-10氧化铋渣35-6015-308-151-3工艺流程：原料粗铋氧化出砷、锑通氯除铅加锌除银通氯除锌高温精炼3. 铋加工废水处理工艺（实例）进水水质出水水质处理工艺含重金属离子废水，首先进入调节池，然后进入中和反应沉淀池去除浓度比较高的离子，硫化反应沉淀池，将砷、铅、锌、铜、镉去除。含有残留离子的废水进入石灰氧化铁盐反应沉淀池进行氧
10、化去除，然后进入混凝反应池，通过投加絮凝剂将废水中没有完全沉淀的悬浮颗粒进一步沉淀。然后进入中间水池，使用机械过滤器、活性炭过滤器进一步去除水体中的悬浮物，提高水质。4. 铋的危害铋属微毒类。大多数化合物、特别是盐基性盐类，在消化道中难吸收。不溶于水，仅稍溶于组织液。不能经完整皮肤粘膜吸收。铋吸收后分布于身体各处，以肾最多，肝次之。大部分贮存在体内的铋，在数周以至数月内由尿排出。Te1 基本信息碲，原子序数52，第五周期A族（氧族），电子排布2-8-18-18-6，常见化合价-2、0、+2、+4、+6，其中+4最为常见。固相，密度6.25g/cm3，微毒性。2 物化特性碲有两种同素异形体，即黑
11、色粉末状、无定形碲和银白色、金属光泽、六方晶系的晶态碲（与锑相似），易脆易成粉末，有良好导电性及光导电性，在熔融态时易腐蚀铜、铁、不锈钢等，在所有的非金属同伴中，它的金属性是最强的。非挥发物质，空气中不易氧化。碲在空气中燃烧带有蓝色火焰，生成二氧化碲；可与卤素反应，但不与硫、硒反应。溶于硫酸、硝酸、氢氧化钾和氰化钾溶液。和熔融KCN反应产生K2Te。溶于水生成的氢碲酸具有类似氢硫酸的性质。碲也生成亚碲酸H2TeO3及相应的盐。用强氧化剂(HClO、H2O2)作用于碲或TeO2（稳定白色晶态），生成H6TeO6，它在160转变为粉末状H2TeO4，进一步加热则转变为TeO3。H6TeO6易溶于水
12、(25.3%)成为碲酸，是一种弱酸。它的化学性质很像硫和硒，有一定的毒性。在空气中把它加热熔化，会生成氧化碲的白烟。它会使人感到恶心、头痛、口渴，皮肤骚痒和心悸。天然碲有8个同位素，其中5种较稳定，3种呈放射性，在放射性核素中半衰期是最长的。3 存在形式碲是地壳中最稀有的固体稳定元素之一，其丰度约为1ug/kg。碲和硒的稀少是由于地球形成过程中自由氢的还原。碲矿主要有伴生矿床和独立矿床两种（世界上只有一个碲独立矿床位于中国四川省），多数情况下是伴生于铜、铅锌等金属矿产中，包括以金的碲化物的形式存在（如：碲金矿AuTe2，碲金银矿Ag3AuTe2，针碲金银矿AgAuTe4，等），也是金的化合形态
13、存在的主要途径（还有AuSb2、Au2Bi等）。其他的如碲镍矿NiTe2等也是碲的主要化合形态之一。中国现已探明伴生碲储量在世界处于第三位。4 发现简史由德国矿物学家米勒冯赖兴施泰因（F.J.Mller von Reichenstein）于1782年在研究德国金矿石时发现。5 生产来源工业上碲的最主要来源是粗铜电解精炼的阳极泥，其组成多为M2Te（M=Cu、 Ag、Au），每处理500吨铜矿石能产出0.45公斤碲。含碲约3%的阳极泥干燥后在250下进行硫酸化焙烧，然后在700使二氧化硒挥发，碲留在焙烧渣中。用水浸出硫酸铜，再用氢氧化钠溶液浸出，得到亚碲酸钠溶液。浸出液用硫酸中和，生成粗氧化碲沉
14、淀。两次重复沉淀氧化物，然后进行水溶液电解，可得含碲为98%99%的碲。在250通气情况下会发生如下反应：M2Te + O2 + Na2CO3 Na2TeO3 + 2M + CO2碲在水溶液中常以HTeO3形式存在，加入硫酸使其形成氧化物分离：HTeO3 + OH + H2SO4 TeO2 + SO42 + 2H2O通过电解或者与二氧化硫反应，还原生成单质碲：TeO2 + 2SO2 + 2H2O Te + SO42 + 4H+碲的最高价格在2006年达到$100一磅（约0.45kg），预计在2025年出现供应缺口。World_Tellurium_Production_20066 应用领域碲消费量的80%是在冶金工业中应用：钢和铜合金加入少量碲，能改善其切削加工性能并增加硬度；在白口铸铁中碲被用作碳化物稳定剂，使表面坚固耐磨；含少量碲的铅，可提高材料的耐蚀性、耐磨性和强度，用作海底电缆的护套；铅中加入碲能增加铅的硬度，用来制作电池极板和印刷铅字。碲可用作石油裂解催化剂的添加剂以及制取乙二醇
