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1、漫话锑的“功”与“过”相信大家对于锑都应该不是特别陌生，因为在生活中它的应用实 在是太广泛了。锑制品无处不在，在搪瓷、玻璃、橡胶、涂料、颜料、 陶瓷、塑料中都能看见锑的身影。简单的说一下锑，它是第V主族元素，与砷、硒、碲、锗、硅等 元素一样常被视为半金属或者准金属。锑有四种同素异形体，分别为 灰锑、黑锑、黄锑和爆锑，后面的三种均不稳定。普通的常见锑即为 灰锑，外表呈银白色，断面则呈紫蓝色的金属光泽。锑是如此重要，那么，人们是怎么发现锑的呢？锑的发现，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
2、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。1930年以后，锑矿鼓风炉熔炼法成为生产金属锑的 重要方法。6070年代发展了多种挥发熔炼和挥发焙烧法。中国是世界上发现、利用锑较早的国家之一。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：“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)，中国发现了世界最大的锑矿产 一湖南锡矿山，但当
3、 时把锑误认为锡，故命名锡矿山，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
4、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气态还原熔炼的专利权。锑冶炼发展 至今，涌现出了许多的新技术，比如闪速熔炼、低温熔炼等等，技术 不断革新，相信锑冶炼工艺将会取得更大的突破。锑可是人类的大“功臣”。锑单质因为性脆，单独使用的时候很少， 一般都用于电镀，可以镀于铜层表面，生成易于抛光的与镀铭相似的 银白色镀层，只是表面硬度略低，可作装饰品用。锑主要以合金的形式运用，可增大合金硬度，如在铸铁中加入 0.20.4%的锑以增加其耐磨性；在铝硅镁合金中加入0.150.3%的锑 可提高其抗拉强度和韧性，锑铅合金大量用于蓄电池极板、轴承、印 刷活字、硬铅
5、、海底电缆包皮、家庭用具合金，还用于军事工业上制 造半导体及热电装置。由于其用途广泛，也被誉为“战略金属”。而锑最主要的用途却鲜为人知，那就是它是良好的灭火以及防火 材料。锑有独特的性质，即它能与氯及澳之类的卤素化合获得很好的 阻燃效果，作为灭火剂时它能在高温的环境下吐出白烟，短时间内就 能起到隔绝空气的作用，从而具有良好的灭火性能。历史上锑也为美 国的防火灭火事业立下了汗马功劳。在二战时期，美国使用了一万多 吨氧化锑来生产军用的防火剂。事实证明，美国的决策判断是正确的， 在之后的那些战乱纷争的岁月里，锑的确为美国保护了许多的军用工 程设施，从而为美国挽回了不小的损失。而现在呢，这些阻燃剂主要
6、用于塑料，含有锑阻燃剂的塑料用于 电子、汽车及仪器制造等行业。含锑阻燃剂还用于橡胶、织物粘结剂 及造纸工业上。这对于日益升温的地球具有举足轻重的意义。锑也是“掺杂能手”。在锂离子电池发展的今天，相信大家对LiCoO2应该不陌生吧，LiCoO2最先由Goodenough小组提出，它具 有典型的层状结构，是最早被商业化的锂离子电池正极材料。LiCoO2 即是典型的二维锂离子通道的正极材料。因此，改善LiCoO2的电化 学性能对于锂离子电池行业的发展具有重要的意义。有文献指出，在 LiCoO2材料中掺入锑和镁元素后材料的晶粒更加细化，层状结构更 加规整。在电性能方面，掺杂后材料的循坏性能和倍率性能都
7、得到了 较大的提高，其中同时掺杂Sb、Mg两种元素的样品其循环和倍率 性能最为优越。由此可见，掺杂Sb、Mg两种元素对于提高LiCoO2 材料的循环以及倍率性能有着重要作用。有色玻璃大家一定都知道，彩色玻璃会让人产生无限的幻想，诱 人的颜色成为众多玻璃制造商追求的目标。有色玻璃作为平板玻璃、 器皿玻璃以及光学玻璃 的主要产品，近几年来发展很快，产品也向 多颜色、多功能发展，并且已走向国际市场。有色玻璃标准公布后将 作为国家标准实施，将使广大用户可根据不同的用途选择颜色玻璃。 然而红色玻璃仅有铜红玻璃、硒镉红玻璃、金红玻璃、铁红玻璃几 种，硒镉红因为镉元素有一定的毒性，对人体造成伤害；铜红、铁红
8、、 金红不能显现出纯正的大红色。因此，产生了研制锑红玻璃来代替其 他红色玻璃的设想。实验证明，在合适的条件下，锑红玻璃的生产是 可以实现的。锑在医药方面也有应用，锑的化合物很早就作为药物使用，如酒 石酸锑钾可用于治疗血吸虫病，葡萄糖酸锑钠用于抗黑热病；在研究 治疗血吸虫病药物的同时，发现了氨羧类锑化合物的抗肿瘤活性。当然，锑也有令人害怕的一面，那就是它的毒性。莫扎特三十五 岁时在奥地利维也纳去世。有关他的死因众说纷纭。1991年10月16 日，一位英国医生研究发现，奥地利作曲家莫扎特可能是在医治抑郁 症和发烧时服用了水银和锑中毒而死。据路透社报道，这位名叫詹姆 士的医生将其研究成果报告给英国一
9、家医学协会时说，莫扎特一七九 一年显然是死于肺炎和肾功能衰竭。医生在治疗时很有可能使用了水 银和锑。现代医学认为水银是一种肾毒剂，而锑在当时的维也纳常常 受到砷的污染。锑砷化合物则有致命的危险。另外关于锑还有一个故 事，锑（antimony）的拉丁名称stibium和元素符号Sb均来自辉锑矿 的英文名stibnite。这个词的原意是“反对僧侣”，据说在古代西方国家 的一些僧侣中，曾有许多人患有癞病，他们试图服用含锑的辉锑矿来 治疗。可是许多服用辉锑矿的僧侣不但没有恢复健康，反而病情恶化， 一个个地死去。这些事例都说明了锑具有较大的毒性。那么，锑的毒性到底如何呢？锑会刺激人的眼、鼻、喉咙及皮肤，
10、 持续接触可破坏心脏及肝脏功能，吸入高含量的锑会导致锑中毒，症 状包括呕吐、头痛、呼吸困难，严重者可能死亡。国际氧化锑工业协 会早年运行的试验表明，老鼠若长时间暴露在含锑高浓度空气中，肺 部会产生炎症，近而染上肺癌。虽然至今尚未出现因吸入过量锑而染 上肺癌的个案，但仍不排除其对人体的潜在危险。2021年9月，世 界卫生组织规定，对水中锑含量和日摄入量应小于0.86微克/千克每 日。日本限定宝特瓶（宝特瓶是以聚对苯二甲酸乙二醇酯为材料所制 成的，俗称PET）中的锑含量应小于200ppm（百万分之），对热灌装 用的饮料，则禁用含锑的宝特瓶。欧盟则规定，食品中的锑含量应小 于20ppb，环保极PET纤维中的锑含量不得大于260ppm。事物都具有它的两面性，在锑如此重要的今天，如何才能防止锑 危害我们的生活，这将是科学家的又一研究课题。
