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锑（化学元素）

银白色有光泽的硬脆金属（常制成棒、块、粉末等各种形状）。它具有鳞片状晶体结构。在潮湿空气中逐渐失去光泽，在强热下燃烧成白色氧化锑。易溶于王水，溶于浓硫酸。相对密度6.68，熔点630，沸点1635，原子半径1.28，电负性2.2。

锑（英语：Antimony，拉丁语：stibium）是一种有毒化学元素，元素符号为Sb，原子序数为51。它是一种具有金属光泽的准金属，在自然界中主要存在于硫化矿物辉锑矿（Sb2S3）中。目前已知，锑化合物在古代就被用作化妆品。 [1] 古代也有金属锑的记载，但当时被误认为是铅。大约在17 世纪，锑被认为是一种化学元素。

20世纪末以来，中国已成为世界上最大的锑及其化合物生产国，其中大部分产自湖南省冷水江市的锡矿。锑的工业生产方法是先将其焙烧，然后在高温下用碳还原，或直接用金属铁还原辉锑矿。

铅酸蓄电池中使用的铅锑合金极板。锑与铅和锡形成合金，可改善焊接材料、子弹和轴承的性能。锑化合物是多种含氯和含溴阻燃剂的重要添加剂。锑还广泛应用于新兴微电子技术，例如AMD 显卡制造。 [1-2]

1、历史

锑的炼金符号是形状[3] 公元前3100年埃及前王朝时期，化妆品刚刚发明时，三硫化锑被用作化妆品的眼影粉。

在迦勒底（今伊拉克）的蒂罗克发现了一个可追溯到公元前3000 年的史前锑制花瓶碎片，而在埃及发现了可追溯至公元前2500 年至2,200 年的镀锑青铜器皿。奥斯汀在1892 年赫伯特·格莱斯顿的演讲中说道：“我们只知道锑现在是一种非常脆的金属，很难被塑造成实用的花瓶，所以这个发现值得一提。”（上面的花瓶碎片）代表了失去了使锑具有延展性的方法。”然而，莫里并不相信该碎片实际上来自花瓶，在1975 年发表他的分析后，斯里·塞利姆哈诺夫试图将这块金属与外高加索的天然锑联系起来，但一切都没有成功。这极大地削弱了锑在古代技术下具有可塑性这一观点的可信度。

欧洲人Vannoggio Biringuccio 于1540 年在《火焰学》 (De la pirotechnia) 中首次描述了提炼锑的方法，该书早于Agricola 的著名著作《论矿冶》 (De re Metallica)。阿格里科拉在这本书中错误地记录了金属锑的发现。 1604年，德国出版了一本名为《Currus Triumphalis Antimonii》（直译为《胜利战车锑》）的书，介绍了金属锑的制备方法。据说，15世纪，一位笔名巴西利乌斯·瓦伦丁（Basilius Valentinus）的圣本笃会修道士曾提到过制造锑的方法。如果这是真的，那么它早于Biringuccio。

一般认为，纯锑是由Jbir ibn Hayyn 在8 世纪首次生产的。然而，争议仍然存在，译者马塞兰·贝特洛声称贾比尔的书中没有提到锑，但其他人认为贝特洛只翻译了一些不重要的作品，而最相关的那些（可能描述锑）尚未翻译，其内容是仍然未知。

1783 年，瑞典裔英国科学家威廉·亨利·布拉格(William Henry Bragg) 首次记录了地壳中天然存在的纯锑。各种样品采自瑞典西曼兰省萨拉的萨拉银矿。 [4]

2、理化性质

物理性能

固体物质密度（接近室温） 6.697 g·cm 液体密度熔点6.53 g·cm 熔点903.78K, 630.63C, 1167.13F 沸点1860K, 1587C, 2889F 熔化热19.79kJ ·mol 汽化热193.43 kJ·mol 比热容25.23 J·mol·K 蒸气压

压力/Pa1101001 k10 k100 k 温度/K8078761011121914911858 化学性质

锑是一种氮族元素（第15族），电负性为2.05。根据元素周期律，其电负性比锡、铋大，比碲、砷小。锑在室温下在空气中稳定，但加热时可与氧气反应生成三氧化二锑。 [5]

锑是一种灰色金属，具有银色光泽，莫氏硬度为3。因此，纯锑不能用来制造坚硬的物体：我国贵州省于1931年发行锑币，但由于锑易磨损，流通过程中损失严重。锑在正常条件下不与酸发生反应。

目前，已知的锑有四种同素异形体：稳定金属锑——和三种亚稳态锑（爆炸锑、黑锑和黄锑）。锑金属是一种银白色有光泽的脆性金属。通过缓慢冷却熔融的锑，金属锑将形成三方晶体，其与砷的灰色同素异形体同晶。电解三氯化锑可生产稀有爆炸性锑。用锋利的器具刮擦会引起放热化学反应，释放出白烟并生成金属锑。如果用杵在研钵中研磨，就会发生剧烈的爆炸。黑锑是由金属锑蒸气快速冷却而形成的。其晶体结构与红磷、黑砷相同，在氧气中易氧化甚至自燃。当温度降至100时，逐渐转变成稳定的晶型。黄锑是最不稳定的一种，只有在-90下氧化锑化氢才能得到。在该温度和环境光的影响下，亚稳态同素异形体转化为更稳定的黑锑。 [6]

金属锑的结构为层状结构（空间群：R3m No.166），每层均含有相连的褶状六元环结构。最近和次近的锑原子形成变形的八面体，同一双层中的三个锑原子彼此之间的距离比其他三个稍近。这种相对较近的距离使得金属锑的密度达到6.697g/cm，但层间的弱键也使其变得软而脆。 [5]

同位素

锑有两种稳定同位素，Sb的自然丰度为57.36%，Sb的自然丰度为42.64%。锑的放射性同位素还有35种，其中Sb的半衰期最长，为2.75年。此外，迄今为止还发现了29种亚稳态。其中最稳定的是Sb，半衰期为60.20天。它可以用作中子源。比稳定同位素Sb 轻的同位素往往会发生 衰变，而较重的同位素则更容易发生 衰变。当然也有一些例外。 [4]

3、生产

生产国

根据英国地质调查局2005年的报告，中华人民共和国是世界上最大的锑生产国，占世界总量的84%，远远超过南非、玻利维亚和塔吉克斯坦。湖南省冷水江市锡矿是世界上最大的锑矿，预计储量达210万吨。 [7]

2010年，根据美国地质调查局的数据，中国生产了全球88.9%的锑。 [8]

2010年各国锑产量

全国产量（吨）占比（%） 中华人民共和国120,00088.9 南非3,0002.2 玻利维亚3,0002.2 俄罗斯3,0002.2 塔吉克斯坦2,0001.5 其他国家4,0003.0 全球135,000100.0 然而，英国洛斯基矿业咨询公式2010年，中国估计占全球锑初级产量的76.75%（全球总量为120,462吨，其中公开报道的9万吨，未报道的30,462吨），其次是俄罗斯（4.14%和6,500吨）、缅甸（占比3.76%，产量5,897吨）、加拿大（占比3.61%，产量5,660吨）、塔吉克斯坦（占比3.42%，产量5,370吨）、玻利维亚（占比3.17%，产量4,980吨） ）。

Loskey估计2010年全球锑二次产量为39,540吨。

英国地质调查局在2011年下半年将锑列为其风险清单的首位。该清单代表了如果化学元素供应不稳定，对维持英国经济和生活方式的相对风险。根据Loskey公司的报告，2014年中国锑产量下降，未来不太可能增加。中国大约有十年没有开发重要的锑矿，这一重要的经济储备资源将很快耗尽。

与此同时，欧盟还在2011年的一份报告中将锑列为12种关键原材料之一，主要是因为中国以外的锑产量很少。

以下是Loskey提供的2014年全球主要锑生产商：

2014年主要锑生产商

全国公司产量（吨/年） 中国闪锑矿业（原锡矿闪星锑业） 2,750 玻利维亚地块5,460 加拿大比弗布鲁克6,000 中国布鲁克投资集团55,000 中国湖南郴州矿业20,000 中国华西集团20,000 中国沉阳华昌锑业15,000 哈萨克斯坦卡辛克1,000 吉尔吉斯斯坦Kadamdzhai 500 老挝SRS 500 墨西哥美国锑70 缅甸许多6,000 俄罗斯GeoPDroMining 6,500 南非Murchison Associates 6,000 塔吉克斯坦YUnzob 5,500 泰国未知600 储量

据美国地质调查局统计，全球锑矿资源将在13年内耗尽。但美国地质勘探局预计在此期间将发现更多锑矿床。

2010年世界锑储量

国家储量比例（吨）（%） 中华人民共和国950,00051.88 俄罗斯350,00019.12 玻利维亚310,00016.93 塔吉克斯坦50,0002.73 南非21,0001.15 其他国家150,0008.19 全球1,831,000100.0 生产过程

从矿石中提取锑的方法取决于矿石的质量和成分。大多数锑以硫化物矿石的形式存在。低品位矿石可采用泡沫浮选法富集，高品位矿石则加热至500600，使辉锑矿熔化，从脉石中分离出来。可以使用铁屑还原锑并将其从天然硫化锑中分离出来：

Sb2S3 + 3Fe 2Sb + 3FeS

三硫化锑比三氧化二锑稳定，因此容易转化，焙烧后又恢复为硫化物。这种材料直接用于许多应用，可能的杂质是砷和硫化物。可以通过碳的热还原从其氧化物中提取锑：

2Sb2O3 + 3C 4Sb + 3CO2

低品位矿石在高炉中还原，高品位矿石在反射炉中还原。 [4]

4、化合物

锑化合物通常分为两类：+3价和+5价。与砷同属主族，其+5氧化态较稳定。 [9]

氧化物和氢氧化物

锑在空气中燃烧可制得三氧化二锑。在气相中，它以二聚体Sb4O6 的形式存在，但在冷凝时会形成聚合物。五氧化二锑只能通过用浓硝酸氧化三价锑化合物来生产。锑还可形成混合价化合物——四氧化二锑，其中锑为Sb(III)和Sb(V)。与磷和砷不同，这些氧化物是两性的，不会形成明确的含氧酸，而是与酸反应形成锑盐。

锑酸（Sb(OH)3）尚未生产，但其共轭碱亚锑酸钠（[Na3SbO3]4）可以通过熔融氧化钠与三氧化二锑反应来生产。还制备了过渡金属锑矿。锑酸只能以水合物HSb(OH)6的形式存在，其形成的盐含有Sb(OH)6。这些盐脱水得到混合氧化物。 [10]

许多锑矿石都是硫化物，如辉锑矿（Sb2S3）、深红色银矿（Ag3SbS3）、辉锑矿、脆性硫锑矿和硫锑矿等。五硫化锑是一种非化学计量化合物。锑处于+3氧化态并含有S-S键。已知有几种硫代锑酸盐，例如[Sb6S10]和[Sb8S13]。

卤化物

锑可以形成两种类型的卤化物：——SbX3 和SbX5。三卤化物（SbF3、SbCl3、SbBr3 和SbI3）的空间构型均为三角锥体。三氧化锑与氢氟酸反应可制得三氟化锑：

Sb2O3 + 6HF 2SbF3 + 3H2O

这种氟化物是一种路易斯酸，可与氟离子结合形成络离子SbF4 和SbF5。熔融三氟化锑是弱导体。三氯化锑由三硫化锑溶解于盐酸中制得：

Sb2S3 + 6HCl 2SbCl3 + 3H2S

气态五卤化物（SbF5 和SbCl5）的空间构型是三角双锥体。但转化为液态后，五氟化锑形成聚合物，而五氯化锑仍然是单体。五氟化锑是一种强路易斯酸，可用于制备著名的超强酸氟锑酸（HSbF6）。

卤氧化锑比砷和磷更常见。三氧化二锑溶解在浓酸中，然后稀释形成锑基化合物，如SbOCl和(SbO)2SO4。 [11]

锑化物、氢化物和有机锑化合物

这类化合物通常被视为Sb的衍生物。锑的金属性不强，能与金属形成锑化物，如锑化铟（InSb）、锑化银（Ag3Sb）、锑钯矿（Pd5Sb2）、方锑金矿（AuSb2）、红锑镍矿（NiSb）等。等待。碱金属和锑化锌，如Na3Sb和Zn3Sb2，比上述物质活性更高。用酸处理这些锑化物可以产生不稳定的气体锑化氢（SbH3）。

锑化物一般通过共价键连接，共价键是电子云的重叠，因此共价键最本质的分类就是它们的重叠。 键、键、键在有机化合物中，共价键通常根据共享电子对的数量分为单键、双键和三键。单键是键；双键和三键均含有键，其余1或2个为键。然而，该方法不适用于无机锑化合物。原因是无机锑化物中经常出现的共轭体系（离域键）使得很难确定两个原子之间共享的电子对的数量。因此，无机物中常以平均键级作为键能的粗略标准。

Sb3+3H=SbH3

有机锑化合物一般可以通过卤化锑与格氏试剂的烷基化反应来制备。大量三价和五价有机锑化合物——是已知的，包括混合的氯化衍生物，以及以锑为中心的阳离子和阴离子。例如，Sb(C6H5)3(三苯基锑)、Sb2(C6H5)4(含有Sb-Sb键)和环状[Sb(C6H5)]n。五配位有机锑化合物也很常见，例如Sb(C6H5)5和一些类似的卤化物。 [4]

5、应用

60%的锑用于生产阻燃剂，20%的锑用于制造电池中的合金材料、滑动轴承和焊接剂。

阻燃剂

锑的主要用途是其氧化物三氧化二锑用于制造耐火材料。除含卤高分子阻燃剂外，几乎都与卤化物阻燃剂并用。三氧化二锑形成卤化锑的过程可以减缓燃烧，因此具有阻燃作用。这些化合物与氢原子、氧原子和羟基自由基发生反应，最终灭火。这些阻燃剂在商业上用于儿童服装、玩具、飞机和汽车座套。它还在玻璃纤维复合材料（俗称FRP）行业中用作聚酯树脂的添加剂，例如轻型飞机的发动机盖。树脂遇火会燃烧，但一旦火被扑灭，树脂就会自行停止燃烧。 [12]

合金

锑可以与铅形成一种多功能合金，与锑相比，其硬度和机械强度有所提高。在大多数使用铅的情况下，会添加不同量的锑来制造合金。在铅酸电池中，这种添加剂会改变电极的性能并减少放电过程中氢副产物的形成。锑还用于减磨合金（如巴氏合金）、子弹头、铅子弹头、网络电缆护套、铅型合金（如Linotype排字机）、焊料（某些无铅焊料含5%锑）、铅锡合金锑合金，以及用于硬化管风琴的无锡合金。 [13]

其他应用

其他锑几乎专门用于下述三个领域。第一个应用是生产聚对苯二甲酸乙二醇酯的稳定剂和催化剂。第二个应用是作为澄清剂，去除玻璃中的微小气泡，主要用于电视屏幕的制造；这是因为锑离子与氧气的接触阻止了气泡的继续形成。第三个应用是颜料。锑在半导体工业中的应用不断增长，主要作为超高导电率n 型硅片的掺杂剂，这是一种用于生产二极管、红外探测器和霍尔效应元件的材料。 20世纪50年代，铅锑合金珠被用来涂装NPN型合金结晶体管的发射器和接收器。锑化铟是一种用于制造中红外探测器的材料。

锑几乎没有生物或医学应用。主要成分为锑的药物称为锑剂，属于催吐剂。锑化合物也用作抗原虫剂。酒石酸锑钾（俗称酒石）自1919年起用于治疗血吸虫病，逐渐被吡喹酮所取代。锑及其化合物用于多种兽药中，例如阿苏马林（硫代苹果酸锑锂）作为反刍动物的皮肤调理剂。锑可以滋养和调节角化组织，至少在动物中是这样。

含锑药物也被用作治疗牲畜利什曼病的选择之一，例如锑酸葡胺。不幸的是，它不仅治疗指数低，而且很难进入一些利什曼原虫无鞭毛体所在的骨髓，因此无法治愈影响内脏器官的疾病。由金属锑制成的锑丸曾被用作药物。但当其他人从空气中摄入它时，可能会导致中毒。

三硫化锑用于一些安全火柴的火柴头。锑124 和铍一起用于中子源：锑124 会发射伽马射线，从而引发铍的光降解。以这种方式释放的中子的平均能量为24 keV。硫化锑已被证明可以稳定汽车刹车片材料的摩擦系数。锑还用于制造子弹和子弹追踪器。该元素也用于传统装饰，例如绘画和艺术玻璃作品。它在20世纪30年代之前被用作牙釉质的乳浊剂，但在多次中毒后不再使用。

6、安全

锑及其许多化合物具有毒性，其作用机制是抑制酶活性，与砷类似；与砷和铋同属一族，三价锑的毒性比五价锑更大。但锑的毒性比砷小得多，这可能是砷与锑的摄取、代谢和排泄过程存在巨大差异所致：例如三价锑和五价锑在消化道中的吸收高达20%。 %;五价锑在细胞内不能定量还原为三价锑（实际上三价锑在细胞内会被氧化为五价锑）；由于体内不能发生甲基化反应，五价锑主要排泄途径是尿液。急性锑中毒的症状也与砷中毒相似，主要引起心脏毒性（表现为心肌炎），但锑的心脏毒性也可能引起阿尔茨海默氏综合症。有报道称，当搪瓷杯中溶解的锑相当于90毫克酒石酸锑钾时，锑中毒对人体只有短期影响；但当相当于6克酒石酸锑钾时，三天内就会导致死亡。吸入锑灰对人体也有害，有时甚至致命：吸入小剂量会引起头痛、头晕和抑郁；小剂量吸入可引起头痛、头晕和抑郁；大剂量食入，如长期皮肤接触，可引起皮炎，损害肝肾，严重而频繁呕吐，甚至死亡。 [14]

锑不应与强氧化剂、强酸、氢卤酸、氯或氟一起存放，并应远离热源。 [15]

浸出过程中，锑会从聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET) 瓶中进入液体。检测的锑浓度标准是瓶装水低于饮用水。英国生产的浓缩果汁（尚无标准）被检测出锑含量为44.7微克/升，远远超过欧盟自来水标准5微克/升。每个组织的标准是：

世界卫生组织：20微克/升

日本：15微克/升

美国环境保护署、加拿大卫生部和安大略省环境部：6g/L

德国联邦环境部：5g/L

根据《中华人民共和国国家标准污水综合排放标准》，锑（Sb）属于第一类污染物，其最高允许排放浓度为0.1mg/L。

欧盟将锑列为高危有毒物质和致癌物并对其进行监管。美国环境保护署限制了可释放到湖泊、河流、垃圾场和农田中的镉含量，并禁止在杀虫剂中使用锑。美国环境保护署允许饮用水中锑含量为10 ppb，并计划将限量降低至5 ppb。美国食品和药物管理局规定食用色素中锑含量不得超过15 ppm。美国职业安全与健康管理局规定工作环境空气中镉含量为烟雾中100微克/立方米，镉粉尘中镉含量200微克/立方米。美国职业安全与健康管理局计划将空气中所有镉化合物的含量限制在每立方米1 至5 微克。美国国家职业安全与健康研究所希望通过让工人尽可能少地呼吸锑来预防膀胱癌。 [4]

监管信息

锑该产品由公安部门按照《危险化学品安全管理条例》进行管制。安全措施

密封包装，贮存于干燥通风处。远离火源、热源和阳光直射。切忌与氧化剂、食用化学品、酸类等混储混运。