从化学角度了解，被出口管制的“锑”

锑[tī]，位于元素周期表第5周期ⅤA族，属于类金属元素（又称准金属元素或半金属元素），元素符号为Sb，原子序数为51，相对原子质量为121.76，有“战略金属”“战争金属”“工业味精”之称。

一、锑的存在

在自然界中，已知的含锑矿物多达120种，但具备工业利用价值，并且锑元素含量在20%以上的锑矿物仅有10种左右。锑偶尔以金属单质形式存在，主要存在于硫化物辉锑矿（又称黄锑矿，主要成分Sb₂S₃）。

锑矿比稀土更加稀缺，在地壳中的含量约为0.0001%，是极稀 战略金属，世界锑资源主要分布在环太平洋沿岸、地中海地带以及中亚天山构造成矿带，其中太平洋构造成矿带锑矿资源最为丰富。主要集中于中国、俄罗斯、玻利维亚、吉尔吉斯斯坦、缅甸等国。我国锑的储量、产量、出口量在世界上均占世界第一位（垄断是管制的基础）。

二、锑的物理性质

锑通常呈银白或银灰色，常温下，它以固态形式呈现为菱形晶体结构，锑具有黄锑、灰锑、黑锑三种同素异形体，密度约为6.68克/立方厘米，质脆，莫氏硬度约为3（相对较软），熔点为630.74℃，沸点为1750℃。

特性1：有独特的热缩冷胀性、无延展性(这使得它在合金制备中具有重要作用，管制的原因之一）。

特性2：电阻率随着温度的升高而减小（这使得它在半导体领域有广泛的应用，管制的原因之一）。

三、锑及其化合物的化学性质

1.锑单质

（1）锑有-3、0、+3、+5价等，其中+3和+5价最为常见，+3的化合物相对较稳定。 

（2）锑是一种较稳定的金属，常温下在潮湿的空气中也不会氧化，加热至100～250℃间还不会氧化，但超过熔点的锑会着火燃烧生成Sb₂0₃，加热到700～800℃的熔融锑会使水分解放出氢。

（3）锑不溶于水、稀盐酸和浓氢氟酸，而溶于浓盐酸、浓硫酸和浓硝酸中。常温下锑与卤素元素激烈反应，生成相应的卤化物。

 2.锑的硫化物    

锑的硫化物中，在工业上最具用途的是三硫化锑（Sb₂S₃）。三硫化锑的商品统称为生锑，有结晶形及无定形两种形态。结晶形态属正交晶系，以辉锑矿形态普遍存在于各种锑矿床中；无定形态可用化学方法制取，如在卤化锑（SbCl₃）溶液中通入H₂S制备：2SbCl₃ + 3H₂S＝Sb₂S₃ + 6HC1。

3.锑的氧化物  

锑与氧可生成一系列化合物，已研究确定的化合物有Sb₂O₅、Sb₆O₁₃、Sb₂O₄、Sb₂O₃、Sb₂O、SbO₂和气态SbO等。锑的高价氧化物不稳定，随着温度升高可依次转化为低价氧化物，三氧化二锑是锑最稳定的氧化物，是挥发焙烧—还原熔炼炼锑法的中间产物，同时也是锑化合物的主要产品之一。一般认为，Sb₂O₃、Sb₂O₄、Sb₂O₅三种锑的氧化物在工业生产上具有意义，其他氧化物多为锑的不同生产过程中的过渡产物。

4.锑的卤化物  

锑能形成两类卤化物——SbX₃和SbX₅，但不能生成SbBr₅和SbI₅。

三氟化锑可以由三氧化二锑与氢氟酸反应制得：Sb₂O₃ + 6HF = 2SbF₃ + 3H₂O

这种氟化物是路易斯酸，能结合氟离子形成配离子SbF₄^-和SbF₅^2-。

三氯化锑可由锑与氯气直接反应制得，也可用Sb₂O₃或Sb₂S₃溶于盐酸制取，反应式如下：

2Sb + 3Cl₂ = 2SbCl₃

Sb₂O₃ + 6HCl = 2SbCl₃ + 3H₂O

Sb₂S₃ + 6HCl = 2SbCl₃ + 3H₂S

五卤化物（SbF₅和SbCl₅）气态时的空间构型为三角双锥形，但是转化为液态后，五氟化锑形成聚合物，而五氯化锑依旧是单体。五氟化锑是很强的路易斯酸，可用于配制著名的超强酸氟锑酸（分子式为HSbF₆，氟锑酸是HF和SbF₅反应后的产物，SbF₅能与F^-形成正八面体形阴离子SbF₆^-，氢离子能自由运动，几乎不受束缚，为已知酸性最强的物质，比纯硫酸要强2×10¹⁹倍）。    

四、锑的开采提取及冶炼

锑元素的开采、提取和冶炼过程涉及到从其矿石中分离出锑的一系列步骤。

1. 锑矿石的开采：锑通常以辉锑矿（Sb₂S₃）的形式存在于自然界中，这是最常见的锑矿石。

2. 矿石的破碎和磨碎：采矿后，矿石通常需要被粉碎和磨碎，以便将其细化为更小的颗粒，以便后续的处理。

3. 浸出过程：经过磨碎后的矿石通常需要进行浸出，以将锑从其他矿物中分离出来，冶炼方法分为火法工艺和湿法工艺，以火法冶炼为主，湿法炼锑根据反应体系的不同又分为酸性体系和碱性体系， 锑的冶炼工艺概述如下图所示，使锑转化为氧化锑（Sb₂O₃），从而从矿石中分离出来。

4. 精炼过程：从浸出过程中得到的氧化锑需要进一步精炼，以获得高纯度的锑，最常用的精炼方法是反硝酸法。在这个过程中，氧化锑被与硝酸反应，生成反硝酸锑，然后通过还原反应，将其还原为纯锑。

5. 电解提取（可选）：锑也可以通过电解提取的方式从氧化锑中分离出来，这种方法需要将氧化锑溶解在盐酸中，并通过电解过程将锑沉积在电解池的阴极上。

6. 精炼和铸造： 获得的纯锑需要进行精炼，以去除任何残留的杂质。这通常通过再次加热和冷却的过程来实现。

五、锑的用途（用途是管制的原因）        

1.阻燃剂制造：锑是最重要的阻燃剂成分之一。目前，锑的应用领域60％消耗于阻燃剂领域。

2.半导体制造：锑化合物在半导体产业中具有重要地位。例如，三氧化二锑（Sb₂O₃）和锑化镓（GaSb）等化合物被广泛应用于制造光电子器件、红外探测器和激光器等。

3.陶瓷制造：锑化合物被用于制造陶瓷颜料和陶瓷材料。锑的添加可以改善陶瓷的特性，使其更具硬度、耐磨性和抗冲击性。

4.合金制造：锑被用于制造各种合金，如锡锑合金、铅锑合金等。这些合金常用于电池制造、铸造和焊接等工业过程中，其耐腐蚀性和机械性能使其成为重要的材料。

5. 其他应用：锑还在其他领域有着一些特殊的应用，比如在医药、玻璃、催化剂、金属冶炼、制备火药等（用途是管制的原因）。

六、锑的毒性

锑会刺激人的眼、鼻、喉咙及皮肤，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。因此，在锑的生产、使用过程中，必须采取适当的环保和安全措施，以减少污染和保护健康。（欢迎各位老师交流指正）

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