聚合物科學與工藝大全
[拼音]：ti
[英文]：antimony
元素符號Sb，銀白色金屬，在元素週期表中屬VA族，原子序數51，原子量121.75，菱形晶體，常見化合價為＋3、＋5和－3。
匈牙利地區曾發現約為公元前18世紀的小銻塊，但在很長期間，人們並未明確地認識這種金屬。1556年阿格里科拉(G.Agricola)在其著作中敘述了用礦石熔析生產硫化銻的方法，但將硫化銻誤認為銻。1604年德國人瓦倫廷 （B.Valentine）記述了銻和硫化銻的提取方法。18世紀已用焙燒還原法煉銻，1896年製出電解銻。1930年以後，銻礦鼓風爐熔鍊法成為生產金屬銻的重要方法。60～70年代發展了多種揮發熔鍊和揮發焙燒方法。
中國於明代發現湖南錫礦山銻礦，但被誤認作錫礦，至清末始知為銻礦。1908年湖南華昌公司從法國引進揮發焙燒法，開始煉銻。以後數十年間，中國產銻量常佔世界總產量50％以上，最高達80％。1942年中國人王寵佑與美國人霍德森(Hodson)共同取得飄浮熔鍊－氣態還原熔煉的專利權。1949年以後，中國發展了硫化銻精礦鼓風爐揮發熔鍊。
資源
中國的主要銻礦分佈在湖南、廣西等省區。據1980年估計，世界銻的儲量約 435萬噸，中國居首位。其他國家如玻利維亞約36.3萬噸，南非（阿扎尼亞）約31.7萬噸；蘇聯、墨西哥、美國、南斯拉夫等也有銻礦。
銻礦石品位一般為2～25％。已知銻礦物有120多種。具有工業價值的銻礦物有：輝銻礦（Sb2S3），方銻礦(Sb2O3)，銻赭石(Sb2O4)，黃銻華(Sb2O4·H2O)，硫氧銻礦(2Sb2S3·Sb2O3)，硫汞銻礦(HgS·2Sb2S3)，脆硫銻鉛礦(Pb2Sb2S5)，黝銅礦(Cu8Sb2S7)。
性質和用途
普通金屬銻也稱灰銻，－90℃以下為同素異形體黃銻，為無定形體。金屬銻的蒸氣驟然冷卻，會凝固成為無定形的黑銻。黑銻化學性質活潑，有時會自燃，在90℃以上，漸變為灰銻。此外，用三氯化銻電解會得到含有少量三氯化銻的黑色銻。這種銻在摩擦或撞擊時會發生爆炸，稱為爆銻。電解制銻時應加註意。銻在常溫下不與空氣作用，高溫下在空氣中可生成Sb2O3、Sb2O4或Sb2O5，也可與水作用生成Sb2O3和氫氣。
銻性脆，不能單獨使用。鉛、錫中加入適量的銻，能增加其硬度和強度。含銻合金和銻化合物的主要用途見表。
1979年美國用銻量的比例(％)為：阻燃劑51，運輸工具（包括蓄電池）20，陶瓷和玻璃15，化學工業5，其他9。1978年世界市場銻的平均價格為 200美分／磅（1磅＝0.4536公斤）。
輝銻礦礦石通過手選-浮選或重介質選-浮選，選出塊礦、富塊礦和精礦，然後冶煉。銻的冶煉方法分火法和溼法。
火法煉銻
硫化礦經揮發焙燒或揮發熔鍊（見揮發與蒸餾），使Sb2S3變成Sb2O3（俗稱銻氧），再經還原熔煉和精煉，成為金屬銻。還可用沉澱熔鍊法直接生產粗銻。氧化礦一般用鼓風爐煉成粗銻。硫化礦火法煉銻流程見圖。
銻氧生產
有四種方法：
（1）硫化銻塊礦的揮發焙燒。其反應為：2Sb2S3+9O2─→2Sb2O3+6SO2氣態Sb2O3
隨爐氣排出，冷凝、收塵即得銻氧。未揮發的Sb2O3可進一步氧化成不揮發的Sb2O4，留在渣中。為減少這種損失，焙燒時可加入碳質還原劑。現代焙燒裝置為迴轉窯，中國有些廠使用中國式豎爐。豎爐的進料粒度為20～200毫米，焦率6～7％，床能率3～3.6噸/（米2·日），渣含銻1～2％，回收率90～93％。
（2）硫化銻精礦閃速揮發焙燒。將80％為－200目的精礦乾燥至含水0.5％，隨空氣從迴轉窯頭噴入，懸浮於氣流中。在高溫和湍流條件下，硫化銻迅速氧化成氧化銻，隨爐氣從窯尾排出，進入收塵系統(見冶煉煙氣收塵)，銻回收率約96％。大部分脈石落入窯內，與煙氣反向流動，從窯頭排出。窯頭還裝有補充熱量用的噴油嘴。
（3）硫化銻精礦鼓風爐揮發熔鍊。中國錫礦山礦務局研究發展的低料柱、熱爐頂操作的鼓風爐，既能處理硫化銻精礦球團，也能處理硫化銻和氧化銻的混合精礦球團以及泡渣等含銻物料。處理硫化精礦時，大部分Sb2S3氧化成Sb2O3而揮發，小部分熔融的Sb2O3和Sb2S3直接作用生成金屬銻，其反應為：2Sb2O3+Sb2S3─→6Sb+3SO2
還生成少量冰銻（銻鋶）和金屬銻一起從爐底流出，冰銻可直接或焙燒後返回配料。如果精礦中含有金銀，而產出的金屬銻較少，常向鼓風爐前床內加入一定量的銻，以捕集金銀，捕集了金銀的銻稱為貴銻。鼓風爐的床能率為28～30噸／（米2·日），銻回收率95～99％，渣含銻1％左右，焦率約35％左右。
（4）硫化銻精礦旋渦爐揮發熔鍊。將氧化鐵礦石、石灰石、石英石和木炭磨細，與硫化銻精礦混合加入旋渦爐，進行揮發熔鍊。銻的揮發率可達97％以上。
還原熔煉和火法精煉
揮發焙燒和揮發熔鍊所產銻氧含雜質較少，配入煤和少量純鹼(Na2CO3)，在反射爐內還原熔煉成粗銻。銻氧中的脈石，煤的灰分以及部分砷、銻的氧化物與純鹼反應所生成的多泡質輕的”泡渣”，浮在銻液表面。扒出泡渣，即得粗銻。如需精煉，可繼續加入純鹼，鹼熔化後把壓縮空氣鼓入銻液，進行鹼性精煉。銻液中的砷、硒、碲等雜質被氧化生成相應的鈉鹽，硫、銅生成硫化銅和硫化鈉進入鹼渣除去。含鐵高時，可降溫，使鐵以Sb2Fe、Sb2Fe3形態析出，剩下的少量鐵，加硫除去。一般須進行多次精煉才能得到合格精銻。鑄錠前把低砷優質銻氧加入爐內，銻氧熔化後再鑄錠，使錠塊外包一層熔融銻氧，俗稱“衣子”，保護精銻不再氧化，並使銻錠緩慢冷卻，表面可形成美麗的鳳尾草狀結晶花紋，這是享有盛名的中國優質銻錠的特徵。（見彩圖）
電解精煉
採用電解方法進行精煉，能獲得純度較高的銻並能回收粗銻中的貴金屬和其他有價金屬。電解液為氫氟酸和硫酸的水溶液，電流密度100～110安／米2，槽電壓約0.9伏，電能消耗約550～590千瓦·時／噸。金、銀富集於陽極泥。
沉澱熔鍊
此法適於處理富礦。硫化銻和金屬鐵一起加熱發生如下反應：Sb2S3+3Fe─→2Sb+3FeS
可得粗銻。熔融的硫化鐵的比重與熔銻相近，須加入碳酸鈉、硫酸鈉、氯化鈉等熔劑，以降低硫化鐵熔體的比重，便於熔銻沉降。此法不宜處理含鉛的礦石，因進入粗銻的鉛用一般精煉法不能除去。小規模生產多用坩堝爐，大規模生產用反射爐，有的廠用電爐。
氧化銻礦石的鼓風爐熔鍊
鼓風爐適應範圍大，可以處理難熔礦石，對礦石的品位要求不嚴格，還允許氧化礦中混有部分硫化礦。熔鍊時以鐵礦石、石灰石為熔劑，以焦炭為還原劑，產出粗銻。美國用鼓風爐處理含銻25～40％的氧化礦、混合礦和富渣等。
溼法煉銻
用硫化鈉、氫氧化鈉溶液浸出硫化銻精礦，硫化銻與硫化鈉作用，生成溶於水的硫代亞銻酸鈉(Na3SbS3)；以此溶液配製成陰極液，以氫氧化鈉溶液為陽極液，進行隔膜電積，得到含銻96～98％的電銻（見水溶液電解）。
銻白
生產銻白(Sb2O3)是銻的主要用途之一。中國用精銻生產銻白一般用反射爐。將精銻投入反射爐熔化，向銻液中鼓入一次空氣，向液麵上鼓入二次空氣，使銻蒸氣完全氧化。氧化銻出爐後與大量冷空氣匯合，迅速冷卻，進入收塵系統，即得優質銻白。
生銻
生銻即工業用純淨Sb2S3，是由高品位輝銻礦熔析而得，呈針狀結晶，又稱針銻。將硫化銻塊礦破碎至粒度為20～30毫米，加入反射爐，新增1～2％的純鹼助熔劑，在900～1000℃下，三硫化二銻熔融析出，扒出殘渣，出爐鑄錠，即得含銻71～73％的生銻。