锑的冶炼方法
锑资料
锑是一种银灰色的金属，在常温下是一种耐酸物质，其比重6.68、熔点630.5℃、沸点1590℃，性脆，无延展性，是电和热的不良导体，在常温下不易氧化，有抗腐蚀性能。
锑在合金中的主要作用是增加硬度，常被称为金属或合金的硬化剂。
锑及锑化合物首先使用于耐磨合金、印刷铅字合金及军火工业。
随着科学技术的发展，现在已被广泛用于生产各种阻燃剂、搪瓷、玻璃、橡胶、涂料、颜料、陶瓷、塑料、半导体元件、烟花、医药及化工等部门产品。
冶炼锑金属矿物原料主要有辉锑矿、方锑矿、锑华等10种锑矿物。
中国锑矿资源丰富，储量、产量(锑精矿、锑金属)、出口量等，在世界上均占有重要地位。
一、锑矿原料特点锑在地壳中平均含量为0.5×10－6或0.2×10－6(泰勒，1964)或0.62×10－6(黎彤，1976)。
在岩浆岩中锑的平均含量低于克拉克值，只是在酸性岩中接近克拉克值；在沉积岩中锑明显地聚集于泥质岩石中，富集于铝土矿(1.9×10－6～2.3×10－6)、磷灰岩(1.2×10－6)、黑色页岩(300×10－6)、煤(30×10－6)及煤灰(200×10－6)。
锑属亲铜元素，但也有一定的亲氧性，具有两性元素特性。
其离子主要为Sb3+，也有Sb5+。
在自然界里，锑主要形成硫化物(如Sb2S3)，少数形成氧化物和含硫盐类(如Sb2O3、[SbS3]3－等)。
锑与铋有相近的地球化学特征，在辉锑矿中Sb2S3与Bi2S3能进行广泛地混合。
辉锑矿与辰砂经常密切共伴生，形成锑汞矿床。
锑在表生作用中易与氧结合，辉锑矿氧化后形成溶解度极低的锑华、锑锗石和黄锑华等，所以锑在表生作用下不发生显著的迁移。
锑在自然界中约有120多种锑矿物和含锑矿物，主要以4种形式存在，即①自然化合物与金属互化物，如自然锑、砷锑矿；②硫化物及硫盐类，如辉锑矿、硫铜锑矿、硫锑铁矿、辉锑铁矿、黝铜矿、车轮矿、硫锑铅矿、脆硫锑铅矿、斜硫锑铅矿、硫锑银矿、辉锑银矿、辉锑铅银矿、硫汞锑矿、硫氧锑矿等；③卤化物或含卤化物，如氯氧锑铅矿等；④氧化物，如锑华、黄锑华、锑赭石、锑钙石、水锑钙石、方锑矿等。
锑冶炼工艺流程设计考核试卷
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二、多选题（本题共20小题，每小题1.5分，共30分，在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的）
D.铸造
6.在锑的火法冶炼中，下列哪种物质通常不作为还原剂？（）
A.炭
B.焦炭
C.煤气
D.氧气
7.锑精矿的焙烧主要是为了：（）
A.氧化锑
B.还原锑
锑冶炼精炼技术考核试卷
C.精炼条件D.产品储存条件
19.锑的火法冶炼设备主要包括以下哪些？（）
A.焙烧炉B.熔炼炉
C.电解槽D.磁选机
20.以下哪些是锑精炼过程中的安全注意事项？（）
A.防止高温烫伤B.防止化学腐蚀
C.防止粉尘污染D.防止电气事故
（以下为答题纸部分，请考生在答题纸上作答。）
三、填空题（题共10小题，每小题2分，共20分，请将正确答案填到题目空白处）
C.废气净化D.所有上述措施
16.在锑精炼电解过程中，以下哪些化学物质可能会被添加到电解液中？（）
A.氢氧化钠B.硫酸
C.硫酸钠D.氯化钠
17.锑电解精炼过程中，以下哪些情况可能导致电解效率下降？（）
A.阳极泥积累B.电解液浑浊
C.电极腐蚀D.电流不稳定
18.以下哪些因素会影响锑精炼产品的质量？（）
A.散热材料B.硫化锑
C.硅锑合金D.锑化镓
13.以下哪些是锑湿法冶炼中常用的溶剂？（）
A.水B.硫酸
C.盐酸D.氢氧化钠
14.锑的湿法冶炼过程中，以下哪些因素会影响金属的提取效率？（）
A.溶液pH值B.温度
C.反应时间D.原料粒度
15.锑冶炼过程中的环境友好措施包括：（）
A.冶炼渣回收利用B.废水处理
A.优化冶炼工艺B.提高原料品位
C.使用余热回收系统D.增加电解槽数量
10.锑电解精炼时，阳极泥中可能含有以下哪些元素？（）
A.铁和铜B.铅和银
C.铝和金D.镍和铂
11.以下哪些条件有利于锑的电解精炼？（）
A.温度适中B.溶液酸度适中
C.电流密度适宜D.溶液流动快
12.锑精炼产品在电子工业中的应用包括：（）
锑矿介绍2021
不能单独使用的金属——锑锑(Sb)为银白色金属，菱形晶体。
1908年湖南华昌公司从法国引进挥发焙烧法，开始炼锑。
以后数十年间，中国产锑量常占世界总产量50%以上，最高达80%。
锑性脆，不能单独使用。
铅、锡中参加适量的锑，能增加其硬度和强度。
含锑合金和锑化合物的主要用途为蓄电池极度板、印刷铅字、铅板、铅管、枪弹、轴承锑是一种银灰色的金属，在常温下是一种耐酸物质，其比重6.68、熔点℃、沸点1590℃，性脆，无延展性，是电和热的不良导体，在常温下不易氧化，有抗腐蚀性能。
锑在合金中的主要作用是增加硬度，常被称为金属或合金的硬化剂。
锑及锑化合物首先使用于耐磨合金、印刷铅字合金及军火工业。
随着科学技术的开展，现在已被广泛用于生产各种阻燃剂、搪瓷、玻璃、橡胶、涂料、颜料、陶瓷、塑料、半导体元件、烟花、医药及化工等部门产品。
冶炼锑金属矿物原料主要有辉锑矿、方锑矿、锑华等10种锑矿物。
中国锑矿资源丰富，储量、产量(锑精矿、锑金属)、出口量等，在世界上均占有重要地位。
一、锑矿原料特点锑在地壳中平均含量为0.5×10－6×10－6×10－6×10－6×10－6×10－6)、黑色页岩(300×10－6)、煤(30×10－6)及煤灰(200×10－6)。
锑属亲铜元素，但也有一定的亲氧性，具有两性元素特性。
其离子主要为Sb3+，也有Sb5+。
在自然界里，锑主要形成硫化物(如Sb2S3)，少数形成氧化物和含硫盐类(如Sb2O3、[SbS3]3－等)。
锑与铋有相近的地球化学特征，在辉锑矿中Sb2S3与Bi2S3能进行广泛地混合。
辉锑矿与辰砂经常密切共伴生，形成锑汞矿床。
锑在表生作用中易与氧结合，辉锑矿氧化后形成溶解度极低的锑华、锑锗石和黄锑华等，所以锑在表生作用下不发生显著的迁移。
锑在自然界中约有120多种锑矿物和含锑矿物，主要以4种形式存在，即①自然化合物与金属互化物，如自然锑、砷锑矿；②硫化物及硫盐类，如辉锑矿、硫铜锑矿、硫锑铁矿、辉锑铁矿、黝铜矿、车轮矿、硫锑铅矿、脆硫锑铅矿、斜硫锑铅矿、硫锑银矿、辉锑银矿、辉锑铅银矿、硫汞锑矿、硫氧锑矿等；③卤化物或含卤化物，如氯氧锑铅矿等；④氧化物，如锑华、黄锑华、锑赭石、锑钙石、水锑钙石、方锑矿等。
酸性湿法冶炼锑三废治理
世上无难事，只要肯攀登酸性湿法冶炼锑三废治理一、废渣治理酸性湿法炼锑的废渣有浸出渣、还原渣和废水处理渣三种。
单一硫化锑矿的浸出渣含元素硫和SiO2 都较高，用浮选法回收硫磺后是制水泥的好原料。
脆硫锑铅矿精矿的氯化浸出渣富含铅银硫等有价元素，经转化脱氯浮选得硫精矿和可直接进行低温还原熔炼的碳酸铅精矿，硫精矿再用浮选法分选出元素硫，并产出二次铅精矿。
还原渣一般含Sb≥50%，是火法炼锑厂的好原料；如果含有银，则先回收银，再回收锑。
废水处理渣的主要成分是Fe（OH）2、Fe （OH）3 及CaSO4，对环境无害，堆于渣场或铺路。
二、废水治理酸性湿法炼锑废水主要是置换液，约23m3／t 氧化锑，成分为：Sb0.004g∕L；Ag 0.0014g∕L；Fe2＋7.83g∕L；Pb 0.13g∕L；Cu 0.0069g∕L；As 0.0104g ／L；Sn 0.009g∕L；Cl－46.42g／L；SO42－3.77g∕L。
这种废水先用石灰石中和至pH≥2，再用石灰中和，并鼓入空气或加入漂白粉之类的氧化剂，最后调pH＝7～7.5；沉清，有害元素Pb、As、Cd、Sb、Zn 等的含量均可达到国家标准。
三、废气治理酸性湿炼锑过程的废气有浸出及再生过程的酸雾，还原过程酸雾及中和过程的氨雾。
还原酸雾及氨雾量很少，只需排出厂房外部即可。
但浸出及再生过程酸雾量大，温度高，除含HCl 外，还含有Cl2、SbCl3、SbCl5 等腐蚀性强、毒性大的物质，必须经过处理，具体办法是，将这种酸雾气体引入淋洗塔，用含有SbCl3 的溶液，如浸渣水洗液等淋洗，淋洗液再返回浸出过程。
这样，上述物质全部回收利用，变废为宝。
锑冶炼原料与辅助材料考核试卷
A.硫磺
B.石灰石
C.木屑
D.矿石
14.下列哪种因素会影响锑的湿法冶炼效率？（）
A.温度
B.时间
C.液固比
D.所有以上因素
15.锑冶炼过程中，下列哪种操作不当可能导致安全事故？（）
A.焙烧温度控制不当
B.浸出过程搅拌不足
C.电解过程电流不稳定
1.锑的化学符号是_______。
2.锑在元素周期表中的原子序数是_______。
3.锑的主要矿石类型是_______。
4.锑冶炼过程中，常用的火法冶炼设备有_______和_______。
5.锑的湿法冶炼中，常用的浸出剂是_______。
6.锑的电解精炼过程中，阴极反应主要是_______。
7.为了提高锑的回收率，可以采取的措施是_______。
C.焙烧气氛
D.原料粒度
11.锑冶炼过程中，以下哪些设备属于火法冶炼设备？（）
A.回转窑
B.烧结机
C.反应釜
D.冲天炉
12.以下哪些方法可以用于锑的精炼？（）
A.电解法
B.熔炼法
C.溶剂萃取
D.离子交换
13.锑冶炼中的环境保护措施，以下哪些是正确的？（）
A.提高锑的回收率
B.对废水进行处理
C.对废渣进行无害化处理
D.氢气
6.锑精矿的主要成分是以下哪个化合物？（）
A. Sb2O3
B. Sb2O5
C. Sb(OH)3
D. SbCl3
7.以下哪个过程不属于锑的湿法冶炼？（）
A.浸出
B.电解
C.焙烧
D.沉淀
8.锑冶炼中，下列哪种物质常用作沉淀剂？（）
锑冶炼
锑冶炼锑的化合物在工业上的用途很广泛，它已成为多种重要的化工原料，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。
我国锑白和生锑生产至今已形成独具特色的生产工艺。
锑盐如焦锑酸钠、醋酸锑等多种重要锑盐，自70年代末开始研制，目前已形成生产规模，部分产品还出口国外，得到外商的好评。
一、生锑生产（一）概述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。
表1和表2为我国和前苏联的现行生锑质量标准。
我国主要采用火法工艺生产生锑。
一种是民间采用的土法，即老式的坩埚析法，生产规模很小；一种是反射炉熔析法，是现代工业生产的方法。
图1为我国反射熔炼生锑的工艺流程。
图1 生锑生产工艺流程（二）原料与燃料1、原料－辉锑矿块矿入炉粉矿量之所以不能大于5%，是因为粉矿量增加，造成锑液与矿石残渣的分离困难，不但渣含锑增高，而且粉矿会进入生锑液污染生锑。
2、燃料1、备料与加料（1）备料矿石经检查符合质量要求，不应混有铜、铅、铁及还原物和金属锑，大块矿石需先用颚式破碎机碎至规定粒度。
（2）加料分次加料：每加一次料，熔析后放一次生锑液，出一次渣；每昼夜加料6次，即每昼夜循环作业6次。
2、炉温控制加料前炉膛温度升到900～1000℃，熔析时期炉膛温度控制在750～850℃，炉内维持还原气氛。
（四）产物1、生锑锭锡矿山矿务局实际生产的生锑锭质量与国家一级标准列于表3。
锑渣主要为脉石和未熔析完全而残留在脉石中的硫化锑，锑渣含锑一般为20%～25%。
表4为锑渣的化学成分实例。
3、烟尘在熔析阶段中反射炉排出的烟气含有Sb2S3粉尘，在放生锑液和扒渣时，烟气中含有大量Sb2S3和Sb2O3，烟气经冷却收尘后，烟尘可送熔炼反射炉处理，回收其中的锑。
锑资料
锑的性质和主要用途(一)锑的性质1．主要物理性质密度(20℃) 6.68 g／cm3熔点 630.5 ℃沸点 1590 ℃平均比热(0～100℃) 209 J／(kg·K)熔化热 19.89 kJ／mol汽化热 167 (Sb2估算值) kJ／mol热导率(0 ～100℃ ) 23.8 W／(m K)电阻率(20℃) 40.1 μΩ／cm锑是热和电的不良导体，导热率和导电率仅为铜的1/20和1/27。
锑有灰锑、黑锑、黄锑和爆锑四种同素异形体。
常温下只有灰锑稳定。
锑性脆易碎，无延展性，但能与其他金属形成化合物。
2．主要化学性质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。
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。
三价锑的标准电极电位为+0.1伏，锑(3+)的电化当量为1.514克／(安培·小时)。
三氧化锑很易挥发，而四氧化锑不挥发。
(二)锑的用途金属锑由于其性质的特点除用于电镀外，很少单独使用，多以其他金属为基体配成各种各样的合金。
锑业的发展与印刷业的发展分不开，因发现铅基锑锡合金熔点低，易浇铸，铸成的铅字轮廓清晰，经久耐用，生产印刷合金而开创了锑在工业应用上的新纪元。
19世纪初，锑作为铅的增硬剂用于制造榴霰弹，使铅丸在炮弹爆炸时易破裂，增加杀伤力，所以第一次世界女战中称锑为“战争金属”。
20世纪以来用含锑的铅做蓄电池栅板、铅板及接头零件，使锑的用量大增，并随着现代交通事业的发展而发展。
蓄电池广泛应用于飞机、轮船、铁路机车、汽车、拖拉机和邮电通讯等。
1939年美国人发明的巴比特耐磨铅锑合金，用于做轴承的轴瓦，又称轴承合金，在应用过程中不断发展。
现在已有锡基、铅基、锌基和铝锑镁的巴氏合金用于各种不同用途。
锑冶金复习资料
一、锑与锑的化合物1、金属锑的物理性质：锑有四种同素异形体，即灰锑、黑锑、黄锑和爆锑。
锑的原子量为121.75，原子序数为51；锑是热和电的不良导体；性脆，易碎，无延展性，易熔，易挥发，其熔点为630.5℃，沸点为1635.0℃。
化学性质：常温下不与空气、水、稀盐酸、浓氢氟酸反应；与浓酸反应；与卤族元素反应；锑盐易水解；与硫反应。
2、三硫化锑有结晶形和无定形两种形态；熔点为550℃，易挥发；不溶于水，受热易分解，600℃时已很明显，880℃时其分解压可达2452.058 pa，能直接被碳、一氧化碳及氢气还原，生成金属锑；可以缓慢溶于热的浓硫酸，易溶于热盐酸。
3、三氧化锑常温下为白色结晶粉末，有立方晶形和斜方晶形两种形态；熔点为656℃，易挥发，是两性氧化物。
四氧化锑微溶于水，溶于盐酸，不溶于其他酸类，但溶于碱金属的硫化物溶液，最适于四氧化锑生成的温度是500-900℃，900℃时开始离解，1030℃时反应完全2Sb2O4=2Sb2O3+O2二、锑的生产方法1、金属锑的现代生产方法分为火法与湿法两大类，目前以火法为主。
火法炼锑中主要是挥发焙烧-还原熔炼或挥发熔炼-还原熔炼法，即先产生三氧化锑，再进行还原熔炼，生产粗锑。
2、火法炼锑挥发焙烧的原理是基于硫化锑在空气不足的情况下，受热氧化为易挥发的三氧化锑，随炉气进入收尘系统，冷凝为白色粉状结晶沉积下来，达到锑与脉石的分离。
三氧化锑的生产也可采用挥发熔炼来实现，这种方法具体是在高温、强氧化气氛及炉料呈熔融状态的情况下，使锑最大限度的以三氧化锑形态挥发，冷凝下来，从而克服了挥发焙烧时因炉料熔结带来的困难。
3、湿法炼锑主要由锑的浸出和电积两个工序所组成。
前者使锑溶解于溶剂中，后者是将所得的溶液通过电解产生出金属锑。
目前湿法炼锑所用浸出剂，主要是硫化钠和苛性钠混合溶液，称为碱性浸出。
4、工业生产中炼锑的方法是沉淀熔炼、挥发焙烧-还原熔炼及碱性浸出-硫化锑酸钠溶液电积。
金属百科——锑
金属百科——锑锑在古代就已被使用，人类对锑的使用可追溯到公元前三千多年。
早在公元前3100年的埃及前王朝时代，埃及人曾用锑的硫化物作描眉的黑色颜料使用。
公元前2500年至前2200年间的埃及第五或第六王朝的铜制水罐上镀有锑。
在匈牙利，曾发现在公元前18世纪的青铜时代的铜合金用具中锑含量高达4～5%。
但由于古人分辨不清锑、锡和铅，很长时间以来，人类并未真正认识这种金属。
1556年德国治金学者阿格里科拉用矿石熔析法生产出了硫化锑，1777年德国的包恩用焙烧碳还原的方法制出了金属锑，1896年人类首次制出了电解锑。
1930年以后锑矿鼓风炉熔炼法成为生产金属锑的重要方法。
中国是世界上发现及使用锑较早的国家之一，当时锑被称为“连锡”。
云南玉溪元江的春秋墓中出土了一件铜锑二元合金的铜斧，秦墓出土的秦代箭中经光谱分析含锑。
《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”。
明朝后期（1541年），湖南新化的居民发现当地山下有矿，不过当时人们把锡光闪闪的矿石誤以为是锡矿，因此把整个山都叫做“锡矿山”，由此发现了世界最大的锑矿产地——湖南锡矿山，至清光绪16年（1890年）经化验始知为锑，至今“锡矿山”这一名字还在一直沿用。
王宠佑先生是我国现代炼锑技术的开拓者，是中国著名的有色金属冶金学家、世界最早的锑冶金专家之一，1942年王宠佑与美国的霍德森共同取得的飘浮熔炼一气态还原熔炼的专利，标志着我国锑的冶炼技术进入世界前列，其本人也被国际上称为“锑王"。
美国地质调查局资料显示，2017年全球保有锑矿储量150万吨，主要分布在中国（32%）、俄罗斯（2 3 %）、玻利维亚（21%）、土耳其（7%）、塔吉克斯坦（3%）等，5国保有储量约130万吨。
中国是全球锑资源最为丰富的国家，全国潜力评价数据表明，中国锑资源遍布18个省、自治区，但资源分布却相对集中，主要分布于湖南、广西、西藏、云南、贵州和甘肃，6省区查明资源储量合计占全国的87.2%，其中湖南、广西两省区资源储量较高，湖南省冷水江市锡矿山是全球最大的锑矿，其所在地锡矿山乡素有“世界锑都”之称。
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世上无难事，只要肯攀登
锑的冶炼方法
锑的冶炼方法有火法和湿法两种。
我国用的矿物原料，主要是硫化矿(辉锑矿)，其次是氧化矿和复杂锑铅矿(主要是脆硫锑铅矿)。
这些矿石通常要用选矿方法选出富块矿和精矿进行冶炼。
(1)火法炼锑硫化矿经挥发焙烧或挥发熔炼，使Sb2S3 变成Sb2O3(俗称锑氧)，再经还原熔炼和精炼，成为金属锑。
还可用沉淀熔炼法直接生产粗锑。
(2)锑氧生产有4 种方法：①硫化锑块矿的挥发焙烧;②硫化锑精矿闪速挥发焙烧;③硫化锑精矿鼓风炉挥发熔炼;④硫化锑精矿旋涡炉挥发熔炼。
(3)还原熔炼和火法精炼挥发焙烧和挥发熔炼所产锑氧含杂质很少，配入煤和少量纯碱(Na2CO3)，在反射炉内还原熔炼成粗锑。
如需精炼，可继续加入纯碱，碱熔化后把压缩空气鼓入锑液，进行碱性精炼。
(4)电解精炼采用电解方法进行精炼，能获得纯度较高的锑并能回收粗锑中的贵金属和其他有价值金属。
(5)沉淀熔炼此法适于处理富矿，不宜处理含铅的矿石。
小规模生产多用坩埚炉，大规模生产用反射炉，有的厂用电炉。
(6)氧化锑矿石熔炼用鼓风炉熔炼成粗锑，鼓风炉适应范围大，可以处理难熔矿石，对矿石品位要求不严格，还允许氧化矿石中混有部分硫化矿。
熔炼时以铁矿石、石灰石为熔剂，以焦炭为还原剂，产出粗锑。
(7)复杂锑铅矿石熔炼这是一种难冶炼的矿石类型，广西大厂以脆硫锑铅矿为原料，采用沸腾炉焙烧，反射炉还原熔炼，所产粗合金吹炼挥发锑、锑烟尘还原熔炼精炼生产高铅锑、精铅进行电解产精铅的方法。
经过10 多年的生产实践，已日趋成熟，为复杂的锑铅矿的处理积累了宝贵经验。
火法炼锑是国内外传统采用的生产工艺，但由于在冶炼过程中，砷、硫污染环境严重，因此迫使研究应用新的湿法工艺。
湿法炼锑用硫化钠、氢氧化钠溶液浸出硫化锑精矿，硫化锑与硫化钠作用生成溶于水的硫代亚锑酸钠(Na3SbS3);以此溶液配制成阴极。