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【百科】重有色金属(五)

设备家 2018-06-03 13:35:01

锑是一种银灰色金属,密度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,高温时可与氧反应,生成三氧化二锑,为两性氧化物,难溶于水,但溶于酸和碱。 

  锑在自然界中有120多种锑矿物和含锑矿物,主要以4种形式存在: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。目前具有工业利用价值的适合现今选冶条件的锑矿物仅有10种,即辉锑矿、方锑矿、锑华、锑赭石、黄锑华、硫氧锑矿、自然锑、硫汞锑矿、脆硫锑铅矿、黝铜矿。其中,辉锑矿是锑的选冶最主要的矿物原料。 

  锑矿石的自然类型,按锑氧化率大小划分为氧化矿石、混合矿石、原生矿石三种。锑矿石的工业类型,根据我国锑矿床物质成分特点,有以锑为主的单一矿床,更多的是多组分共伴生矿床,有的锑与金、汞、钨等共伴生,故锑矿石工业类型有:单一锑、锑金、锑汞、锑金钨、锑钨等类型。 

  锑矿石通过手选-浮选或重介质选-浮选,选出块矿、富块矿和精矿,然后进行冶炼。锑的冶炼方法有火法和湿法。锑产品主要为精锑及锑的化合物,即三氧化二锑、三硫化二锑等。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,锑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、医药及化工等行业。 

  我国是世界上锑矿资源最丰富的国家之一,现已探明有储量的矿区分布于18个省区,主要集中在中南地区,占全国锑矿储量的68.7%,其次是西南地区占21.3%,西北地区占8.3%。华东、东北、华北的锑矿很少,这三个地区合计占1.7%。我国锑矿资源具有以下特点: 

  (1)储量丰富,矿床多、规模大,储量、产量均居世界首位。世界上知名的大型锑矿床54个,中国就有15个。大型、超大型锑矿床探明的锑矿储量占全国累计探明的锑矿总储量的81%。 

  (2)成矿环境优越,具有形成大型、超大型矿床的成矿条件。世界锑矿主要集中分布在环太平洋构造成矿带、地中海构造成矿带、中亚天山构造成矿带,其中环太平洋构造成矿带集中了世界77%的锑储量。我国锑矿在这三大成矿带中均有分布,特别是环太平洋构造成矿带的重要组成部分,湘、桂、滇、黔等省区的一些大型、超大型矿床,集中分布于环太平洋构造成矿带西岸。如超大型矿床有湖南锡矿山锑矿田、广西大厂锡铅锌锑矿田以及一批大型矿床(锑储量均在10万吨以上),如湖南安化渣滓溪锑矿、沅陵湘西(沃溪)金锑钨矿,广西河池五圩箭猪坡锑矿、南丹茶山锑矿,贵州晴隆锑矿、独山半坡锑矿,云南广南木利锑矿。 

  (3)锑矿分布高度集中。现已探明的超大型和大中型锑矿床集中分布在湘、桂、滇、黔、甘5省区,储量占全国锑总储量的86.1%。 

  (4)锑矿工业类型的储量构成以单锑硫化物矿床为主。单锑硫化物矿床占全国锑总储量的67%,其特点是规模大,以大中型为主,有的为超大型(如锡矿山锑矿田),矿石成分简单、品位高,以辉锑矿为主,易采易选易炼,经济价值巨大;锑金钨等共生矿床,占全国总储量的21%,规模以中小型为主,个别的为大型(如湖南沃溪金锑钨矿床),矿石成分较复杂,以辉锑矿、自然金、白钨矿、黑钨矿为主,颇有综合利用价值;锑(复)硫盐多金属伴生矿床,占全国锑总储量的12%,规模以中小型为主,个别的为大型(如广西大厂龙头山、茶山等矿床),矿石成分复杂,综合利用价值大,但属难选冶矿石类型。

汞又称水银,是唯一在常温下呈液态并易流动的金属。汞很容易蒸发到空气中引起危害,因为:(1)在0℃时已蒸发,气温愈高,蒸发愈快愈多;每增加10℃蒸发速度约增加1.2~1.5倍,空气流动时蒸发更多。(2)汞不溶于水,可通过表面的水封层蒸发到空气中。(3)粘度小而流动性大,很易碎成小汞珠,无孔不入地留存于工作台、地面等处的缝隙中,既难清除,又使表面面积增加而大量蒸发,形成二次污染源。(4)地面、工作台、墙壁和天花板等的表面都吸附汞蒸气。有时,汞作业车间移作它用,仍残留有汞危害的问题。工人衣着及皮肤上的污染可带到家庭中引起危害。 

  自然界中汞呈自然元素或Hg2+的离子化合物存在,具有强烈的亲硫性和亲铜性。目前,已发现的汞矿物和含汞矿物约有20多种。其中,大部分是汞的硫化物,其次是少量的自然汞、硒化物、碲化物、硫盐、卤化物及氧化物等。常见的矿物主要有:自然汞(Hg)、辰砂(HgS)、黑辰砂(HgS,为辰砂的同质多象变体)、灰硒汞矿(HgSe)、辉汞矿(Hg(S,Se))、碲汞矿(HgTe)、甘汞(Hg2Cl2)氯汞矿(Hg4Cl2O)、黄氯汞矿(Hg2ClO)、橙红石(HgO)、硫汞锑矿(HgSb4S7)、汞黝铜矿(Cu10(Hg,Fe,Zn)2Sb4S13)、汞银矿(AgHg,为自然银富汞的变种)。其中,作为工业矿物原料具有开采价值的主要是辰砂、黑辰砂。 

  汞的冶炼方法有火法和湿法两种。火法炼汞包括矿石或精矿的焙烧和汞蒸气的冷凝两个过程。此方法工序少,技术经济指标较高,是传统的炼汞方法。湿法炼汞包括矿石用硫化钠或次氯酸盐溶液浸出、浸出液净化、净化液电积或置换等过程。湿法虽能减少空气污染,但技术经济指标不如火法,未广泛应用。 

  汞广泛用于化学、电气、仪表及军事工业,也用于医药。在汞的总消费中,金属汞约占30%,化合物状态的汞约占70%。冶金工业中常用汞齐法提取金、银、铊等有色金属;化学工业中,用汞作阴极电解食盐溶液制取高纯烧碱和氯气。汞常用于制造汞弧整流器、水银真空泵、水银灯以及各种测温、测压仪表等。汞与酒精、浓硝酸溶液混合加热可制成良好的起爆剂-雷汞。汞的一些化合物在医药上有消毒、利尿和镇痛作用。汞银合金是很好的牙科材料。 

  我国汞矿资源比较丰富,现已探明有储量的矿区分布于12个省区,从分布地区来看,汞储量依次为:西南区占全国汞储量的56.9%,居首位。其次是西北区占28.4%、中南区占14.4%,其他地区则很少,仅占0.3%。贵州储量最多,占全国汞储量的38.3%,其次为陕西占19.8%、四川占15.9%、广东占6%、湖南占5.8%、青海占4.4%、甘肃占3.7%、云南占2.7%,以上8个省区合计储量占全国汞储量的96.6%。我国汞矿资源有以下特点: 

  (1)矿产地和储量分布高度集中。全国已探明有汞储量的矿区主要集中分布在贵州、陕西、四川,这三个省探明储量占全国汞总储量的74%。其次为广东、湖南、青海三省,探明储量占16.3%。 

  (2)储量组成以单汞矿床的储量为主,与其他矿物共伴生的储量也有一定的比例。据统计,共伴生汞储量约占全国保有汞储量的20%左右,主要共伴生在铅锌矿床、锑汞矿床中,有的汞储量已达到大型矿床规模,如广东凡口铅锌矿床伴生汞、陕西凤县铅硐山铅锌矿床伴生汞、旬阳青铜沟汞锑矿床共生汞、旬阳公馆汞锑矿床(南矿段)共生汞。虽然共伴生汞矿储量可观,但由于选冶分离技术尚未解决,因此一些矿山对这部分汞矿资源也未能充分利用或综合回收。 

  (3)贫矿多,富矿少。我国大中型汞矿床的汞品位0.1%~0.3%居多,部分介于0.3%~0.5%,大于0.5%~1%的品位较少,大于1%的品位仅是极个别的矿床。因此,我国汞矿最低工业品位定为0.08%~0.1%。几个主要汞矿山开采品位一般为0.15%,最高的也只有0.5%~1%,明显地低于国外汞矿床。国外一般都开采富汞矿床,如世界著名的超大型汞矿床:西班牙的阿尔马登汞矿床的汞品位为0.6%~20%,平均3%,富矿石为8%~10%;斯洛文尼亚的伊德里亚汞矿床的汞品位贫矿为0.2%~2%,富矿石为6%~7%。 

  (4)矿石工业类型多,以单汞型为主。我国汞矿石工业类型有单汞、汞锑、汞金、汞硒、汞铀以及汞多金属等类型,其中以单汞型矿石为主,而且矿石易采易选易炼,工艺流程简单,因此作为主要开采对象,宜在坑口附近建设采-选或采-选-冶联合企业。


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