炙手可熱的金屬新貴

王殿華

銻是一種銀白色金屬，密度為6.68克/厘米³，熔點(diǎn)630.5℃。銻在元素周期表中的原子序數(shù)為51，原子量是121.75。銻的拉丁名稱為Stibium，化學(xué)符號sb即由此而來，它的英文名稱為Antimony。據(jù)說在古代西方國家的一些僧侶中，曾經(jīng)有許多人患上癩病，他們服用了一種含銻的礦物，即輝銻礦來治療。但事與愿違，服用這種礦物的僧侶不但沒有恢復(fù)健康，病情反而惡化，不少人甚至因此死亡。這樣，銻的礦物就成了“反對僧侶”?！癮nti”是“反”的意思，“mony”詞尾是從"monk”(“修道士”或“僧侶”)而來，把Antimony直譯就成為“反對僧侶”了。

銻的發(fā)現(xiàn)與性質(zhì)

銻在古代就已被廣泛使用。在一個屬于埃及第五或第六王朝的銅制水罐上就鍍有銻；古希臘人曾用輝銻礦作描眉的黑色顏料。在匈牙利曾發(fā)現(xiàn)青銅時代的用具，銅合金中銻含量高達(dá)4％－5％，但由于古人分辨不清銻、錫和鉛，故而從未提到過銻這種金屬。

16世紀(jì)。德國冶金家阿格里科拉最早提出銻和鉍是不同于其他金屬的兩種獨(dú)立的金屬。他還提出，把銻添加到鉛和錫中鑄成印刷用的活字合金，這是因?yàn)殇R在凝固時收縮性比較小，可以使鑄字更為清晰。

我國是世界上發(fā)現(xiàn)、利用銻礦較早的國家之一，秦墓出土的文物秦代箭，經(jīng)光譜分析含銻。由此可知，中國對銻的利用很早，但當(dāng)時不叫銻，而稱“連錫”。據(jù)《漢書·食貨志》記載“王莽居攝，變漢制，鑄作錢幣均用銅，淆以連錫”?！妒酚洝芬灿涊d：“長沙出連錫”。

銻兼具金屬和半金屬的性質(zhì)，它有4種同素異形體，即：灰銻、爆銻、黑銻和黃銻。普通金屬銻為銀白色，又稱灰銻，有金屬光澤，性脆，不具延展性，工業(yè)上不能單獨(dú)使用。除灰銻外的其他3種異形體，則全無金屬性質(zhì)，稱為非金屬更恰當(dāng)。當(dāng)溫度在－90℃以下時，銻以無定形黃銻存在。當(dāng)金屬銻的蒸汽驟然冷卻，會凝固成無定形黑銻。黑銻的化學(xué)性質(zhì)活潑，有時會自燃。在溫度達(dá)90℃以上時，黑銻可以漸變?yōu)榛忆R。用三氯化銻電解會得到含有少量三氯化銻的黑色銻。這種銻在發(fā)生摩擦和受到撞擊時，會爆炸，人們稱其為爆銻。

銻僅在赤熱時與水反應(yīng)放出氫氣；高溫時可與氧反應(yīng)，生成三氧化二銻。這是一種兩性氧化物，難溶于水，但溶于酸和堿：可以與濃硝酸反應(yīng)。

銻的用途

銻多用于生產(chǎn)合金，可增加合金的硬度和強(qiáng)度。如蓄電池極板、軸承合金、印刷合金(鉛字，現(xiàn)已很少用)、焊料、電纜包皮及槍彈中都含銻。鉛錫銻合金可作薄板沖壓模具。高純銻是半導(dǎo)體硅和鍺的摻雜元素。銻白(三氧化二銻)是銻的主要用途之一，它是銻的化合物，是優(yōu)良的白色顏料和阻燃劑的重要原料，常用在陶瓷、橡膠、油漆、玻璃、紡織及化工產(chǎn)業(yè)。硫化銻(五硫化二銻)是橡膠生產(chǎn)中所用的紅色顏料。生銻(三硫化二銻)則用于生產(chǎn)火柴和發(fā)煙劑。

公元前3000年，印歐語系的阿納多盧人發(fā)明了銅錫銻合金——青銅。青銅比較堅硬，在高溫下易熔化于黏土模中，因此可用來制造劍、矛頭、盾牌和胸甲等兵器和裝備。不久前，云南省玉溪市元江哈尼族彝族傣族自治縣出土了一件古代銅斧，屬銅銻二元合金。而在中國古代，青銅器一般是銅錫二元合金、銅錫鉛三元合金等形式，銅銻二元合金形式的器物一直沒有發(fā)現(xiàn)。在元江出土的這把銅斧采用銅銻二元合金形式，說明當(dāng)時的冶金技術(shù)已經(jīng)達(dá)到很高的水平。據(jù)介紹，該銅斧距今已有2700年左右的歷史。

含銻、鉛的合金耐腐蝕，是生產(chǎn)蓄電池極板、化工管道、電纜包皮的首選材料；銻與錫、鉛、銅的合金強(qiáng)度高、極耐磨，是制造軸承、齒輪的好材料，高純度銻及其他金屬的復(fù)合物(如銀銻、鎵銻)是生產(chǎn)半導(dǎo)體和電熱裝置的理想材料。

銻會刺激人的眼、鼻、喉嚨及皮膚，持續(xù)接觸可破壞心臟及肝臟功能，吸入高含量的銻會導(dǎo)致銻中毒，癥狀包括嘔吐、頭痛、呼吸困難，嚴(yán)重者可能死亡。德國音樂神童莫扎特死因不明，有一種說法稱其死于銻中毒。

國際氧化銻工業(yè)協(xié)會早年進(jìn)行的試驗(yàn)表明，老鼠若長時間暴露在高濃度含銻空氣中，肺部會產(chǎn)生炎癥，進(jìn)而染上肺癌。但實(shí)際上，人們不會在高濃度銻環(huán)境中長時間工作，所以至今尚未出現(xiàn)因吸入過量銻而染上肺癌的個案，但仍不排除其對人體的潛在危險。2002年9月，世界衛(wèi)生組織規(guī)定，水中銻含量和日攝入量應(yīng)小于0.86微克/千克。如果是一位體重80千克的人，每日攝取量應(yīng)小于0.0688毫克。歐盟則規(guī)定，食品中的銻含量應(yīng)小于20ppb，環(huán)保級PET纖維中的銻含量不得大于260ppm。

“世界銻都”——錫礦山

1957年，由著名兒童文學(xué)作家鄔朝祝創(chuàng)作整理的民間故事《銻牛和銻孩子》發(fā)表，很多人至今還對故事中神奇的銻記憶猶新。鄔朝祝的童年是在湖南新化鄉(xiāng)下和“世界銻都”錫礦山度過的。錫礦山的銻礦于1897年正式開采。到1908年時，這里的銻產(chǎn)量已占世界的一半，其銻礦田擁有4大礦床，歷經(jīng)百年開采，銻的保有儲量仍有4億千克，素有“世界銻都”的美稱。

“世界銻都”生產(chǎn)的分明是銻礦，為什么卻叫做錫礦山呢?原來，這里的銻礦是輝銻礦，有著錫一般的金屬光澤，它的化學(xué)成分是三硫化二銻，其中含有1/5的銻。早在明朝時，當(dāng)?shù)氐木用窬桶l(fā)現(xiàn)山上有銻礦。不過，當(dāng)時人們把這種錫光閃閃的礦石誤認(rèn)為是錫礦，因此把整個山都叫做“錫礦山”，這個名字也就一直沿用至今。清光緒十六年(1890年)，經(jīng)化驗(yàn)人們始知這里的礦石是銻礦。光緒二十三年(1897年)，創(chuàng)辦“積善”廠，為錫礦山最早的銻冶煉廠，使我國的“連錫”轉(zhuǎn)入銻生產(chǎn)的時代。1908年，湖南華昌公司從法國引進(jìn)揮發(fā)焙燒法，開始用此法煉銻。隨著機(jī)械制造業(yè)的興起，銻的用途和需求量擴(kuò)大，繼開發(fā)錫礦山之后又先后開發(fā)了湖南桃江板溪、新邵龍山、桃源沃溪等地的銻礦，使湖南銻業(yè)居全國之首。接著，黔、滇、桂等省區(qū)也相繼開采出一些銻礦。從1908年以后的數(shù)十年間，中國產(chǎn)銻量常占世界總產(chǎn)量的50％以上，僅錫礦山自1912－1935年間的銻品產(chǎn)量就占世界產(chǎn)量的36.6％，占全國的60.996。1942年，我國著名的有色金屬冶金學(xué)家、世界最早的銻冶金專家之一王寵佑與美國人霍德森共同取得飄浮熔煉一氣態(tài)還原熔煉的專利權(quán)。

今天，錫礦山90％以上的銻產(chǎn)品遠(yuǎn)銷日本、美國、歐洲等50多個國家和地區(qū)，在國際國內(nèi)市場均享有盛譽(yù)。

身價日增的金屬新責(zé)

銻在地殼中的含量為0.0001％，主要以單質(zhì)或輝銻礦、方銻礦的形式存在。我國是世界上銻礦資源最為豐富的國家，總保有儲量27.8億千克，居世界第一位。已探明儲量的礦區(qū)有111處，分布于全國18個省(區(qū))，以廣西銻儲量為最多，約占全國的41.3％；其次為湖南、云南、貴州、甘肅、廣東等省。

由于多年開采，很多銻礦山資源面臨枯竭，加上銻在冶金、蓄電池及軍工等工業(yè)中的用途越來越廣，國內(nèi)銻金屬供應(yīng)開始出現(xiàn)短缺，銻價持續(xù)上升，最高時達(dá)到5700－5800美元/噸，銻也成為非常搶眼的金屬新貴。進(jìn)入2007年后，國際銻市場依舊維持高位波動態(tài)勢。

近幾年，即使在銻礦價格比較高的情況下，銻產(chǎn)品的增產(chǎn)數(shù)量也并不明顯，加之國際和國內(nèi)目前都沒有新的大型礦山發(fā)現(xiàn)，新發(fā)現(xiàn)的或恢復(fù)生產(chǎn)的小型礦山不足以緩解目前全球銻精礦的供應(yīng)緊張狀況，銻精礦在未來的一段時間內(nèi)仍將持續(xù)供不應(yīng)求的態(tài)勢，這從源頭上決定了銻生產(chǎn)供應(yīng)的狀況，也將成為今后價格上漲的主要動力。

責(zé)任編輯趙菲