锑(英文名:Antimony)是一种 类金属元素 ,位于元素周期表第五周期VA族,元素符号为Sb, 原子序数 51, 原子量 121.76,其在自然界中有两种稳定的 同位素 Sb¹²¹、Sb¹²³ ,纯锑常温下是一种银白色金属,其密度为6.68 g/cm³(20˚C),熔点为630.5℃,沸点为1635℃(101.325 kPa)。 锑的 莫氏硬度 为3~3.5,质脆易断裂,因此纯锑不能用于制造硬的物件。锑是一种银白色、易碎、易熔的结晶固体,导电性和导热性较差,加热时会升华。 是易熔有色金属之一,有四种同素异形体,即 灰锑 、 黑锑 、 黄锑 和 爆锑 ,后三种均不稳定。 锑化学性质与 砷[shēn] 相似,能与氢气、氧气、硫、卤素以及金属等单质,氧化性酸、 碱 、盐以及 氧化物 , 烷[wán] 基汞等有机化合物发生反应。 锑在制造工业合金、阻燃剂、半导体、医药等领域均有应用。
发现历史
中国是世界较早发现锑的国家。“锑”早在汉代许慎的《 说文解字 》中就有收录,在古文献中多记载为“火齐(珠)”。
锑的化合物也在古代就为人所知 。据考证,公元前4000年,在 新巴比伦王国 的泰洛挖掘到含锑铸件—古瓶碎片;公元前2500年至前2200年期间,在 埃及 发现镀锑古铜器。据传,古 希腊 人早就用 硫化锑 作药物和妇女画眉的化妆品。但直到公元50年,人们仍然误认硫化锑为锑,称为“stibium”或“antimonium”。十六世纪初期, 德国 僧人B.万伦廷(B Valentine)才著文辨析金属锑与其 硫化物 ,并较详细地介绍了金属锑的用途、性质及提取方法,该文是最早的有关金属锑的著作。十六世纪中叶,德国科学家G. 阿格里科拉 (Georg Agricola)和伯英古索曾详尽介绍了锑的熔析技术,后者还列举了锑的一些有用性质和用途。之后, 法国 化学家N.莱默雷也发表了关于锑的专论。
英文“antimony”源于希腊“anti”和“monos”两字的复合词,原义是“很少单独出现的金属”。锑能使黄金发脆而降低其延展性,早为古炼丹家所知,因而西文又名为“regulus”,原意“小皇帝”。
分布情况
二十世纪末以来,中国已经成为世界上最大的锑及其化合物生产国,其中大部分产自湖南省冷水江市的锡矿山;中国湖南 冷水江市 锡矿山是世界上独一无二的单一锑矿床,有“世界锑都”之称,但面临资源枯竭的困境 。锑在自然界中主要存在于硫化物矿物 辉锑矿 (Sb₂S₃)中。
自然锑通常与砷、银、方铁矿、 黄铁矿 等物质共生于炙热的矿脉中,最常见的锑是钟乳状、块状、放射状聚集在一起的集合体,颜色呈铅灰色,略带一点蓝色,条痕则呈黑色,不透明,具金属光泽。
已知的锑矿物和含锑矿物有120多种,其中主要矿物有辉锑矿(Sb₂S₃)、方锑矿(Sb₂O₃)、锑华(Sb₂O₃)、锑赭石(Sb₂O₃·Sb₂O₄·H₂O)、 黄锑华 [(Sb₃O₆)OH]、硫氧锑矿(HgSb₄S₈)等。
2026年4月29日,中国自然资源部发布中国矿产资源情况,中国锑矿储量居世界第一,此外2025年中国锑矿产量也居世界第一。
锑同位素
自然界中,锑存在两种稳定的同位素,即¹²¹Sb和¹²³Sb,自然丰度分别为57.362%、42.638%。它们在反应堆辐照下能生成¹²²Sb和¹²⁴Sb。¹²⁴Sb半衰期为60.2 d,能发射分支比很大的 γ射线 ,可用作放射性示踪剂。
裂变产物中有17种锑的 放射性同位素 ,大部分寿命都很短,其中寿命较长的¹²⁵Sb半衰期为2.76 a。¹²⁵Sb能从 乏燃料 后处理工艺流程中的高放废液(1 AW)中大量提取。 (半衰期19 min)和 (半衰期12.4 d)都是 (半衰期 a)的子体,经过约70 d后, 和 能与 达到永久平衡。
理化性质
物理性质
锑为银白色的金属,密度为6.68 g/cm³(20˚C), 熔点 为630 ℃, 沸点 为1750 ℃(101.325 kPa)。 锑的 莫氏硬度 为3~3.5,质脆且容易磨损破碎,无延展性,导热性差, 电导率 仅为银的4.2%,因此纯锑不能用于制造硬的物件。 随着金属纯度的提高,锑的机械强度下降。 锑与砷、 硒[xī] 、 碲[dì] 、锗、硅等元素常被视为半金属或准金属,其物理 化学 性质与砷相似,两种元素能无限互熔,在提取冶金中常不易彻底分离。
锑是易熔有色金属之一,有四种 同素异形体 ,即灰锑、黑锑、黄锑和爆锑,后三种均不稳定。灰锑为常见的金属锑。表面呈银白色金属光泽,断面呈现紫蓝色金属光泽,其主要 物理性质 见下表,其极易结晶。黑锑是无定形黑色粉末,比灰锑易挥发。当金属锑骤冷或在-40 ℃用空气或 氧气 氧化液态 锑化氢 时,可得到黑锑。黄锑极不稳定,高于-90 ℃时,在黑暗中也可变为黑锑,在-50 ℃时黄锑迅速变成普通金属锑。爆锑表面光滑柔软,用硬物轻轻敲击、摩擦、受热时很容易发生爆炸。
化学性质
锑在化学反应中常表现为正三价,在特殊情况下才生成五价化合物,仅在金属化合物中呈现共价及负价。而与氢结合可生成SbH₃,表现为负三价。 锑的化学性质比较稳定,具有 金属性 和 非金属性 两种特性。
与单质反应
氢气
800 ℃时,锑开始溶解氢,锑与雾状的氢反应生成 锑化氢 。
氧气
锑在室温下与氧气不发生氧化反应。强热则燃烧形成白色的锑 氧化物 。
300-900 ℃时,在空气中加热锑会得到四氧化二锑。
硫
锑能与熔融硫直接反应生成 三 硫化二锑 。 三硫化二锑 与硫的亲合力小于铜、铁、锌、 、钻、镉等金属,因而可被这些金属置换出来。锑的 硫化物 中,在工业上最具有实际意义的是 三硫化锑
(Sb₂S₃), 五硫化锑 (Sb₂S₅)次之。
卤素
锑在干燥条件下能与 反应生成四氟化锑和三氟化锑,低温干燥的条件下与氟气反应生成 五氟化锑 。
锑能与适量、干燥的 氯 反应生成 三氯化锑 ,与过量的氯气反应生成 五氯化锑 。
金属
真空中加热熔融锑和铝,两者反应生成 AlSb 。
将锑与镓放入 石英管 ,在 氢气流 中加热到720-730 ℃熔融,两者反应生成GaSb。
在干燥的 液态氨 中加热锑和锂,两者反应生成Li₃Sb。
锑在高温下能与 镧系金属 反应生成LnSb。
与无机化合物反应
酸
锑能与 氧化性酸 反应, 锑与 浓硫酸 反应能生成 硫酸锑 、 二氧化硫 和水。
锑与少量 稀硝酸 反应生成 三氧化二锑 、 一氧化氮 和水,与足量稀硝酸反应生成偏锑酸、一氧化氮和水;与 浓硝酸 反应生成 五氧化二锑 、一氧化氮和水。
碱
锑能与熔融 氢氧化钠 在氧存在的情况下缓慢反应,生成亚锑酸钠和 氢气 。
盐
锑能与 五氯化锑 反应生成 三氯化锑 。
锑能与 四 氯化锰 反应生成 三氯化锑 和二 氯化锰 。
锑能与沸锡 盐溶液 中的锡盐发生反应,反应 方程式 如下。
锑能与 硝酸银 反应置换出银。
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。
锑能与水在加热至900 ℃以上的条件下反应,生成三氧化二锑和氢气。
将八氧化三 放在有粉状锑和铝 混合物 的 埚内进行加热,可得到锑化铀和 氧化铝 。
与有机化合物反应
锑能与三氟 甲基 碘反应生成叁三氟甲基锑(叁锑)和双三氟甲基 三碘化锑 。
锑能与烷基汞反应生置换出汞,反应方程式如下。
制备方法
提取锑的主要 矿石 原料为锑 金矿 和锑精矿,两者都接近于辉锑矿,其主要成分为 三硫化锑 。锑的 冶炼 工艺主要分为湿法炼锑和火法炼锑,以火法工艺为主 ,简要介绍以下几种冶炼工艺:
火法炼锑
(1)挥发熔炼-还原熔炼
挥发熔炼-还原熔炼主要为 鼓风炉 挥发熔炼- 反射炉 还原熔炼,该工艺的工作原理类似于 高炉 炼铁,均利用氧化还原的原理来处理 硫化 锑矿。该工艺流程包括制团干燥、鼓风炉挥发熔炼、反射炉还原熔炼以及精炼除铅和砷四个主要流程。以锑 金矿 为例,首先将锑金矿与 生石灰 配合制团,干燥;将 焦炭 、 熔剂 、锑 ( 硫化锑 与其他金属 硫化物 的合金)交替放入鼓风炉中,焦炭为 还原剂 ,将硫化锑等金属硫化物还原为 金属 单质 ,同时金属锑被氧化得到易挥发的锑氧粉,即 三氧化二锑 。将锑氧粉收集在反射炉中,配入还原煤得到粗锑,将煤燃烧所得灰分和矿渣回收,再投入 鼓风炉 中熔炼。然后经过精炼去除铅和砷,从而得到精锑,即 锑锭 。
(2)直接熔炼
直接熔炼是指通过还原剂(CO、H₂、C、Fe)直接置换 硫化 锑矿中的锑,主要有沉淀熔炼法、反应熔炼法、碱性熔炼法、 氢还原 法等。各方法的反应原理如下:
湿法炼锑
(1)碱法炼锑
碱法炼锑的原理是利用 硫化锑 与Na₂O或Na₂CO₃必须在 还原剂 条件下作用时才能析出锑,而铅、铋、锌等可在没有还原剂条件下与Na₂O或Na₂CO₃反应,以残渣的形式与锑分离, 基本反应 如下:
(2)酸法炼锑
酸法炼锑是酸性条件下利用 浸出剂 浸取 矿石 中以 硫化锑 和 五氧化二锑 形式存在的锑,其中保持酸性条件的目的是使氧化锑与酸发生 复分解反应 ,锑以盐的形式进入溶液;浸出剂作为 氧化剂 ,使得锑矿中的大部分硫进入浸出渣,从而锑以 氯化物 的形式进入溶液。之后对浸出液进行 水解 中和、 电解 等步骤,制取相应的金属锑或锑白等产品。
应用领域
锑与其他 有色金属 不同,很少单独使用。纯金属锑除了用于 电镀 ,其他多以制成合金、化合物的形式使用。
工业合金
锑在 蓄电池 工业中可用于制作蓄电池 栅极 以及 接头 零件,电池栅极是 铅锑合金 ,具有浇筑流动性好、易成型、薄且强度 高的 特性,能够减小蓄电池的组装尺寸,合金中的锑能够保证电池的导电性并降低 电化学 腐蚀。 。
锑在 机械工业 和电力 佳通 运输业中可用于制作轴承合金(也叫做 巴氏合金 ),如 锡基巴氏合金 就是以锡、锑、铜为基本组分的,锑和铜的加入能够使合金强度增加、塑性降低、耐疲劳极限提高,还可以有效防止合金在融化时氧化从而显著降低合金的热膨胀系数。
其他需要用到锑的工业合金还有 锑 青铜 ,可用来制作小 齿轮 、摩擦齿轮以及 机床 和电动机的受重载荷的轴衬;活字金,也称印刷合金,具有 熔点 低、易浇筑的特性,并且能保证铸造的铅字轮廓清晰经久耐用;含锑5%的锡基焊料,可用于焊接电气装置、 冷冻器 盘、 铜管 等;铅基合金 软管 ,可用于包装食品、医药以及化工品等;硬铅(铅锑二元合金),可以通过调整锑的添加量获得不同性质的硬铅,如含锑8-12%的硬铅可制作耐酸釜,含锑28%的硬铅可配置 耐磨管 嘴材料等。
阻燃剂
锑最大的应用领域是用于生产阻燃剂。 三氧化二锑 是锑的最主要用途之一,是阻燃剂的重要原料,广泛应用于塑料、造纸、纺织品、家用电器、橡胶制备等领域,同时也用于制造耐火材料 。利用Sb₂O₃对 水滑石 改性,可获得针对ABS的高效阻燃剂 。锑白也是良好的灭火防火原料,既能阻燃也能增加塑料耐热性,是不少塑料理想的阻燃剂。锑白还可用于安全胶卷、高温绝缘材料、大功率电路原件等。
胶体锑酸钠是化纤、树脂、织物的阻燃增效剂,效果远高于三氧化二锑。 锑系阻燃剂( 三氧化二锑 、胶体五氧化二锑、锑酸钠等)除了用于含卤素的聚合物阻燃剂外,几乎总是与卤素阻燃剂协同作用,可明显提高卤素阻燃剂的阻燃效果。
半导体
高纯锑主要用于 半导体行业 ,可以形成 锑化铟 、 锑化镓 、 锑化铝 等 化合物半导体 ,还可以作为 半导体硅 和锗的掺杂元素,形成N型半导体。 锑化 (InSb)是重要的 半导体材料 ,具有 物理化学 性质稳定、工艺 兼容性 优良的优点。在红外探测领域具有广阔的前景。InSb红外探测器更是在 天文观测 、精确制导(包括 便携式防空 导弹 、 反坦克导弹 、 空-空导弹 以及巡航导弹等在内的多种红外 制导导弹 )领域广泛应用。
颜料
锑白是一种优良的白色颜料并且具有耐光、耐热稳定性好的特性。锑白具有很好的遮蔽铁胎的作用,在 搪瓷 工业中应用广泛,可以使涂刷过锑 白的 陶瓷具有白色的釉面,并且使陶瓷不发脆、耐冲击。
医疗
锑在医疗领域可用于制备医药,如可用于人体驱肠虫剂、抗原虫剂 尿素 锑胺( );可用于医药防腐的 氯化锑 ;可用于人体抗虫原的氨 苯基 次 锑酸钠 配 类盐 ( );可用于抗肿瘤的药物锑-71,它是 氨三乙酸 锑 合物。
其他
锑代锡制成的 锑 青铜 性能好,用作 齿轮 、 发动机 等的轴衬。 纳米级 三氧化二锑 可作为聚 缩聚 催化剂 。 锑酸钠 除除可作 阻燃剂 外,还用于 显像管 、光学用 玻璃 、各种高级 玻璃澄清剂 等。
安全事宜
毒性
锑是中等毒性元素,对成年人的致死量为97.2 mg,对儿童致死量为48.6 mg,元素锑毒性大于 无机化合物 锑盐,三价锑毒性是五价锑的十倍,其毒性随价态升高而降低,单质锑毒性比锑化合物毒性强,无机锑毒性比有机锑的毒性强。 急性吸入锑中毒主要损害呼吸系统,急性口服锑中毒主要体现为肠道症状,同时还可能有肝、肾、心损害。
代谢特征
三价锑广泛分布于肝、骨骼、 胰腺 、 甲状腺 、心脏等器官。五价锑主要分布于 血浆 中。锑可由粪中排出,三价锑50%由粪便排出,其余大部分由尿排出。
毒理机制
锑及其化合物对人体具有刺激作用,并能与体内疏基结合进而干扰酶的活性或破坏细胞内离子平衡,损害 神经系统 和其他器官。 锑能刺激肠胃黏膜,直接作用呕吐中枢或经 迷走神经 传至延髓呕吐中枢,引发呕吐;锑还可以引起心脏节律紊乱、心室颤动等。
急救措施
锑中毒 后,需要立即将患者从中毒现场转移,脱掉被污染的衣物并且用清水冲洗被污染的皮肤, 消化道 中毒可使用温水 洗胃 ;可以使用 二 巯基 丁二酸钠 和 二巯基丙醇 驱锑治疗;可以使用大剂量B族 维生素 和 维生素c 保护心、肝、肾,早期可用激素治疗出现 肺炎 肺水肿 的患者。
锑污染的修复
针对土壤的治理方法可以分为三种:物理修复法、 生物修复 法、 化学 修复法。
(1)物理修复法
(2)生物修复法
生物修复法的原理是利用微生物代谢和植物生长等生理作用,将污染物从土壤中去除。
(3)化学修复技术
化学修复技术是指将 化学试剂 投入受污染的土壤,以改变重金属在土壤中存在的结构和形态,从而达到去除重金属的目的。
针对水体 锑污染 ,主要有 吸附 法、沉淀法、 电化学 法三种处理方法。
(1)吸附法
吸附法是指利用 吸附剂 对锑的吸附作用修复水体的方法。
(2)沉淀法
沉淀法是指在 废水 中加入合适的药剂,与锑离子发生沉淀反应,生成沉淀与 絮凝 体,达到治理废水中锑污染的效果。
(3)电化学法
市场需求
锑有“工业味精”之称。2025年3月,锑金属价格持续上涨、中国海内外价差较大。数据显示,3月12日中国国内1号锑锭价格为20万元/吨,相较于2025年年初已上涨5.7万元/吨。2025年2月以来,锑价涨幅已超40%。但中国海内外锑锭价差仍接近20万元/吨。锑价上涨有力提振了相关上市公司股价。2025年2月到2025年3月13日,华钰矿业、湖南黄金、华锡有色股价涨幅分别达到68%、33%、33%。业内人士表示,由于供应紧张、需求稳定,后市锑价仍有上涨潜力。
相关事件
2026年3月,自然资源部发布消息显示,中国新一轮找矿突破战略行动再添新成果,四川冕宁发现稀土、 萤石 、 重晶石 等固体矿产, 甘肃省 宕昌县 瓦石沟一带银梁矿段发现锑矿,探明储量36011吨。