自20世纪末以来,中国已成为世界上最大的锑及其化合物生产国,而其中大部分又都产自湖南省冷水江市的锡矿山。锑的工业制法是先焙烧,再用碳在高温下还原,或者是直接用金属铁还原辉锑矿。
近几年来,由于MC-ICP-MS的发展以及高效率离子化氢等离子体的出现,准确和高精度的同位素比值测定成为可能,一些金属如铜、铁、锌、铂和硒等稳定同位素系统的研究已为认识这些金属的生物地球化学过程和自然分馏研究提供了一种全新的技术手段。因此,金属元素的稳定同位素研究是金属元素环境与生物地球化学领域的前沿领域之一。同位素为锑在地表环境的无机与生物过程示踪和来源研究提供了全新的技术手段。
自20世纪末以来,中国已成为世界上最大的锑及其化合物生产国,而其中大部分又都产自湖南省冷水江市的锡矿山。锑的工业制法是先焙烧,再用碳在高温下还原,或者是直接用金属铁还原辉锑矿。
铅酸电池中所用的铅锑合金板。锑与铅和锡制成合金可用来提升焊接材料、子弹及轴承的性能。锑化合物是用途广泛的含氯及含溴阻燃剂的重要添加剂,锑在新兴的微电子技术中也有着它的广泛用途,如AMD显卡制造。
锑(antimony),金属元素,元素符号Sb,原子序数51,银白色有光泽硬而脆的金属(常制成棒、块、粉等多种形状)。有鳞片状晶体结构。在潮湿空气中逐渐失去光泽,强热则燃烧成白色锑的氧化物。易溶于王水,溶于浓硫酸。相对密度6.68,熔点630℃,沸点1635℃,原子半径为1.28Å,电负性2.2。锑在自然界中主要存在于硫化物矿物辉锑矿(Sb2S3)中。已知锑化合物在古代就用作化妆品,金属锑在古代也有记载,但那时却被误认为是铅。大约17世纪时,人们知道了锑是一种化学元素。锑是一种带有银色光泽的灰色金属,其莫氏硬度为3。因此,纯锑不能用于制造硬的物件:中国的贵州省曾在1931年发行锑制的硬币,但因为锑很容易磨损,在流通过程损失严重。
2019年中国储量为48万吨,占全世界32%,我国主要锑矿分布于湖南、广西、西藏等地,是我国四大战略资源之一。湖南省冷水江市的锡矿山锑矿便是其中之一,它发现于1541年,已有百年开采历史。锡矿山锑矿面积16平方公里,锑的储量和产量均为世界首位,且找矿前景可观。
锑主要应用于阻燃剂、冶金添加剂、非冶金添加剂中。随着高分子材料的发展,材料阻燃剂的作用越拉越重要,含有锑阻燃剂的塑料制品被广泛应用于电子、汽车、仪器仪表、橡胶、 等领域。目前,阻燃剂已经成为仅次于增塑剂的第二大橡塑助剂行业。
根据中研普华产业研究院发布的《2023-2028年中国锑行业竞争格局分析及发展前景研究报告》显示:
锑的最主要用途是它的氧化物三氧化二锑用于制造耐火材料。除了含卤素的聚合物阻燃剂以外,它几乎总是与卤化物阻燃剂一起使用。三氧化二锑形成锑的卤化物的过程可以减缓燃烧,即为它具有阻燃效应的原因。这些化合物与氢原子、氧原子和羟基自由基反应,最终使火熄灭。商业中这些阻燃剂应用于儿童服装、玩具、飞机和汽车座套。它也用于玻璃纤维复合材料(俗称玻璃钢)工业中聚酯树脂的添加剂,例如轻型飞机的发动机盖。树脂遇火燃烧但火被扑灭后它的燃烧就会自行停止。
在军事方面,可用于弹药、夜视镜、红外追踪导弹等高精尖武器装备。由此可见锑的重要性,然而这种锑资源却比稀土还要稀缺。锑资源的稀缺性锑资源的储量很少,据了解2022年全球锑探明储量仅为150万吨,2021年的产量为11万吨,相比于2011年的18万吨下降了7万吨。
金属锑的结构为层状结构(空间群:R3m),而每层都包含相连的褶皱六元环结构。最近的和次近的锑原子形成变形八面体,在相同双层中的三个锑原子比其他三个相距略近一些。这种距离上的相对近使得金属锑的密度达到6.697g/cm3,但层与层之间的成键很弱也造成它很软且易碎。
锑是全球性污染物,是国际上最为关注的有毒金属元素之一。与其他有毒金属如汞和砷等相比,人们对锑的环境污染过程和生物地球化学循环还缺乏系统认识。化学形态、微生物和有机质的影响,及同位素等现代分析技术是研究锑生物地球化学循环强有力的研究手段,可以为某些关键重要的环节提供新的思路,在此基础上,建立地表环境中锑的生物地球化学演化、归宿以及与人体健康的关系的基本认识框架,为其它类型锑污染咖城市地表环境)的评价和治理提供借鉴。
“十四五”期间中国的锑金属消费量将维持5%左右的复合增长,至2025年、2030年和2035年中国的金属锑消费量将分别达到7.9万吨、9.4万吨和10.7万吨。与此同时,在锑价格偏低和政策约束之下锑产能扩张的动力较弱,国内锑供给总体稳定,叠加净出口因国外需求扩张而保持增长,未来国内金属锑市场的供需格局将由供给过剩转变为供不应求。
预计“十四五”期间中国的锑消费增量将主要来自阻燃剂、铅酸蓄电池、聚酯工业、半导体和军工领域,分别增长29.7%、31%、28.4%和62%。分析师表示,近期锑市场原料缺口巨大,是支撑锑品价格的最主要因素。在加上国外需求依旧较强,锑价仍将高位运行。
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2023-2028年中国锑行业竞争格局分析及发展前景研究报告
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