金屬銻，這種稀有且多功能的金屬元素，以其獨特的物理化學性質(zhì)，在多個領域發(fā)揮著不可替代的作用。從軍工到半導體，再到制藥行業(yè)，銻的應用廣泛而深入。特別是在電動汽車領域，銻的阻燃性能更是被譽為 " 工業(yè)黃金 "，其重要性日益凸顯。
銻，擁有著令人稱奇的獨特屬性，仿佛一把神秘的萬能鑰匙，為眾多現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)和前沿科技領域打開了進步的通道。在關乎生命與財產(chǎn)安全的阻燃領域，銻是守護的使者，默默發(fā)揮著強大的防火效能；在充滿無限可能的新能源天地，銻為電池性能的飛躍貢獻著關鍵力量，推動著能源變革的浪潮；在捍衛(wèi)國家安全的軍工疆場，銻賦予了裝備卓越的性能和堅實的可靠性，成為國防長城的堅固基石；在精細入微的半導體世界，銻的存在如同精密的魔法符文，為芯片的高效運行和性能提升注入了神奇魔力。
人類對銻的使用可以追溯到公元前三千多年。早在公元前3100年的埃及前王朝時代，三硫化二銻就被當作眼影粉使用。在迦勒底的泰洛赫（今伊拉克），曾發(fā)現(xiàn)一塊可追溯到公元前3000年的銻制花瓶碎片。而在埃及發(fā)現(xiàn)的鍍銻銅器，也可以追溯到公元前2500年至前2200年間。公元前18世紀左右，人們在匈牙利發(fā)現(xiàn)了小塊銻，但很長時間，人們并未真正認識這種金屬。在公元前6-7世紀裝飾磚的釉料中也發(fā)現(xiàn)了黃色的銻酸鉛。在中世紀，銻被用來制作鉛字，還被當作瀉藥使用。1777年，德國采礦官員包恩在西班包根（siebenbürgen）發(fā)現(xiàn)了天然銻，他把這種輝銻礦焙燒后，變成氧化物，再用碳還原，便得到了金屬銻。1556年德國冶金學者阿格里科拉（G.Agricola）在其著作中敘述了用礦石熔析生產(chǎn)硫化銻的方法，但當時他將硫化銻誤認為銻。1604年德國人瓦倫廷（B.Valentine）記述了銻與硫化銻的提取方法。18世紀已經(jīng)開始采用焙燒還原法煉銻了。直到1896年人們才制出電解銻。1930年以后，銻礦鼓風爐熔煉法成為生產(chǎn)金屬銻的重要方法。20世紀60-70年代發(fā)展了多種揮發(fā)熔煉和揮發(fā)焙燒法。隨著銻生產(chǎn)工藝的不斷改進，銻的產(chǎn)量也在穩(wěn)定增長。2011年全球金屬銻總產(chǎn)量為17.8萬噸，2012年為18萬噸。中國、南非、玻利維亞、俄羅斯、塔吉克斯坦，這五個國家銻年產(chǎn)量占全球銻產(chǎn)量的90%以上，而中國則是銻最大的生產(chǎn)國。全球銻主要消費國（地區(qū)）有美國、中國、歐洲、日本和東南亞。銻消費的主要領域是阻燃劑、蓄電池合金、催化劑以及玻璃澄清劑等方面，其中阻燃劑占銻總消耗量的70%左右。銻及其化合物在工業(yè)生產(chǎn)和生活中有廣泛的應用，由于銻及合金具有半導體特性、耐磨性、阻燃性，被用于半導體器件、電池、耐磨合金、子彈、輪軌剎車片、煙火、防火材料等。國內(nèi)銻的消費結構為阻燃劑占50%以上，蓄電池合金占17%，塑料穩(wěn)定劑占15%，催化劑占10%，其他約占6~8%。
阻燃劑
銻的最主要用途是它的氧化物三氧化二銻用于制造耐火材料。除了含鹵素的聚合物阻燃劑以外，它幾乎總是與鹵化物阻燃劑一起使用。三氧化二銻形成銻的鹵化物的過程可以減緩燃燒，即為它具有阻燃效應的原因。這些化合物與氫原子、氧原子和羥基自由基反應，最終使火熄滅。商業(yè)中這些阻燃劑應用于兒童服裝、玩具、飛機和汽車座套。它也用于玻璃纖維復合材料（俗稱玻璃鋼）工業(yè)中聚酯樹脂的添加劑，例如輕型飛機的發(fā)動機蓋。樹脂遇火燃燒但火被撲滅后它的燃燒就會自行停止。
合金
銻在合金中的主要作用是增加硬度，被稱為合金的硬化劑，在金屬中加入比例不等的銻后，金屬的硬度就會加大，可應用于軍事，所以銻被稱為戰(zhàn)略金屬。銻能與鉛形成用途廣泛的合金，這種合金硬度與機械強度相比銻都有所提高。大部分使用鉛的場合都加入數(shù)量不等的銻來制成合金。在鉛酸電池中，這種添加劑改變電極性質(zhì)，并能減少放電時副產(chǎn)物氫氣的生成。銻也用于減摩合金（例如巴比特合金）、子彈、鉛彈、網(wǎng)線外套、鉛字合金（例如Linotype排字機）、焊料（一些無鉛焊接劑含有5%的銻）、鉛錫銻合金、以及硬化制作管風琴的含錫較少的合金。
其他應用
其他的銻幾乎都用于下文所述的三個方面。第一項應用是生產(chǎn)聚對苯二甲酸乙二酯（PET）的穩(wěn)定劑和催化劑。第二項應用則是去除玻璃中顯微鏡下可見的氣泡的澄清劑，主要用途是制造電視屏幕；這是因為銻離子與氧氣接觸后阻礙了氣泡繼續(xù)生成。第三項應用則是顏料。銻在半導體工業(yè)中的應用正不斷發(fā)展，主要是在超高電導率的n-型硅晶圓中用作摻雜劑，這種材料用于生產(chǎn)二極管、紅外線探測器和霍爾效應元件。20世紀50年代，小珠裝的鉛銻合金用于給NPN型合金結晶體管的發(fā)射器和接收器上漆。銻化銦是用于制作紅外探測儀的材料。銻的生物學或醫(yī)學應用很少。主要成分為銻的藥品稱作含銻藥劑，是一種催吐劑。銻化合物也用作抗原蟲劑。從1919年起，酒石酸銻鉀（俗稱吐酒石）曾用作治療血吸蟲病的藥物。它后來逐漸被吡喹酮所取代。銻及其化合物用于多種獸醫(yī)藥劑，例如安修馬林（硫蘋果酸銻鋰）用作反芻動物的皮膚調(diào)節(jié)劑。銻對角質(zhì)化的組織有滋養(yǎng)和調(diào)節(jié)作用，至少對動物是如此。含銻的藥物也用作治療家畜的利什曼病的選擇之一，例如葡甲胺銻酸鹽。可惜的是，它不僅治療指數(shù)較低，而且難以進入一些利什曼原蟲無鞭毛體所在的骨髓，也就無法治愈影響內(nèi)臟的疾病。金屬銻制成的銻丸曾用作藥。但它被其他人從空氣中攝入后會導致中毒。在一些安全火柴的火柴頭中使用了三硫化二銻。124Sb和鈹一起用于中子源：124Sb釋放出伽馬射線，引發(fā)鈹?shù)墓庵峦懽儭＿@樣釋放出的中子平均能量為24keV。銻的硫化物已被證實可以穩(wěn)定汽車剎車片材料的摩擦系數(shù)。銻也用于制造子彈和子彈示蹤劑。這種元素也用于傳統(tǒng)的裝飾中，例如刷漆和藝術玻璃工藝。20世紀30年代前曾用它作牙釉質(zhì)的遮光劑，但是多次發(fā)生中毒后就不再使用了。中國是全球銻資源第一大國。從礦床組成看，我以原生銻礦床為主，并且“雨露均沾”，形成單一礦床和伴生礦床各占1/2左右。同其他國家銻礦床相比，中國的礦石質(zhì)量較好，品位高，一般保持在2%～3%。礦床規(guī)模上，中國大型銻礦占比10%以上，中型銻礦占比35%以上，輝銻礦是最重要的礦石礦物。區(qū)別于其他多數(shù)礦種，我在中國有五處活躍區(qū)域，分別是華南、秦-祁-昆、藏南、羌塘-三江及天山-興蒙五條銻成礦帶，其中華南銻成礦帶是我最活躍的區(qū)域，礦床數(shù)量多、礦化規(guī)模大，已探明的銻儲量在全國的占比也最高。根據(jù)國家礦產(chǎn)資源規(guī)劃局數(shù)據(jù)，截至2020年，中國已探明銻礦床和礦點約900處，主要集中分布湖南、廣西、云南、貴州、西藏和甘肅六個省及自治區(qū)，合計占總查明資源量的90%。總的來說，中國的銻儲量雖位居世界首位，但同時也是全球銻資源的主要供應國。值得注意的是，過去十年內(nèi)，我在中國的產(chǎn)量呈現(xiàn)逐年遞減的趨勢，相較于2019年，2020年產(chǎn)量同比下降31.5%左右。盡管如此，2015-2020年間，中國持續(xù)以超過60%的產(chǎn)量引領全球銻產(chǎn)業(yè)（USGS, 2022）。隨著過去幾年的無序過量開采，我在中國保有儲量迅速下降，傳統(tǒng)優(yōu)勢地位也逐漸減弱。據(jù)美國地調(diào)局數(shù)據(jù)，2012年，我在中國保有探明儲量高達95萬噸，占據(jù)全球總量的53%；而2021年，我在中國保有探明儲量僅剩48萬噸，占據(jù)全球總量25%，同比下降28%。若按照靜態(tài)采儲比來看，中國現(xiàn)有銻資源儲量僅夠滿足8年的供應。這表明我的消耗速度已遠遠超過了可開采儲量的增長速度，很多產(chǎn)地已列為危機礦山，后備資源明顯不足，資源保障前景不容樂觀。因此，當前形勢下，加強銻礦床尤其是典型銻成礦區(qū)帶的成礦理論研究，指導找礦勘查，擴展銻礦資源儲備，穩(wěn)住銻在中國資源儲量上的傳統(tǒng)優(yōu)勢地位，已是一項迫在眉睫的重要任務。隨著國土資源大調(diào)查工作的推進，在西部大開發(fā)政策的支持下，近年來西藏地區(qū)扎西康、尕爾西姜、美多及拉諾瑪?shù)却笮弯R礦床的陸續(xù)發(fā)現(xiàn)，使西藏一躍成為除湖南、廣西以外的第三大省。此外，秦-祁-昆成礦帶亦發(fā)現(xiàn)了臥龍崗、野馬灘等銻礦床。這些銻礦床的陸續(xù)發(fā)現(xiàn)，表明我國西部地區(qū)具有較大的銻資源找礦潛力。同時，根據(jù)銻成礦理論與成礦規(guī)律的研究成果，加大老礦山外圍及深部找礦勘查工作力度，也是擴展銻資源儲備行之有效的途徑。例如，貴州晴隆銻礦床外圍勘探發(fā)現(xiàn)銻資源儲量達5.1萬噸，這代表老礦山的深部和外圍仍有巨大的找礦潛力。尤其值得重視的是華南銻礦帶，銻礦床數(shù)量多、規(guī)模大，且礦化類型多樣，是我國乃至全球最重要的銻礦資源產(chǎn)區(qū)。以往受銻成礦理論、勘查技術、勘探設備等限制，該地區(qū)的銻礦開采和找礦勘查工作一般集中于距離地表500米內(nèi)的范圍，深部銻礦資源潛力挖掘不足。近年來現(xiàn)代勘探設備、勘查技術的顯著進步為深部找礦工作取得進展提供了條件，如湘中地區(qū)部分銻礦床的礦體控制深度已經(jīng)超過了1000米。因此，華南銻礦帶（尤其是湘中地區(qū)）老礦山深部及外圍仍有很大的銻資源潛力可挖。綜合來說，中國雖屬“銻礦王國”，但資源保障前景不容樂觀，樹立銻礦危機意識已刻不容緩。在當前情勢下，深入研究銻成礦理論與成礦規(guī)律，進一步摸清中國銻資源家底，穩(wěn)步增加銻礦資源后備基地，應是化解銻礦資源潛在風險的當務之急。
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