重金属简介--Sb,Te,Pt,Bi(10页).doc
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1、-重金属简介-Sb,Te,Pt,Bi-第 10 页锑1. 锑简介元素符号Sb,银白色金属,菱形晶体。在元素周期表中属VA族,原子序数51,原子量1,锑原子最外层电子结构为5S25P3,常见化合价为3、5和3。熔点为,沸点为。锑是亲硫元素,但是与硫的亲和力小于铜、铁、锌、镍、钴、铬等。锑与砷无限互溶,在锑提取冶金中,锑与砷常不易彻底分离。锑矿资源主要分布在中国、俄罗斯、美国、墨西哥、南斯拉夫等地区。中国锑矿以湖南和广西等省区含量最高。锑在地壳中约为(.)10%,锑矿石品位一般为225。锑的浓集系数为25000,是典型的聚集元素,可以富集形成单一锑矿床。自然界中含锑矿物约主要以四种形式存在:(1)
2、自然金属和金属互化物;(2)硫化物与硫盐矿物;(3)卤化物或含卤化物;(4)氧化物与氢氧化物。矿物名称化学式含锑量锑辉矿Sb2S371.4%锑华Sb2O383.3%锑赭石Sb2O478.9%硫氧锑矿Sb2S2O黄锑华Sb3O6(OH)黝铜矿Cu2Sb2S6硫锑铅矿Pb5Sb4S11脆硫锑铅矿Pb2Sb2S5环境系统中锑的存在状况环境系统浓度土壤1 mg/kg(世界平均值)1005000 mg/kg (矿产地)天然水体1 g/L温泉500 g/L海水0.20 g/L大气170 ng/m3污水处理厂2100 g/L蔬菜等植物1164 mg/kg2. 锑的工业用途锑的化合物在工业上的用途很广泛,它已
3、成为多种重要的化工原料,其中主要的工业化合物有三氧化二锑、三硫化二锑和锑的多种盐类。我国称三氧化二锑为锑白,主要用于搪瓷、颜料、油漆、塑料、陶瓷以及防火织物等制品工业,特别是作阻燃剂,用于防火制品。我国称三硫化二锑为生锑,主要用于安全火柴、弹药、鞭炮和橡胶工业。2.1 生锑生产生锑是一种纯净的针状结晶三硫化二锑,由高品位辉锑矿直接熔析生成。根据不同用途,生产不同的质量或品种。主要生产工艺为反射炉熔析法。(1) 工艺流程(2) 生产中间废物锑渣产物Sb2S3SiO2FeOCaO其它合计锑渣1锑渣2烟尘产物SbAsFeSPbSiO2CaO其它合计烟道尘1布袋尘0.532.82.2 碱性湿法炼锑隔膜
4、电积沉淀工艺 无隔膜电积沉淀工艺原理:阳极反应: 阳极总反应: 阴极反应: 废水种类:阳极废液含有Na+,S2-,SO32-,SO42-,S2O32-、CO32-等离子;阴极废液中含有杂质砷、锡等金属。7.风险危害大气、水体、土壤、植物体中的Sb,通过皮肤接触、呼吸、食物链等途径最终将进人人体及动物体内。锑及所有的锑化合物对人体都有毒性,Sb对人体的毒性作用是由于Sb与蛋白质内的巯基(一SH)具有很强亲和力,在人体内Sb与巯基(一SH)结合,抑制某些巯基酶如琥珀酸氧化酶的活性,干扰了体内蛋白质及糖的代谢,损害肝脏、心脏及神经系统,还对粘膜产生刺激作用。口服锑化合物或接触、吸入高浓度的锑尘与烟雾
5、会引起急性锑中毒,主要表现为食欲减退、口渴、呕吐、腹泻、腹痛、头晕、乏力及肢端感觉异常、肝肿大、血尿、痉挛、心律紊乱、血压下降、虚脱等现象。最常见的是慢性锑中毒,长期接触低浓度的锑及锑化合物粉尘或烟尘后会引起乏力、头晕、头痛、失眠、食欲减退、恶心、皮疹、腹痛、胃肠功能紊乱、胸闷、虚弱等慢性中毒症状;而长期吸入低浓度锑粉尘及锑烟雾可产生肺尘病。锑化合物对人体的免疫、神经系统、基因、发育等都具有潜在的毒性。此外,不同价态Sb的毒性也已经有了一定的研究。但是,总体上,当前的研究都主要是利用小动物进行实验室毒理实验等微观研究,事实上这种研究方法并不能真实反映Sb对人体的影响。因此,锑及其化合物对人体健
6、康的具体影响及毒害机理并不十分清楚,缺少有关的资料及科学依据。铋1. 铋简介铋,属于第五主族元素,原子序数83,原子量,原子轨道排列:2,8,18,32,18,5.铋的原子价位1,3,+2,+4,+5,常见价态为+3。铋的熔点为,沸点为1564。常温条件下,铋不与水、氧发生反应,铋可以与卤素直接作用生成BiX3。铋的还原电势为正值,即在电动序中铋位于氢后,所以铋不与非氧化性酸反应,地壳中铋的平均含量为0.008 mg/t,即每吨地壳物质中平均仅含克铋,属于稀有元素。铋在自然界有少数游离金属存在,但它主要以化合态存在于矿石中,一般比的氧化物Bi2O3,硫化物Bi2S3,碱式碳酸盐(BiO)2CO
7、3。含铋的主要矿物是辉铋矿(Bi2S3)、铋华(Bi2O3)和菱铋矿(nBi2O3mCO2H2O,与锡、铅、碲、铜、砷、钨、钼等元素的硫化物共生,形成复杂的硫化物矿。2. 铋的工业生产铋的冶炼分为粗炼、精炼、电解精炼三个步骤。粗炼工艺通常包括还原熔炼、沉淀熔炼、混合熔炼,以得到纯度较高的粗铋产品,含有杂质包括As,Sb,Te,Pb,Cu,Zn,Sn和Ag。铋的精炼主要是使用三氯化铁-盐酸系统去除As,Sb及Cu等杂质,使Bi的含量达到90%以上。铋湿法冶金方法(1) 三氯化铁浸出-铁粉置换法改工艺材料消耗高,铁盒氯离子在溶液中大量积累,废液排放量大,处理难度高。实例:株冶炼铋工艺铋冶炼原料成分
8、原料名称BiSFePbAsCuAgTeWO3CaOSiO3氧化铋矿301510-3531-83-10硫化铋矿10-401510-35531-83-10氧化铋渣35-6015-308-151-3工艺流程:原料粗铋氧化出砷、锑通氯除铅加锌除银通氯除锌高温精炼3. 铋加工废水处理工艺(实例)进水水质出水水质处理工艺含重金属离子废水,首先进入调节池,然后进入中和反应沉淀池去除浓度比较高的离子,硫化反应沉淀池,将砷、铅、锌、铜、镉去除。含有残留离子的废水进入石灰氧化铁盐反应沉淀池进行氧化去除,然后进入混凝反应池,通过投加絮凝剂将废水中没有完全沉淀的悬浮颗粒进一步沉淀。然后进入中间水池,使用机械过滤器、活
9、性炭过滤器进一步去除水体中的悬浮物,提高水质。4. 铋的危害铋属微毒类。大多数化合物、特别是盐基性盐类,在消化道中难吸收。不溶于水,仅稍溶于组织液。不能经完整皮肤粘膜吸收。铋吸收后分布于身体各处,以肾最多,肝次之。大部分贮存在体内的铋,在数周以至数月内由尿排出。Te1 基本信息碲,原子序数52,第五周期A族(氧族),电子排布2-8-18-18-6,常见化合价-2、0、+2、+4、+6,其中+4最为常见。固相,3,微毒性。2 物化特性碲有两种同素异形体,即黑色粉末状、无定形碲和银白色、金属光泽、六方晶系的晶态碲(与锑相似),易脆易成粉末,有良好导电性及光导电性,在熔融态时易腐蚀铜、铁、不锈钢等,
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