Сурьма, руды и минералы. Производство, крупнейшие продуценты в России и мире.. Реферат Сурьма руды и минералы. Домашняя работа 1 по дисциплине Металлургия цветных металлов Раздел Металлургия тяжелых цветных металлов Тема реферата Сурьма руды и минералы, производство в мире и России, крупнейшие продуценты, области применения

• Название: Домашняя работа 1 по дисциплине Металлургия цветных металлов Раздел Металлургия тяжелых цветных металлов Тема реферата Сурьма руды и минералы, производство в мире и России, крупнейшие продуценты, области применения
• Анкор: Сурьма, руды и минералы. Производство, крупнейшие продуценты в России и мире
• Дата: 04.11.2020
• Размер: 110.66 Kb.
• Имя файла: Реферат Сурьма руды и минералы.docx
• Тип: Реферат; #148030

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет

имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»

Институт новых материалов и технологий

Домашняя работа № 1
по дисциплине «Металлургия цветных металлов»

Раздел «Металлургия тяжелых цветных металлов»
Тема реферата «Сурьма – руды и минералы, производство в мире и России, крупнейшие продуценты, области применения»

Выполнил студент:

Группа НМТВ-383201-КУ(Металлургия) Сладкевич В. А.

^{номер группы подпись расшифровка подписи}


Проверил преподаватель:

Доцент, к.т.н. каф. МЦМ О.Б.Колмачихина

^{должность, звание подпись расшифровка подписи}


г. Екатеринбург

2020
Содержание.

Введение………………………………………………………………………………………….3

1. История………………………………………………………………………………………..4

2. Нахождение в природе ………………………………………………………………………6

2.1 Металлогения и эпохи рудообразования………………………………………………….7

2.2 Генетические типы промышленных месторождений…………………………………….9

3. Изотопы………………………………………………………………………………………12

4. Физические и химические свойства………………………………………………………..13

5. Применение………………………………………………………………………………….15

6. Производство в мире и России, крупнейшие продуценты……………………………….18

Список использованной литературы…………………………………………………………22

Введение

Сурьма́ (лат. Stibium; обозначается символом Sb) — элемент главной подгруппы пятой группы пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, атомный номер 51 и один из древнейших химических элементов, известных человечеству. Простое вещество сурьма (CAS-номер: 7440-36-0) — металл (полуметалл) серебристо-белого цвета с синеватым оттенком, грубозернистого строения. Известны четыре металлических аллотропных модификаций сурьмы, существующих при различных давлениях, и три аморфные модификации (взрывчатая, чёрная и жёлтая сурьма).

Содержание сурьмы в земной коре 4*10-5 весового %. Мировые запасы сурьмы, оцениваемые в 6 млн. т, сосредоточены главным образом в Китае (52% мировых запасов).

Значительные месторождения сурьмяных минералов расположены в Китае, Чехии, Словакии, Боливии, Мексике, Японии, США, в ряде африканских стран. В дореволюционной России сурьму совсем не добывали, да и месторождения её были не известны (в начале XX века Россия ежегодно ввозила из-за границы почти по тысяче тонн сурьмы). Россия занимает второе место в мире по уровню добычи и производству сурьмяных концентратов. В Красноярском крае основные сурьмяные месторождения находятся на территории Енисейского кряжа в Северо-Енисейском и Мотыгинском районах. Активно ведется разработка Удерейского золото-сурьмяного месторождения, обладающего запасами в 34 тыс. тонн сурьмы. За период с 2010 по 2012 г. здесь было добыто порядка 10,5 тонны сурьмы, что составляет чуть менее половины всей добычи на территории России.

1. История

Свое название stibium сурьма получила от греческого слова στιβι, относившегося изначально не к самому полуметаллу, а к самому его распространенному минералу — сурьмяному блеску. Латинское название элемента встречается в сочинениях Плиния Старшего. В 1789 г. Лавуазье включил сурьму в список простых веществ и дал ей название antimonie, оно и сейчас остается французским названием элемента № 51. Также схожи английское и немецкое названия — antimony и antimon. Русское название элемента происходит от турецкого «сюрме», что переводится как «натирание» или «чернение бровей». Вплоть до XIX в. в России бытовало выражение «насурьмить брови», а для черной краски для бровей использовалась в том числе и черная модификация трехсернистой сурьмы.

Сурьма считается доисторическим химическим элементом, входя в один ряд с медью, золотом, ртутью, серебром, железом, оловом, свинцом, серой и углеродом. Имя ее первооткрывателя не дошло до наших времен, но историки считают, что первые производства сурьмы были организованы на древнем Востоке порядка 5 тыс. лет назад: известно, что еще за III тыс. лет до н. э. сурьма использовалась в Вавилоне для производства сосудов. За II тыс. лет до н. э. порошок сурьмяного блеска использовался в Египте для чернения бровей.

В средние века из сурьмяного блеска научились выплавлять «королек сурьмы», который считали полуметаллом. Крупнейший металлург Средневековья Агрикола писал: «Если путем сплавления определенная порция сурьмы прибавляется к свинцу, получается типографский сплав, из которого изготовляется шрифт, применяемый теми, кто печатает книги». Так было открыто одно из главных нынешних применений сурьмы.

В дореволюционной России добыча сурьмы не производилась. Ежегодный импорт металла достигал 1 тысяч т. В годы 1-й мировой войны 1914-18 в Россию было ввезено около 25 тысяч т сурьмы, использовавшейся в военных целях. С 1925 в стране развернулись поисковые работы на сурьму и была начата разведка Кадамджайского месторождения, известного с 1914. В 1926-1941 гг. были открыты и разведаны Хайдарканское, Тургайское и Раздольнинское месторождения, позже была начата разведка Зопхитинского, Касанского, Терек-Сайского, Джижикрутского месторождений и месторождений Шинг-Магианской группы. На разведуемых месторождениях производился попутно отбор и сортировка штуфных руд, которые явились исходным сырьём для получения сурьмяной продукции.

В CCCP выделено 10 сурьмяно-рудных провинций, но основные разведанные запасы приходятся на Среднеазиатскую и Верхояно-Колымскую. Минерально-сырьевую базу сурьмяной промышленности определяют месторождения джаспероидного (Кадамджайское, Терек-Сайское, Касанское, Джижикрутское, Магиан-Мараузорская группа и др.) и жильного кварц-антимонитового типов (Тургайское, Раздольнинское, Удерейское, Сарылахское, Сентачанское, Пиндарское и др.). Горнодобывающие предприятия — Анзобский горно-обогатительный комбинат, Кадамджайский сурьмяный комбинат, Сарылахский рудник, Хайдарканский ртутный комбинат и др.

Разработка сурьмяных месторождений ведётся преимущественно подземным способом со штольневой или шахтно-штольневой схемами вскрытия. Отдельные участки Хайдарканского месторождения отрабатываются карьерами. Применяемые системы разработки: с магазинированием руды (на крутопадающих залежах и мощных участках), камерно-столбовая с регулярным и нерегулярным расположением опорных целиков (на пологопадающих залежах) и этажно-камерная с регулярным оставлением ленточных целиков. Отбойка руды мелкошпуровая (при сложной морфологии рудных тел) и скважинная.

В CCCP сурьму и её соединения получают из разнообразных по составу и технологическим свойствам руд (см. Сурьмяные руды). Обогащение их преимущественно флотацией с применением ПАВ и частично гравитационное методами по различным технологическим схемам и реагентным режимам. Извлечение сурьмы от 70-75 до 89-91% с получением концентратов, содержащих от 30-32 до 36-55% сурьмы.

2. Нахождение в природе

Среднее содержания вещества в земной коре составляет порядка 500 мг/т. Она входит в состав как осадочных, так и в изверженных пород. Однако, в последних ее содержание существенно ниже. Если говорить о содержании сурьмы в осадочных породах, то максимальным ее содержанием отличаются глинистые сланцы (1,2 г/т), бокситы (2 г/т) и фосфориты (2 г/т). Меньше всего сурьмы содержится в известняках и песчаниках (0,3 г/т). Угольная зола также имеет повышенное содержание вещества. Сурьма в небольших количествах (граммы, десятки, редко сотни г/т) отмечается в галенитах, сфалеритах, висмутинах, реальгарах и других сульфидах. Летучесть сурьмы в ряде её соединений сравнительно невысокая. Наиболее высокой летучестью обладают галогениды сурьмы SbCl3. В гипергенных условиях (в приповерхностных слоях и на поверхности) антимонит подвергается окислению примерно по следующей схеме: Sb2S3 + 6O2 = Sb2(SO4)3. Возникающий при этом сульфат окиси сурьмы очень неустойчив и быстро гидролизирует, переходя в сурьмяные охры — сервантит Sb2O4, стибиоконит Sb2O4 • nH2O, валентинит Sb2O3 и др. Растворимость в воде довольно низкая (1,3 мг/л), но она значительно возрастает в растворах щелочей и сернистых металлов с образованием тиокислоты типа Na3SbS3. Содержание в морской воде 0,5 мкг/л[4]. Главное промышленное значение имеет антимонит Sb2S3 (71,7 % Sb). Сульфосоли тетраэдрит Cu12Sb4S13, бурнонит PbCuSbS3, буланжерит Pb5Sb4S11 и джемсонит Pb4FeSb6S14 имеют небольшое значение.

Сурьма в природных соединениях проявляет металлические свойства и выступает халькофильным элементом, образуя антимонит. Однако, ей также присущи свойства металлоида, которые проявляются при формировании разных сульфосолей, таких как бурнонит, буланжерит, тетраэдрит, джемсонит, пиаргирит и многих других. Соединения сурьмы с медью, мышьяком и палладием характеризуются, как интерметаллические.

Залежи сурьмы найдены на территории многих стран, среди которых ЮАР, Алжир, Азербайджан, Таджикистан, Болгария, Россия, Финляндия, Казахстан, Сербия, Киргизия. Также производство сурьмы осуществляется в Чехии, Словакии, Боливии, Мексики, Японии. Однако, максимальное количество залежей сурьмы находится на территории Китая, которому принадлежит первое место в мире. В стране локализировано порядка 52% сурьмы от мирового запаса.

2.1. Металлогения и эпохи рудообразования

Месторождения сурьмы формировались из низкотемпературных гидротермальных растворов, имевших парагенетическую связь с производными базальтоидной магмы. Все известные месторождения развиты, как правило, в складчатых областях и на активизированных платформах. Наиболее крупные из них связаны со складчатыми структурами и размещаются в зонах окварцованных брекчий, залегающих на контактах пород с различными физико-механическими свойствами. Рудоносные площади обычно разбиты крутопадающими разрывными нарушениями, которые являлись рудоподводящими каналами для поднимавшихся снизу растворов, содержащих сурьму. Превалирующее большинство месторождений расположено в трех глобальных рудных поясах: Тихоокеанском, Средиземноморском и Центрально-Азиатском.

Докембрийская и раннепалеозойские эпохи являлись неблагоприятными для образования сурьмяных месторождений.

В позднепалеозойскую (герцинскую) эпоху возникли относительно небольшие месторождения и рудопроявления в Киргизии, Казахстане, России (Западная Сибирь). В Канаде с герцинским магматизмом связан ряд небольших месторождений сурьмы в провинции Квебек.

Основная масса сурьмяных месторождений образовалась в мезозойскую и кайнозойскую эпохи рудообразования. В мезозойскую эпоху сформировались крупнейшие в мире сурьмяные месторождения Китая и ЮАР. В Китае они генетически связаны с магматизмом и тектоническими движениями яньшанской (предпозднемеловой) фазы складчатости. Основные месторождения расположены в южных и юго-западных районах страны. Среди них наиболее крупным является месторождение Сингуаньшань. В ЮАР крупные сурьмяные месторождения сосредоточены в горном хребте Мерчисон (северо-восточная часть провинции Трансвааль). Руды комплексные, кроме антимонита содержат киноварь и самородное золото. Наиболее крупным является месторождение Гравеллот (запасы сурьмы более 100 тыс. т). Месторождения этого возраста имеются в Канаде, России (Сарылах) и некоторых других странах.

В кайнозойскую эпоху образовалась большая часть известных в мире сурьмяных месторождений. Они часто пространственно ассоциируются с месторождениями ртути. В Италии наиболее крупным является месторождение Перетта, на Балканах – Костайник-Крупани. Многочисленные сурьмяные месторождения сосредоточены в альпийских складчатых областях Западного полушария. В США самый крупный источник получения сурьмы – золото-сурьмяные месторождения штата Айдахо (Йеллоу-Пайн и др.). В Мексике известно около 30 сурьмяных месторождений. В Боливии они сосредоточены преимущественно в департаментах Потоси и Оруро и приурочены к Боливийскому оловянному поясу. Руды комплексные, помимо антимонита содержат золото, блеклые руды, киноварь. В Турции наиболее крупным является месторождение Эздемир (содержание Sb в рудах достигает 10–14 %), в Северной Африке – Хаммимат, Хамман Н,Байль, Сенза, Тайа, Айн-Керна и другие.

2.2. Генетические типы промышленных месторождений

Промышленные месторождения сурьмы представлены: 1) стратиформными, 2) плутоногенными гидротермальными, 3) вулканогенными гидротермальными генетическими типами.

Стратиформные месторождения известны в Киргизии (Кадамжай), Китае (Сингуаньшань), Болгарии (Рыбново), Мексике (Сан-Хозе), Италии (Перетта). Они формировались в миогеосинклинальных зонах и на платформах. Рудные тела обычно пластообразные или линзовидные, залегают согласно со смятыми в складки вмещающими породами. Они локализуются в брекчированных и окварцованных породах (роговиках) на контакте малопроницаемых сланцев в висячем боку и известняков в лежачем. Вмещающие породы обычно пересечены крутопадающими разрывными нарушениями. Рудные залежи простираются от сотен метров до нескольких километров, прослеживаясь по падению до 1000 м при мощности от 1–3 до 40–50 м. В составе руд преобладают кварц и антимонит. В некоторых случаях из жильных минералов широко распространены флюорит, карбонаты, а из рудных – киноварь.

К рассматриваемому типу относится крупнейшее в мире месторождение Сингуаньшань. Оно расположено в южном Китае и приурочено к северной окраине Цзянси-Хунаньского прогиба (платформенного синклинория) в зоне сочленения его с выступом докембрийских пород. Месторождение сложено верхнедевонскими массивными известняками, которые через горизонт силифицированных сланцев (мощностью 20 м) перекрывается толщей слоистых доломитовых известняков нижнего карбона с пластами песчаников, прослоями гематитовых руд и углей. Мощность этой толщи около 400 м; она смята в пологие складки. Оруденение развито в кварцитовидных породах – джаспероидах, образовавшихся в процессе замещения известняков под горизонтом сланцев. В джаспероидах наблюдается сложная сеть кварц-антимонитовых и антимонитовых жил и прожилков мощностью 10–15 см, иногда до 80 см. Состав руд простой: главный рудный минерал – антимонит, второстепенные – пирит, арсенопирит и киноварь. Жильные минералы – кварц, кальцит, борит, серицит и каолинит. Вторичные рудные минералы – валентинит и сервантит (на их долю приходится до 20 % добычи сурьмы).

Месторождение Сан-Хозе находится в Мексике в штате Сан-Луис-Потоси. Рудоносная площадь сложена четырьмя верхнеюрскими карбонатными формациями (снизу вверх): 1) Кализа-дел-Фондо; 2) Санта-Эмилия; 3) Сан-Хозе; 4) Корона. Мощность этих формаций колеблется от 60 до 250 м. Все формации смяты в асимметричные складки с осями, вытянутыми в субмеридиональном и северо-восточном направлении, разбиты разломами и зонами трещиноватости северо-западного простирания. Сурьмяное оруденение приурочено к верхней части формации Санта-Эмилия. Здесь выделяются четыре горизонта сурьмяных руд, расположенных по вертикали через 8–10 м друг от друга (рис. 15). Они получили название манто. Мощность их варьируется от 0,5 до 1,5 м. Основные запасы и наиболее богатые руды сосредоточены в самом верхнем горизонте. Наблюдается приуроченность обогащенных участков к местам пересечения манто шарнирными сбросо-сдвигами с амплитудами смещения от 3 до 7 м. Антимонитовые рудные залежи развиты на площади 2 х 1 км, вытянутой в субмеридиональном направлении. На выходах рудных горизонтов на земную поверхность распространены окисленные руды, сложенные сервантитом, валентинитом, стибиоконитом и содержащие небольшое количество кристаллов антимонита, сохранившихся от окисления.

При формировании месторождения роль экрана играли известковистые сланцы формации Сан-Хозе. Антимонит отлагался в основном в порах, кавернах и трещинах, а также развивался метасоматически по известнякам. Часть сурьмяных руд ассоциирует с халцедоном, восполняющим пустоты и развившимся метасоматически по известнякам. Местами наблюдается киноварь в виде тонких пленок в окисленных сурьмяных рудах.

Плутоногенные гидротермальные месторождения представлены двумя рудными формациями: 1) кварц-антимонитовой и 2) комплексных руд, содержащих Sb, As, Ag, Au, W, Cu, Pb и Zn.

Месторождения кварц-антимонитовой формации известны в России в Красноярском крае (Удерейское, Раздольнинское) и в Республике Саха (Сарылах), ЮАР (Гравеллот), Турции (Эздемир), Таиланде (Ратбури), Австралии (Блю-Спек), Боливии (Чилкобия) и других странах. Они пространственно связаны с породами алюмосиликатного состава – песчаниками, глинистыми сланцами и гнейсами. Приурочены, как правило, к разломам, зонам дробления и брекчирования. Форма рудных тел жильная. Отдельные жилы прослеживаются в длину и на глубину до 300–500 м. Мощность их варьирует от 0,1 до 5–6 м (в раздувах до 20 м). Богатые руды содержат от 2–3 до 40 % Sb (в среднем 10 %), минеральный состав относительно простой: главный рудный минерал: антимонит; второстепенные – бертьерит, гудмундит, пирит и арсенопирит.

Типичным представителем этой рудной формации является месторождение Сарылах. Оно расположено в пределах Яно-Колымского пояса и приурочено к одной из ветвей крупного Ядыча-Тарынского разлома в месте его пересечения Верхнеиндигирским поперечным разломом. Рудовмещающая толща сложена крутопадающими верхнетриасовыми песчаниками и алевролитами. Изверженные породы представлены штоками кварцевых диорит-порфиритов позднеюрского возраста. Рудное тело – это по существу одна крупная жила с серией более мелких жил в зоне рассланцевания и перемятых пород. Мощность ее местами достигает 3 м и более, протяженность по простиранию и падению составляет сотни метров. Текстуры руд в раздувах жилы асимметрично-полосчатые и друзовые, на участках пережима обычно брекчиевидные. Минеральный состав: кварц и антимонит; в небольших количествах присутствуют также пирит, арсенопирит, бертьерит, анкерит, серицит, графит, сфалерит, галенит, самородное золото и серебро.

Месторождения формации комплексных руд известны в Китае (Воси, Сиань), России (Барун-Шивея в Забайкалье), США (Саншайн), в странах Среднеазиатского региона (Сары-Булак и др.). Это, как правило, месторождения среднего и небольшого масштаба. Рудовмещающие породы представлены терригенными и карбонатными отложениями, реже гранитоидами. Месторождения контролируются складчатыми структурами, разломами и трещеноватыми зонами. Форма рудных тел преимущественно жильная, штокверковая, реже трубообразная и линзовидная. По простиранию они прослеживаются на десятки – первые сотни метров, по падению до 200–300 м при мощности 0,1–3,0 м.

Минеральный состав руд достаточно сложный: главный рудный минерал – антимонит; второстепенные – гудмундит, бертьерит, пирит, арсенопирит, шеелит, ферберит, халькопирит, галенит, сфалерит, самородная сурьма, буланжерит, джемсонит.

Вулканогенные гидротермальные месторождения распространены в Турции (Текгер, Дере), Румынии (Бая-Маре, Бая-Спрые), Алжире (Хаммимат), США (Иеллоу-Пайн). Они сосредоточены в областях молодого и современного вулканизма. Обычно приурочены к породам жерловой и субвулканической фаций, иногда известны среди карбонатно-глинистых отложений. Рудовмещающие структуры – некки, кольцевые и радиальные трещины, зоны дробления. Рудные тела представлены жилами, трубами, штокверками. Размеры их небольшие – от 20–30 до 200–250 м при мощности 0,1–10 м. Руды сурьмяные и комплексные – мышьяково-сурьмяные, сурьмяно-серебряные и сурьмяно-оловянные. Главный рудный минерал – антимонит, реже встречаются надорит, сервантит, ливингстонит, блеклые руды, галенит и сфалерит.

3. Изотопы

Природная сурьма является смесью двух изотопов: ¹²¹Sb (изотопная распространённость 57,36 %) и ¹²³Sb (42,64 %). Единственный долгоживущий радионуклид — ¹²⁵Sb с периодом полураспада 2,76 года, все остальные изотопы и изомеры сурьмы имеют период полураспада, не превышающий двух месяцев.

Пороговая энергия для реакций с высвобождением нейтрона (первого):

• 
  ¹²¹Sb — 9,248 МэВ,
  
• 
  ¹²³Sb — 8,977 МэВ,
  
• 
  ¹²⁵Sb — 8,730 МэВ.
  

Сурьма в свободном состоянии образует серебристо-белые кристаллы с металлическим блеском, плотность — 6,68 г/см³. Напоминая внешним видом металл, кристаллическая сурьма обладает большей хрупкостью и меньшей тепло- и электропроводностью. В отличие от большинства других металлов, при застывании расширяется. Примесь сурьмы понижает точки плавления и кристаллизации свинца, а сам сплав при отвердении несколько расширяется в объёме. В сравнении со своими гомологами по группе - мышьяком и висмутом, для которых тоже характерно наличие как металлических так и неметаллических свойств, металлические свойства сурьмы слегка преобладают над неметаллическими, у мышьяка свойства металла, у висмута - напротив свойства неметалла - выражены слабо.

4. Физические и химические свойства

Сурьма известна в кристаллической и трёх аморфных формах (взрывчатая, чёрная и жёлтая). Взрывчатая С. (плотность 5,64—5,97 г/см3) взрывается при любом соприкосновении: образуется при электролизе раствора SbCl3; чёрная (плотность 5,3 г/см3) — при быстром охлаждении паров сурьмы; жёлтая — при пропускании кислорода в сжиженный SbH3. Жёлтая и чёрная сурьма неустойчивы, при пониженных температурах переходят в обыкновенную сурьму.

Наиболее устойчивая кристаллическая С. (см. также Сурьма самородная), кристаллизуется в тригональной системе, а = 4,5064 Å; плотность 6,61—6,73 г/см3 (жидкой — 6,55 г/см3); tпл 630,5 °С; tкип 1635—1645 °С; удельная теплоёмкость при 20—100 °С 0,210 кдж/(кг ․ К) [0,0498 кал/(г ․°С)]; теплопроводность при 20 °С 17,6 вт/м ․ К [0,042 кал/(см ․ сек ․ °С)]. Температурный коэффициент линейного расширения для поликристаллической С. 11,5 ․10–6 при 0—100 °С; для монокристалла α1 = 8,1․10–6 α2 = 19,5․10–6 при 0—400 °С, удельное электросопротивление (20 °С) (43,045․10–6 ом․см). Сурьма диамагнитна, удельная магнитная восприимчивость —0,66 ․10–6. В отличие от большинства металлов, суртма. хрупка, легко раскалывается по плоскостям спайности, истирается в порошок и не поддаётся ковке (иногда её относят к полуметаллам (См. Полуметаллы)).

Механические свойства зависят от чистоты металла. Твёрдость по Бринеллю для литого металла 325—340 Мн/м2 (32,5—34,0 кгс/мм2); модуль упругости 285—300; предел прочности 86,0 Мн/м2 (8,6 кгс/мм2). Конфигурация внешних электронов атома Sb5s25ρ3. В соединениях проявляет степени окисления главным образом +5, +3 и –3. В химическом отношении сурьмы. малоактивна. На воздухе не окисляется вплоть до температуры плавления. С азотом и водородом не реагирует. Углерод незначительно растворяется в расплавленной сурьме Металл активно взаимодействует с хлором и др. галогенами, образуя Сурьмы галогениды. С кислородом взаимодействует при температуре выше 630 °С с образованием Sb2O3(см. Сурьмы окислы). При сплавлении с серой получаются Сурьмы сульфиды, так же взаимодействует с фосфором и мышьяком.

Сурьма устойчива по отношению к воде и разбавленным кислотам. Концентрированные соляная и серная кислоты медленно растворяют сурьму с образованием хлорида SbCl3 и сульфата Sb2(SO4)3; концентрированная азотная кислота окисляет сурьму до высшего окисла, образующегося в виде гидратированного соединения xSb2O5 ․уН2О. Практический интерес представляют труднорастворимые соли сурьмяной кислоты — антимонаты(МеSbO3 ․3H2O, где Me — Na, К) и соли не выделенной метасурьмянистой кислоты — метаантимониты (MeSbO2 ․ЗН2О), обладающие восстановительными свойствами. сурьмы соединяется с металлами, образуя Антимониды.

5. Применение

Сурьма всё больше применяется в полупроводниковой промышленности при производстве диодов, инфракрасных детекторов, устройств с эффектом Холла. Является компонентом свинцовых сплавов, увеличивающим их твёрдость и механическую прочность. Область применения включает:

• 
  батареи
  
• 
  антифрикционные сплавы
  
• 
  типографские сплавы
  
• 
  стрелковое оружие и трассирующие пули
  
• 
  оболочки кабелей
  
• 
  спички
  
• 
  лекарства, противопротозойные средства
  
• 
  пайка — некоторые бессвинцовые припои содержат 5 % Sb
  
• 
  использование в линотипных печатных машинах
  

Вместе с оловом и медью сурьма образует металлический сплав — баббит, обладающий антифрикционными свойствами и использующийся в подшипниках скольжения. Также Sb добавляется к металлам, предназначенным для тонких отливок.

Соединения сурьмы в форме оксидов, сульфидов, антимоната натрия и трихлорида сурьмы, применяются в производстве огнеупорных соединений, керамических эмалей, стекла, красок и керамических изделий. Триоксид сурьмы является наиболее важным из соединений сурьмы и главным образом используется в огнестойких композициях. Сульфид сурьмы является одним из ингредиентов в спичечных головках.

Природный сульфид сурьмы, стибнит, использовали в библейские времена в медицине и косметике. Стибнит до сих пор используется в некоторых развивающихся странах в качестве лекарства.

Соединения сурьмы, например, меглюмина антимониат (глюкантим) и натрия стибоглюконат (пентостам), применяются в лечении лейшманиоза.

Известно более 200 различных сплавов промышленного значения, содержащих сурьму, легирование которой повышает их механические и литейные свойства. В основном это сплавы цветных металлов — свинца, олова, в которых присутствуют до 37 % Sb.

Основное количество (до 80 %) металлической сурьмы используется для получения твердого аккумуляторного свинца, содержащего 4— 12 % Sb. Применение сурьмянистого сплава позволяет получать тонкие и достаточно прочные отливки аккумуляторных решеток высокого качества, что обеспечивает небольшие габариты аккумуляторных батарей Кроме того, добавки сурьмы снижают влияние электрохимической коррозии.

Сплавы на свинцовой основе с добавками сурьмы характеризуются легкоплавкостью и обеспечивают высокое качество отливки шрифтов. 6—10 % первичной металлической сурьмы идет для приготовления подшипниковых сплавов (баббитов) с содержанием 3—15 % Sb.

Сурьму вводят также в сплавы на основе свинца, используемые для изготовления оболочек электрических кабелей (0,7—1 % Sb).

Известное количество сурьмы расходуется для приготовления свинцовых сердечников пуль и артиллерийской шрапнели, а также охотничьей дроби.
В последнее время особо чистую сурьму начали использовать для получения иигерметаллических соединений с индием, галлием н алюминием, применяемых в полупроводниковой технике. Чистую сурьму применяют и как донорную добавку при производстве полупроводников из германия.

Широкое применение в промышленности имеют ее соединения и прежде всего оксид сурьмы (III), который используется как глушитель эмалей, а также для приготовления стекла с малым коэффициентом преломления. Большое количество Sb203 расходуется при производстве огнестойких тканей. Применение Sb203 для эмалирования ограничивается изделиями, не связанными с приготовлением пищи, так как возможно образование ядовитых соединений трехвалентной сурьмы. Оксид сурьмы (III) идет также на изготовление белил, обладающих высокой кроющей способностью.

Трехсернистая сурьма используется для изготовления зажигательных смесей, применяемых в пиротехнике и при производстве спичек.

Пятисернистая сурьма широко используется в резиновой промышленности как наполнитель, придающий эластичность красной медицинской резине.

Другие соединения сурьмы — соль Шлиппе Na3SbS4.9H20, антимо-нил тартрат калия, или рвотный камень K(SbO )C4H4 H 6-1/2H 2 0, щавелевокислая сурьма Sb20(C204)2 и фтористые соединения SbF3(NH ,i )2S04 и 4SbF3 — используются в текстильной промышленности при травлении и окраске тканей. Соль Шлиппе применяется также для очистки растворов при электролизе цинка.

Треххлористая сурьма служит исходным материалом для получения органических комплексов, используемых в медицине и других областях, а также для получения чистой Sb203, применяемой в металлургии полупроводников.

Фториды сурьмы SbF3 и SbFs применяются в качестве фторирующих средств (замещение хлора и брома) неорганических и органических соединений. Имеется ряд сурьмаорганических соединений, которые обладают весьма ценными лекарственными свойствами и используются в медицине.

Радиоактивный изотоп m Sb применяется в источниках у-излучения и источниках нейтронов.

Промышленное использование является не единственным применением сурьмы. Вещество также применяется в косметологии и медицине. Например, сурьма по настоящее время является незаменимым лечебным средством для глаз, а также она входит в состав красок, которыми девушки окрашивают брови и ресницы. Однако, с лечебными свойствами сурьмы следует быть крайне осторожным, так как есть риск в составе препаратов может находиться некачественно очищенная сурьма, содержащая примеси тяжелых металлов (например, мышьяка), что может быть чревато для здоровья.


6. Производство в мире и России, крупнейшие продуценты

Мировое производство сурьмы достигло 203,5 тыс. тонн в 2011 году, движимое непрерывным ростом спроса в Азии, особенно в Китае. Производители сурьмы по-прежнему сильно зависят от отраслей антипирена и свинцово-кислотных батарей, которые вместе составили почти 80% потребления сурьмы во всем мире в 2011 году.

Рост потребления будет продолжаться в 2012 году и за его пределами, но в какой степени предложение будет соответствовать спросу, будет зависеть от инвестиций в новые добывающие предприятия и внутренней политики Китая в среднесрочной перспективе.

Мировое шахтное производство сурьмы снизилось на 6,3% до 163,0 тыс. тонн в 2013 году по сравнению с 2012 году. Основным производителем сурьмы является Китай, примерно 80% мирового объема. Китайское правительство ввело полный контроль над производством в 2013 году, так как металлоид было заявлен стратегическим ресурсом.

Китай на сегодняшний день является крупнейшим в мире производителем первичной сурьмы, с долей почти 80% от общемирового объема добычи в 2013 году. Производство в Китае вряд ли возрастет в течение ближайших нескольких лет, и может даже упасть перед лицом государственных ограничений, накладываемых для того, чтобы снизить экологический ущерб и закрыть наиболее загрязняющие окружающую среду предприятия. Эти меры уже привели к ряду временных приостановок и закрытий шахт и заводов, которые коснулись предприятий, не имевших возможности покрыть расходы на модернизацию и улучшение своих объектов. Это, вместе с повышением ответственности за незаконную добычу и контрабанду, внесло свой вклад в снижение уровня производства и, следовательно, привело к росту цен.

Официальная китайская статистика по-прежнему указывает на значительные запасы сурьмы, но независимые оценки показывают, что запасы, особенно в районе города Ленгшуиянг, провинция Хунань, центр добычи сурьмы в Китае, на исходе. Хотя некоторые новые ресурсы были обнаружены в 2011 году, очень мало месторождений были исследованы и разработаны в последние годы. В Китае существует растущая потребность импортировать больше концентратов для поддержания внутреннего рафинировочного производства. Увеличение шахтного производства в других местах мира, скорее всего, компенсирует любое снижение китайского производства в краткосрочной перспективе. Ряд существенных дополнительных источников концентрата сурьмы в Европе, Северной Америке, Африке и Океании могли бы добавить более 14,0 тыс. тонн в год к мировым мощностям по добыче в течение ближайших четырех лет. Несмотря на это, существует вероятность того, что дефицит сурьмы на рынке будет расти на протяжении долгого периода. Дефицит может усугубится, если китайское правительство остановит или уменьшит как незаконное производство, так и экспорт сурьмы.

Неопределенность в отношении способности Китая увеличить производство из-за ресурсов и экологических ограничений, вместе с продолжающимся ростом спроса на сурьму, особенно на триоксид, означает, что цены в реальном выражении, скорее всего, останутся в диапазоне 11-14 тыс. долл./т.

Рост потребления сурьмы обусловлен рынками антипиренов и свинцово-кислотных аккумуляторных батарей. Рост потребления в течение последних нескольких лет был обусловлен высокими темпами роста в Азии, особенно в Китае. В целом, спрос на сурьму спрос стается в значительной степени зависимым от уровня потребления триоксида сурьмы в секторе антипиренов и металлической сурьмы в свинцово-кислотных аккумуляторных батареях. По оценкам Roskill, на эти два сектора приходилось почти 80% потребления сурьмы во всем мире в 2011 году.

Китай на сегодняшний день остается крупнейшим в мире производителем первичной сурьмы; на шесть компаний, в том числе Hunan Hsikwangshan (Яркая звезда), Guangxi China Tin и Hunan Chenzhou Mining, приходится 90% поставок. По оценкам Roskill, на долю Китая приходилось около 70% официального производства из шахт в 2011 году, по сравнению с примерно 80% в предыдущие годы. Производство в Китае вряд ли возрастет в течение ближайших нескольких лет, и может даже упасть по причине государственных ограничений, наложенных на предприятия, наносящие экологический ущерб.

Усилия по уменьшению экологического воздействия от промышленности привели к ряду приостановок и закрытий шахт и заводов, которая коснулась некоторых предприятий, не способных покрыть расходы на модернизацию и улучшение своих объектов. Это, вместе с повышением ответственности за незаконную добычу и контрабанду, сказалось на уровнях производства. Roskill считает, что незаконные поставки из Китая составили 15-20% от общего объема мировых поставок с 2008 по 2011 год. Если китайское правительство успешно остановит или уменьшит как незаконное производство, так и экспорт сурьмы, влияние на глобальные поставки будет значительным.

Кроме того, в то время как официальная китайская статистика по-прежнему указывает на значительные запасы, независимые оценки предполагают, что на самом деле запасы уже могут быть истощены, особенно в районе города Ленгшуиянг, который является центром добычи сурьмы в Китае. Хотя некоторые ресурсы были обнаружены в 2011 году, очень мало месторождений были исследованы и разработаны в последние годы. Следовательно, в Китае возрастает потребность импортировать больше концентратов из-за рубежа для поддержания уровня рафинировочного производства.

Диаграмма 1 - Динамика поставок Китая на рынке сурьмы в 2019 - 1 кв. 2020 года, тыс.долл, тонн.



Стран покупателей на рынке сурьмы также много, как и стран поставщиков. Среди активных участников рынка сурьмы можно выделить: Бельгию, США, Францию, Японию, Республику Корея, Испанию, Нидерланды и другие. Каждая страна имеет свою динамику показателей на рынке сурьмы. Не бывает стран с одинаковыми данными или одинаковой динамикой. Франция является одной из заметных потребителей на рынке сурьмы. В 1 квартале 2020 года страна увеличила объем закупок на внешнем рынке на 26% до 9 259 тыс.долл. При этом объем закупок в натуральном выражении вырос на 25,1% до 1 563 тонн.
Диаграмма 2 - Динамика закупок Франции на рынке сурьмы в 2019 - 1 кв. 2020 года, тыс.долл, тонн.



Как уже было сказано, по каждой стране мира, будь то производитель сурьмы или потребитель – своя динамика. Это выражается конечно и в динамике цен. Если, например, сравнивать цены одной страны с другой можно увидеть эту разницу. Экспортные цены Китая в 1 квартале 2020 года снизились на 5,2% до 5 579 долл/тонн. При этом кварталом ранее, в 4 квартале 2019 года они немного укрепились на 0,5% до 5 899 долл/тонн. Импортные цены Франции в 1 квартале 2020 года восстановились всего на 0,7% до 5 918 долл/тонн. В 4 квартале 2019 года они тоже снижались, на 9,4%.

Список используемой литературы

1. 
   Antimony: electronegativities - www.webelements.com/antimony/electronegativity.html  (англ.). WebElements.
   
2. 
   ↑ ^{1 2} Редкол.:Зефиров Н. С. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — С. 475. — 639 с. — 20 000 экз. — ISBN 5—85270—039—8
   
3. 
   WebElements Periodic Table of the Elements | Antimony | crystal structures - www.webelements.com/antimony/crystal_structure.html
   
4. 
   J.P. Riley and Skirrow G. Chemical Oceanography V. I, 1965
   
5. 
   Месторождение сурьмы - kosmopark.com/poleznie-iskopaemie/mestorozhdenie-surmi
   
6. 
   Категория:Месторождения сурьмы — wiki.web.ru - wiki.web.ru/wiki/Категория:Месторождения_сурьмы