СУРЬМА. (Stibium),   Sb — химический элемент V группы периодической системы элементов; ат. н. 51, ат. м. 121,75. Серебристо-серый с большой отражательной способностью металл. В соединениях проявляет степени окисления — 3, + 3 и +5. Природная сурьма состоит из стабильных   изотопов   121Sb (57,25%) и 123Sb (42,75%). Известно более 20 ее радиоактивных изотопов с атомной массой от 112 до 135. Наиболее важны изотопы 122Sb, 124Sb и 125Sb с периодами полураспада соответственно 2,8 дня, 60,9 дня и 2 года. Металлическая С. известна с глубокой древности: за 3 тыс. лет до н. э. в Вавилоне из нее делали сосуды. С.— относительно редкий  элемент; содержание в земной коре 5-10   %, в каменных метеоритах 1-10-5%.
 
В природе известно свыше 100 минералов, в к-рые входит сурьма. Наиболее распространен и ценен в пром. отношении сурьмяный блеск, или антимонит (стибнит) Sb2S3. Сульфидно-окисленные и окисленные минералы имеют меньшее значение. В состав окисленных руд входят: кермезит Sb2S20; сенармонтит и валентинит Sb203; сервантит Sb204; стибиконит Sb204 х H20; фольгерит Sb206х 4H20 и стибиапит Sb205 х H20. С. входит в состав комплексных сульфидных минералов, папр. пираргирита Ag3SbS3. Металлическая сурьма образует желтую, черную и серую аллотропные модификации. Устойчива лишь серая кристаллическая сурьма. Плотность С. (т-ра 20° С) 6,69 г/см9, при плавлении уменьшается на 1,4%; tпл 630,5° С;tкип1635°С  Теплота   плавления 4,77   ккал/г-атом;  теплота   испарения  46,67   ккал/г-атом.
 
Сурьма растворяется в «царской водке», а также в концентрированных горячих серной и азотной к-тах. Растворы щелочей при наличии кислорода медленно разъедают ее. При красном калении сурьма разлагает водяные пары. Температурный коэфф. линейного расширения (т-ра 0-100° С) 10,8 х 10-6 град-1; коэфф. теплопроводности С. (99,99%) (кал/см х сек х град):       0,054      (т-ра —100° С), 0,045 (т-ра 0°С) и 0,055 (т-ра   600° С);   удельная   теплоемкость   (кал/г-град):   0,0453    (т-ра 0—630,5° С) и 0,0588 (т-ра 630,5-1000° С); удельное электрическое сопротивление о -104, ом-см): 0,08 (т-ра 195° С) и 0,39 (т-ра0°С). У твердой сурьму термоэдс положительна. Плавление сопровождается изменением знака термоэдс. Сурьма диамагнитна. Уд. магнитная восприимчивость С. (99,96%) (Xm.10e, см3/г): — 1,1 (т-ра — 188°С), — 0,85 (т-ра — 78° С), — 0,81  (т-ра 20° С) и —0,75 (т-ра 406° С). Сечение захвата тепловых нейтронов 5,7 барн/атом. Предел прочности на растяж. (т-ра 20° С) 0,5 — 1,0 кгс/мм2 модуль норм,   упругости (кгс/мм2): 5802   (т-ра — 1879 С),   5598   (т-ра 20° С), 4701  (т-ра 400° С) и 3273 (т-ра 600° С); модуль сдвига 2000 кгс/мм2″, НВ — 30; твердость по Моо-су 3,0.  Вязкость (пз): 0,15 (т-ра 650° С) и 0,0082 (т-ра 1100° С).
 
На воздухе при обычных условиях сурьма не изменяется; при нагревании сгорает с образованием окислов. Известны окислы Sb2O3, Sb204 и Sb205. Трех-окись сурьмы Sb203 — твердое вещество белого цвета,  амфотерный окисел с преим. проявлением основных св-в. Пятиокись сурьмы Sb206 — желтоватый порошок, обладающий кислотными св-вами. Четырехокись сурьмы Sb204 — устойчивое соединение, в к-ром С. находится в трех- и пятивалентном состоянии. Известны воли сурьмянистой HSb02, сурьмяной HSb03 и надсурьмяной HSb04 к-т — антимониты, антимонаты и надантимонаты, к-рые, как правило, малорастворимы в воде. Тиосоли сурьмы — тиоантимониты    и    тиоантимонаты (напр., NaSbS2 и NaSbS3) — используют в сурьмяном произ-ве. Сурьма энергично взаимодействует с галогенами, образуя устойчивые соединения типа Sbr3 (где Г — фтор, хлор, бром, йод) и Sbr5   (где Г — фтор, хлор). Для фторидов и хлоридов сурьмы характерны реакции  комплексообразования. Сплавлением сурьма с серой, селеном и теллуром могут быть получены халь-когениды типа Sb2X3. Эти соединения, а также неустойчивую при нагревании    пятисернистую сурьму Sb2S5 можно получить осаждением из водных растворов.  С мышьяком и фосфором сурьма соединяется при сплавлении. Азот и водород в сурьме не растворяются вплоть до т-ры 800° С
 
Химические соединений с азотом сурьма не образует. Сурьма с большинством металлов сурьма образует антимониды. Действием на них разбавленных к-т может быть получен    сурьмянистый водород      (стибин) — бесцветный, очень ядовитый, с запахом тухлых яиц газ, являющийся сильным восстановителем; при нагревании легко разлагается на элементы, сгорает на воздухе с образованием воды и окиси С. Сурьмяные руды резко отличаются друг от друга как по содержанию металла (1—60% Sb)t так и по форме находящейся в них сурьмы, чем объясняется разнообразие методов предварительной обработки руд: обогащение (ручная сортировка, гравитация, флотация) и металлургические переделы (зейгерование, дистилляционный обжиг, обжиг «намертво») Прогрессивными технологическими процессами являются обжиг в «кипящем слое», об-жиг во вращающихся печах и циклонная плавка. В результате этих процессов получают как товарные продукты (крудум, трехокись сурьмы), так в пром. продукты, идущие наполучение металлической С, и ее соединений.
 
В зависимости от характера и хим. состава сырья металлическую сурьму получают пиро- или гидрометаллургическим методом. По пирометаллургическому методу для получения черновой С из сульфидных концентратов применяют осадительную плавку:   Sb2S3 + 3Fe <± 2Sb + 3FeS. Процесс  ведут  при  т-ре 1100—1150° С.   Осадителем  служит железо в виде чугунной или стальной стружки.  Окисленные концентраты подвергают восстановительной плавке (т-ра 800—1000° С), заключающейся в восстановлении окислов сурьмы углеродом (древесным или каменным углем, коксом). В качестве флюсующих добавок используют соду и сульфат натрия. Процессы ведут в отражательных (т-ра 1100—1150е С), коротких вращающихся (т-ра 1300— 14009 С),    шахтных    (т-ра   1300— 15000 С)   или   электрических   (т-ра 1500° С) печах.
 
Гидрометаллургическим методом   перерабатывают различные пром. продукты, чисто сурьмяные, а также комплексные концентраты. Этот метод заключается в выщелачивании сурьмяных соединений растворами гидроокиси и сульфида натрия с последующим электролитическим выделением сурьмы из сульфидно-щелочных   растворов.   Полученный черновой металл подвергают рафинированию   огневым,    мокрым или электролитическим  (из  растворов, из расплавов) методом. С. особой чистоты получают многократной возгонкой в вакууме, хим. способами или зонной плавкой в среде инертного газа. Металлическую сурьму выпускают различной чистоты — Су2, Cyl, СуО, СуОО, СуООО и Су-экстра. Сумма примесей в Су-экстра не более 1 • 10-3%, Предельно   допустимая  концентрация сурьмяной пыли в производственных помещениях 0,5 мг/м3. Металлическую С. применяют в произ-ве припоев,   типографских сплавов, кабельных покрытий, антифрикционных сплавов, аккумуляторных пластин, пульного металла и т. д. Соединения сурьмы используют в производстве оптических стекол и керамики, в органическом синтезе и производстве пластмасс, в фармацевтической, текстильной, резиновой, лакокрасочной, спичечной и др. отраслях промышленности, в пиротехнике. Широко используют соединения С. в полупроводниковой технике.
 
Антимониды алюминия, галлия и индия применяют для создания датчиков, преобразующих неэлектрические величины в электрические; в счетно-решающих устройствах, в качестве фильтров и регистраторов инфракрасного излучения, в микроэлектронных приборах. В космических солнечных батареях используют полупроводниковые св-ва антимонида алюминия. Халькогениды сурьмы и твердые растворы на их основе применяют в термогенераторах и термоэлектрических холодильниках, термостатирующих устройствах полупроводниковой аппаратуры, в устройствах для глубокого охлаждения, для преобразования солнечной энергии в электрическую и т. д. Сурьма служит донорной добавкой в производстве полупроводникового германия. Радиоактивный изотоп 124Sb используют в источниках гамма-излучения и излучения нейтронов, а изотоп 125Sb— в качестве меченых атомов (см. Меченых атомов метод в исследовании материалов). См. также Сурьму содержащие сплавы.
 
Лит.: Сажин Н. П. Металлургия сурьмы. В кн.: Справочник металлурга по цветным металлам

В основном с этим также ищут

АзотФосфорМышьякСурьмаВисмут

Вы читаете, статья на тему сурьма