Сурьма для чего нужна

Сурьма металл. Свойства сурьмы. Применение сурьмы

Описание и свойства сурьмы

Впервые человечество начало использовать сурьму еще задолго до нашей эры. Ведь до сих пор археологи находят фрагменты или изделия из металлической сурьмы на местах древнего Вавилона, что соответствует началу ІІІ столетия до нашей эры. Как самостоятельный металл, сурьму редко применяют в производстве, а в основном в соединениях с другими элементами. Самое популярное применение, которое дошло и до наших времен – это использование минерала «сурьмяный блеск» в косметологии в качестве карандаша для век или краски для ресниц и бровей.

Кроме стандартной кристаллической формы, в природе существуют еще три аморфных состояния сурьмы:

Взрывчатая сурьма – образуется при электролизе соединения SbCI3 в соляно кислой среде и при ударе или прикосновении взрывается, тем самым переходит в обычное состояние.

Желтая сурьма – получается при воздействии молекул кислорода О2 на соединение водорода с сурьмой SbH₃.

Черная сурьма – образовывается при резком охлаждении паров желтой сурьмы.

В обычных условиях сурьма свойства свои не меняет, в воде не растворяется. Хорошо взаимодействует в виде сплава сурьмы с другими металлами, так как основное ее достоинство – это увеличение твердости металлов, например, соединение свинец — сурьма (от 5–15%) известно как гарбтлей. Даже если добавить к свинцу 1% сурьмы его прочность уже значительно увеличится.

Месторождение и добыча сурьмы

Содержание сурьмы в земной коре приблизительно оценивается в 6 млн тонн. Основным месторождением является Китай, на его территорию приходится до 52% мирового запаса этого элемента, остальные 48% распределены между странами, такими как Россия, Чехия, Словакия, Боливия, Мексика, Япония.

Сурьма – элемент, который добывается из руд. Сурьмяными рудами называют минеральные образования с содержанием сурьмы в таких количествах, чтобы при извлечении чистого металла, получить максимальный экономический и промышленный эффект. По своему содержанию главного элемента – сурьмы, руды классифицируются:

— Очень богатые, Sb – в пределах 50%.

— Богатые, Sb – не более 12%.

— Обыкновенные, Sb – от 2 до 6%.

— Бедные, Sb – максимум 2%.

К пирометаллургическим методам относятся осадительный и восстановительный плавильный процесс. В осадительном процессе плавки, главным сырьем служит сульфидные руды. Принцип плавки таков, при температуре 1300–1400 °С из сульфида сурьмы с помощью железа извлекается чистая сурьма, формула этого процесса –Sb2S3+3Fe=>2Sb+3FeS. Восстановительная плавка заключается в восстановлении из оксидов сурьмы до металла с помощью древесного угля или коксовой пылью. Гидрометаллургический метод извлечения сурьмы состоит из двух стадий – обработка руды с переводом ее в состояние раствора и извлечение металла из раствора.

Применение сурьмы

В чистом виде сурьма считается одним из самых хрупких металлов, но при сплаве с другими металлами она увеличивает их твердость и не происходит процесс окисления при обычных условиях. Эти достоинства заслуженно оценили в промышленной сфере, и теперь сурьма добавляется во многие сплавы, более 200.

Сплавы для подшипникового производства. В эту группу входят такие соединения, как олово – сурьма, свинец – сурьма, сурьма – медь, так как эти сплавы легко плавятся и очень удобно выливать в формы для вкладышей подшипников. Содержание сурьмы обычно составляет от 4 до 15%, но ни в коем случае, нельзя превышать эту норму, потому что избыток сурьмы придет к разламыванию металла. Свое применение такие сплавы нашли в танкостроении, авто и железнодорожном транспорте.

Одно из самых важных особенностей сурьмы является способность расширяться при затвердении. На основе этой характеристики и был создан сплав – свинец (82%), сурьма (15%), олово (3%), еще его называют «типографский сплав», ведь он прекрасно наполняет формы для разных видов шрифтов и делает четкие оттиски. В этом случае, сурьма добавила металлу ударную стойкость и износостойкость.

Свинец легированный сурьмой, используется в машиностроении, с него делают пластины для аккумуляторов также используется при производстве труб, желобов по которым будет происходить транспортировка агрессивных жидкостей. Сплав цинк – сурьма (антимонид цинка) считается неорганическим соединением. Благодаря своему свойству полупроводника, используется при изготовлении транзисторов, тепловизоров и инфракрасных детекторах.

Помимо промышленного использования сурьма нашла свое широкое применение в косметологии и медицине. С древних времен и по сегодняшний день используется сурьма для глаз, в качестве лечебного средства и краски для бровей и ресниц. Многие знают лечебные свойства сурьмы и при конъюнктивитах и прочих инфекциях глаз сразу применяют сурьму.

По своему виду и способу нанесения различают разные виды сурьмы – порошок, с помощью деревянной палочки он легко наносится на область века, но прежде необходимо смокнуть в любом масле; карандаш – идеально четко рисует стрелки на веке, карандаш эта тот же порошок сурьмы, только спрессованный в форму.

Если в древние времена краска из сурьмы была экологической чистой и приносила действительно лечебный эффект, то в наше время нужно быть предельно осторожным и внимательно читать состав перед покупкой. Все связано с тем, что сейчас недобросовестные производители некачественно извлекают чистую сурьму из руды и остаются примеси тяжелых металлов, таких как мышьяк. Трудно представить принесенный вред, организму человека от соединения мышьяк-сурьма.

Цена сурьмы

В связи, с нестабильной ситуацией на мировом рынке, нет однозначной стоимости на металл сурьма. Цена его колеблется в пределах от 6300$ до 8300$/тонну, за последние два месяца наблюдается отрицательная динамика роста цены, это напрямую связано с основным производителем – Китаем и его внешнеэкономическими отношениями.

А вот политические и экономические перипетии никак не повлияли на сурьму для глаз. Сейчас в моде восточная культура и прочие принадлежности, в том числе и сурьма. Купить ее труда не составит, так как есть огромный выбор в восточных лавках или же можно оформить заказ в интернет-магазине.

Источник

Сурьма: история, польза, применение

Сурьма металлическая — 51-й химический элемент в периодической таблице Менделеева, обозначается символом Sb. Это полуметалл с зернистым строением и светлым голубовато-серебристым оттенком. В свободном состоянии представляет собой кристаллы с металлическим блеском.

Сурьма как вещество: физические свойства

Внешне вещество похоже на металл, однако характеризуется меньшей электро- и теплопроводностью. Оно отличается хрупкостью (легко растирается в порошок) и способностью расширяться при застывании.

Элемент существует в четырех модификациях:

Кристаллическая сурьма

В основной модификации полуметалл образует игольчатые кристаллы в форме звезд. Чем меньше примесей, тем толще кристаллы. Вещество начинает плавиться при температуре +630,5 ⁰C, закипает — при +1634 ⁰C. Обладает диамагнитностью, т.е. намагничивается против направления внутреннего поля.

Основные свойства вещества:

В основной модификации металл устойчив при стандартных условиях. Он имеет слоистую структуру.

Черная сурьма

Желтая сурьма

Чтобы получилась желтая сурьма, требуется воздействие кислорода на сниженный стибин SbH3. Эта модификация содержит небольшой процент химически связанного водорода. Является неустойчивой: переходит в черную сурьму при освещении или нагревании.

Взрывчатая сурьма

Сурьма и человек: историческая справка

Этот металл применялся с доисторических времен. При раскопках на территории древнего Вавилона археологи обнаружили сосуды из металлической сурьмы. Изделия датируются 3 тысячелетием до н.э.

Предметы из этого металла также были найдены в Грузии: находки относятся к 1 тысячелетию до н.э. В древности металл использовался в сплаве со свинцом, медью или оловом.

С XIX в. до н.э. в Древнем Египте и странах Азии (Индия, Междуречье и др.) повсеместно применялся «сурьмяный блеск» — черный порошок из соединений полуметалла, который использовался для грима (в основном для чернения бровей).

До конца неизвестно происхождение самого названия. В тюркских языках существует слово surme, которое обозначает «грим, мазь». В персидском «сурме» значит «металл».

Сурьма и организм: несколько слов о биологии

Сурьма относится к макроэлементам и участвует в обменных процессах многих живых организмов. Среднее количество элемента в растениях — 0, 06 мг, в наземных животных — 0,0006 мг, в морских животных — 0,02 мг. В организме человека содержится не более 0,00001% сурьмы по массе. Она поступает с воздухом, пищей и водой, содержится в щитовидной железе, эритроцитах и плазме крови, печени, почках, костной ткани, селезенке. В среднем за сутки поступает около 50 мкг и выводится мочой и фекалиями.

До конца не изучены физиологическая и биохимическая функции макроэлемента, поэтому нет достоверных данных о возможных последствиях ее дефицита в организме. При этом установлено, что избыток вещества препятствует белковому, жировому и углеводному обменам. Если сурьма накапливается в щитовидной железе, она угнетает ее работу и вызывает эндемический зоб. При одноразовом попадании в пищеварительный тракт вызывает рефлекторную рвоту и полностью выводится. При регулярных поступлениях избыточного количество сурьмы в пищевод возможны заболевания желудочно-кишечного тракта, в том числе язвы.

Токсичные пары металла могут вызвать поражения кожи и носовые кровотечения. В зоне риска — люди, которые работают с этим металлом постоянно: печатники, эмалировщики и др.

В малых дозах макроэлемент применяется в медицине — в основном, в составе отхаркивающих и рвотных средств.

Сурьма как элемент: химические свойства

Металлическая сурьма малоактивна и устойчива на открытом воздухе при нормальных температурах. Начинает окислятся при +630 ⁰С, в результате чего образуется соединение Sb2O3 — оксид сурьмы. Полуметалл не вступает в реакции с водородом, азотом, кремнием и бором, остается устойчивым к воде, а в расплавленном виде незначительно растворяет углерод.

В результате возможных химических реакций образуются следующие вещества:

Полуметалл растворяется в «царской водке» — смеси винной и азотной кислот.

Сурьма как полезное ископаемое: добыча и производство

Месторождения металлической сурьмы находятся в ЮАР, Китае, Алжире, России, Болгарии, Азербайджане, Киргизии, Сербии, Финляндии, Казахстане, Таджикистане. Содержание элемента в земной коре невелико — 500 мг/т. Большая часть вещества сконцентрирована в осадочных породах — бокситах, фосфоритах, глинистых сланцах. Меньше всего ископаемого содержится в песчаниках и известняках.

Более 70% этого металла производится в Китае, а остальные 30% делят Россия, Мьянма, Боливия, Таджикистан, ЮАР, Канада, Австралия и некоторые другие страны.

На территории Китая также находятся самые крупные резервы — более 50% мировых запасов. Около 20% расположено в России, 16% — в Боливии, 3% — в Таджикистане, 1% — в ЮАР, менее 10% рассредоточено по разным странам.

Сурьма как ресурс: применение

Металлургия

Поскольку сурьма — хрупкий металл, в металлургической промышленности она практически не применяется отдельно. Зато в сплавах она повышает прочность других металлов и препятствует окислению.

Сплав сурьмы, олова и свинца называется «гарт» (в переводе с украинского — «зеркала»). Он на протяжении многих веков используется в типографии для изготовления шрифтов. В основу положено свойство сурьмы расширяться при затвердевании: благодаря этому сплав более плотно заполняет литейную матрицу. Помимо этого, сурьма повышает износостойкость шрифта. Гарт также используется для отливки пуль, изготовления кабелей, труб для протока агрессивных жидкостей и др.

Сплав свинца и сурьмы отличается твердостью и устойчивостью к коррозии. Он применяется в химическом машиностроении.

Баббиты (подшипниковые сплавы) широко используются в железнодорожном, автомобильном транспорте и станкостроении. Они содержат сурьму, олово, медь и свинец. Имеют высокую твердость, стойкость к истиранию и коррозии.

Всего существует порядка 200 сплавов различных металлов с сурьмой. В том числе она добавляется к металлам для хрупкой отливки.

Полупроводниковая промышленность

Полуметалл входит в свинцовые сплавы, используется при производстве диодов, ИК детекторов, датчиков Холла и других элементов в полупроводниковой промышленности.

Медицина

Стибнит, природный сульфит сурьмы, в древности применялся в качестве лекарства от паразитов. В некоторых странах его до сих пор добавляют в препараты. Соединения металла применяются для лечения лейшманиозов и глазных заболеваний.

Другие области применения

Оксид сурьмы используют в текстильной промышленности как закрепитель. Он также входит в состав многих эмалей и красок. Пятиокись металла применяется при изготовлении стекла, люминесцентных ламп, резины. Трехсернистая сурьма входит в состав спичек. Металла находит применение в электронике (для некоторых припоев) и в термоэлектрический сплавах.

Источник

Сурьма: свойства, способы добычи и применение

Сурьма представляет собой серебристо-белого цвета полуметалл, отличающийся зернистым строением. В природе она встречается в виде кристаллов, отливающих металлическим блеском с примесью синевы.

Свойства и особенности

Основные физические свойства сурьмы:

Среди особенностей этого химического элемента можно отметить существование более 200 сплавов разнообразного применения, а также специфический травяной запах.

Способы добычи

Так как основным источником получения сурьмы являются соответствующие руды, то способ добычи зависит от глубины их залегания. По степени концентрации искомого минерала, сурьмяные руды подразделяются:

В соответствии со своим химическим составом эти руды бывают:

Именно содержание сурьмы в руде определяет эффективность освоения месторождения. Бывает и так, что освоив верхние слои открытым методом, приходится извлекать на поверхность нижние пласты, прибегая к закрытому способу. В целом такой метод добычи, объединяющий в себе организацию карьера с последующим строительством шахты, носит название комбинированного способа освоения полезных ископаемых.

Открытый

Открытый способ применим в том случае, если месторождение представлено залежами, расположенными на незначительной глубине. В таких местах грунт вскрывают, затем снимают полезный слой, отправляя его на переработку. Процесс требует значительных затрат – особенно на первоначальном этапе освоения запасов руды. После чего в дело вступают экскаваторы, другая землеройная техника и автотранспорт (иногда вместо него применяется железнодорожный вид транспорта или конвейеры).

Закрытый

Наиболее эффективный способ, приносящий значительное количество сурьмяных руд, но требующий глубокого проникновения в толщь земли и организации проходческих работ с извлечением добытых материалов на поверхность. Положение усугубляется своеобразием морфологии рудных тел, неоднозначностью размещения залежей, подвижностью и неустойчивостью горных пород внутри шахты. Всё это приводит к значительным потерям искомого минерала и сильно осложняет процесс добычи полезного ископаемого.

Способы переработки

Концентрация сурьмы в руде определяет последующую технологию: или подвергнуть её обогащению, или направить добытую массу на непосредственную переработку. Для обогащения комплексных и сульфидных руд применяют флотацию, для сульфидно-окисленных – комбинированные методы. Затем получаемый концентрат перерабатывают пирометаллургическим или гидрометаллургическим способом.

Черновую сурьму, полученную путём пирометаллургического воздействия, в дальнейшем подвергают электролитическому рафинированию с целью очистки от посторонних примесей. «Гидрометаллургическую» сурьму рафинируют огневым способом – то есть плавят, добавляя связующие вещества для удаления в шлак железа, мышьяка и серы.

Плавка в шахтных печах

Осадительная

Суть её основана на вытеснении сурьмы железом из сульфидного концентрата. Плавку производят в отражательных или коротких вращающихся барабанных печах; с добавлением туда стальной или чугунной стружки и средств поддержания восстановительных процессов: мелкофракционного каменного угля, коксика, угля, полученного из древесины.

На выходе из печей (количество перерабатываемого за один раз сырья в которых составляет 15-18 тонн), из руды извлекается порядка 90% сурьмы, остальные 10% уходят в составе шихты или отвала.

Восстановительная

Восстановительная плавка сурьмы производится в отражательных или коротких барабанных печах по достижении температуры в 1000 0 С. Суть процесса заключена в избавлении концентрата от кислорода, то есть превращения окислов в чистый металл, с помощью углерода и удаления пустой породы. При высокопроцентном извлечении металла (до 90%) после восстановительной плавки, чистота сурьмы достигает 99%.

Прямая

В случае использования окисленных и сульфидных руд в ход идёт прямая плавка. За счёт добавления кокса достигается высокая температура, происходит прямое восстановление металла и осуществляются химические реакции, сопровождающиеся постоянным удалением оксида серы. Что, в конце концов, приводит к стеканию металла и шлака в нижнюю часть печи.

Гидрометаллургический

Металлургами взят на вооружение и гидрометаллургический способ получения сурьмы. Его несомненными достоинствами являются: возможность использование бедного сырья и попутное извлечение из руды примесей ряда достаточного ценных металлов.

Перевод материала в раствор

Прежде всего, сурьмяную руду нужно растворить. Однако для этого подходят лишь такие растворители как едкий и сернистый натрий. В результате чего получаются сульфасоли и соли сурьмяных кислот, подвергаемые в дальнейшем электролизу.

Процесс сульфидно-щелочного выщелачивания протекает наиболее оптимально при температуре порядка 100 0 C.

Выделение сурьмы из раствора

Для выделения сурьмы из полученного раствора применяют сульфидный способ электролиза, осуществляемый в стальных ваннах с анодами и гладкими пластинчатыми катодами, также изготовленными из стали.

Хранение и транспортировка

Для транспортировки слитки сурьмы упаковывают в полиэтиленовые пакеты, которые затем складывают в коробки с уплотнителями. Коробки размещают в контейнеры или деревянные ящики.

Пластинчатую сурьму также складывают в мешки из полиэтилена, но затем на эти мешки одевают мешки из полипропилена. Общий вес такой, упакованной в двойную тару сурьмы не должен превышать 50 кг.

Для транспортировки этого минерала подходит любой вид транспорта. Главное условие – чтобы она была соответствующим образом упакована для погрузки в вагоны или складирования в контейнеры.

Сфера применения

Существует целый класс марок сурьмы (ГОСТ 1089-82), в зависимости от областей её применения, а также использования в процессе изготовления разнообразных изделий:

Разумеется, что данным перечнем все области потребления сурьмы не ограничены. Этот полуметалл всегда находил и продолжает иметь широкую сферу использования: начиная с древнейшей косметики – вплоть до современной военной автотранспортной техники.

Медицина

История использования сурьмы в качестве лекарственных средств насчитывает много столетий. Ещё на заре цивилизации природное соединение сурьмы с серой – стибнит, был взят на вооружение лекарями того времени. В ряде развивающих стран эта практика имеет место и поныне.

Во времена Средневековья с помощью этого минерала провоцировали рвоту и отхаркивание среди пациентов. Иногда им давали вино, выдержанное в ёмкости, изготовленной из сурьмы.

Современная фармакология изготавливает лекарства на основе сурьмы, применяемые для лечения сонной болезни, лешайманиоза, а также целого ряда инфекционных заболеваний, поражающих людей и животных.

Металлургия

Благодаря своим особым свойствам, минерал широко востребован в металлургии для изготовления металлических сплавов. Введение в их состав сурьмы в значительной степени повышает твёрдость, а её стойкость к процессу окисления защищает полученные материалы от коррозии.

Химическое машиностроение

Химически стойкие сплавы свинца и сурьмы используются для изготовления труб и арматуры, обладающих высокой антикоррозионной стойкостью. Также этими материалами облицовывают ванны для кислот и иные ёмкости.

Месторождения в России и мире

Геология насчитывает сегодня 75 минералов, содержащих в своём составе сурьму. Наиболее распространённых из них в первичных рудах является антимонит.

По количеству содержания полезного ископаемого – сурьмы, месторождения классифицируются на 4 вида:

Значительными месторождениями этого минерала располагают: Китай (Сингуаньшань – уникальное), Россия (Сарылах и Сентачан в Якутии, Раздольнинское и Удерейское на территории Красноярского края), Боливия (Чилкобия), Киргизия (Кадамджай, Хайдаркан) Мексика (Сан-Хозе), ЮАР (Гравеллот – уникальное), Таджикистан (Анзоб) и Тайланд (Бонсонг).

Мировые запасы

Дать точную оценку запасов любого природного ископаемого не представляется возможным, ни при каком виде исследований. Однако некоторые приблизительные цифры всё же имеются. Так, согласно данным Геологической службы США (2016 год), крупнейшими запасами сурьмы располагают:

Страны, добывающие сурьму

Мировыми лидерами по производству сурьмы выступают:

Вполне естественно, что крупнейшими потребителями столь ценного минерального ресурса, каким является сурьма, выступают ведущие мировые экономические державы: Китай, США, страны ЕЭС, Япония.

Источник

Сурьма: польза и применение

История применения сурьмы

Данное вещество известно человечеству уже очень давно. Родиной сурьмы принято считать Египет. Ведь именно египетские царицы наносили это средство на глаза и веки. Первоначально это делалось с лечебной целью. Ведь египтяне верили, что так они избавляются от болезней глаз.

Позднее сурьма приобрела декоративное значение и стала использоваться как косметическое средство.

Состав косметики на основе сурьмы

В зависимости от страны-производителя состав всегда разный.

Полезные свойства

Помимо выразительного декоративного эффекта, сурьма обладает и лечебными свойствами, а именно:

Однако далеко не всем можно применять сурьму, если Вам недавно сделали операцию на глаза или Вы носите контактные линзы, то лучше не оказывать дополнительную нагрузку на органы зрения путем нанесения сурьмы. Тоже самое касательно детей младше шести месяцев и людей с индивидуальной непереносимостью этого компонента.

Известные косметические формы

Здесь женщина может выбрать для себя наиболее оптимальный способ нанесения сурьмы. Часто встречается порошок сурьмы, который наносится с помощью палочки/спонжа. Цвет может быть либо черным, либо серым или зеленым. Также порошок поможет сделать линию бровей выразительнее. Если необходимо нарисовать ровные и аккуратные стрелки, то лучше использовать специальный карандаш для глаз. Индийская подводка для глаз каджал представляет собой порошок, растворенный в маслах и воде, делает взгляд более необычным. Девушки со светлыми глазами при помощи такой подводки сделают их выразительными, а кареглазые красавицы придадут взгляду глубину, а вот сурьма в прямоугольнике с басмой и миндальным маслом напоминает Ленинградскую тушь. Обычно применяют для вечернего макияжа. Даже после смывания на глазах остается немного средства, что подчеркивает их природную красоту. Сурьма с кистью с камфорой и растительными экстрактами производится для укрепления ресниц и бровей. Вещество при помощи кисти наносят на волоски. На ночь средство обычно не смывают. Благоприятно сказывается на здоровье глаз, склонных к покраснению и усталости.

Правила выбора косметического средства

Необходимо всегда читать состав средства, чтобы предугадать развитие нежелательных аллергических реакций. Также обращайте внимание на фирму-производителя. Лучше доверять зарекомендовавшим себя брендам. Не стоит покупать косметику в обычных ларьках и палатках. Лучше обращаться в специализированные магазины косметики.

Сурьма для глаз (подводка) Kajal Blue Heaven | Блю Хэвен 1,5г

Источник