饱受争议的金属锑
2015-10-31
每种金属材料有它受人喜爱的一面,也存在不尽如人意的地方。金属锑在工业领域中成绩斐然,但是它所带来的污染也面临着世人的指责。
金属的硬化剂
公元11世纪(北宋时期),中国的毕昇发明了活字印刷术——采用胶泥制作字模,可反复使用,极大地推动了印刷术的进步。到了15世纪中叶,德国人古登堡发明了一种活字印刷术,采用合金制作字模,这种合金中包含铅、锑、锡与少许铋。之所以选用了金属锑,是因为如果将它与别的金属制成合金,能增强其他金属的硬度。所以,锑被称为“金属的硬化剂”。锑和铋一样,具有“热缩冷胀”的怪异性格,在制作印刷字模时,将熔化的铅锡合金中加入液态的锑,然后冷凝,体积增大的锑恰好弥补了其他金属体积缩小的缺陷,从而保证每一个字细小的笔画都清晰可见,而且坚硬耐磨。
纯净的锑通常是银白色,性质较稳定,即使在常温下、潮湿的空气中也不会被氧化。但它较脆,而且不具有延展性,不能拉伸,所以在工业上不能单独使用,而是主要用来制造多种合金材料,比如子弹和炮弹的弹头、蓄电池的电极板、家庭中用的保险丝、海底电缆的保护层等。
灭火中的阻燃剂
锑有多种化合物,不同的化合物还有不同的用途,比较常见的是三氧化二锑。
三氧化二锑是一种白色粉末,因其颜色亮白,所以俗称为“锑白”。这是一种常用的白色颜料,常用来制造白色油漆,或是用于制造白色搪瓷器具。如果将它掺在塑料制品中,可以阻止燃烧,故可用于森林灭火。2009年8月26日,美国加利福尼亚州洛杉矶地区发生森林大火,短短几日之内,大火四处蔓延,烧毁了三万多公顷林地,近万名居民被强制撤离家园,至少两名消防队员在救灾中丧生,7人受伤。面对愈演愈烈的熊熊大火,如何才能扑灭呢?仅仅依靠消防队员开着消防车、端着喷水枪已经不行了,必须依靠飞机。各式各样的灭火机像大力士一样,携带大量的水,从森林上空几十米处缓缓飞过,这可比“人海战术”有效得多。当然,灭火机仅仅洒水是不行的,还要喷洒一种特殊的物质——阻燃剂。当阻燃剂遇到高温时会与其他物质发生反应,能够在燃烧时生成不易燃的物质,或者稀释空气中的氧浓度,从而起到隔绝空气、阻止燃烧的作用。三氧化二锑就是一种重要的阻燃剂。
可怕的重金属污染
莫扎特是欧洲最伟大的古典主义音乐作曲家之一,关于他的死因,至今仍然迷雾重重。后世的学者认为,他可能死于流感或是水银中毒,有人甚至怀疑是被他的竞争对手毒杀。有一种推测较为可信:因莫扎特经常服用的药品中含有锑,在他临终前的日子里,为了舒缓症状,锑的服用剂量被加大了。真相始终不得而知,但锑的毒性不得不引起我们的注意。
很早以前,人们就利用锑及其化合物治疗肺病、血吸虫病等,尽管它疗效不错,但是科学家研究发现,锑对人体具有很强的毒副作用,易发生恶心、呕吐、腹泻等症状。大量的锑不仅造成地表环境的重金属污染,而且可以通过呼吸、饮食或皮肤等暴露途径进入人或动物体内。目前,欧美许多国家已经将锑及其化合物列为优先控制污染物。
锑从哪里来
地球上锑资源较为丰富,在中国、俄罗斯、南非、玻利维亚、塔吉克斯坦等多个国家都有锑矿。中国的锑资源储量占了世界的一半左右,大约为95万吨,位居首位。中国湖南省冷水江市的锡矿山是座特大型锑矿,号称“世界锑都”。
明明是一座锑矿,为啥取名叫锡矿山呢?原来在中国古代,政府多采用金银铜铁锡等铸造钱币。比如西汉王莽时期铸造的钱币用的是金属铜,史书记载它“淆以连锡”,意思是中间加入了一种叫作“连锡”的物质。到了1890年人们才明白,所谓的“连锡”并不是锡,而是锑矿的一种—辉锑矿。由于长久以来人们都把湖南的这座锑矿叫作“锡矿山”,也就只好将错就错,沿用旧名了。
辉锑矿是金属锑最重要的来源,其主要成分是三硫化二锑,这种矿物虽然颜色灰暗,没有耀眼的光彩,但是它独特的晶体形态吸引着大家的目光,那一根根四处发散的晶体通常为5~20厘米长,最长的可以达到1米,有的像钢针一样,有的像利剑一般,使得很多人一眼就能认出它来,一些矿物爱好者还将其作为艺术品收藏。此外,方锑矿、锑华、黄锑矿等也是金属锑的重要矿物原料。