Большая Советская Энциклопедия (СУ)

  Физические и химические свойства. С. известна в кристаллической и трёх аморфных формах (взрывчатая, чёрная и жёлтая). Взрывчатая С. (плотность 5,64—5,97 г/см ³ ) взрывается при любом соприкосновении: образуется при электролизе раствора SbCl₃ ; чёрная (плотность 5,3 г/см ³ ) — при быстром охлаждении паров С.; жёлтая — при пропускании кислорода в сжиженный SbH₃ . Жёлтая и чёрная С. неустойчивы, при пониженных температурах переходят в обыкновенную С. Наиболее устойчивая кристаллическая С. (см. также Сурьма самородная ), кристаллизуется в тригональной системе, а = 4,5064 ; плотность 6,61—6,73 г/см ³ (жидкой — 6,55 г/см ³ ); t _пл 630,5 °С; t _кип 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 a₁ = 8,1×10^–6                                 a₂ = 19,5×10^–6 при 0—400 °С, удельное электросопротивление (20 °С) (43,045×10^–6 ом ×см ). С. диамагнитна, удельная магнитная восприимчивость —0,66 ×10^–6 . В отличие от большинства металлов, С. хрупка, легко раскалывается по плоскостям спайности, истирается в порошок и не поддаётся ковке (иногда её относят к полуметаллам ). Механические свойства зависят от чистоты металла. Твёрдость по Бринеллю для литого металла 325—340 Мн/м ² (32,5—34,0 кгс/мм ² ); модуль упругости 285—300; предел прочности 86,0 Мн/м ² (8,6 кгс/мм ² ). Конфигурация внешних электронов атома Sb5s² 5r³ . В соединениях проявляет степени окисления главным образом +5, +3 и –3.

  В химическом отношении С. малоактивна. На воздухе не окисляется вплоть до температуры плавления. С азотом и водородом не реагирует. Углерод незначительно растворяется в расплавленной С. Металл активно взаимодействует с хлором и др. галогенами, образуя сурьмы галогениды . С кислородом взаимодействует при температуре выше 630 °С с образованием Sb₂ O₃ (см. Сурьмы окислы ). При сплавлении с серой получаются сурьмы сульфиды , так же взаимодействует с фосфором и мышьяком. С. устойчива по отношению к воде и разбавленным кислотам. Концентрированные соляная и серная кислоты медленно растворяют С. с образованием хлорида SbCl₃ и сульфата Sb₂ (SO₄ )₃ ; концентрированная азотная кислота окисляет С. до высшего окисла, образующегося в виде гидратированного соединения xSb₂ O₅ ×уН₂ О. Практический интерес представляют труднорастворимые соли сурьмяной кислоты — антимонаты(МеSbO₃ ×3H₂ O, где Me — Na, К) и соли не выделенной метасурьмянистой кислоты — метаантимониты (MeSbO₂ ×ЗН₂ О), обладающие восстановительными свойствами. С. соединяется с металлами, образуя антимониды .

  Получение. С. получают пирометаллургической и гидрометаллургической переработкой концентратов или руды, содержащей 20—60% Sb. К пирометаллургическим методам относятся осадительная и восстановительная плавки. Сырьём для осадительной плавки служат сульфидные концентраты; процесс основан на вытеснении С. из её сульфида железом: Sb₂ S₃ + 3Fe Û 2Sb + 3FeS. Железо вводится в шихту в виде скрапа. Плавку ведут в отражательных или в коротких вращающихся барабанных печах при 1300—1400 °С. Извлечение С. в черновой металл составляет более 90%. Восстановительная плавка С. основана на восстановлении её окислов до металла древесным углем или каменноугольной пылью и ошлаковании пустой породы. Восстановительной плавке предшествует окислительный обжиг при 550 °С с избытком воздуха. Огарок содержит нелетучую четырёхокись С. Как для осадительной, так и для восстановительной плавок возможно применение электропечей. Гидрометаллургический способ получения С. состоит из двух стадий: обработки сырья щелочным сульфидным раствором с переводом С. в раствор в виде солей сурьмяных кислот и сульфосолей и выделения С. электролизом. Черновая С. в зависимости от состава сырья и способа её получения содержит от 1,5 до 15% примесей: Fe, As, S и др. Для получения чистой С. применяют пирометаллургическое или электролитическое рафинирование. При пирометаллургическом рафинировании примеси железа и меди удаляют в виде сернистых соединений, вводя в расплав С. антимонит (крудум) — Sb₂ S₃ , после чего удаляют мышьяк (в виде арсената натрия) и серу при продувке воздуха под содовым шлаком. При электролитическом рафинировании с растворимым анодом черновую С. очищают от железа, меди и др. металлов, остающихся в электролите (Си, Ag, Аи остаются в шламе). Электролитом служит раствор, состоящий из SbF₃ , H₂ SO₄ и HF. Содержание примесей в рафинированной С. не превышает 0,5—0,8%. Для получения С. высокой чистоты применяют зонную плавку в атмосфере инертного газа или получают С. из предварительно очищенных соединений — трёхокиси или трихлорида.