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      飽受爭議的金屬銻

      2015-10-31 04:15:25
      少年科學 2015年10期
      關(guān)鍵詞:銻礦阻燃劑白色

      每種金屬材料有它受人喜愛的一面,也存在不盡如人意的地方。金屬銻在工業(yè)領(lǐng)域中成績斐然,但是它所帶來的污染也面臨著世人的指責。

      金屬的硬化劑

      公元11世紀(北宋時期),中國的畢昇發(fā)明了活字印刷術(shù)——采用膠泥制作字模,可反復使用,極大地推動了印刷術(shù)的進步。到了15世紀中葉,德國人古登堡發(fā)明了一種活字印刷術(shù),采用合金制作字模,這種合金中包含鉛、銻、錫與少許鉍。之所以選用了金屬銻,是因為如果將它與別的金屬制成合金,能增強其他金屬的硬度。所以,銻被稱為“金屬的硬化劑”。銻和鉍一樣,具有“熱縮冷脹”的怪異性格,在制作印刷字模時,將熔化的鉛錫合金中加入液態(tài)的銻,然后冷凝,體積增大的銻恰好彌補了其他金屬體積縮小的缺陷,從而保證每一個字細小的筆畫都清晰可見,而且堅硬耐磨。

      純凈的銻通常是銀白色,性質(zhì)較穩(wěn)定,即使在常溫下、潮濕的空氣中也不會被氧化。但它較脆,而且不具有延展性,不能拉伸,所以在工業(yè)上不能單獨使用,而是主要用來制造多種合金材料,比如子彈和炮彈的彈頭、蓄電池的電極板、家庭中用的保險絲、海底電纜的保護層等。

      滅火中的阻燃劑

      銻有多種化合物,不同的化合物還有不同的用途,比較常見的是三氧化二銻。

      三氧化二銻是一種白色粉末,因其顏色亮白,所以俗稱為“銻白”。這是一種常用的白色顏料,常用來制造白色油漆,或是用于制造白色搪瓷器具。如果將它摻在塑料制品中,可以阻止燃燒,故可用于森林滅火。2009年8月26日,美國加利福尼亞州洛杉磯地區(qū)發(fā)生森林大火,短短幾日之內(nèi),大火四處蔓延,燒毀了三萬多公頃林地,近萬名居民被強制撤離家園,至少兩名消防隊員在救災中喪生,7人受傷。面對愈演愈烈的熊熊大火,如何才能撲滅呢?僅僅依靠消防隊員開著消防車、端著噴水槍已經(jīng)不行了,必須依靠飛機。各式各樣的滅火機像大力士一樣,攜帶大量的水,從森林上空幾十米處緩緩飛過,這可比“人海戰(zhàn)術(shù)”有效得多。當然,滅火機僅僅灑水是不行的,還要噴灑一種特殊的物質(zhì)——阻燃劑。當阻燃劑遇到高溫時會與其他物質(zhì)發(fā)生反應,能夠在燃燒時生成不易燃的物質(zhì),或者稀釋空氣中的氧濃度,從而起到隔絕空氣、阻止燃燒的作用。三氧化二銻就是一種重要的阻燃劑。

      可怕的重金屬污染

      莫扎特是歐洲最偉大的古典主義音樂作曲家之一,關(guān)于他的死因,至今仍然迷霧重重。后世的學者認為,他可能死于流感或是水銀中毒,有人甚至懷疑是被他的競爭對手毒殺。有一種推測較為可信:因莫扎特經(jīng)常服用的藥品中含有銻,在他臨終前的日子里,為了舒緩癥狀,銻的服用劑量被加大了。真相始終不得而知,但銻的毒性不得不引起我們的注意。

      很早以前,人們就利用銻及其化合物治療肺病、血吸蟲病等,盡管它療效不錯,但是科學家研究發(fā)現(xiàn),銻對人體具有很強的毒副作用,易發(fā)生惡心、嘔吐、腹瀉等癥狀。大量的銻不僅造成地表環(huán)境的重金屬污染,而且可以通過呼吸、飲食或皮膚等暴露途徑進入人或動物體內(nèi)。目前,歐美許多國家已經(jīng)將銻及其化合物列為優(yōu)先控制污染物。

      銻從哪里來

      地球上銻資源較為豐富,在中國、俄羅斯、南非、玻利維亞、塔吉克斯坦等多個國家都有銻礦。中國的銻資源儲量占了世界的一半左右,大約為95萬噸,位居首位。中國湖南省冷水江市的錫礦山是座特大型銻礦,號稱“世界銻都”。

      明明是一座銻礦,為啥取名叫錫礦山呢?原來在中國古代,政府多采用金銀銅鐵錫等鑄造錢幣。比如西漢王莽時期鑄造的錢幣用的是金屬銅,史書記載它“淆以連錫”,意思是中間加入了一種叫作“連錫”的物質(zhì)。到了1890年人們才明白,所謂的“連錫”并不是錫,而是銻礦的一種—輝銻礦。由于長久以來人們都把湖南的這座銻礦叫作“錫礦山”,也就只好將錯就錯,沿用舊名了。

      輝銻礦是金屬銻最重要的來源,其主要成分是三硫化二銻,這種礦物雖然顏色灰暗,沒有耀眼的光彩,但是它獨特的晶體形態(tài)吸引著大家的目光,那一根根四處發(fā)散的晶體通常為5~20厘米長,最長的可以達到1米,有的像鋼針一樣,有的像利劍一般,使得很多人一眼就能認出它來,一些礦物愛好者還將其作為藝術(shù)品收藏。此外,方銻礦、銻華、黃銻礦等也是金屬銻的重要礦物原料。

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