辉锑矿

辉锑矿（stibnite^[1]）是一种含锑的硫化物矿物，^[4]其化学成分主要是三硫化二锑（Sb2S3），^[2]理论组成为：锑占71.38%，硫占28.62%。^[1]晶体呈长柱状，柱面具纵条纹，集合体以放射状、晶簇状或致密粒状为主。颜色和条痕均为铅灰色，晶面常因氧化薄膜而呈暗蓝色，金属光泽，一组解理完全。^[3]

辉锑矿主要形成于中、低温热液矿床中^[4]，与辰砂、雄黄、雌黄、硫锑铅矿、方铅矿、黄铁矿、白铁矿、方解石及石英等矿物共生。^[3]辉锑矿在全球范围内分布于加拿大、日本、罗马尼亚、中国、俄罗斯、玻利维亚和澳大利亚等。^[1][5]其中中国的锑储量在世界上居首位。^[6]

辉锑矿是生产锑和锑化合物的重要原材料，^[6]也可用于制作锑制品，^[5]如锑白可作防火涂料、搪瓷、陶瓷、橡胶工业中用作充填剂以及阻燃剂等^[7]；锑化合物可用来制作安全火柴和胶皮等。^[4]医药方面，辉锑矿是制造有机锑剂，如葡萄糖酸锑钠、酒石酸锑钾等的原料。^[8]此外，其还可用作观赏石，^[9]以及将在红外成像技术、大气环境监测、生物医学诊断、汽车行业散热器等方面有潜在应用。^[10]辉锑矿以铅灰色、柱状晶形，晶面上有纵纹，解理面上有横纹为鉴定特征，当特征不明显时，可氢氧化钾滴表面，立即出现黄色，随后变为桔红色，可证明其为辉锑矿。^[11][12]

采集辉锑矿过程中职业危害因素主要有粉尘（矽尘、锑尘等）、毒物（锑、铅、砷shēn、二氧化硫）和物理因素（噪声、振动、高温等），其中最主要的是粉尘。职业性有害因素接触人群主要分布在锑矿采掘、选矿、冶炼的主要生产作业地点，以男性为主。^[13]同时，对环境也会有一定影响，如造成水土流失，土壤质量受损以及重金属污染等。^[14]此外，还会在采矿区出现采空塌陷的问题。^[15]

辉锑矿化学成分主要为三硫化二锑（Sb2S3），其理论组成（wB%）：Sb占71.38%，S占28.62%，成分较固定，含少量砷（As）、铋（Bi）、铅（Pb）、铁（Fe）、铜（Cu），有时也含金（Au）、银（Ag），其中大多为机械混入物。^[1][2]

辉锑矿通常为铅灰色或钢灰色，表面常有蓝色的锖qiāng色；条痕呈灰黑色；不透明；^[1]有金属光泽，在解理面上尤其显得强亮。^[12]一组解理完全，^[3]解理面上常有横纹（聚片双晶）。其熔点为1，极易熔融，^[12]硬度为2～2.5，相对密度为4.51～4.66，^[1]不导电，^[12]性脆。^[2]

在显微镜下观察辉锑矿，其反射色为白色到灰色，双反射显著，非均质性强，从浅棕色变化到灰蓝色调，内反射为红色。^[2]

辉锑矿属斜方晶系，具有链状结构。其中链是由[SbS3]三方锥联成锯齿状的链沿c轴延伸，两个链呈[Sb4S6]链带平行（010）排列成层。链带内Sb—S之间以离子键-金属键相连，链带间以分子键相连。Sb配位数7，沿着{010}表现出解理。晶体形态沿结构中链体的方向延伸，呈平行c轴的柱状。^[2][1]

辉锑矿是斜方双锥晶类，单晶呈柱状或针状，^[2]主要单形有：斜方柱m{110}、n{210}，平行双面b{010}，斜方双锥s{111}、p{331}、t{341}。^[1]柱面具有明显的纵纹，较大的晶体往往显现弯曲，^[2]常呈柱状、束状、放射状集合体和柱状晶簇。^[1]

在地壳中存在多种成因的高温、高矿化的气液称为热液，热液在地下近地表处，在较低温度和较低压力下，在围岩裂隙析出或交代围岩形成矿物，辉锑矿一般产在温度在200~50℃的低温热液的矿床中，^[16]且与辰砂、重晶石、方解石、萤石等共生，有时也与雌黄、雄黄、自然金等共生。辉锑矿在中温热液型矿床中产量较少，常与方铅矿、黄铁矿、毒砂等共生。火山升华及温泉中有时也可产生少量辉锑矿。^[17]

辉锑矿的具体形成如下，在成矿流体中，锑在碱性条件下，以羟分子形式（）迁移，当它们在向浅部运移的过程中，温度逐渐下降，硫化氢溶解度增大，离解出大量的氢离子，或硫化氢被氧化，产生氢离子，流体pH值下降。当温度继续降低，流体中溶解的硫化氢分子数增多，小部分与之反应生成辉锑矿，大部分转化成，温度和pH值进一步降低，硫锑络合物被分解形成辉锑矿。^[18]

辉锑矿在全球范围内分布于加拿大、墨西哥、秘鲁、日本、罗马尼亚、中国、德国、意大利、法国、英国等。^[5]其中中国的锑储量在世界上是最多的，湖南、广东、广西、贵州、云南都生产辉锑矿。^[6]其中位于湖南省冷水江市的锡矿山，是中国最大的锑业基地，被称为“世界锑都”，锡矿山锑矿为世界级超大型锑矿床，位于冷水江市东北约15公里处，地处湘中构造盆地的南缘、白马山—龙山东西向构造带的北缘，由老矿山、童家院、物华、飞水岩四个矿床组成，矿体呈层状、似层状、侧羽状、条带状、囊状产出。矿石为单一辉锑矿，矿石组合有石英—辉锑矿、石英—方解石—辉锑矿、方解石—辉锑矿等，以前两种矿石为主，占矿床总储量的90%以上。^[19]此外，俄罗斯、玻利维亚和澳大利亚等国也是锑资源的主产地。^[1]

辉锑矿是生产锑和锑化合物的重要原材料，^[6]也可用于制作锑制品。^[5]

氧化锑（包括三氧化二锑和五氧化二锑）是一种优质阻燃剂，阻燃剂是锑应用的最大领域，约占世界锑总消费量的70%。^[10]锑白（三氧化二锑）可通过辉锑矿加热去硫制得，其与氯结合，可制成防火涂料，^[7]锑白还可在搪瓷、陶瓷、橡胶工业中用作充填剂，^[7]同时也用于合成纤维、 建筑材料、安全胶卷、大功率电路元件、高温绝缘材料、汽车内部装饰以及有机合成的催化剂等，在汽油中加入少量锑白可使其完全燃烧，从而减少尾气对环境的污染。^[10]超细锑白生产的阻燃剂是生产染料、催化剂、硫化剂的重要原料，^[7]其作为阻燃剂的用量还在逐年增加。此外，五硫化二锑是橡胶的红色颜料，而五硫化锑用于橡胶工业和制作兽药。^[10]此外，三硫化锑或纯的辉锑矿可用于生产弹药、鞭炮、^[10]印刷机、抽水机以及起重机等的零件。^[4]

其他锑合金及锑化合物用途也十分广泛：含锑铅基合金耐腐蚀，是生产车船用蓄电池电极板、化工泵、化工管道、电缆包皮的首选材料；高纯度锑及锑金属互化物（铟yīn锑、银锑、镓锑等）也是生产半导体和热电装置的理想材料；生锑（Sb2S3）的燃点低，是制作雷管和安全火柴的配料，也可用于生产发烟剂；^[1]在玻璃工业中，采用焦锑酸钠作为澄清剂和脱色剂，大大提高了电视机玻壳（显像管）和光学玻璃的质量。

辉锑矿可作为观赏石，在地大逸夫博物馆的矿物岩石展厅，有一块产自中国江西的辉锑矿晶簇标本，造型优美，针状或柱状晶体长而完整，在世界上居首位。^[9]

辉锑矿是制造有机锑剂，如葡萄糖酸锑钠、酒石酸锑钾等的原料。^[8]其中葡萄糖酸锑钠是治疗黑热病的首选药；^[10][20]酒石酸氧锑钾和锑273都是治疗血吸虫病的药物。^[10][21]

锑化物材料在第三代红外探测器焦平面阵列、中远红外量子级联激光器、量子点激光器、超高速低功耗低噪声放大器、热光伏电池组件等方面都取得了较大进展。新型的高性能锑化物器件也将在红外成像技术、大气环境监测、生物医学诊断、多功能数字雷达系统、移动通信、热光伏发电系统等众多高新技术领域中获得广泛的应用。^[10]

锑化物材料是公认的热塑性硫化橡胶（Thermoplastic Vulcanizate，TPV）首选材料，在砷化铟衬底外延生长铟砷锑磷制备的TPV电池，其光谱响应的截止波长可2.5~3.4μm，是很有发展潜力的研究方向。此外，锑是提高液态锡铅焊料抗氧化性最常用、最经济的合金元素，因此可用在汽车行业散热器中。^[10]

辉锑矿一般采用地下开采中的斜井开拓，房柱采矿法、分段采矿法。^[22][23]其采矿工艺最初是用人工开采、人工背运、油灯照明的独眼井开采。后来采用风钻凿眼、炸药爆破开采。^[24]

斜井开拓法以斜井为主要开拓巷道，适用于开采缓倾斜矿体，特别适用于开采矿体埋藏不深而且矿体倾角为20°~40°的矿床。这种方法的特点是施工简单、阶段石门短、基建工程量少、基建期短、见效快，但斜井生产能力低，因此更适用于中小型金属矿山，尤其是小型矿山。^[25]

房柱采矿法分为采矿圆形矿柱的房柱采矿法、槽形矿柱的房柱采矿法以及分段采矿法。其中圆形矿柱的房柱采矿法一般都在页岩下保留一层临时护顶矿层，以便在矿房回采过程中避免上盘岩石片落，保护顶板的完整。矿房直交走向布置，运输平巷布置在下盘围岩中，用漏斗与矿房速通。采矿工作是借局部留矿的方法，以向上梯段工作面进行 。崩落的矿石用人力或电耙运至运输平巷装车。^[23]

槽形矿柱的房柱采矿法是在矿块中以逆倾斜方向自运输水平向通风水平回采的矿房。矿房采空后，沿倾斜方向后退，用扇形炮眼依次崩落槽形矿柱。由矿柱中崩落的矿石用电耙运至下盘脉外巷道装车。实践证明，采空后的顶板具有暂时的稳定性，是顺利应用该法的必要条件。^[23]

分段采矿法就是自分段巷道（沿走向或垂直走向布置）崩矿的空场采矿法。采用该法时，是将阶段划分为矿块来开采，每一矿块包括矿房、房间矿柱、顶柱和底柱，先采矿房后采间柱、顶柱和底柱。^[23]

早在1世纪，希腊医生第奥斯科里德在他编著的《药典》中讲到锑硫化物矿石辉锑矿，妇女们用来描眉画眼。^[26]

中国是世界上发现、利用锑矿较早的国家之一。据《汉书·食货志》记载： “王莽居摄，变汉制，铸作钱币均用铜，淆以连锡。”《史记》记载：  “长沙出连锡。”秦墓出土文物的秦代箭，经光谱分析含锑，由此可知中国对锑的利用很早。明朝末年（1541）发现了世界最大的锑矿产地——湖南锡矿山，但当时把锑误认为锡，故锡矿山以此得名，至清光绪十六年（1890）经化验始知是锑。光绪二十三年（1897）创办“积善” 厂，为锡矿山最早的锑炼厂，使中国的“连锡”转入锑生产的时代。^[22]

1908年湖南华昌公司从法国引进挥发焙烧法，开始用此法炼锑。随着机械制造业的兴起，锑的用途和需求量扩大，继开发锡矿山之后又先后开发了湖南桃江板溪、新邵龙山、桃源沃溪等地锑矿，使湖南锑业居全中国之首。接着，贵州、云南、广西等省区也相继开采一些锑矿。从1908年以后数十年间，中国产锑量占世界总量50%以上。^[22]1941年国民政府资源委员会设立锡矿山工程处，建立了北矿区实验炼厂和南矿区炼厂，收砂炼锑。新中国成立后，开始根据南矿区为硫化矿、北矿区为氧化矿与硫化矿各半的特点，分别进行扩建，各自建成了选矿和冶炼工艺不同的采、选、冶生产系统，生产有很大发展。^[19]

最初妇女们用来描眉画眼，称为“stibium”，意思是 “美丽的眼睛”，这成为锑的拉丁名称和元素符号Sb的来源。^[26]其英文名为“stibnite”，原意为“反对僧侣”，据说古代西方国家的一些僧侣中，曾有许多人患有癞病，他们试图服用辉锑矿来治疗，可是许多服用辉锑矿的僧侣不但没有恢复健康，反而病情恶化，一个个地死去了。后来人们为了记住这件事，所以取名“stibnite”。^[27]

辉锑矿以铅灰色、柱状晶形，晶面上有纵纹，解理面上有横纹为鉴定特征，当特征不明显时，可将KOH滴于矿物表面，立即出现黄色，随后变为桔红色。^[11][12]

辉锑矿与方铅矿容易混淆：辉锑矿具有柱状或针状晶体、柱面有纵纹，比重小，有一向完全的解理，而方铅矿呈立方体结晶，比重大， 完全的立方体解理。方铅矿熔点高，辉锑矿熔点低，碎片尖端用火柴易烧熔，在镜下辉锑矿强非均质性，方铅矿为均质性。^[17]

辉锑矿与辉铋矿很相似，但辉锑矿条痕（粉末）与40%KOH能起反应形成桔红色斑点，而辉铋矿则与KOH不起作用。在镜下辉铋矿有较高的反射率，亮黄和有较明显的解理，由此可以区别。^[17]

辉锑矿与车轮矿、脆硫锑矿容易混淆。在镜下，车轮矿硬度较大，具较弱的双反射和非均质性，脆硫锑铅矿显不甚清楚的双反射和非均质性。^[17]

在野外鉴别真假辉锑矿有五种办法。^[28]

颜色辨别法：真正的辉锑矿为铅灰色，不是这种颜色的矿石，就是假辉锑矿。^[28]

条痕识别法：真正的辉锑矿的条痕与整个矿物质的颜色一致，呈铅灰色，否则，为假矿物。^[28]

硬度试验法：真正的辉锑矿的硬度只有2.5左右，比人的手指甲软，所以用手指甲容易划得动。这也是辨别辉锑矿真假的一种较有特征的识别方法。^[28]

晶体晶纹辨识法：真正的辉锑矿常呈柱状晶体，并且有晶纹， 在晶体面上可清楚地看到较深的纵纹，有时也有横的条纹。不具备这种特征，也可视为假辉锑矿物。^[28]

燃烧鉴别法：真正的辉锑矿放在火上容易燃烧，并发出硫磺臭味。这是正宗辉锑矿的一个显著特征。不具备这个特征，可判断为假辉锑矿物。^[28]

采集辉锑矿过程中职业危害因素主要有粉尘、毒物和物理因素，其中最主要的是粉尘。职业性有害因素接触人群主要分布在锑矿采掘、选矿、冶炼的主要生产作业地点，以男性为主。^[13]

 粉尘

采矿过程中常见的粉尘有矽尘、锑尘等。其中锑尘是一种混合性粉尘，常以锑尘、锑烟或蒸气混合形式存在于车间空气中，除含锑外，尚含有矽尘、铅、砷等。^[13]锑尘除能引起皮炎和锑中毒外，还能引起锑末沉着症（或称锑尘肺）。此病患者一般症状轻微，无明显体征，如合并锑中毒时可出现乏力、头痛、头晕、失眠、食欲减退、恶心和肌肉痉挛等症状。常见的合并症有喉炎，支气管炎，肺气肿和肺感染等。锑尘对心脏也常有影响，心电图检查常出现T波异常。^[29]

毒物

其分布主要在锑冶炼厂和冶金化工厂，常见有锑、铅、砷、二氧化硫等。危害最严重的是锑。^[13]

物理因素

主要是噪声、振动、高温。噪声主要产生于凿岩工、运搬工、选矿工、抽风及压风机操作工、绞车司机等。振动主要存在于凿岩工。高温作业存在于冶炼过程的各种浇注工和熔炼工，如焙烧炉、鼓风炉、反射炉、烘干炉、锑白炉等，以鼓风炉、焙烧炉、反射炉为最重要。^[13]

采集辉锑矿不仅对人体有一定危害，^[13]同时，对环境也会有一定影响，如造成水土流失严重，土壤质量受损，重金属污染等。^[14]此外，还会在采矿区出现采空塌陷的问题。^[15]