stringtranslate.com

Триоксид сурьмы

Оксид сурьмы(III) представляет собой неорганическое соединение формулы Sb 2 O 3 . Это наиболее важное коммерческое соединение сурьмы . В природе встречается в виде минералов валентинит и сенармонтит. [3] Как и большинство полимерных оксидов , Sb 2 O 3 растворяется в водных растворах с гидролизом . Смешанный оксид мышьяка и сурьмы встречается в природе как очень редкий минерал стибиоклаудетит. [4] [5]

Производство и недвижимость

Мировое производство оксида сурьмы (III) в 2012 году составило 130 000 тонн, увеличившись со 112 600 тонн в 2002 году. Наибольшую долю производит Китай, за ним следуют США/Мексика, Европа, Япония, Южная Африка и другие страны (2%). [6]

По состоянию на 2010 год оксид сурьмы(III) производился на четырех предприятиях в ЕС. Его производят двумя способами: повторным улетучиванием сырого оксида сурьмы (III) и окислением металлической сурьмы. В Европе преобладает окисление металлической сурьмы. Несколько процессов производства сырого оксида сурьмы (III) или металлической сурьмы из первичного сырья. Выбор процесса зависит от состава руды и других факторов. Типичные этапы включают добычу, дробление и измельчение руды, иногда с последующей пенной флотацией и отделением металла с помощью пирометаллургических процессов (плавка или обжиг) или в некоторых случаях (например, когда руда богата драгоценными металлами) с помощью гидрометаллургических процессов. Эти шаги происходят не в ЕС, а ближе к месту добычи.

Повторное улетучивание сырого оксида сурьмы(III)

Шаг 1) Сырой антимонит окисляется до сырого оксида сурьмы (III) в печах, работающих при температуре примерно от 500 до 1000 °C. Реакция следующая:

2 Сб 2 С 3 + 9 О 2 → 2 Сб 2 О 3 + 6 СО 2

Стадия 2) Неочищенный оксид сурьмы(III) очищают сублимацией.

Окисление металлической сурьмы

Металлическую сурьму окисляют в печах до оксида сурьмы (III). Реакция экзотермическая. Оксид сурьмы(III) образуется в результате сублимации и улавливается в рукавных фильтрах. Размер образующихся частиц контролируется технологическими условиями в печи и потоком газа. Схематически реакцию можно описать так:

4 Сб + 3 О 2 → 2 Сб 2 О 3

Характеристики

Оксид сурьмы(III) является амфотерным оксидом . Он растворяется в водном растворе гидроксида натрия с образованием метаантимонита NaSbO 2 , который можно выделить в виде тригидрата. Оксид сурьмы(III) растворяется также в концентрированных минеральных кислотах с образованием соответствующих солей, которые при разбавлении водой гидролизуются. [7] С помощью азотной кислоты триоксид окисляется до оксида сурьмы (V) . [8]

При нагревании с углеродом оксид восстанавливается до металлической сурьмы . С другими восстановителями, такими как боргидрид натрия или алюмогидрид лития , образуется нестабильный и очень токсичный газ стибин . [9] При нагревании с битартратом калия образуется комплексная соль тартрата калия и сурьмы KSb(OH) 2 ·C 4 H 2 O 6 . [8]

Состав

Структура Sb 2 O 3 зависит от температуры образца. Димерный Sb 4 O 6 представляет собой высокотемпературный (1560 °С) газ. [10] Молекулы Sb 4 O 6 представляют собой бициклические каркасы, подобные родственному оксиду фосфора(III), триоксиду фосфора . [11] Каркасная структура сохраняется в твердом теле, которое кристаллизуется в кубической форме. Расстояние Sb–O составляет 197,7 пм, угол O–Sb–O 95,6°. [12] Эта форма существует в природе как минерал сенармонтит . [11] При температуре выше 606 °C более стабильной формой является ромбическая форма , состоящая из пар цепей -Sb-O-Sb-O-, которые связаны оксидными мостиками между центрами Sb. Эта форма существует в природе как минерал валентинит . [11]

Использование

Годовое потребление оксида сурьмы(III) в США и Европе составляет примерно 10 000 и 25 000 тонн соответственно. Основное применение – в качестве синергиста огнезащитного состава в сочетании с галогенированными материалами. Комбинация галогенидов и сурьмы является ключом к огнезащитному действию полимеров, помогая образовывать менее легковоспламеняющиеся угли. Такие антипирены встречаются в электрических приборах, текстиле, коже и покрытиях. [13]

Другие приложения:

Безопасность

Оксид сурьмы(III) потенциально канцерогенен для человека. [13] Его ПДК составляет 0,5 мг/м 3 , как и для большинства соединений сурьмы. [14] До 2021 года не было выявлено никаких других опасностей для здоровья человека, связанных с оксидом сурьмы(III), а также не было выявлено никаких рисков для здоровья человека и окружающей среды от производства и использования триоксида сурьмы в повседневной жизни. Однако в 15-м отчете о канцерогенах, опубликованном 21 декабря 2021 года Министерством здравоохранения и социальных служб США, оксид сурьмы (III) отнесен к канцерогенным. [15]

Рекомендации

  1. ^ abcd Запись о триоксиде сурьмы в базе данных веществ GESTIS Института безопасности и гигиены труда , по состоянию на 23 августа 2017 г.
  2. ^ ab Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. «#0036». Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  3. ^ Гринвуд, Нью-Йорк; и Эрншоу, А. (1997). Химия элементов (2-е изд.), Оксфорд: Баттерворт-Хайнеманн. ISBN 0-7506-3365-4 . 
  4. ^ "Стибиоклаудетит".
  5. ^ «Список минералов». 21 марта 2011 г.
  6. ^ Отчет об оценке рисков Европейского Союза: DIANTIMONY TRIOXIDE (проект) (PDF) (Отчет). Швеция. Ноябрь 2008 г. № CAS: 1309-64-4; Номер ЭИНЭКС: 215-175-0. Архивировано из оригинала (PDF) 6 января 2014 г.
  7. ^ Хаускрофт, CE; Шарп, AG (2008). «Глава 15: Группа 15 элементов». Неорганическая химия (3-е изд.). Пирсон. п. 481. ИСБН 978-0-13-175553-6.
  8. ^ аб Патнаик, П. (2002). Справочник неорганических химикатов . МакГроу-Хилл. п. 56. ИСБН 0-07-049439-8.
  9. ^ Беллама, Дж. М.; МакДиармид, AG (1968). «Синтез гидридов германия, фосфора, мышьяка и сурьмы твердофазной реакцией соответствующего оксида с литий-алюминийгидридом». Неорганическая химия . 7 (10): 2070–2072. дои : 10.1021/ic50068a024.
  10. ^ Виберг, Э.; Холлеман, А.Ф. (2001). Неорганическая химия . Эльзевир. ISBN 0-12-352651-5.
  11. ^ abc Уэллс, AF (1984). Структурная неорганическая химия . Оксфорд: Кларендон Пресс. ISBN 0-19-855370-6.
  12. ^ Свенссон, К. (1975). «Уточнение кристаллической структуры кубического оксида сурьмы(III) Sb 2 O 3 ». Акта Кристаллографика Б. 31 (8): 2016–2018. дои : 10.1107/S0567740875006759.
  13. ^ аб Грунд, Южная Каролина; Хануш, К.; Бройниг, HJ; Вольф, Х.У. «Сурьма и соединения сурьмы». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a03_055.pub2. ISBN 978-3527306732.
  14. ^ Ньютон, ЧП; Шредер, Р.Э.; Цвик, Л.; Серекс, Т. (2004). «Исследование ингаляционной токсичности для развития крыс с оксидом сурьмы (III) (Sb 2 O 3 )». Токсиколог . 78 (1–С): 38.
  15. ^ «15-й отчет о канцерогенах». Национальная программа токсикологии . Проверено 15 июня 2023 г.

дальнейшее чтение

Внешние ссылки