三氧化二锑协效剂详解

三氧化二锑

三氧化二锑(Sb2O3)是无机阻燃剂中使用最为广泛的品种。由于它单独使用时效果不佳,常与有机卤化物并用,起到协同作用,称为协效剂。它具有优良的阻燃效果,可广泛用于PVC和聚烯烃类及聚酯类等塑料中。但它对鼻、眼、咽喉具有刺激作用,吸入体内会刺激呼吸器官,与皮肤接触可以引起皮炎,使用时应注意防护。  (三氧化二锑协效剂

三氧化二锑(化学式:Sb2O3)是一种无机化合物。天然产物称锑华,俗称锑白,白色结晶性粉末。熔点655℃。沸点1550℃。溶于氢氧化钠溶液、热酒石酸溶液、酒石酸氢盐溶液和硫化钠溶液,微溶于水370±37 μg/L、稀硝酸和稀硫酸。有致癌可能性。制备方法有干法和湿法两种,主要用于白色颜料、油漆和塑料,可以起颜料和阻燃的作用。

2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考,三氧化锑在2B类致癌物清单中。

中文名三氧化二锑

外文名Diantimony trioxide

化学式Sb2O3

分子量291.50

CAS号1309-64-4

EINECS号215-175-0

外观性状白色粉末

相对密度α:5.2g/cm^3  β:5.67g/cm^3

溶解度370 ± 37 μg/L

磁化率(X)-69.4·10−6 cm3/mol

折射率2.087, α-form;2.35, β-form

晶体结构<570℃ α:

立方 >570℃β:正交

熔    点655°C

沸    点1550°C

危险性有刺激性、有毒

稳定性稳定

理化性质

三氧化二锑(化学式:Sb2O3)是一种无机化合物。天然产物称锑华,俗称锑白,白色结晶性粉末。加热变黄,冷后变白。无气味。熔点655℃。沸点1550℃。高真空时加热至400℃能升华。溶于氢氧化钠溶液、热酒石酸溶液、酒石酸氢盐溶液和硫化钠溶液,微溶于水370 ± 37 μg/L、稀硝酸和稀硫酸。半数致死量(大鼠,经口)>20G/kG。有致癌可能性 [2]  。

制备方法

三氧化二锑的制备方法分为干法和湿法两种。干法包括金属锑法和辉锑矿法;湿法包括酸浸法和锑盐分解法

干法制备

1、金属锑法(干法)。

反应方程式:Sb+O2→Sb2O3

操作方法:700 kg 99.8%金属锑(含29×10-6的硫)在石墨炉中加热至1200℃,以0.3m3/min通空气5min,直至排气中二氧化硫含量≤5×10-6,冷却至786℃,以2m3/min速度鼓空气12h,得锑白收率为92.1%。

2、辉锑矿法(干法)。

反应方程式:

2Sb2S3+9O2→2Sb2O3+6SO2↑

Sb2O3+3C→2Sb+3CO↑

4Sb+O2→2Sb2O3

操作方法:选择高品位辉锑矿含Sb 50%~60%,As 0.1%,Pb 0.007%,Fe 0.16%, S 11.42%, Al2O3 0.66%,CaO 4.75%,MgO < 0.5%, SiO2 8.65%, HgO 0.0026%。将此精矿与占锑精矿量10%的铁矿(Fe 50.17%)和2%石灰石 (CaO>50%)混合,按一定速度加入烟化炉液渣熔池,鼓入空气、煤粉混合物以调节液渣的温度和炉内气氛,使温度保持在1250℃左右,加入炉料不断熔化,锑主要以Sb2O3、少量以硫化物形态不断烟化进入气相,在净化烟气时,经烟道及燃烧室吸风燃烧,把硫化物转化为Sb2O3,烟气中的氧化物随后在各段收尘设备中分别收集之。其中烟道旋涡收集的为锑氧,电收尘器收集的烟尘纯度较高,可作为锑白使用,收尘尾气经吸收二氧化硫后排空。加完给定炉料后,鼓入风煤继续熔化及烟化约1h,烟气中基本无白色挥发物时,则过程结束,放出2/3炉渣。

湿法制备

1、酸浸法(湿法)。

反应方程式:

Sb2S3+6HCl→2SbCl3+3H2S↑

SbCl3+H2O→SbOCl+2HCl

2SbOCl+2NH4OH→Sb2O3+NH4Cl+H2O

操作方法:取含Sb 60.07%, Pb 0.9%,60目以下的硫化锑矿600kg,陆续加入耐酸浸出桶,浸出液成分为HCl 1.0mol/L, Fe2+ 70g/L (加入FeCl2),Sb3+ 4.2 g/L, 浸出液:固体=2:1,蒸汽加热至80℃,在机械搅拌下,通入氯气浸出6h。过滤、净化,得含Sb 283g/L浸出液,常温水解,氯氧锑经清水多次洗涤,在用氨水中和30min,pH=8~9,再洗至pH=7,过滤后烘干,得锑白粉406kg,其中含Sb2O3 99.80%,粒度325目以下,白度97%。

2、锑盐分解法(湿法)。

反应方程式:

2Sb+3Cl2→2SbCl3

SbCl3+H2O→SbOCl+2HCl

4SbOCl+H2O→Sb2O3·2SbOCl+2HCl

Sb2O3·2SbOCl+2NH4OH→2Sb2O3+2NH4Cl+H2O

操作方法:将金属锑与氯气反应生成三氯化锑,经蒸馏、水解、氨解、洗涤、离心分离、干燥,制得三氧化二锑成品。

主要用途

用途一:用作白色颜料、白色玻璃、搪瓷、药物、胶合水泥、填充剂、媒染剂及防火涂料等;

用途二:作为阻燃剂广泛用于塑料、橡胶、纺织、化纤、颜料、油漆、电子等行业,也用作化工行业的催化剂和生产原料;

用途三:用作高纯试剂、媒染剂及防光剂,也用于颜料及酒石酸锑钾的制备;

用途四:用作各种树脂、合成橡胶、帆布、纸张、涂料等的阻燃剂,石油化工、合成纤维的催化剂。用于制造媒染剂、乳白剂,是合成锑盐的原料。搪瓷工业用作添加剂,以增加珐琅的不透明性和表面光泽。玻璃工业用作代替亚砷酸的脱色剂。医药、冶金、军工等。

用途五:优良的无机白色颜料,主要用于油漆的着色。用于各种树脂、合成橡胶、帆布、纸张、涂料等的阻燃剂,石油化工、合成纤维的催化剂。用于制造媒染剂、乳白剂,是合成锑盐的原料。搪瓷工业用作增加珐琅的不透明性和表面光泽。玻璃工业用作代替亚砷酸的脱色剂。

用途六:三氧化二锑是一种良好的遮盖剂,用作白色油漆颜料。用作各种树脂、合成橡胶帆布、纸张、涂料等的阻燃剂,石油化工、合成纤维的催化剂。用于制造媒染剂、乳白剂,用于制白色玻璃、搪瓷、吐酒石、药物、胶合水泥,也是合成锑盐的原料,搪瓷工业添加剂,以增加珐琅的不透明性和表面光泽。玻璃工业用作代替亚砷酸的脱色剂。

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