Оксид сурьмы Sb2O3: технические характеристики и применение
Оксид сурьмы(III) Sb2O3 — триоксид диаммония сурьмы, белый кристаллический порошок с температурой плавления 655 C и плотностью 5,2 г/см. Соединение существует в двух полиморфных модификациях: сенармонтит (кубическая решётка, стабильна выше 570 C) и валентинит (ромбическая, устойчива при нормальных условиях). Технический продукт выпускается по ГОСТ 23201.1-78 и ГОСТ 23201.2-78 с массовой долей основного вещества от 99,0 % до 99,8 %. Sb2O3 практически нерастворим в воде (0,002 г/100 мл при 20 C), растворим в соляной кислоте, винной и уксусной кислотах, щелочах с образованием антимонитов.
Физико-химические параметры
| Показатель | Марка «ОСЧ» | Марка «Ч» | Марка «Т» | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Sb2O3, % | 99,8 | 99,5 | 99,0 | титрование |
| Массовая доля Fe, % | 0,002 | 0,005 | 0,010 | спектрофотометрия |
| Массовая доля As, % | 0,0005 | 0,001 | 0,005 | атомно-абсорбционный |
| Массовая доля Pb, % | 0,001 | 0,003 | 0,008 | полярография |
| Остаток на сите 0045, % | 0,1 | 0,3 | 0,5 | ситовой анализ |
| Потери при прокаливании, % | 0,05 | 0,10 | 0,20 | гравиметрия |
Марки и нормативная база
- ГОСТ 23201.1-78 — марка «ОСЧ» (особо чистый), доля Sb2O3 не менее 99,8 %, для полупроводниковой и оптической промышленности.
- ГОСТ 23201.2-78 — марки «Ч» и «Т», доля Sb2O3 99,5 % и 99,0 % соответственно, для стекловарения и пиротехники.
- ТУ 6-09-3560-78 — оксид сурьмы для люминофоров, лимитирует содержание Fe, Cu, Ni на уровне 10 %.
- ISO 5994:1979 — международная классификация триоксида сурьмы для пигментов и наполнителей.
- CAS 1309-64-4 — регистрационный номер соединения в базах ECHA и REACH.
Технологические применения
В стекольном производстве Sb2O3 вводится в шихту в количестве 0,2–1,5 % как осветлитель и глушитель. При варке листового стекла флоат-методом триоксид сурьмы взаимодействует с сульфатом натрия, ускоряя удаление газовых включений из расплава при 1400–1480 C. В производстве оптического стекла марки «ОСЧ» обеспечивают отсутствие окрашивающих примесей железа и меди.
В пиротехнических составах Sb2O3 применяется как катализатор горения в смесях с хлоратом калия и как компонент дымовых шашек. В полимерной промышленности триоксид сурьмы выступает синергистом галогенсодержащих антипиренов: в ПВХ-компаундах для кабельных пластикатов дозировка составляет 2–5 phr, что повышает кислородный индекс до 32–38 %. Совместное действие Sb2O3 и декабромдифенилоксида образует летучие галогениды сурьмы, ингибирующие цепные реакции горения в газовой фазе.
В металлургии Sb2O3 служит шихтовым материалом для получения сурьмы металлической и лигатур; восстановление проводится углеродом или алюминием при 800–1000 C. В нефтехимии соединение используется как катализатор в процессах окисления и как ингибитор коррозии в теплообменных системах.
Условия эксплуатации и хранения
Триоксид сурьмы относится к веществам 2-го класса опасности по ГОСТ 12.1.007-76. ПДК в воздухе рабочей зоны — 0,5 мг/м (аэрозоль). При нагреве выше 700 C в восстановительной среде возможно образование стибина SbH3 — токсичного газа. Хранение осуществляется в герметичной таре из полиэтилена или стали в сухих вентилируемых складах при температуре не выше 30 C и относительной влажности до 70 %. Гарантийный срок хранения — 24 месяца со дня изготовления.
Вопросы и ответы
Чем отличается марка «ОСЧ» от марки «Ч»?
Марка «ОСЧ» содержит не менее 99,8 % Sb2O3 и лимитирует примеси железа, мышьяка и свинца на уровне 10–10 %. Марка «Ч» допускает 99,5 % основного вещества и применяется в стекловарении и пиротехнике, где требования к чистоте ниже.
При какой температуре плавится триоксид сурьмы?
Температура плавления Sb2O3 составляет 655 C. При нагреве выше 570 C ромбическая модификация (валентинит) переходит в кубическую (сенармонтит). Испарение начинается при 700–800 C.
Как Sb2O3 работает как антипирен?
Триоксид сурьмы не является самостоятельным антипиреном. В присутствии галогенсодержащих соединений он образует летучие галогениды сурьмы, которые подавляют цепные реакции горения в газовой фазе. Оптимальное соотношение Sb2O3 : галоген — 1 : 3.
Растворяется ли оксид сурьмы в воде?
Практически нерастворим: 0,002 г на 100 мл при 20 C. Растворимость повышается в соляной кислоте, щелочах и винной кислоте с образованием соответствующих солей — антимонитов и хлоридов.
