El óxido de antimonio (III) es un compuesto inorgánico de fórmula Sb 2 O 3 . Es el compuesto comercial de antimonio más importante . Se encuentra en la naturaleza como minerales valentinita y senarmontita. [3] Como la mayoría de los óxidos poliméricos , el Sb 2 O 3 se disuelve en soluciones acuosas con hidrólisis . Un óxido mixto de arsénico y antimonio se encuentra en la naturaleza como el mineral muy raro estibioclaudetita. [4] [5]
La producción mundial de óxido de antimonio (III) en 2012 fue de 130.000 toneladas, un aumento con respecto a las 112.600 toneladas de 2002. China produce la mayor proporción, seguida de Estados Unidos/México, Europa, Japón y Sudáfrica y otros países (2%). [6]
En 2010, se producía óxido de antimonio (III) en cuatro plantas de la UE. Se produce mediante dos rutas: revolatilización del óxido de antimonio (III) crudo y mediante oxidación del metal de antimonio. En Europa predomina la oxidación del antimonio metálico. Varios procesos para la producción de óxido de antimonio (III) crudo o antimonio metálico a partir de material virgen. La elección del proceso depende de la composición del mineral y de otros factores. Los pasos típicos incluyen la extracción, trituración y molienda del mineral, a veces seguidos de flotación con espuma y separación del metal mediante procesos pirometalúrgicos (fundición o tostación) o en algunos casos (por ejemplo, cuando el mineral es rico en metales preciosos) mediante procesos hidrometalúrgicos. Estos pasos no se llevan a cabo en la UE sino más cerca de la ubicación minera.
Paso 1) La estibina cruda se oxida a óxido de antimonio (III) crudo usando hornos que funcionan a aproximadamente 500 a 1000 °C. La reacción es la siguiente:
Etapa 2) El óxido de antimonio (III) bruto se purifica mediante sublimación.
El metal de antimonio se oxida a óxido de antimonio (III) en los hornos. La reacción es exotérmica. El óxido de antimonio (III) se forma mediante sublimación y se recupera en filtros de mangas. El tamaño de las partículas formadas está controlado por las condiciones del proceso en el horno y el flujo de gas. La reacción se puede describir esquemáticamente mediante:
El óxido de antimonio (III) es un óxido anfótero . Se disuelve en una solución acuosa de hidróxido de sodio para dar la metaantimonita NaSbO 2 , que puede aislarse como trihidrato. El óxido de antimonio (III) también se disuelve en ácidos minerales concentrados para dar las sales correspondientes, que se hidroliza al diluir con agua. [7] Con ácido nítrico , el trióxido se oxida a óxido de antimonio(V) . [8]
Cuando se calienta con carbono , el óxido se reduce a antimonio metálico. Con otros agentes reductores, como el borohidruro de sodio o el hidruro de litio y aluminio , se produce el gas inestable y muy tóxico estibina . [9] Cuando se calienta con bitartrato de potasio , se forma una sal compleja de tartrato de potasio y antimonio , KSb (OH) 2 ·C4H2O6 . [8]
La estructura del Sb 2 O 3 depende de la temperatura de la muestra. El dimérico Sb 4 O 6 es el gas de alta temperatura (1560 °C). [10] Las moléculas de Sb 4 O 6 son jaulas bicíclicas, similares al óxido de fósforo (III), el trióxido de fósforo . [11] La estructura de la jaula se retiene en un sólido que cristaliza en un hábito cúbico. La distancia Sb-O es de 197,7 pm y el ángulo O-Sb-O de 95,6°. [12] Esta forma existe en la naturaleza como el mineral senarmontita . [11] Por encima de 606 °C, la forma más estable es ortorrómbica , que consta de pares de cadenas -Sb-O-Sb-O- que están unidas por puentes de óxido entre los centros Sb. Esta forma existe en la naturaleza como el mineral valentinita . [11]
El consumo anual de óxido de antimonio (III) en Estados Unidos y Europa es de aproximadamente 10.000 y 25.000 toneladas , respectivamente. La principal aplicación es como sinérgico retardante de llama en combinación con materiales halogenados. La combinación de haluros y antimonio es clave para la acción retardante de llama de los polímeros, ayudando a formar carbonillas menos inflamables. Estos retardantes de llama se encuentran en aparatos eléctricos, textiles, cuero y revestimientos. [13]
Otras aplicaciones:
Se sospecha que el óxido de antimonio (III) tiene potencial cancerígeno para los seres humanos. [13] Su TLV es de 0,5 mg/m 3 , como para la mayoría de los compuestos de antimonio. [14] Antes de 2021, no se identificaron otros riesgos para la salud humana relacionados con el óxido de antimonio (III), y no se identificaron riesgos para la salud humana y el medio ambiente derivados de la producción y el uso de trióxido de antimonio en la vida diaria. Sin embargo, el 15.º Informe sobre carcinógenos publicado el 21 de diciembre de 2021 por el Departamento de Salud y Servicios Humanos de EE. UU. clasificó el óxido de antimonio (III) como cancerígeno. [15]