Trióxido de antimonio

óxido de antimonio(III) es el compuesto inorgánico de fórmula Sb₂O₃. Es el compuesto comercial más importante de antimonio. Se encuentra en la naturaleza como minerales valentinita y senarmontita. Como la mayoría de los óxidos poliméricos, el Sb₂O₃ se disuelve en soluciones acuosas mediante hidrólisis. Un óxido mixto de arsénico y antimonio se encuentra en la naturaleza como el mineral muy raro estibioclaudetita.

Producción y propiedades

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%).

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 por 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.

Revolatilización del óxido de antimonio(III) bruto

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:

2 Sb₂S₃ + 9 O₂ → 2 Sb₂O₃ + 6 SO₂

Paso 2) El óxido de antimonio (III) bruto se purifica mediante sublimación.

Oxidación del metal antimonio

El metal antimoníaco es oxidado al óxido de antimonio (III) en hornos. La reacción es exotérmica. El óxido Antimonía(III) se forma a través de la sublimación y se recupera en filtros de bolsa. El tamaño de las partículas formadas es controlado por las condiciones de proceso en el horno y el flujo de gas. La reacción se puede describir esquemáticamente por:

4 Sb + 3 O₂ → 2 Sb₂O₃

Propiedades

El óxido de antimonio (III) es un óxido anfótero. Se disuelve en una solución acuosa de hidróxido de sodio para dar la metaantimonita NaSbO₂, que se puede aislar 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. Con ácido nítrico, el trióxido se oxida a óxido de antimonio(V).

Cuando se calienta con carbón, 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. Cuando se calienta con bitartrato de potasio, una sal compleja de tartrato de potasio y antimonio, KSb(OH)₂·C₄H₂O₆, se forma.

Estructura

La estructura del Sb₂O₃ depende de la temperatura de la muestra. El dimérico Sb₄O₆ es el gas de alta temperatura (1560 °C). Las moléculas de Sb₄O₆ son jaulas bicíclicas, similares al óxido de fósforo (III), el trióxido de fósforo. La estructura de la jaula queda retenida 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°. Esta forma existe en la naturaleza como mineral senarmontita. Por encima de 606 °C, la forma más estable es ortorrómbica y consta de pares de cadenas -Sb-O-Sb-O- unidas por puentes de óxido entre los centros Sb. Esta forma existe en la naturaleza como el mineral valentinita.

Sb4O6	senarmontite	valentinite

Usos

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.

Otras aplicaciones:

• Antimonía(III) óxido es un agente opacificante para vasos, cerámica y esmaltes.
• Algunos pigmentos especiales contienen antimonio.
• El óxido de antimonio (III) es un catalizador útil en la producción de tereftalato de polietileno (plástico PET) y la vulcanización del caucho.

Seguridad

Se sospecha que el óxido de antimonio (III) tiene potencial cancerígeno para los seres humanos. Su TLV es de 0,5 mg/m³, como ocurre con la mayoría de los compuestos de antimonio. 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 por 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.