アンチモン(III)酸化物は、式Sb 2 O 3で表される無機化合物です。これはアンチモンの最も重要な商業化合物です。天然ではバレンティナイトやセナルモンタイトなどの鉱物として産出します。[ 3 ]ヒ素とアンチモンの混合酸化物は、非常にまれな鉱物であるスチビオクラウデタイトとして天然に産出します。[ 4 ] [ 5 ]
2012年の世界の酸化アンチモン(III)の生産量は13万トンで、2002年の11万2600トンから増加した。中国が最大のシェアを占め、次いで米国/メキシコ、ヨーロッパ、日本、南アフリカおよびその他の国々(2%)となっている。[ 6 ]
2010年時点で、EUでは4か所で酸化アンチモン(III)が生産されていました。これは、粗酸化アンチモン(III)の再揮発と金属アンチモンの酸化という2つの方法で生産されます。ヨーロッパでは金属アンチモンの酸化が主流です。未加工の原料から粗酸化アンチモン(III)または金属アンチモンを生産するためのプロセスがいくつかあります。プロセスの選択は、鉱石の組成やその他の要因によって異なります。典型的なステップには、鉱石の採掘、破砕、粉砕が含まれ、場合によっては浮選と乾式冶金プロセス(製錬または焙焼)による金属の分離、またはごくまれなケース(例えば、鉱石が貴金属に富む場合)では湿式冶金プロセスによる金属の分離が続きます。これらのステップはEUでは行われず、採掘場所に近い場所で行われます。
粗輝安鉱は、約500~1,000 ℃で稼働する炉を用いて酸化され、粗アンチモン(III)酸化物となる。反応式は以下のとおりである。
粗製アンチモン(III)酸化物は、昇華によって精製される。
金属アンチモンは炉内で酸化されて酸化アンチモン(III)となる。この反応は発熱反応である。酸化アンチモン(III)は昇華によって生成され、バグフィルターで回収される。生成粒子のサイズは、炉内のプロセス条件とガス流量によって制御される。この反応は、以下のように模式的に表すことができる。
酸化アンチモン(III)は両性酸化物である。水酸化ナトリウム水溶液に溶解してメタアンチモンNaSbO 2を生成し、これは三水和物として単離することができる。酸化アンチモン(III)は濃鉱酸にも溶解して対応する塩を生成し、水で希釈すると加水分解する。[ 7 ]硝酸では、三酸化物は酸化されて酸化アンチモン(V)になる。[ 8 ]
炭素で加熱すると、酸化物はアンチモン金属に還元される。水素化ホウ素ナトリウムや水素化アルミニウムリチウムなどの他の還元剤を使用すると、不安定で非常に毒性の強いガスであるスチビンが生成される。[ 9 ]酒石酸水素カリウムで加熱すると、複雑な塩である酒石酸アンチモンカリウム( K2Sb2 (C4H2O6 ) 2・3H2O )が生成される。 [ 8 ]
Sb 2 O 3の構造はサンプルの温度に依存します。二量体 Sb 4 O 6は高温 (1560 °C ) のガスです。[ 10 ] Sb 4 O 6分子は、関連するリン (III) 酸化物である三酸化リンと同様に、二環式ケージです。 [ 11 ]ケージ 構造は立方晶系の結晶形をとる固体でも保持されます。Sb–O 距離は 197.7 pm、O–Sb–O 角は 95.6° です。[ 12 ] この形態は、鉱物セナルモンタイトとして自然界に存在します。[ 11 ] 606 °C 以上では、より安定な形態は斜方晶系で、Sb 中心間の酸化物ブリッジによって連結された -Sb-O-Sb-O- 鎖のペアから構成されます。この形態は、鉱物バレンティナイトとして自然界に存在します。[ 11 ]
米国とヨーロッパにおけるアンチモン(III)酸化物の年間消費量は、それぞれ約10,000トンと25,000トンである。主な用途は、ハロゲン化材料と組み合わせて難燃剤の相乗剤として使用されることである。ハロゲンとアンチモンの組み合わせはポリマーの難燃作用の鍵であり、燃えにくい炭化物の形成を助ける。このような難燃剤は、電気機器、繊維、皮革、コーティングなどに使用されている。[ 13 ]
その他の用途:
酸化アンチモン(III)はヒトに対する発がん性の可能性が疑われている。[ 13 ]そのTLVは、ほとんどのアンチモン化合物と同様に0.5 mg/m3である。[ 14 ] 2021年以前は、酸化アンチモン(III)によるヒトの健康へのその他の危険性は特定されておらず、日常生活における三酸化アンチモンの製造と使用によるヒトの健康や環境へのリスクも特定されていなかった。しかし、2021年12月21日に米国保健福祉省が発表した第15回発がん性物質報告書では、酸化アンチモン(III)は発がん性物質に分類された。[ 15 ]