CN1028290C - 立方晶体三氧化二锑的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种立方晶体三氧化二锑的制备方法，系在碱性水溶液中将三氯化锑溶液直接水解，经洗涤和烘干得到立方晶体三氧化二锑。本发明的特点在于水解反应中采用酒石酸或酒石酸盐作为配位剂，三氯化锑和酒石酸或酒石酸盐的摩尔比为1-26∶1。本发明的方法反应时间短，操作简便，所得立方晶体三氧化二锑晶型完整单一，纯度高，色泽好，是聚酯生产的良好催化剂。本方法可用于大规模生产立方晶体三氧化二锑。
Description
本发明涉及一种三氧化二锑的制备方法，更具体地说，是关于作为聚酯生产催化剂的立方晶体三氧化二锑的制备方法。
三氧化二锑有两种晶体存在形式，一种是立方晶体即方锑矿，另一种是斜方晶体即锑华，由于它们晶体结构的不同，它们的分子性质在某些方面也有不同，如在作为聚酯生产催化剂的催化活性上，立方晶体三氧化二锑的催化活性明显好于斜方晶体三氯氧化二锑催化活性，且立方晶体三氧化二锑的耐光性比斜方晶体三氧化二锑的耐光性好。
制备三氧化二锑的方法中，有火法和湿法两种，火法生产的三氯化二锑多为立方晶体和斜方晶体的混合物。火法生产的设备复杂，容易出现高价锑氧化物等杂质。日本专利JP79，103，798和JP80，114，418涉及到单一立方晶体三氯化二锑的制备方法，该方法是把金属锑和铅按一定比例混合在冶炼炉里进行氧化，不断添加金属锑同时把生成的立方晶体三氧化二锑通过气流管道吹出收集。
法国专利Fr.2，488，259涉及一种在碱性介质中将三氧化锑溶液直接水解得到单一立方晶体三氧化二锑的方法，但水解介质里必须有一种氧化剂如双氧水存在，氧化剂的用量在0.4-5%之间（对比于三氧化锑的重量），水解温度在0-100℃，PH为7-12之间进行。同样，为了防止高价锑氧化物和无定形三氧化二锑的产生，水解操作条件复杂，三氯化锑溶液浓度较低，水解时间较长。
苏联专利SU1，065，344涉及一种在草酸溶液中加入工业三氧化二锑与之形成草酸锑碱式盐，然后分解得到立方晶体三氧化二锑的方法，但草酸用量大、成本高、反应时间长，产品形成胶体，不易洗涤。
本发明的目的是提供一种反应时间短、操作简单、纯度高、效率高的单一立方晶体三氧化二锑的制备方法。
本发明的方法包括在碱性介质中将三氯化锑溶液直接水解，经洗涤、烘干等步骤，得到立方晶体三氧化二锑。具体方法如下：
用水和盐酸将三氧化锑固体调配成比重为1.5-2.5的三氯化锑溶液，在搅拌下将三氯化锑溶液加入到含有具有催化作用的配位剂的碱性水溶液中，配位剂可为酒石酸、酒石酸钠、酒石酸铵，本发明对配位剂的用量有一定要求。由于配位剂对锑离子的配位能力有限，如果配位剂的用量太小，则部分锑离子会水解生成斜方晶体三氧化二锑，水解反应最后得到立方晶体三氧化二锑和斜方晶体三氧化二锑的混合物;如果配位剂的用量太大，一方面由于配位剂用量大，造成浪费，使成本提高，另一方面会使水解的沉淀物洗涤时间加长。在本发明中，三氯化锑和配位剂的摩尔比可以是1-26∶1，更好的是15-26∶1。碱性水溶液可为氨水或碳酸钠水溶液。如用浓氨水，则氨水的体积是三氯化锑溶液体积的1.5-3.0倍，以保证水解反应后的溶液为中性至碱性，若氨水用量太少，水解反应后溶液偏酸性，则水解反应生成氯氧锑。水解反应对温度无特别的要求，反应可以在10-80℃之间进行，一般情况下在室温下反应即可。水解反应一般经搅拌10-30分钟即反应完全。水解反应生成的三氧化二锑沉淀速度快，可用倾泻法洗涤，然后在100-160℃烘干，即得到单一立方晶体的三氧化二锑。
本方法制备的三氧化二锑为100%立方晶体，色泽优良，纯度高，杂质含量低，操作方便，设备简单，水解时间短，效率高。
由于聚酯生产对催化剂三氧化二锑的要求大大高于用于阻燃剂等的三氧化二锑，其技术指标要求较高，本方法生产的三氧化二锑的各项技术指标均
达到或超过了催化剂级三氧化二锑的技术指标，产品的催化活性与日本精鈜公司生产的立方晶体三氧化二锑的催化活性相当，其使用加入量为300～320ppm，优于一般斜方晶体三氧化二锑的400～500ppm的使用加入量，而且所得聚酯产品皆为优级品。因此，本方法生产的立方晶体三氧化二锑是聚酯生产的良好催化剂。
下面通过实施例具体说明本发明的方法。
实施例1
取比重d＝2.0的三氯化锑溶液50ml（0.30摩尔），在搅拌下缓慢加入到含有9g（0.06摩尔）酒石酸、100ml氨水（浓度为26-28%）和800ml水的溶液中，反应温度为25℃，反应搅拌10分钟，反应后搅拌的PH值为8.0，用倾泻法洗涤沉淀，在150℃烘干，得到立方晶体三氧化二锑43g。
实施例2
取比重d＝2.0的三氯化锑溶液50ml（0.30摩尔），在搅拌下缓慢加入到含有5g（0.0272摩尔）酒石酸铵、90ml氨水（浓度为26-28%）和500ml水的溶液中，反应温度为25℃，反应搅拌10分钟，反应后溶液的PH值为7.0，用倾泻法洗涤沉淀，在110℃烘干，得到立方晶体三氧化二锑43g。
实施例3
取比重d＝2.0的三氯化锑溶液50ml（0.30摩尔），在搅拌下缓慢加入到含有3g（0.0155摩尔）酒石酸钠、120ml氨水（浓度为26-28%）和400ml水的溶液中，反应温度为25℃，反应搅拌10分钟，反应后溶液的PH值为10，用倾泻法洗涤沉淀，在130℃烘干，得到立方晶体三氧化二锑43g。
实施例4
取比重d＝2.0的三氧化锑溶液100ml（0.60摩尔），在搅拌下缓慢加入到含有3.5g（0.0233摩尔）酒石酸、200ml氨水（浓度为26-28%）和500ml水的溶液中，反应温度为35℃，反应搅拌15分钟，反应后溶液的PH值为8.0，用倾泻法洗涤沉淀，在150℃烘干，得到立方晶体三氧化二锑86g。
实施例5
取比重d＝2.0的三氧化锑溶液10L（60摩尔），在搅拌下缓慢加入到含有400g（2.66摩尔）酒石酸、20L氨水（浓度为26-28%）和50L水的溶液中，三氯化锑溶液的加入时间为15分钟，反应温度为60℃，反应搅拌30分钟，反应后溶液的PH值为8.0，将沉淀洗涤后在150℃下烘干，得到立方晶体三氧化二锑8500g。
表1 本发明和日本精公司产品指标比较
日本精鈜公司 本发明实施例4所
产品控制标准 得产品分析结果
色泽 -L值 ≥80 94
-a值 ≤1 0
-b值 ≤5 2
晶体结构 100%立方晶体 100%立方晶体
纯度（%） ≥99.5 99.7
As（%） ≤0.11 0.01
Pb（%） ≤0.05 ＜0.01
Fe（%） ≤0.01 ＜0.005
硫酸盐（%） ≤0.02 ＜0.005
表1列出了本发明实施例4所得产品分析结果和日本精鈜公司产品控制标准的数据，表1说明本发明实施所得的产品质量达到或超过了催化剂级三氧化二锑的技术指标，是聚酯生产的良好催化剂。
Claims (4)
1、一种制备立方晶体三氧化二锑的方法，系在碱性水溶液中将三氯化锑溶液直接水解，经洗涤和烘干得到立方晶体三氧化二锑，其特征在于水解反应中使用了酒石酸、酒石酸钠或酒石酸铵作为配位剂，三氧化锑和配位剂的摩尔比为1-26∶1，三氧化锑的比重为1.5-2.5，水解反应温度为10-80℃，碱性水溶液一般采用氨水。
2、根据权利要求1的方法，其特征在于水解反应在室温条件下进行，反应后的溶液为中性至碱性溶液。
3、根据权利要求1的方法，其特征在于水解反应的搅拌时间为10-30分钟。
4、根据权利要求1的方法，其特征在于产品的烘干温度为100-160℃。
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