Qu'est-ce que le trioxyde d'antimoine ?
Le trioxyde d'antimoine (Sb₂O₃) a une masse moléculaire de 291,5, une masse volumique de 5,1 g/cm³, un point de fusion de 656 °C et un point d'ébullition de 1425 °C. Il peut se sublimer sous vide poussé à 400 °C. Le trioxyde d'antimoine est une poudre cristalline blanche, connue industriellement sous le nom de blanc d'antimoine. Il est légèrement soluble dans l'eau, l'acide sulfurique dilué et l'acide nitrique dilué, mais soluble dans l'acide chlorhydrique, l'acide sulfurique concentré, les bases fortes et les solutions d'acide tartrique.
Le trioxyde d'antimoine de haute qualité présente une faible toxicité. Cependant, les qualités inférieures peuvent présenter une légère toxicité, principalement due à une teneur excessive en trioxyde d'arsenic (As₂O₃). L'exposition peut provoquer des symptômes tels que des démangeaisons aux mains et aux bras chez les opérateurs.
Le mécanisme de clarification du trioxyde d'antimoine est similaire à celui du trioxyde d'arsenic. C'est un agent clarifiant polyvalent doté d'une densité relativement élevée. Il passe d'un oxyde supérieur à un oxyde inférieur à une température relativement basse et est particulièrement performant dans les verres contenant de fortes concentrations d'oxyde de plomb (PbO) ou d'oxyde de baryum (BaO).
L'utilisation du trioxyde d'antimoine
En raison de sa volatilité, le Sb₂O₃ n'est pas utilisé seul comme agent clarifiant. Il est généralement associé à des oxydants tels que le nitrate de sodium (NaNO₃) ou le nitrate de potassium (KNO₃).
Dans le verre silicate sodocalcique, un mélange de 0,18% à 0,5% de Sb₂O₃ avec 4 à 8 fois son poids en nitrate de sodium est utilisé comme agent clarifiant. À basse température, il réagit avec l'oxygène libéré par la décomposition du nitrate de sodium pour former du pentoxyde d'antimoine (Sb₂O₅). À des températures légèrement supérieures, le Sb₂O₅ se décompose en libérant de l'oxygène. Cet oxygène hautement actif diffuse dans les bulles de gaz de différents types présentes dans le verre fondu, provoquant leur expansion et leur remontée hors du verre fondu, favorisant ainsi la clarification du verre. Les réactions chimiques sont les suivantes :
2Sb₂O₃ + O₂ (à partir de NaNO₃) → 2Sb₂O₅
2Sb₂O₅ → 2Sb₂O₃ + O₂]
Dans le verre silicate sodocalcique, l'association de trioxyde d'antimoine 0,2% et de trioxyde d'arsenic (As₂O₃) 0,2% renforce l'effet de clarification. En effet, le Sb₂O₅ libère de l'oxygène à basse température, tandis que le pentoxyde d'arsenic (As₂O₅) libère de l'oxygène à haute température. L'agent clarifiant est ainsi actif sur toute la plage de températures de fusion, ce qui contribue à prévenir la formation de bulles secondaires. Cependant, l'utilisation de la combinaison Sb₂O₃/As₂O₃ dans le verre au plomb peut entraîner la formation de cristaux d'arséniate et d'antimonate en quantités excessives, provoquant une opacification du verre.
Pour la production de verre à motifs solaires, la composition chimique et les propriétés physiques de la poudre d'oxyde d'antimoine utilisée doivent satisfaire ou dépasser les exigences de la nuance Sb₂O₃ 99,50 spécifiées dans la norme nationale chinoise GB/T 4062-2013.
Un point important à prendre en compte lors de l'utilisation du trioxyde d'antimoine est que le verre contenant du Sb₂O₃ peut développer une légère teinte jaunâtre lorsqu'il est exposé aux rayons ultraviolets ou à la lumière du soleil. (En revanche, le verre contenant du trioxyde d'arsenic peut devenir brun foncé).
Pourquoi le trioxyde d’antimoine a-t-il besoin d’un broyage ultrafin ?
Le broyage ultrafin du trioxyde d'antimoine est essentiel pour optimiser ses performances ignifuges. Plus la granulométrie est fine, plus la surface spécifique est importante, ce qui améliore la dispersion et la réactivité dans les matrices polymères et textiles. Les spécifications de qualité typiques des poudres de trioxyde d'antimoine incluent une pureté élevée (~99,8%), une blancheur (~96,5%) et une granulométrie moyenne inférieure à 4 microns pour une application efficace. L'obtention d'une granulométrie ultrafine homogène renforce les effets synergétiques de résistance au feu lorsqu'elle est combinée à des retardateurs de flamme halogénés, réduisant ainsi la quantité d'additifs nécessaire et améliorant la rentabilité et les performances.
Pourquoi utiliser le broyage par jet d’air pour le trioxyde d’antimoine ?
Air fraisage au jet (Le broyage à jet d'air) est particulièrement adapté à la pulvérisation du trioxyde d'antimoine en raison de plusieurs avantages techniques :
Il permet un traitement à sec, ce qui réduit la contamination et les problèmes environnementaux liés au broyage humide.
Le procédé permet un broyage et une classification simultanés, obtenant ainsi une distribution granulométrique précise.
Les broyeurs à jet d'air peuvent atteindre efficacement des tailles de particules ultrafines, adaptées aux exigences < 5 microns typiques des applications ignifuges.
La technologie génère moins de chaleur lors de la pulvérisation, réduisant ainsi le risque de dégradation thermique ou de modifications de la chimie du produit.
Son système en circuit fermé améliore la sécurité lors de la manipulation de poudres potentiellement toxiques comme la poussière de trioxyde d'antimoine.
Considérations critiques dans le broyage à jet d'air du trioxyde d'antimoine
Lors du broyage du trioxyde d'antimoine dans un broyeur à jet d'air, il convient de prêter attention aux points suivants :
Contrôle de la poussière et sécurité des travailleurs : Le trioxyde d'antimoine est soupçonné d'être cancérigène, il est donc primordial de disposer de systèmes efficaces de confinement et d'extraction de la poussière.
Contrôle de la taille des particules : des ajustements précis du classificateur garantissent que le produit répond aux spécifications, ciblant généralement une plage de tailles étroite d'environ 2 à 3 microns.
Qualité de la matière première : la taille et la teneur en humidité constantes des aliments optimisent l'efficacité de la mouture et l'uniformité du produit.
Résistance à l'usure : La nature abrasive des poudres minérales nécessite des composants de broyage et de classification durables pour maintenir les performances.
Paramètres du processus : L'optimisation de la vitesse du flux d'air, de la vitesse du classificateur et de la pression de broyage équilibre le débit et la finesse ultrafine.
Machines à poudre EPIC
Poudre ÉPIQUE Machines broyeur à jet d'air Nos systèmes sont conçus pour répondre aux normes exigeantes de l'industrie du trioxyde d'antimoine. Nos broyeurs à flux d'air permettent :
Tailles de particules constamment comprises entre 1 et 3 microns avec une distribution étroite pour une synergie ignifuge supérieure.
Capacités de débit élevées avec technologie de broyage économe en énergie.
Systèmes robustes de contrôle de la poussière et de sécurité garantissant le respect des réglementations en matière de santé au travail.
Composants internes résistants à l'usure optimisés pour les poudres minérales abrasives.
Contrôles de processus personnalisables permettant aux clients d'optimiser les paramètres pour les exigences spécifiques du produit.
Les clients ont constaté une amélioration de la qualité des produits, une réduction du dosage des additifs dans les applications finales et des économies globales sur les coûts de traitement en utilisant les broyeurs à jet d'air d'EPIC pour la production de poudre de trioxyde d'antimoine.