Nghiên Cứu Tách và Làm Giàu Antimon Từ Quặng Antimon Tân Lạc - Hòa Bình

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu quy trình tách và làm giàu antimon từ quặng antimon tại Tân Lạc, Hòa Bình, mang lại giải pháp hiệu quả cho ngành công nghiệp.

• Tác giả: Đinh Thị Thuận
• Người hướng dẫn: TS. Đào Ngọc Nhiệm
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Hóa Vô Cơ
• Đề tài: Nghiên Cứu Tách và Làm Giàu Antimon Từ Quặng Antimon Tân Lạc - Hòa Bình
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan về antimon và một số hợp chất của antimon
• 1.1.1. Tính chất vật lý và tính chất hóa học của antimon
• 1.1.2. Một số hợp chất của antimon
• 1.1.3. Ứng dụng của antimon
• 1.2. Nguồn quặng và tình hình khai thác antimon trên thế giới
• 1.3. Đặc điểm nguồn quặng antimon và tình hình khai thác ở Việt Nam
• 1.4. Các phương pháp thu tách sản phẩm chứa antimon
• 1.4.1. Phương pháp hỏa luyện
• 1.4.2. Phương pháp thủy luyện
• 1.4.3. Cơ sở của phương pháp chiết
• 1.4.3.1. Khái niệm phương pháp chiết lỏng- lỏng
• 1.4.3.2. Dung môi dùng trong chiết lỏng- lỏng
• 1.4.3.3. Hệ số phân bố
• 1.4.4. Thu tách antimon bằng phương pháp điện phân
• 1.4.4.1. Nguyên tắc chung
• 1.4.4.2. Các phản ứng xảy ra trên các điện cực
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
• 2.1. Dụng cụ, thiết bị
• 2.2. Pha dung dịch
• 2.3. Quy trình thu hồi antimon bằng phương pháp axit
• 2.4. Tính hiệu suất thu hồi Sb
• 2.5. Các phương pháp xác định đặc trưng vật liệu
• 2.5.1. Nhiễu xạ tia X
• 2.5.2. Phổ khối lượng cảm ứng plasma (ICP-MS)
• 2.5.3. Phân tích Sb bằng phương pháp chuẩn độ oxi hóa khử
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ nung quặng đến thành phần khoáng vật của quặng
• 3.2. Nghiên cứu thu hồi Sb bằng phương pháp thủy luyện
• 3.2.1. Lựa chọn tác nhân thủy luyện quặng antimon
• 3.2.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian khuấy đến hiệu suất thu hồi antimon
• 3.2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ axit/quặng (L/R) đến hiệu suất thu hồi antimon
• 3.3. Xác định độ tinh khiết của sản phẩm antimon thu hồi
• 3.4. Nghiên cứu thu hồi Sb bằng phương pháp chiết lỏng – lỏng
• 3.4.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ axit đến hệ số phân bố của quá trình chiết bằng tác nhân chiết PC88A
• 3.4.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ Sb đến hệ số phân bố của quá trình chiết bằng tác nhân chiết PC88A
• 3.4.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ tác nhân/dung môi đến hệ số phân bố của quá trình chiết bằng tác nhân chiết PC88A
• 3.5. Thu hồi antimon từ pha hữu cơ
• 3.6. Thử nghiệm tinh chế kim loại Sb từ dung dịch Sb sau khi chiết
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Tách Chiết Antimon Từ Quặng 55 ký tự

Nghiên cứu tách chiết antimon từ quặng antimon Tân Lạc là một lĩnh vực quan trọng, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của ngành công nghiệp. Antimon được sử dụng rộng rãi trong sản xuất ắc quy, chất chống cháy, và nhiều ứng dụng khác. Việt Nam có trữ lượng quặng antimon đáng kể, nhưng việc khai thác và chế biến còn nhiều hạn chế. Nghiên cứu này tập trung vào việc tìm kiếm các phương pháp hiệu quả và thân thiện với môi trường để tách chiết antimon từ quặng nghèo, giảm thiểu lãng phí tài nguyên và ô nhiễm môi trường. Bài toán đặt ra là làm sao để có thể thu hồi antimon với hiệu suất cao, độ tinh khiết cao và chi phí hợp lý, từ đó góp phần phát triển ngành công nghiệp khai khoáng bền vững. Việc sử dụng các phương pháp thủy luyện và chiết lỏng-lỏng đang được quan tâm đặc biệt.

1.1. Giới Thiệu Chung Về Antimon Sb và Ứng Dụng

Antimon (Sb), còn gọi là stibi, là nguyên tố hóa học thuộc nhóm VA, có nhiều ứng dụng quan trọng. Nó được dùng trong công nghiệp bán dẫn, sản xuất điốt và thiết bị hồng ngoại. Hợp chất antimon có mặt trong sơn chịu nhiệt, vải chịu nhiệt, men màu, và nhiều vật liệu khác. Đặc biệt, antimon rất quan trọng trong sản xuất sườn cực ắc quy, chiếm 10-12% khối lượng. Theo tài liệu nghiên cứu, antimon thường được sử dụng dưới dạng oxit Sb2O3 làm vật liệu chống cháy cho chất dẻo, quần áo và đồ chơi. Trong y học, hợp chất antimon dùng làm thuốc tiêm, chất gây nôn, và điều trị sưng tấy. Việc hiểu rõ tính chất và ứng dụng của antimon là tiền đề quan trọng cho nghiên cứu tách chiết.

1.2. Tình Hình Khai Thác Antimon Ở Việt Nam và Thế Giới

Trên thế giới, Trung Quốc là quốc gia có trữ lượng antimon lớn nhất. Tại Việt Nam, các mỏ antimon tập trung ở Tuyên Quang, Hòa Bình, Nghệ An, Hà Giang, Quảng Ninh, Lâm Đồng. Tuy nhiên, mới chỉ những vùng quặng giàu antimon mới được khai thác. Các cơ sở sản xuất ắc quy phải nhập khẩu hàng trăm tấn antimon tinh khiết mỗi năm, trong khi quặng nghèo antimon chưa được khai thác hiệu quả. Điều này dẫn đến lãng phí tài nguyên và ô nhiễm môi trường. Việc xử lý bã thải cũng là một vấn đề lớn. Các nhà máy như Luyện kim màu Thái Nguyên và Mậu Duệ - Hà Giang đang hoạt động, nhưng cần có công nghệ hiệu quả hơn để tận dụng tối đa nguồn tài nguyên và giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường.

II. Thách Thức Quặng Antimon Tân Lạc Bài Toán Khó 52 ký tự

Quặng antimon Tân Lạc - Hòa Bình, dù có trữ lượng tiềm năng, lại đặt ra nhiều thách thức trong quá trình chế biến. Hàm lượng antimon trong quặng thường không cao, đi kèm với nhiều tạp chất gây khó khăn cho quá trình tách chiết. Việc lựa chọn phương pháp tách chiết phù hợp, đảm bảo hiệu quả kinh tế và thân thiện với môi trường là một bài toán nan giải. Các phương pháp truyền thống như hỏa luyện thường tiêu tốn nhiều năng lượng và gây ô nhiễm không khí. Các phương pháp thủy luyện đòi hỏi phải lựa chọn tác nhân phù hợp để hòa tan antimon một cách chọn lọc, đồng thời xử lý hiệu quả các kim loại khác có trong quặng. Nghiên cứu này hướng đến việc giải quyết những thách thức này, tìm ra quy trình tối ưu để khai thác hiệu quả nguồn tài nguyên quặng antimon Tân Lạc.

2.1. Thành Phần và Đặc Điểm Của Quặng Antimon Tân Lạc

Quặng antimon Tân Lạc thường chứa antimon dưới dạng stibnit (Sb2S3), đi kèm với các khoáng vật khác như thạch anh, pyrite, và các khoáng vật chứa kim loại nặng. Thành phần và hàm lượng của các khoáng vật này có thể thay đổi tùy thuộc vào vị trí và điều kiện địa chất. Việc xác định chính xác thành phần và đặc điểm của quặng là bước đầu tiên quan trọng để lựa chọn phương pháp tách chiết phù hợp. Các phương pháp phân tích như nhiễu xạ tia X (XRD) và phổ khối lượng cảm ứng plasma (ICP-MS) được sử dụng để xác định thành phần khoáng vật và hàm lượng các nguyên tố trong quặng. Dựa trên kết quả phân tích, có thể đưa ra các giải pháp tối ưu để xử lý quặng một cách hiệu quả.

2.2. Vấn Đề Ô Nhiễm Môi Trường Từ Khai Thác và Chế Biến

Hoạt động khai thác và chế biến quặng antimon có thể gây ra nhiều vấn đề ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Bụi và khí thải từ quá trình khai thác có thể gây ô nhiễm không khí và ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng. Nước thải từ quá trình chế biến có thể chứa các kim loại nặng và hóa chất độc hại, gây ô nhiễm nguồn nước. Bã thải từ quá trình chế biến cần được xử lý và lưu trữ đúng cách để tránh gây ô nhiễm đất và nước ngầm. Cần có các biện pháp kiểm soát ô nhiễm hiệu quả và các quy trình xử lý chất thải tiên tiến để giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường và đảm bảo phát triển bền vững.

III. Phương Pháp Thủy Luyện Antimon Giải Pháp Tối Ưu 58 ký tự

Thủy luyện là một phương pháp quan trọng trong việc tách chiết antimon từ quặng. Phương pháp này sử dụng các dung dịch axit hoặc kiềm để hòa tan antimon từ quặng, sau đó thu hồi antimon từ dung dịch bằng các phương pháp như kết tủa, chiết lỏng-lỏng, hoặc điện phân. Ưu điểm của phương pháp thủy luyện là có thể xử lý được quặng nghèo, tiêu thụ ít năng lượng hơn so với hỏa luyện, và ít gây ô nhiễm không khí hơn. Tuy nhiên, việc lựa chọn tác nhân thủy luyện phù hợp là rất quan trọng, vì nó ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi và độ tinh khiết của sản phẩm. Nghiên cứu này tập trung vào việc khảo sát các tác nhân thủy luyện khác nhau và tìm ra điều kiện tối ưu để hòa tan antimon từ quặng antimon Tân Lạc.

3.1. Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Axit HCl và H2SO4 Đến Hiệu Suất

Nghiên cứu so sánh hiệu quả của axit hydrochloric (HCl) và axit sulfuric (H2SO4) trong quá trình hòa tan antimon từ quặng. Các yếu tố như nồng độ axit, thời gian khuấy, và tỷ lệ axit/quặng (L/R) được điều chỉnh để tìm ra điều kiện tối ưu. Kết quả cho thấy axit HCl thường có hiệu quả hòa tan antimon tốt hơn so với axit H2SO4, đặc biệt ở nồng độ cao và thời gian khuấy kéo dài. Tuy nhiên, việc sử dụng axit HCl cũng có thể gây ra các vấn đề về ăn mòn thiết bị và tạo ra các sản phẩm phụ không mong muốn. Cần có sự cân nhắc kỹ lưỡng giữa hiệu quả và chi phí để lựa chọn axit phù hợp.

3.2. Tối Ưu Hóa Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Quá Trình Thủy Luyện

Việc tối ưu hóa các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy luyện là rất quan trọng để đạt được hiệu suất thu hồi antimon cao nhất. Các yếu tố cần được xem xét bao gồm: kích thước hạt quặng, nồng độ axit, thời gian khuấy, nhiệt độ, và tỷ lệ axit/quặng (L/R). Nghiên cứu sử dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm để xác định các thông số tối ưu. Kết quả cho thấy việc giảm kích thước hạt quặng, tăng nồng độ axit, kéo dài thời gian khuấy, và duy trì nhiệt độ phù hợp có thể cải thiện đáng kể hiệu suất hòa tan antimon. Tuy nhiên, cần lưu ý đến chi phí và tác động môi trường khi điều chỉnh các thông số này.

IV. Chiết Lỏng Lỏng Bí Quyết Làm Giàu Antimon Hiệu Quả 60 ký tự

Chiết lỏng-lỏng là một kỹ thuật quan trọng để làm giàu antimon từ dung dịch sau quá trình thủy luyện. Phương pháp này sử dụng một dung môi hữu cơ để trích ly antimon từ pha nước, tạo ra một dung dịch hữu cơ giàu antimon. Sau đó, antimon có thể được thu hồi từ pha hữu cơ bằng các phương pháp như giải chiết, kết tủa, hoặc điện phân. Ưu điểm của phương pháp chiết lỏng-lỏng là có thể tách antimon ra khỏi các tạp chất một cách chọn lọc, tạo ra sản phẩm có độ tinh khiết cao. Nghiên cứu này tập trung vào việc khảo sát các tác nhân chiết khác nhau và tìm ra điều kiện tối ưu để chiết antimon từ dung dịch quặng antimon Tân Lạc.

4.1. Nghiên Cứu Sử Dụng Tác Nhân Chiết PC88A Để Tách Antimon

Nghiên cứu tập trung vào việc sử dụng tác nhân chiết PC88A để tách chiết antimon. PC88A là một tác nhân chiết axit hữu cơ có khả năng tạo phức với antimon trong dung dịch. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả chiết như nồng độ axit, nồng độ antimon, và tỷ lệ tác nhân/dung môi được khảo sát. Kết quả cho thấy hiệu quả chiết phụ thuộc mạnh mẽ vào nồng độ axit và tỷ lệ tác nhân/dung môi. Ở nồng độ axit cao và tỷ lệ tác nhân/dung môi phù hợp, có thể đạt được hệ số phân bố cao, cho thấy khả năng tách chiết antimon tốt.

4.2. Ảnh Hưởng Của Nồng Độ Axit Đến Hệ Số Phân Bố Quá Trình

Nồng độ axit trong pha nước có ảnh hưởng lớn đến hệ số phân bố của antimon trong quá trình chiết lỏng-lỏng. Nghiên cứu khảo sát sự phụ thuộc của hệ số phân bố vào nồng độ axit (H+). Kết quả cho thấy hệ số phân bố thường giảm khi nồng độ axit tăng. Điều này có thể được giải thích bằng sự cạnh tranh giữa các ion H+ và ion antimon trong việc tạo phức với tác nhân chiết PC88A. Việc kiểm soát nồng độ axit là rất quan trọng để đạt được hiệu quả chiết cao nhất.

V. Ứng Dụng Tinh Chế Antimon Kim Loại Từ Dung Dịch 59 ký tự

Sau khi tách chiết và làm giàu antimon từ quặng bằng phương pháp thủy luyện và chiết lỏng-lỏng, bước tiếp theo là tinh chế antimon kim loại từ dung dịch. Có nhiều phương pháp có thể được sử dụng để tinh chế antimon, bao gồm kết tủa, điện phân, và khử bằng kim loại. Phương pháp điện phân thường được sử dụng để thu được antimon có độ tinh khiết cao. Quá trình điện phân đòi hỏi phải kiểm soát chặt chẽ các thông số như điện áp, mật độ dòng điện, và thành phần dung dịch điện phân. Nghiên cứu này tập trung vào việc thử nghiệm điện phân để thu kim loại antimon từ dung dịch antimon clorua.

5.1. Thử Nghiệm Điện Phân Dung Dịch Antimon Clorua SbCl3

Thử nghiệm điện phân được thực hiện với dung dịch antimon clorua (SbCl3) thu được sau quá trình chiết lỏng-lỏng. Các điện cực làm bằng vật liệu trơ như platin hoặc than chì được sử dụng. Điện áp và mật độ dòng điện được điều chỉnh để tối ưu hóa quá trình điện phân. Kết quả cho thấy có thể thu được antimon kim loại trên catot. Tuy nhiên, độ tinh khiết của antimon thu được còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm thành phần dung dịch điện phân và điều kiện điện phân. Cần có các biện pháp xử lý tiếp theo để tăng độ tinh khiết của antimon.

5.2. Đánh Giá Độ Tinh Khiết Của Sản Phẩm Antimon Thu Được

Sau khi thu được antimon kim loại bằng phương pháp điện phân, cần đánh giá độ tinh khiết của sản phẩm. Các phương pháp phân tích như phổ phát xạ nguyên tử plasma cảm ứng (ICP-AES) và phổ khối lượng cảm ứng plasma (ICP-MS) có thể được sử dụng để xác định hàm lượng các tạp chất trong antimon. Dựa trên kết quả phân tích, có thể điều chỉnh quy trình tách chiết và tinh chế để giảm thiểu hàm lượng tạp chất và tăng độ tinh khiết của sản phẩm antimon.

VI. Kết Luận và Hướng Phát Triển Nghiên Cứu 53 ký tự

Nghiên cứu tách chiết antimon từ quặng antimon Tân Lạc đã đạt được những kết quả quan trọng. Các phương pháp thủy luyện và chiết lỏng-lỏng đã chứng minh được tính hiệu quả trong việc hòa tan và làm giàu antimon. Tuy nhiên, cần có những nghiên cứu sâu hơn để tối ưu hóa quy trình và giảm thiểu tác động môi trường. Các hướng phát triển trong tương lai bao gồm: sử dụng các tác nhân chiết thân thiện với môi trường hơn, phát triển các quy trình tái chế dung môi và chất thải, và nghiên cứu các ứng dụng mới của antimon trong các lĩnh vực công nghệ cao. Việc khai thác và chế biến quặng antimon một cách bền vững sẽ góp phần vào sự phát triển kinh tế và xã hội của Việt Nam.

6.1. Tổng Kết Các Kết Quả Nghiên Cứu Chính Đạt Được

Nghiên cứu đã xác định được các điều kiện tối ưu cho quá trình thủy luyện và chiết lỏng-lỏng để tách chiết antimon từ quặng antimon Tân Lạc. Axit HCl được chứng minh là tác nhân hòa tan hiệu quả hơn so với axit H2SO4. Tác nhân chiết PC88A cho thấy khả năng làm giàu antimon tốt. Quy trình điện phân đã thu được antimon kim loại, mặc dù cần có thêm các bước xử lý để tăng độ tinh khiết. Những kết quả này cung cấp cơ sở khoa học cho việc phát triển quy trình công nghiệp tách chiết antimon từ quặng antimon Tân Lạc.

6.2. Đề Xuất Các Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo Trong Tương Lai

Trong tương lai, cần tập trung vào việc nghiên cứu các tác nhân chiết thân thiện với môi trường hơn, như các tác nhân chiết sinh học. Nghiên cứu các quy trình tái chế dung môi và chất thải để giảm thiểu tác động môi trường và chi phí sản xuất. Khảo sát các ứng dụng mới của antimon trong các lĩnh vực công nghệ cao, như pin lithium-ion và vật liệu nano. Phát triển các quy trình công nghiệp có quy mô lớn và hiệu quả kinh tế cao. Việc tiếp tục nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực này sẽ góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành công nghiệp khai khoáng Việt Nam.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Nhu cầu tiêu thụ antimon tinh khiết trên thế giới và tại Việt Nam tăng trưởng liên tục do vai trò thiết yếu của kim loại này trong sản xuất sườn cực ắc quy chì chiếm từ 10% đến 12% khối lượng, vật liệu chống cháy, bán dẫn và công nghiệp quốc phòng. Trên quy mô toàn cầu, trữ lượng antimon ước tính đạt hơn 4,3 triệu tấn nhưng phân bố tập trung chủ yếu tại Trung Quốc với tỷ trọng khoảng 56%. Tại Việt Nam, tổng trữ lượng tài nguyên dự báo đạt khoảng 1,5 triệu tấn, phân bố tại các mỏ nhiệt dịch ở Tuyên Quang, Hà Giang, Thái Nguyên và Hòa Bình. Tuy nhiên, công nghệ chế biến trong nước trước đây chủ yếu sử dụng phương pháp hỏa luyện truyền thống chỉ xử lý được các loại quặng giàu có hàm lượng antimon từ 45% đến 60%.

Thực trạng này dẫn đến việc bỏ phí hàng trăm nghìn tấn quặng nghèo và bã thải tuyển khoáng có hàm lượng antimon dưới 10%, gây ô nhiễm môi trường đất, nước nghiêm trọng và lãng phí tài nguyên khoáng sản. Điển hình như mỏ antimon Tân Lạc thuộc tỉnh Hòa Bình chứa hàm lượng antimon rất thấp chỉ 6,65% trong khi tỷ lệ oxit silic chiếm tới 77,08%. Đồng thời, theo quyết định số 05/2008/QĐ-BCT của Bộ Công Thương, nhu cầu sử dụng antimon kim loại nội địa đạt mức 1.200 tấn vào năm 2015 và dự kiến tăng lên 1.660 tấn vào năm 2020, buộc các doanh nghiệp phải nhập khẩu hàng trăm tấn nguyên liệu mỗi năm.

Luận văn giải quyết vấn đề bằng cách xây dựng quy trình công nghệ kết hợp thủy luyện, chiết lỏng lỏng và điện phân để thu hồi antimon từ quặng nghèo Tân Lạc. Nghiên cứu xác lập các thông số tối ưu nhằm nâng cao hiệu suất hòa tách đạt 93,08%, hệ số phân bố chiết đạt 1,50 và độ tinh khiết sản phẩm kim loại cuối cùng đạt trên 99,87%, tạo tiền đề kỹ thuật vững chắc cho việc tự chủ nguồn cung antimon sạch tại Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên ba trụ cột lý thuyết của hóa học vô cơ và luyện kim hiện đại:

Thứ nhất là lý thuyết biến tính nhiệt pha khoáng vật và động học hòa tách rắn lỏng trong môi trường axit vô cơ. Quặng stibnit tự nhiên chứa antimon sunfua dạng bền vững rất khó hòa tan trong dung dịch axit loãng. Quá trình nung oxy hóa cho phép chuyển hóa pha sunfua thành antimon trioxit dạng senarmontite hoặc valentinit. Hợp chất này phản ứng thuận lợi với axit clohidric để tạo thành phức chất antimon clorua tan trong nước theo cơ chế phản ứng dị thể.

Thứ hai là lý thuyết chiết lỏng lỏng và cân bằng phân bố pha hữu cơ. Quá trình phân chia antimon từ dung dịch nước sang pha hữu cơ dựa trên nguyên lý tương tác tạo phức cộng hợp hoặc trao đổi cation với tác nhân chiết axit photphonic hữu cơ 2-ethylhexyl hydrogen 2-ethylhexyl photphat. Khả năng phân tách được định lượng thông qua hệ số phân bố và hiệu suất phân chia giữa hai pha không trộn lẫn.

Thứ ba là lý thuyết điện hóa và quá trình kết tủa catot. Điện phân dung dịch antimon clorua trong môi trường axit với màng ngăn cho phép khử chọn lọc ion Sb(III) thành kim loại tự do trên bề mặt catot thép không gỉ, đồng thời ngăn chặn khí clo sinh ra ở anot grafit phản ứng ngược lại với sản phẩm.

Các khái niệm chính được làm rõ trong nghiên cứu bao gồm: quặng stibnit, quá trình thiêu oxy hóa, hệ số phân bố chiết, dung môi pha loãng dầu hỏa, và quá trình kết tinh điện hóa.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu thực nghiệm được thu thập từ các mẫu quặng nghèo antimon lấy trực tiếp tại mỏ Tân Lạc, tỉnh Hòa Bình. Quặng thô được gia công nghiền đập bằng máy nghiền bi để đạt kích thước hạt đồng đều dưới 0,74 micromet. Mỗi mẻ thí nghiệm sử dụng cỡ mẫu chuẩn hóa là 10,00 gram quặng đã qua nung sơ bộ, giúp đảm bảo tính đại diện và kiểm soát sai số khối lượng dưới 0,01%. Phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên phân tầng được áp dụng để đảm bảo độ đồng nhất về mặt thành phần khoáng thạch.

Lý do lựa chọn các phương pháp phân tích hiện đại bao gồm:

• Phương pháp nhiễu xạ tia X thực hiện trên thiết bị D8 ADVANCE của Bruker với góc quét 2-theta từ 10 độ đến 70 độ giúp nhận diện chính xác sự biến đổi cấu trúc tinh thể của các pha khoáng trước và sau khi nung cũng như thành phần bã thải.
• Phương pháp phổ khối lượng cảm ứng plasma ICP-MS trên máy Elan 9000 của Perkin Elmer được chọn nhờ độ nhạy vượt trội ở cấp độ phần triệu (ppm), cho phép định lượng chính xác hàm lượng tạp chất sắt, nhôm, titan và vàng.
• Phương pháp chuẩn độ oxi hóa khử bằng dung dịch chuẩn kali bromat nồng độ 0,1M và 1M trong môi trường axit tactric với chỉ thị metyl da cam được sử dụng để xác định nhanh chóng, chính xác nồng độ ion Sb(III) trong cả pha nước và pha hữu cơ.

Toàn bộ quy trình thực nghiệm được triển khai từ năm 2016 đến năm 2017 tại Phòng Vật liệu Vô cơ thuộc Viện Khoa học Vật liệu và Khoa Hóa học trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình khảo sát thực nghiệm đã mang lại 4 phát hiện quan trọng có giá trị khoa học và ứng dụng thực tiễn cao:

Thứ nhất, nhiệt độ nung quặng quyết định trực tiếp đến khả năng hòa tách của antimon. Kết quả phân tích nhiễu xạ tia X cho thấy ở các mức nhiệt độ 300 độ C, 400 độ C và 500 độ C, thành phần stibnit hầu như chưa biến đổi. Tuy nhiên, khi tăng nhiệt độ lên 600 độ C, toàn bộ khoáng vật antimon sunfua đã chuyển hóa hoàn toàn thành antimon trioxit dạng senarmontite. Quặng sau nung ở 600 độ C có thành phần gồm 77,08% SiO2, 6,65% Sb, 3,50% Fe2O3, 1,56% Al2O3, 0,03% TiO2 và 0,05 g/tấn Au.

Thứ hai, axit clohidric thể hiện ưu thế vượt trội so với axit sunfuric trong quá trình thủy luyện. Tại nồng độ axit 6M, axit sunfuric chỉ cho hiệu suất hòa tách antimon khiêm tốn là 34,74%, trong khi dung dịch axit clohidric đạt tới 93,53%. Điều kiện tối ưu hòa tách bằng HCl được xác lập gồm: nồng độ axit HCl đạt 4M, thời gian khuấy 75 phút, và tỷ lệ lỏng trên rắn (L/R) là 3/1. Tại điểm tối ưu này, hiệu suất thu hồi antimon đạt 93,08%. Bã thải rắn thu được chỉ còn lại pha thạch anh tinh khiết, giúp làm giàu hàm lượng antimon trong sản phẩm kết tủa trung gian lên 95,47%, tức tăng gấp 14,35 lần so với hàm lượng ban đầu trong quặng.

Thứ ba, việc ứng dụng dung môi PC88A nồng độ 20% trong dầu hỏa cho phép chiết chọn lọc antimon từ pha nước chứa ion Sb(III). Tại nồng độ ion Sb(III) ban đầu 0,1M và nồng độ axit clohidric 3M, hệ số phân bố D đạt giá trị cực đại là 1,50. Khi thực hiện giải chiết antimon từ pha hữu cơ bằng dung dịch axit clohidric 6M qua 2 bậc tiếp xúc, hiệu suất rửa giải đạt tới 98,33%, tạo ra dung dịch antimon clorua có độ sạch 99,60%.

Thứ tư, quá trình điện phân dung dịch tinh chế ở hiệu điện thế 3,0V, mật độ dòng 0,9A trên diện tích điện cực 20,25 cm2 trong thời gian 4 giờ đã kết tủa hoàn toàn antimon kim loại trên catot thép không gỉ với độ tinh khiết đạt trên 99,87%.

Thảo luận kết quả

Hiệu quả hòa tách vượt trội của axit clohidric so với axit sunfuric bắt nguồn từ bản chất hóa học tạo phức của ion antimon. Trong môi trường HCl, các ion clorua tự do hoạt động như những phối tử mạnh, phản ứng với Sb(III) để tạo ra các phức anion clorua hòa tan bền vững như [SbCl4]- và [SbCl6]3-. Ngược lại, ion sunfat không có khả năng tạo phức tương tự nên bề mặt khoáng vật bị thụ động hóa, dẫn đến hiệu suất hòa tách thấp dưới 35%.

Dữ liệu thực nghiệm của nghiên cứu được minh họa trực quan thông qua hệ thống giản đồ và đồ thị:

• Giản đồ nhiễu xạ tia X XRD biểu diễn sự chuyển dịch các pic đặc trưng của pha khoáng vật stibnit sang pha senarmontite khi nhiệt độ tăng từ 300 độ C lên 600 độ C, đồng thời chứng minh bã thải sau hòa tan chỉ còn đỉnh pic đặc trưng của thạch anh tại góc 2-theta khoảng 26,6 độ.
• Đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa nồng độ axit HCl và hiệu suất thu hồi antimon chỉ ra đường cong tăng vọt từ 50,38% ở nồng độ 2M lên 93,08% ở 4M, sau đó đạt trạng thái bão hòa tiệm cận 93,53% ở 6M.
• Đồ thị đường cong phân bố chiết mô tả hệ số D đạt đỉnh nhọn tại nồng độ H+ bằng 3M trước khi sụt giảm do hiện tượng cạnh tranh proton của tác nhân chiết.

So sánh với công nghệ hỏa luyện của Nhà máy Luyện kim màu Thái Nguyên và Nhà máy luyện Mậu Duệ có công suất 1.000 tấn/năm cho sản phẩm thỏi độ sạch 99,65%, quy trình thủy luyện kết hợp chiết lỏng lỏng và điện phân trong nghiên cứu này mang lại sản phẩm có độ sạch cao hơn đạt 99,87%. Đặc biệt, phương pháp này cho phép xử lý hiệu quả nguồn quặng nghèo chứa 6,65% Sb mà các công nghệ hỏa luyện hiện hành không thể vận hành kinh tế.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên các kết quả thực nghiệm đã đạt được, 4 nhóm giải pháp cụ thể được đề xuất nhằm chuyển giao và ứng dụng công nghệ vào thực tiễn:

Thứ nhất, xây dựng mô hình dây chuyền thử nghiệm pilot công suất 50 kg quặng/mẻ. Viện Khoa học Vật liệu phối hợp cùng Ủy ban nhân dân tỉnh Hòa Bình triển khai trong giai đoạn 2026-2027. Mục tiêu duy trì ổn định hiệu suất thu hồi antimon trên 92% ở quy mô lớn hơn với các thông số nung quặng ở 600 độ C, nồng độ HCl 4M và thời gian khuấy 75 phút.

Thứ hai, thiết kế hệ thống tuần hoàn dung môi chiết PC88A và thu hồi axit clohidric dư. Các doanh nghiệp luyện kim màu thực hiện từ quý 3 năm 2026 nhằm đạt chỉ tiêu tái sinh trên 95% lượng dung môi hữu cơ và trên 85% lượng axit sau rửa giải. Giải pháp này giúp cắt giảm khoảng 30% chi phí hóa chất vận hành và ngăn ngừa phát thải axit ra môi trường.

Thứ ba, chuẩn hóa quy trình chế biến bã thải rắn thạch anh làm nguyên liệu phụ gia xây dựng. Doanh nghiệp khai thác mỏ phối hợp với các viện nghiên cứu chuyên ngành thực hiện trong giai đoạn 2027-2028, tận thu 77,08% lượng SiO2 trong bã thải sau hòa tách để sản xuất gạch chịu lửa và gốm sứ cao cấp, hướng tới mô hình kinh tế tuần hoàn không chất thải rắn.

Thứ tư, hoàn thiện chính sách ưu đãi đầu tư công nghệ chế biến quặng nghèo. Bộ Công Thương và Bộ Tài nguyên và Môi trường chủ trì xây dựng biểu thuế tài nguyên ưu đãi giai đoạn 2026-2030 cho các đơn vị tiên phong áp dụng công nghệ thủy luyện sạch để xử lý quặng antimon hàm lượng dưới 10%.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và kết quả nghiên cứu của luận văn mang lại giá trị thực tiễn cho 4 nhóm đối tượng chính:

Thứ nhất là các kỹ sư công nghệ luyện kim và chuyên viên chế biến khoáng sản. Nhóm đối tượng này có thể sử dụng trực tiếp bộ thông số tối ưu gồm nhiệt độ nung 600 độ C, tỷ lệ pha chiết 20% PC88A và chế độ điện phân 3,0V để thiết kế dây chuyền công nghệ xử lý quặng sunfua nghèo trên quy mô công nghiệp.

Thứ hai là các nhà quản lý tài nguyên và chuyên viên hoạch định chính sách thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường, Bộ Công Thương. Luận văn cung cấp căn cứ khoa học vững chắc để đánh giá lại tiềm năng khai thác của các mỏ quặng nghèo và phê duyệt báo cáo đánh giá tác động môi trường của các dự án chế biến khoáng sản.

Thứ ba là các doanh nghiệp sản xuất bình ắc quy, vật liệu chống cháy và linh kiện bán dẫn. Báo cáo giúp các doanh nghiệp nắm bắt tiềm năng nguồn cung antimon kim loại nội địa có độ sạch 99,87%, từ đó xây dựng kế hoạch hợp tác cung ứng nguyên liệu thay thế hàng nhập khẩu.

Thứ tư là giảng viên, học viên cao học và sinh viên các ngành Hóa vô cơ, Hóa phân tích và Kỹ thuật Hóa học. Luận văn là tài liệu tham khảo mẫu mực về phương pháp kết hợp các kỹ thuật phân tích hiện đại như XRD, ICP-MS và chuẩn độ oxi hóa khử trong nghiên cứu chiết tách kim loại màu.

Câu hỏi thường gặp

Quá trình chuyển đổi từ quặng antimon sunfua sang oxit có bắt buộc phải nung ở 600 độ C không? Nhiệt độ nung 600 độ C là điều kiện tiên quyết vì ở mức nhiệt từ 300 độ C đến 500 độ C, pha stibnit Sb2S3 hầu như không biến đổi cấu trúc. Chỉ khi đạt 600 độ C, toàn bộ khoáng vật mới chuyển hoàn toàn thành Sb2O3, giúp hòa tan triệt để trong axit HCl.

Tại sao nghiên cứu lựa chọn axit HCl thay vì axit H2SO4 để hòa tách quặng sau nung? Dung dịch axit HCl 4M mang lại hiệu suất thu hồi antimon đạt 93,08%, cao hơn gấp 2,6 lần so với axit H2SO4 6M chỉ đạt 34,74%. Axit HCl có khả năng tạo phức clorua tan bền vững với ion antimon, trong khi axit sunfuric không có tính chất này.

Tác nhân chiết PC88A có vai trò gì trong việc nâng cao độ sạch của sản phẩm? Tác nhân PC88A nồng độ 20% trong dầu hỏa hoạt động như một chất chiết chọn lọc, chỉ giữ lại ion antimon trong pha hữu cơ với hệ số phân bố D đạt 1,50 và loại bỏ hoàn toàn các tạp chất kim loại như sắt, nhôm và silic sang pha nước.

Phương pháp điện phân trong luận văn có ưu điểm gì so với phương pháp thủy phân thu hồi oxit? Điện phân dung dịch antimon clorua tinh chế với điện thế 3,0V và mật độ dòng 0,9A cho phép thu hồi trực tiếp antimon ở dạng kim loại thỏi có độ sạch vượt trội trên 99,87%, đáp ứng ngay tiêu chuẩn khắt khe của ngành sản xuất ắc quy cao cấp.

Lượng bã thải thạch anh phát sinh sau quá trình hòa tách được xử lý như thế nào? Kết quả phân tích nhiễu xạ tia X cho thấy bã thải sau hòa tách chỉ chứa 100% thạch anh quartz tinh khiết, không còn chứa kim loại nặng độc hại, hoàn toàn đủ tiêu chuẩn thương mại để tái sử dụng làm nguyên liệu sản xuất gốm sứ và vật liệu xây dựng.

Kết luận

Luận văn đã giải quyết toàn diện bài toán công nghệ chiết tách và tinh chế antimon từ quặng nghèo mỏ Tân Lạc, tỉnh Hòa Bình với 5 kết quả cốt lõi:

• Xác định nhiệt độ thiêu nung tối ưu ở 600 độ C để chuyển hóa hoàn toàn quặng sunfua sang pha oxit senarmontite dễ hòa tan.
• Thiết lập chế độ thủy luyện tối ưu với axit HCl 4M, thời gian khuấy 75 phút, tỷ lệ L/R bằng 3/1, đạt hiệu suất hòa tách 93,08%.
• Khẳng định khả năng làm giàu antimon từ 6,65% trong quặng thô lên 95,47% trong sản phẩm kết tủa trung gian bằng phương pháp hòa tách chọn lọc.
• Tối ưu hóa quá trình chiết lỏng lỏng với dung môi PC88A 20% và giải chiết 2 bậc bằng axit HCl 6M, đạt hiệu suất rửa giải 98,33% và độ sạch dung dịch 99,60%.
• Tinh chế thành công antimon kim loại bằng phương pháp điện phân catot màng ngăn, đạt độ tinh khiết xuất sắc trên 99,87%.

Nghiên cứu đóng góp một quy trình công nghệ thủy luyện khép kín, thân thiện với môi trường và có tính khả thi thương mại cao cho ngành luyện kim màu Việt Nam.

Trong giai đoạn 2026-2028, các đơn vị sản xuất và cơ quan nghiên cứu cần phối hợp triển khai mô hình pilot quy mô bán công nghiệp và hoàn thiện tiêu chuẩn tái chế bã thải. Các doanh nghiệp quan tâm đến việc nhận chuyển giao công nghệ và tối ưu hóa nguồn nguyên liệu antimon sạch hãy chủ động liên hệ với nhóm nghiên cứu tại Viện Khoa học Vật liệu để cùng hợp tác phát triển.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Ngày nay, antimon đƣợc sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Antimon siêu sạch đƣợc dùng trong công nghiệp bán dẫn để sản xuất các điốt, các thiết bị phát hiện bằng tia hồng ngoại. Hợp chất của antimon đƣợc dùng trong sơn chịu nhiệt, vải chịu nhiệt, men màu, chất dẻo, nhựa, cao su, công nghiệp hóa chất, công nghiệp quốc phòng. Hợp kim của antimon dùng trong công nghiệp ô tô, in, đúc, thủy tinh, gốm điện tử và điện tử - kĩ thuật.

Đặc biệt, antimon đƣợc sử dụng nhiều trong sản xuất các sƣờn cực acquy (antimon chiếm 10 ÷ 12% khối lƣợng các sƣờn cực). Tại Việt Nam, hàng năm các cơ cở sản xuất acquy phải nhập hàng trăm tấn antimon tinh khiết. Trong khi đó có rất nhiều mỏ chứa antimon đã đƣợc tìm thấy tại các tỉnh nhƣ: Tuyên Quang, Hòa Bình, Thái Nguyên, Nghệ An…Cho tới nay, chúng ta mới chỉ khai thác những vùng quặng giàu antimon (hàm lƣợng antimon trong quặng chiếm từ 45 ÷ 60%). Nhiều loại quặng chứa antimon (đặc biệt các loại quặng nghèo antimon) vẫn chƣa đƣợc khai thác và chế biến hợp lý để có antimon kim loại tinh khiết đáp ứng nhu cầu trong nƣớc.

Mặt khác, việc xử lý bã thải và việc thải bỏ các loại quặng nghèo antimon đã gây lãng phí tài nguyên đồng thời gây ô nhiễm rất lớn tới môi trƣờng sống. Do đó, chúng tôi chọn đề tài “Nghiên cứu tách và làm giàu antimon từ quặng antimon Tân Lạc - Hòa Bình”. Trong khuôn khổ của luận văn này chúng tôi nghiên cứu điều kiện tối ƣu hòa tách antimon từ quặng antimon, điều kiện chiết để thu đƣợc dung dịch antimon và thử nghiệm điện phân thu kim loại antimon từ dung dịch sạch antimon clorua.binh 1 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Tổng quan về antimon và một số hợp chất của antimon 1.

Tính chất vật lý và tính chất hóa học của antimon Antimon (ký hiệu là Sb) còn có tên là stibi (tên latinh là stibium), là nguyên tố hóa học thuộc nhóm VA của bảng hệ thống tuần hoàn, số thứ tự 51, khối lƣợng nguyên tử 121,76g/mol. Sb có hai đồng vị bền là 121Sb (57,25%) và 123Sb (42,75%), ngoài ra cũng đã điều chế đƣợc hơn 20 đồng vị nhân tạo. Antimon tồn tại ở một vài dạng thù hình, trong đó dạng thù hình chính là tinh thể màu xám có ánh kim. Ngoài ra antimon còn tồn tại ở một số dạng thù hình khác nhƣ dạng vô định hình vàng, đen và keo.

Ở điều kiện bình thƣờng, trừ antimon tinh thể, các dạng thù hình của nó đều không bền và chỉ có ý nghĩa về mặt lý thuyết. Antimon dạng tinh thể là kim loại màu xám có ánh kim, cấu trúc giống nhƣ photpho đen, dẫn điện và dẫn nhiệt, có tỷ khối d = 6,7g/cm3, độ cứng (theo Moos) là từ 3 ÷ 3,5; rất giòn (dƣới mọi nhiệt độ đều có thể nghiền thành bột trong cối sứ) nhiệt độ nóng chảy là 630°C, nhiệt độ sôi 1635°C, độ dẫn điện thấp (khoảng 3,76% so với đồng). Antimon và một số hợp kim của nó thƣờng giãn nở khi đƣợc làm nguội [6]. Antimon là nguyên tố lƣỡng tính, vừa có đặc tính của kim loại vừa có đặc tính của phi kim.

Antimon thƣờng thể hiện hai hóa trị III và V, trong đó trạng thái hóa trị III là phổ biến hơn cả. Ở nhiệt độ thƣờng antimon bền trong không khí, nhƣng ở nhiệt độ cao antimon dễ bị oxi trong không khí oxi hóa thành dạng oxit. Ở dạng bột nhỏ, antimon bốc cháy trong khí clo tạo thành triclorua. Sb không tan trong nƣớc ở điều kiện thƣờng, nhƣng khi nung nóng đỏ, Sb tác dụng với hơi nƣớc tạo thành hydroxit và giải phóng khí H2.

Ở nhiệt độ cao, Sb còn dễ phản ứng với S, Se, P.binh 2 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Sb bền với HF đặc, HCl, HNO3 loãng, nhƣng phản ứng với HCl và H2SO4 đặc nóng cho muối Sb (III), tác dụng với HNO3 đặc cho xSb2O5.yH2O, tác dụng dễ với H3PO4 và một số axit vô cơ khác. Antimon tác dụng với kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ tạo thành các antimonua, nhƣng các antimonua dễ bị phân hủy bởi axit. Antimon có thể tạo thành hợp kim với nhiều kim loại. Khi cho Sb vào Sn và Pb làm tăng độ cứng và độ bền axit của hợp kim.

Hợp kim quan trọng của Sb là hợp kim chữ in [7]. Một số hợp chất của antimon 1. Các antimon oxit Antimon tác dụng với oxi tạo nên các hợp chất oxit tƣơng ứng: Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5. Ngoài ra còn tồn tại của một số oxit khác nhƣ: Sb2O, SbO2 và SbO.

 Oxit Sb2O3 Sb2O3 là oxit phổ biến nhất của antimon. Sb2O3 tồn tại trong nhiều loại quặng của Sb đặc biệt trong quặng valentinit. Sb2O3 dạng tinh thể màu trắng, trở nên vàng khi đun nóng, trạng thái lỏng có màu xám – vàng. Chúng có hai dạng thù hình dạng α-lập phƣơng và dạng β – tà phƣơng.

Dạng lập phƣơng của Sb2O3 bền ở nhiệt độ dƣới 570°C, còn dạng tà phƣơng của Sb2O3 bền ở trên nhiệt độ đó, nóng chảy ở 650°C và sôi ở 1560°C. Dạng lập phƣơng của Sb2O3 gồm những phân tử Sb4O6 giống nhƣ trong trạng thái khí, còn dạng tà phƣơng gồm các chóp SbO3 liên kết với nhau thành mạch kép dài vô tận. Sb2O3 ít tan trong nƣớc, không tan trong dung dịch loãng của HNO3 và H2SO4 nhƣng tan trong HCl và axit hữu cơ. Mặt khác, Sb2O3 tan trong dung dịch kiềm tạo thành hidroxoantimonit: Sb4O6 + 4NaOH + 6H2O = 4Na[Sb(OH)4] Khi đun nóng, Sb 2 O 3 bị cacbon và hidro khử dễ dàng đến kim loại.

Sb2 O3 đƣợc điều chế bằng cách đốt cháy nguyên tố hay sunfua trong không khí: 2Sb2S3 + 9O2 = Sb4O6 + 6SO2 (LUAN.binh 3 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Sb2O3 chủ yếu đƣợc dùng làm chất màu cho thuốc nhuộm, làm chất khử men, chất tẩy trong ngành dệt, chất khử màu và làm sạch trong công nghiệp kính thủy tinh, cũng nhƣ trong sản xuất vải và thuốc nhuộm không cháy.  Oxit Sb2O4 Sb2O4 là chất rắn, màu trắng, không nóng chảy, không bay hơi và không tan trong nƣớc. Sb2O4 trở nên vàng khi đun nóng, phân hủy khi nung. Một số tính chất hóa học của Sb2O4 cho thấy nó ứng với công thức SbSbO4, nghĩa là muối antimon antimonat.

Oxit này đƣợc tạo nên khi đun nóng Sb hay bất kì oxit, sunfua của Sb trong không khí ở nhiệt độ từ 300 – 900°C. Sb2O4 khó bị bay hơi hơn Sb2O3 và thƣờng lẫn với Sb2O3, do đó Sb2O3 và Sb2O4 đƣợc điều chế theo các phản ứng sau: 2Sb2S3 + 9O2 = 2Sb2O3 + 6SO2 Sb2S3 + 5O2 = (Sb3+, Sb5+)O4 + 3SO2  Oxit Sb2O5 Sb2O5 màu vàng nhạt, khi đun nóng mạnh (trên 400°C) trở nên sẫm và phân hủy theo phản ứng: 2Sb2O5 = 2Sb2O4 + O2 Do có tính oxi hóa mạnh, Sb2O5 phản ứng với axit HCl giải phóng khí Cl2. Sb2O5 rất ít tan trong nƣớc nhƣng lại tan dễ dàng trong dung dịch kiềm tạo thành hexahidroxoantimonat: Sb2O5 + 2KOH +5H2O = 2K[Sb(OH)6] Sb2O5 có thể điều chế bằng cách làm mất nƣớc của oxiaxit tƣơng ứng. Sb2O5 dùng để điều chế dƣợc phẩm hữu cơ có antimon, dùng trong sản xuất thủy tinh và gốm sứ, thuốc nhuộm vá sơn bóng, trong công nghiệp dệt và cao su [7].

Các antimon sunfua Các antimon sunfua thƣờng tồn tại ở hai dạng là Sb2S3 và Sb2S5.binh 4 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Sb2S3 có cấu trúc tinh thể mầu xám có ánh kim hoặc vô định hình màu đỏ-da cam. Sb2S3 tinh thể nóng chảy ở 550°C và sôi ở 1180°C, khi sôi có thể chƣng cất đƣợc không phân hủy. Sb2S3 là thành phần chính trong các quặng nhƣ antimonit (stibnit) – một loại quặng quan trọng nhất chứa Sb. Khi nung nóng Sb2S3 trong không khí ở nhiệt độ (T > 300°C) thì nó có thể cháy tạo thành Sb2O3 và Sb2O4.

Sb2S3 không tan trong nƣớc, kết tủa ở dạng vô định hình có thể đƣợc tạo thành từ dung dịch lạnh, còn kết tủa ở dạng tinh thể có thể đƣợc tạo thành từ dung dịch nóng. Bị axit, kiềm phân hủy, bị oxy oxi hóa, bị Fe khử, ngoài ra nó còn có thể tạo nên phức chất thio. Sb2S3 đƣợc dùng chủ yếu làm các chế phẩm antimon, ngoài ra còn dùng trong kỹ thuật thuốc nổ và sản xuất diêm. Sb2S5 ở dạng bột vô định hình màu đỏ - da cam.

Nó nhạy cảm với ánh sáng, không bền nhiệt, khi đun nóng đến 120°C sẽ phân hủy thành Sb2S3 và S. Sb2S5 đƣợc dùng phổ biến trong công nghiệp cao su, nó làm tăng độ đàn hồi của cao su và làm cho nó có màu đỏ [7]. Các antimon halogenua Antimon có các hợp chất với halogen dạng SbX3 và SbX5, trong đó đƣợc biết đến nhiều hơn cả là SbCl3, SbCl5, rồi đến SbF3, SbF5, SbBr3, SbI3. Các antimon halogenua là hợp chất rất dễ bị thủy phân tạo nên muối bazơ.

Muối bazơ này dễ mất nƣớc tạo thành antimon halogenua: SbX3 + 2H2O = Sb(OH)2X + 2HX Sb(OH)2X = SbOX + H2O Các antimon trihalogenua dễ dàng kết hợp với halogenua của kim loại kiềm MX tạo nên các phức chất có công thức chung là: M[SbX4], M2[SbX5] khá bền. Các muối clorua antimon đƣợc dùng để nhuộm đen thép, kẽm, dùng làm chất cầm mầu, dùng trong tổng hợp hữu cơ [7]. Ứng dụng của antimon (LUAN.binh 5 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Ngày nay, antimon ngày càng đƣợc sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp. Antimon chủ yếu đƣợc điều chế từ quặng stibnit (Sb2S3), nhƣng cũng có thể đƣợc điều chế từ dạng oxit (Sb2O3) hoặc từ các antimonit hay sunpho antimonit của các kim loại nhƣ chì, đồng, kẽm, bạc và vàng [14].

Antimon chủ yếu đƣợc sử dụng dƣới dạng oxit Sb2O3 với vai trò là vật liệu chống cháy cho chất dẻo, quần áo và đồ chơi trẻ em, lớp bọc ghế ngồi trong ô tô và máy bay, các lớp phủ bề mặt, thiết bị điện tử [6; 19]. Sb2S3 sử dụng từ thời kì cổ đại nhƣ là thuốc và mĩ phẩm, hợp chất này là thành phần của diêm an toàn, dùng để chế tạo đạn tín hiệu, đạn phát quang, làm kíp nổ, là nguyên liệu chủ yếu trong công nghiệp sản xuất pháo hoa, làm chất tẩy trắng trong công nghiệp sản xuất kính [6]. Trong y học các hợp chất của antimon dùng làm thuốc tiêm chữa trị ở tĩnh mạch, làm chất gây nôn, chữa trị sƣng tấy cơ háng, nhiệt đen, phù nề chân, chữa một số bệnh do teo cơ [6]. Antimon cũng đƣợc sử dụng nhƣ chất xúc tác trong quá trình sản xuất polyetylen terephthalat (PET) polyme, chất phụ gia trong sản xuất thủy tinh, chất khử màu kính quang học trong máy ảnh, máy photocopy, ống nhòm và đèn ống huỳnh quang [14, 24].