专利名称：将三硫化二锑溶解为三价锑的方法
技术领域：
本发明涉及一种三硫化二锑的溶解方法，更特别地说，涉及一种无毒、安全的盐酸 和磷酸混合酸溶解三硫化二锑为三价锑的方法。在测定三硫化二锑的含量时，通常是用氧 化还原滴定法。因此，三硫化二锑溶解后在溶液中应以三价锑形式存在，而不是五价锑。
背景技术：
三硫化二锑也称硫化锑(Sb2S3),黑色固体粉末。不溶于水、醋酸，可缓慢溶于热的 浓硫酸，溶于浓HC1、醇、硫氢化铵、硫化钾溶液。熔点为548°C，沸点1080-1090°C。高温分 解后生成氧化锑。Sb(III)可溶于浓HC1，其和氯形成的化合物可用通式SbClx[(x-)+3] +来 描述。有过量水存在时氯还可以和三价锑生成SbOCl不溶物。此外，锑可以溶于碱性溶液 中(如溶于Na2S)等。硫化锑能防止高温时材料的氧化燃烧，保持材料的摩擦稳定性，提高 材料的抗烧性能；还能降低有机粘合剂在高温时的分解速度，提高材料的使用寿命；硫化 锑突出的调节摩擦系数的性能已使该材料在摩擦材料行业中得到广泛应用。近几年也被用 于烟花爆竹药剂中。现有技术中，三硫化二锑的溶解方法主要有五种&H2S04-硫酸胼溶 解法(参见GB 3255. 1-1982.三硫化二锑化学分析方法-溴酸钾容量法测定锑和美国军标 MIL-A-159D 16 May 1972 ANTIMONY SULFIDE (FOR USE IN AMMUNITION))；浓 H2SO4-KHSO4 溶 解法(参见鄢国强编.工厂实用化学分析手册.机械工业出版社.1995 (5) 470-472)；浓 HCl-KCl溶解法(参见百度搜索综合性设计题_辉锑矿)；逆王水_高氯酸溶解硫化锑法 和浓HCl-H2O2溶解硫化锑法(参见黄运显，孙维贞.常见元素化学分析方法.化学工业出 版社，2007)，该两种方法中由于使用了氧化剂HClO4或H2O2而使锑大部分溶解成为五价锑。浓H2SO4-硫酸胼溶解法是在锥形瓶内加人浓H2SO4,近沸的温度下使大部分硫磺挥 发后，放至室温。加入硫酸胼强热5min，把Sb5+还原为Sb3+，再移至高温处急热，使硫酸白烟 冲出瓶口，驱除残留的硫酸胼和SO2等还原性气体。该方法使用热浓H2SO4很危险，强还原剂 硫酸胼有毒且不易控制最后赶出量，而且溶解不完全。有宋志刚.硫化锑矿中测锑所遇到 的具体问题和解决办法.大宝山科技.1991，(1) 1-6文献中介绍添加硝酸溶解大量黑渣， 改善溶解效果。浓H2SO4-KHSO4溶解法是使用浓H2SO4和固体KHSO4在电炉上加热进行，直 到使大部分硫磺挥发后，盖上表面皿，继续溶解约lh。耗时，最大缺点是Sb2S3溶解不完全。 该两种方法是目前人们最常用的方法。浓HCl-KCl溶解法中还加入酒石酸，靠增加Cl_的量形成SbClx [(χ-)+3]+，但是产 生的大量硫化氢仍然使溶解效果差。有文献(丁卫和.三硫化锑在盐酸溶液中溶解的理论 分析[J].湖南有色金属，1997，(01) 53-55)详细分析了三硫化二锑在盐酸中的溶解行为， 由于硫化氢的存在而溶解度受限。目前，在众多三硫化二锑溶解方法中，以浓硫酸为主溶剂较好，但与本发明相比， 盐酸和磷酸混合酸为溶剂使用安全，而且溶解的完全。经检索用HC1、H3P(V混合酸溶解三硫 化二锑为三价锑的方法还未见有报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种三硫化二锑的溶解方法，特别是化学的无毒、安全的混 合酸溶解方法，该方法以化学制品三硫化二锑(化学纯，97%)为溶解对象，通过化学反应， 利用盐酸的酸性和Cl—的配合性以及磷酸的PO43-与金属离子形成配离子的性质将三硫化二 锑溶解。磷酸为三元中强酸，不易挥发，不易分解，不属于氧化性酸。磷酸根离子具有很强 的配合能力，能与许多金属离子生成可溶性的配合物，如Fe3+与P043_可以生成无色的可溶 性配合物[Fe(PO4) 2]3_和[Fe (HPO4) 2]_，利用这一性质，分析化学上常用磷酸根离子与金属 离子配合，提高金属离子的稳定性。此溶解方法中，加入磷酸的目的就是使P043_与Sb3+生 成无色、稳定的可溶性配合物[Sb (PO4)J3In [Sb (HPO4)2]_，避免赶走H2S过程中SbCl3随之 挥发，以保证最后所测定的锑含量的准确性。该方法不但溶解完全，而且溶剂无毒、价格便 宜且安全，满足了环保和工业生产上的要求。所建立的溶解方法还可用于辉锑矿中三硫化 二锑的溶解以及工业上三硫化二锑作为添加剂等方面使用的溶解，有着非常广阔的应用前景。为了实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案一种溶解三硫化二锑的方法，其中通过溶剂的酸性和配位性利用盐酸和磷酸为溶 媒进行溶解。以化学制品三硫化二锑(化学纯，97%)为溶解对象，溶解完全后测定含量来 说明溶解的完全程度。具体地，本发明的溶解三硫化二锑的方法，包括以下步骤1、称取0. 05g 0. Ig样品(精确至0. OOOlg)，置于250mL锥形瓶中；2、加入12mL浓HCl、5mL浓H3PO4,盖上表面皿；3、在可调低温电炉上边摇动边缓慢加热至溶液微沸，移去表面皿；4、继续保持微沸4min 5min，赶净H2S气体，用醋酸铅试纸检查，试纸不变色为无 H2S,溶液呈现微黄色透明液体为溶解完全。上述数值范围可以任意组合，没有必然的对应 关系。本发明的显著优点在于，①以化学制品三硫化二锑(化学纯，97% )为溶解对象， 无毒、价格便宜且安全的盐酸和磷酸为溶媒，利用化学反应即酸碱反应和配合反应，对不易 完全溶成三价锑的三硫化二锑进行溶解，提供了另一种溶解三硫化二锑的方法。②该方法 简单易控制，并在较低温度下进行，节能，无危险。③溶解完全，优于目前报道的所有方法。 ④应用广泛，方法可溶解化学制剂三硫化二锑还可用于辉锑矿中三硫化二锑的溶解以及工 业上三硫化二锑作为添加剂等方面使用的溶解，有着非常广阔的应用前景。
具体实施例方式下面用实施例对本发明做进一步的描述。本发明使用的主要试剂与仪器包括盐酸(含量36. 0 38. 0% )，分析纯；磷酸(含量不少于85. 0% )，分析纯；三硫 化二锑(含量97.0%)，化学纯；辉锑矿(锑含量不少于71.0%)；分析天平精度为0. Img ； 可调电炉0 2000W ； 250mL锥形瓶；50mL烧杯；玻璃表面皿等。实施例1称取0. 05g三硫化二锑样品，(精确至0. OOOlg)，置于250mL锥形瓶中，加入12mLHCl和5mL H3PO4，盖上表面皿，在可调低温电炉上边摇动边缓慢加热至溶液微沸，移去表面 皿，继续保持微沸4min后，用醋酸铅试纸检查，试纸不变色为无H2S。被溶解为Sb3+(存在形 式可能有Sb3+、SbClx[(X-)+3]+、[Sb (PO4)2]3_、[Sb (HPO4)2]_)。经平行5次测定三硫化二锑平均含量96. 83 %。绝对误差0.17%实施例2称取0. 08g三硫化二锑样品，(精确至0. OOOlg)，置于250mL锥形瓶中，加入12mL HCl和5mL H3PO4，盖上表面皿，在可调低温电炉上边摇动边缓慢加热至溶液微沸，移去表面 皿，继续保持微沸4. 5min后，用醋酸铅试纸检查，试纸不变色为无H2S。被溶解为Sb3+(存在 形式可能有Sb3+、SbClx[(X-)+3]+、[Sb (PO4)2]3_、[Sb (HPO4)2]_)。经平行5次测定，三硫化二锑平均含量为96. 78 %。绝对误差0. 22 %实施例3称取0. IOg三硫化二锑样品，(精确至0. OOOlg)，置于250mL锥形瓶中，加入12mL HCl和5mL H3PO4，盖上表面皿，在可调低温电炉上边摇动边缓慢加热至溶液微沸，移去表面 皿，继续保持微沸5min后，用醋酸铅试纸检查，试纸不变色为无H2S。被溶解为Sb3+ (存在形 式可能有Sb3+、SbClx[(X-)+3]+、[Sb (PO4)2]3_、[Sb (HPO4)2]_)。经平行5次测定，三硫化二锑平均含量96. 62 %。绝对误差0. 38 %尽管上文对本发明的具体实施方式
给予了详细描述和说明，但是应该指明的是， 我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作 用仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种三硫化二锑的溶解方法，其特征在于，通过化学溶解法利用盐酸和磷酸的酸性和配位能力溶解。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于以化学制品三硫化二锑(化学纯，97%)或 辉锑矿为溶解对象，溶解完全(溶液呈现微黄色透明液体)。其溶解后锑的存在形式增加了 [Sb (PO4)2]3_ 和[Sb (HPO4)2]_。
3.如权利要求1或2所述的方法，包括以下步骤1)称取0.05g 0. Ig样品(精确至0. OOOlg)，置于250mL锥形瓶中；2)加入12mL浓HCl、5mL浓H3PO4,盖上表面皿；3)在可调低温电炉上边摇动边缓慢加热至溶液微沸，移去表面皿； 4)继续保持微沸4min 5min，赶净H2S气体，用醋酸铅试纸检查，试纸不变色为无H2S, 溶液呈现微黄色透明液体为溶解完全。
4.如权利要求3所述的方法，其中，称取0.08g样品(精确至0. OOOlg)。
5.如权利要求3所述的方法，其中，继续保持微沸4.5min。
6.如权利要求3所述的方法，其中，HCl(含量36.0 38.0% )，分析纯;Η3Ρ04(含量不 少于85.0% )，分析纯。
全文摘要
本发明公开了一种溶解三硫化二锑的方法。该方法通过化学溶解法利用盐酸和磷酸的酸性和配位能力溶解。以化学制品三硫化二锑(化学纯，97.0％)为溶解对象，在最佳条件下溶解后测定三硫化二锑含量，用测定结果数据说明溶解的完全性。溶解最佳条件如下，即盐酸用量12ml，磷酸用量5ml，盖上表面皿，在电炉上边摇动边缓慢加热至溶液微沸，移去表面皿，继续保持微沸，至溶液颜色微黄透明，溶解完全。在测定三硫化二锑的含量时，通常是用氧化还原滴定法。因此，三硫化二锑溶解后在溶液中应以三价锑形式存在，而不是五价锑。本发明的三硫化二锑溶解方法，使样品溶解后测定结果96.82％，与实际值相差0.18％。该方法不但溶解完全，而且溶剂无毒、价格便宜且安全，满足了环保和工业生产上的要求。所建立的溶解方法还可用于辉锑矿中三硫化二锑的溶解以及工业上三硫化二锑作为添加剂等方面使用的溶解，有着非常广阔的应用前景。
文档编号C01G30/00GK101891249SQ20101025939
公开日2010年11月24日 申请日期2010年8月23日 优先权日2010年8月23日
发明者刘淑萍, 杜世巍, 闫路省 申请人:河北理工大学