[发明专利]一种基于稳定反应体系制备硫代锑酸锑的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备硫代锑酸锑的方法，特备涉及一种基于稳定反应体系制备硫代锑酸锑的方法；属于化工产品制备技术领域。

技术背景

硫代锑酸锑是一种红棕色无定形粉末，易溶于碱，不溶于有机溶剂和无机酸。硫代锑酸锑是一种润滑油脂添加剂，具有优良的极压抗磨润滑性能，可大幅度提高油脂的承载负荷和抗磨损能力，远优于传统的WS₂，MoS₂和石墨，与各种基础脂包括锂基脂、硅酮脂、粘土脂及复合铝基脂等都具有良好的相容性，对传统MoS₂难以润滑的铬工具钢和不锈钢都具有良好的润滑效果。

比较典型的硫代锑酸锑合成方法有三种。第一种方法是以Sb₂O₃和KOH为起始原料与Na₃SbS₄·9H₂O反应得到硫代锑酸锑产品；该方法最大缺点是需用盐酸中和，导致Na₃SbS₄分解产生H₂S气体并伴随着元素硫的生成，造成产物中硫含量较高，在使用过程中腐蚀被润滑材料，需消耗大量乙醇洗涤硫，产生H₂S使生产条件恶化。第二种方法是在乙醇介质中使用SbX₃(Cl,F)与Na₂SbS₄·9H₂O反应，直接合成硫代锑酸锑。该方法虽然减少了H₂S和元素S的生成，得到硫含量低于1%的硫代锑酸锑产品，但使用了容易水解的SbX₃，需使用大量有机溶剂，带来了有机溶剂回收问题。第三种方法采用稳定的三氧化锑代替三卤化锑作反应剂，在水溶液中直接与Na₂SbS₄·9H₂O反应得到游离硫含量小于1%的SbSbS₄，产率约为90%。该法在酸性条件下进行反应，硫代锑酸钠水解的问题没有解决，造成产率下降。

我国的许多科技工作者做了许多研究，杜新玲等使用锑酸钠与硫化钠直接反应制备硫代锑酸钠，然后将稳定的氯化锑和硫代锑酸钠溶液缓慢地加入到HCl-NaCl-H₂O体系中反应制备硫代锑酸锑，该方法在酸性体系中合成硫代锑酸锑，不可避免硫代锑酸钠遇酸分解的问题。发明人之前申请了专利201210047888.5，以锑酸钠和锑白为原料，采用硫化钠浸出锑酸钠得到五价锑溶液，采用盐酸的氯化钠溶液浸取锑白制取三价锑溶液，然后把两种溶液缓慢加入到一个含有表面活性剂的缓冲体系，采取超声波搅拌进行均匀沉淀，所产生的沉淀经在酒石酸溶液中陈化、分散、漂洗、烘干得到纳米硫代锑酸锑产品。该方法需要严格控制五价锑溶液和三价锑溶液的加料速度，同时采用超声波加速反应，是硫代锑酸锑快速生成，生成的硫代锑酸锑在酒石酸溶液中陈化，配合未反应完全和夹杂在硫代锑酸锑表面的三氯化锑。该专利虽然能得到纯度高的产品，但反应体系不稳定，工序多，操作复杂。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种基于稳定反应体系制备硫代锑酸锑的方法；解决了现有硫代锑酸锑制备过程中存在的卤化锑碱性条件下水解或硫代锑酸钠遇酸分解或操作复杂的问题。

本发明一种基于稳定反应体系制备硫代锑酸锑的方法，包括以下步骤：

步骤一：Sb³⁺离子的配合溶液制备

按每4-6ml盐酸与氯化钠的混合溶液中加入1克锑白的比例，将锑白加入盐酸与氯化钠的混合溶液中进行反应，所述盐酸的浓度为4.5-6.5mol/L，氯化钠浓度为1.5-3.4mol/L，得到三氯化锑溶液，再向所得三氯化锑溶液中添加多羟基羧酸溶液，控制多羟基羧酸与锑的摩尔比为1.7-2.0：1，得到Sb³⁺离子的配合溶液；调配合溶液的pH值到6.5-7.5，得到备用液；

步骤二：硫代锑酸锑的制备

将含锑70-110g/L的硫代锑酸钠溶液加到步骤一所得备用液中进行沉淀，过滤，得到硫代锑酸锑；或

将含锑70-110g/L的硫代锑酸钠溶液与步骤一所得备用液同时滴加到介质中进行沉淀，过滤，得到硫代锑酸锑，所述介质为水，介质的体积为溶液总体积的8-10%；

沉淀时，控制溶液的温度为20-30℃、pH值为6.5-8.0、反应液中三价锑与五价锑的摩尔比为1.0-1.1:1。