Partage du processus de production de retardateurs de flamme : processus de production de trioxyde d'antimoine

Partage du processus de production de retardateurs de flamme : processus de production de trioxyde d'antimoine

L'antimoine métallique est connu sous le nom de « glutamate monosodique industriel » au sein de l'industrie, largement utilisé dans la fabrication industrielle et dans divers additifs. Cependant, l’extrême rareté de l’antimoine métallique a un impact significatif sur le volume de production et les coûts pour les fabricants d’additifs en aval. Ces dernières années, la production mondiale d'antimoine a montré une tendance à la baisse, passant de 167 000 tonnes en 2010 à 104 000 tonnes en 2024. Cette baisse soutenue de la production oblige les fabricants de retardateurs de flamme soit à acheter à des prix plus élevés, soit à explorer de nouvelles voies en développant des produits alternatifs.

Les ressources mondiales en antimoine sont principalement réparties dans des pays comme la Chine, la Russie, la Bolivie et le Kirghizistan, la Chine détenant 29,7 % des ressources. La production nationale de minerai d'antimoine en Chine est actuellement de 60 000 tonnes, tandis que la production étrangère est d'environ 44 000 tonnes. Les approvisionnements projetés pour 2025-2027 sont de 60 700/61 400/62 300 tonnes au niveau national et de 46 000/48 000/52 000 tonnes provenant de sources étrangères, ce qui indique une lente croissance de l’offre.

La structure de répartition des réserves mondiales de minerai d'antimoine en 2024 est présentée dans le graphique ci-dessous, où la Chine possède les plus grandes réserves mais est toujours confrontée à des problèmes de production en baisse. Les principales stratégies concernent actuellement les importations et le développement du recyclage secondaire. À mesure que la production diminue, la technologie du recyclage secondaire devrait progressivement devenir la principale méthode de réserve d’antimoine métallique.

Pour l'industrie des produits ignifuges, l'antimoine est difficile à remplacer, en particulier les retardateurs de flamme halogénés-bromés, qui sont irremplaçables dans les plastiques, le caoutchouc, les textiles, les fibres chimiques et d'autres industries. La consommation estimée pour 2025 est d'environ 80 000 tonnes.

Dans l'industrie des produits ignifuges, la chaîne d'approvisionnement en antimoine est répartie comme le montre la figure ci-dessous.

Le graphique des tendances de la production chinoise de minerai d'antimoine de 2011 à 2024 est présenté ci-dessous. À mesure que la production diminue progressivement, de nombreuses entreprises axées sur la recherche et le développement dans le domaine des produits ignifuges ont commencé à produire des produits de remplacement et des améliorations technologiques.

Les méthodes de préparation du trioxyde d’antimoine sont principalement divisées en méthodes sèches et méthodes humides. Les méthodes sèches comprennent la méthode à l'antimoine métallique et la méthode à la stibine. Les méthodes humides comprennent la méthode de lixiviation acide et la méthode de décomposition du sel d'antimoine. Les détails spécifiques de la préparation sont les suivants.

1. Méthode à l'antimoine métallique
Chauffez l'antimoine métallique (contenant du soufre) dans un four en graphite à 1 200 °C, introduisez de l'air à un débit de 0,3 m³/min pendant 5 minutes jusqu'à ce que la teneur en dioxyde de soufre dans les gaz d'échappement soit ≤5×10⁻⁶. Refroidir à 786°C, puis souffler de l'air à une vitesse de 2 m³/min pendant 12 heures pour obtenir du trioxyde d'antimoine avec un rendement de 92,1 %.

2. Méthode de lixiviation acide
Étape 1 : Ajouter 1 kg de minerai d'antimoine brut (teneur en plomb de 1,0 % à 2,0 %) à 3 L d'acide chlorhydrique à 1 mol/L pour l'immersion. Introduire ensuite du chlore gazeux (débit 300 L/h) dans la solution, réagir à 70-90°C pendant 2-4 heures. Après la réaction, filtrer et laver pour obtenir une solution de mélange de chlorure d'antimoine.
Étape 2 : Ajouter 40 g de poudre de fer comme agent réducteur à la solution du mélange de chlorure d'antimoine de l'étape 1, réagir à 70-90°C pendant 2-3 heures. Après la réaction, filtrer et laver pour obtenir une solution de chlorure d'antimoine.
Étape 3 : Ajouter lentement la solution de chlorure d'antimoine de l'étape 2 dans une solution d'hydroxyde de sodium à 4 mol/L sous agitation jusqu'à ce que le précipité dans la solution n'augmente plus ou commence à diminuer, puis arrêtez l'ajout. Ajustez le pH de la solution à 8-9, continuez à remuer pendant 1 à 3 heures. Après la réaction, filtrer et laver. Séchez les résidus du filtre, puis calcinez-les à 600-800°C dans une atmosphère d'air pendant 3 à 5 heures pour produire du trioxyde d'antimoine.
Étape 4 : Ajoutez le trioxyde d'antimoine de l'étape 3 dans un four de fusion, augmentez la température à 700-800°C jusqu'à ce que le solide fonde complètement. Introduisez ensuite en continu de l'air comprimé et un agent composite d'élimination du plomb (ajouté à raison de 60 kg/m³ de trioxyde d'antimoine fondu) dans le liquide fondu. Traitez en continu pendant 60 à 90 minutes, retirez les scories de surface du liquide d'antimoine, puis abaissez la température du four à 400 à 550 °C, évacuez les déchets liquides du four pour obtenir de la poudre de trioxyde d'antimoine.
Étape 5 : Chauffer la poudre de trioxyde d'antimoine de l'étape 4 dans un four de fusion à 1 600–1 700 °C, maintenir pendant 1 heure pour une vaporisation complète. Le produit vaporisé entre dans un dispositif de refroidissement et de décantation tout en introduisant en continu un gaz inerte dans le dispositif pour la trempe, produisant finalement du trioxyde d'antimoine de haute pureté.

Conclusion
La rareté de l'antimoine et sa « pente douce » d'approvisionnement ont tiré la sonnette d'alarme pour les systèmes ignifuges bromés. D’un côté se trouve une demande rigide et toujours croissante de 80 000 tonnes, de l’autre un secteur minier confronté à la fois à une baisse de production et à des risques géopolitiques, qui exercent une pression à la fois sur les prix et les délais de livraison. Accélérer le déploiement du recyclage secondaire, développer des systèmes synergiques à faible teneur en antimoine et sans antimoine et passer du « recours au minerai » au « recours à la technologie » sont les véritables atouts de l'industrie des produits ignifuges pour stabiliser la chaîne d'approvisionnement et maintenir les lignes de coûts en cette ère de pénurie de « glutamate monosodique industriel ».