L'antimoine (Sb), métal stratégique important, est indispensable dans les matériaux ignifuges, les composants électroniques et la catalyse chimique. La préparation de son produit à haute valeur ajoutée, la poudre de trioxyde d'antimoine (Sb₂O₃), repose sur une chaîne complexe allant de la pyrométallurgie au raffinage électrochimique, exigeant un contrôle rigoureux du procédé.

Étape 1 : Désulfuration oxydative (grillage)

La matière première, la stibnite (Sb₂S₃), est grillée dans un four rotatif à 800-1000 °C sous atmosphère contrôlée. Le soufre est oxydé en SO₂ gazeux et éliminé, ce qui permet d'obtenir un oxyde riche en antimoine (poudre d'oxyde d'antimoine) et d'effectuer une première séparation de l'antimoine et du soufre.

Étape 2 : Fusion réductrice et raffinage électrolytique 

La poudre d'oxyde d'antimoine et l'agent réducteur sont fondus à environ 1200 °C pour produire de l'antimoine brut. L'antimoine brut est coulé en plaques anodiques puis introduit dans une cellule électrolytique. Dans un électrolyte spécifique, l'antimoine se dissout à l'anode, tandis que les métaux précieux tels que l'or et l'argent restent dans les résidus anodiques (qui peuvent être récupérés). De l'antimoine de haute pureté se dépose à la cathode, qui est ensuite fondue et coulée pour obtenir des lingots d'antimoine de haute pureté.

Étape 3 : Oxydation à haute température et refroidissement rapide pour la récupération de la poudre

Les lingots d'antimoine de haute pureté sont refondus dans un four d'oxydation (environ 1 000 °C) et volatilisés dans une atmosphère fortement oxydante pour générer du Sb₂O₃ gazeux. Ce dernier est ensuite rapidement condensé dans une zone de refroidissement rapide (par exemple, un filtre à manches) afin d'obtenir une poudre ignifuge à cristaux cubiques, de granulométrie uniforme et d'une grande blancheur.

Points clés de contrôle

Un contrôle précis de la température de calcination, du courant/tension d'électrolyse et de la vitesse d'oxydoréduction est essentiel tout au long du procédé. Toute fluctuation à une étape quelconque affectera la pureté finale et la granulométrie ; seule une optimisation rigoureuse des paramètres permettra de satisfaire aux exigences des industries électronique et chimique.