Gunnar Nordberg
El antimonio es estable a temperatura ambiente pero, cuando se calienta, arde intensamente y emite humos blancos y densos de óxido de antimonio (Sb2O3) con olor a ajo. Está estrechamente relacionado, químicamente, con el arsénico. Forma fácilmente aleaciones con arsénico, plomo, estaño, zinc, hierro y bismuto.
Ocurrencia y usos
En la naturaleza, el antimonio se encuentra en combinación con numerosos elementos, y los minerales más comunes son la estibina (SbS3), valentinita (Sb2O3), quermesita (Sb2S2O) y senarmontita (Sb2O3).
El antimonio de alta pureza se emplea en la fabricación de semiconductores. El antimonio de pureza normal se usa ampliamente en la producción de aleaciones, a las que imparte mayor dureza, resistencia mecánica, resistencia a la corrosión y un bajo coeficiente de fricción; Las aleaciones que combinan estaño, plomo y antimonio se utilizan en la industria eléctrica. Entre las aleaciones de antimonio más importantes se encuentran el babbitt, el peltre, el metal blanco, el metal Britannia y el metal para cojinetes. Estos se utilizan para cojinetes, placas de baterías de almacenamiento, revestimiento de cables, soldadura, piezas fundidas ornamentales y municiones. La resistencia del antimonio metálico a ácidos y bases se pone en práctica en la fabricación de plantas químicas.
Peligros
El principal peligro del antimonio es el de intoxicación por ingestión, inhalación o absorción cutánea. El tracto respiratorio es la ruta de entrada más importante ya que el antimonio se encuentra con tanta frecuencia como un polvo fino en el aire. La ingestión puede ocurrir por la ingestión de polvo o por la contaminación de bebidas, alimentos o tabaco. La absorción por la piel es menos común, pero puede ocurrir cuando el antimonio está en contacto prolongado con la piel.
El polvo que se encuentra en la extracción de antimonio puede contener sílice libre y casos de neumoconiosis (denominada silico-antimoniosis) han sido reportados entre los mineros de antimonio. Durante el procesamiento, el mineral de antimonio, que es extremadamente frágil, se convierte en polvo fino más rápidamente que la roca que lo acompaña, lo que genera altas concentraciones atmosféricas de polvo fino durante operaciones como la reducción y el cribado. El polvo producido durante la trituración es relativamente grueso y las operaciones restantes (clasificación, flotación, filtración, etc.) son procesos húmedos y, en consecuencia, libres de polvo. Los trabajadores de hornos que refinan antimonio metálico y producen aleaciones de antimonio, y los trabajadores de la imprenta, están todos expuestos a polvo y humos de metal de antimonio, y pueden presentar opacidades miliares difusas en el pulmón, sin signos clínicos o funcionales de deterioro en el ausencia de polvo de sílice.
La inhalación de aerosoles de antimonio puede producir reacciones localizadas de la membrana mucosa, el tracto respiratorio y los pulmones. El examen de mineros y trabajadores de concentradoras y fundiciones expuestos a polvo y vapores de antimonio ha revelado dermatitis, rinitis, inflamación de las vías respiratorias superiores e inferiores, incluida neumonitis e incluso gastritis, conjuntivitis y perforaciones del tabique nasal.
Se ha informado neumoconiosis, a veces en combinación con cambios pulmonares obstructivos, después de una exposición a largo plazo en humanos. Aunque la neumoconiosis por antimonio se considera benigna, los efectos respiratorios crónicos asociados con la exposición intensa al antimonio no se consideran inofensivos. Además, los efectos sobre el corazón, incluso mortales, se han relacionado con la exposición ocupacional a largo plazo al trióxido de antimonio.
A veces se observan infecciones pustulosas de la piel en personas que trabajan con antimonio y sales de antimonio. Estas erupciones son transitorias y afectan principalmente las áreas de la piel en las que se ha producido exposición al calor o sudoración.
Toxicología
En sus propiedades químicas y acción metabólica, el antimonio se parece mucho al arsénico y, dado que los dos elementos a veces se encuentran asociados, la acción del antimonio puede atribuirse al arsénico, especialmente en los trabajadores de las fundiciones. Sin embargo, los experimentos con antimonio metálico de alta pureza han demostrado que este metal tiene una toxicología completamente independiente; diferentes autores han encontrado que la dosis letal media está entre 10 y 11.2 mg/100 g.
El antimonio puede ingresar al cuerpo a través de la piel, pero la ruta principal es a través de los pulmones. Desde los pulmones, el antimonio, y especialmente el antimonio libre, es absorbido por la sangre y los tejidos. Estudios en trabajadores y experimentos con antimonio radiactivo han demostrado que la mayor parte de la dosis absorbida entra en el metabolismo dentro de las 48 horas y se elimina por las heces y, en menor medida, por la orina. El resto permanece en la sangre durante un tiempo considerable, conteniendo los eritrocitos varias veces más antimonio que el suero. En trabajadores expuestos al antimonio pentavalente, la excreción urinaria de antimonio está relacionada con la intensidad de la exposición. Se ha estimado que después de 8 horas de exposición a 500 µg Sb/m3, el aumento de la concentración de antimonio excretado en la orina al final de un turno asciende en promedio a 35 µg/g de creatinina.
El antimonio inhibe la actividad de ciertas enzimas, se une a los grupos sulfhidrilo en el suero y altera el metabolismo de las proteínas y los carbohidratos y la producción de glucógeno en el hígado. Los experimentos prolongados con animales con aerosoles de antimonio han llevado al desarrollo de una neumonía lipoidea endógena distintiva. También se han informado lesiones cardíacas y casos de muerte súbita en trabajadores expuestos al antimonio. También se han observado fibrosis focal del pulmón y efectos cardiovasculares en ensayos con animales.
El uso terapéutico de fármacos antimoniales ha permitido detectar, en particular, la toxicidad miocárdica acumulativa de los derivados trivalentes del antimonio (que se excretan más lentamente que los derivados pentavalentes). En el electrocardiograma se ha observado reducción de la amplitud de la onda T, aumento del intervalo QT y arritmias.
Síntomas
Los síntomas de intoxicación aguda incluyen irritación violenta de la boca, nariz, estómago e intestinos; vómitos y heces con sangre; respiración lenta y superficial; coma seguido a veces de muerte por agotamiento y complicaciones hepáticas y renales. Los de intoxicación crónica son: sequedad de garganta, náuseas, dolores de cabeza, insomnio, pérdida de apetito y mareos. Algunos autores han observado diferencias de género en los efectos del antimonio, pero las diferencias no están bien establecidas.
Compuestos
estibina (SbH3), o hidruro de antimonio (antimoniuro de hidrógeno), se produce disolviendo una aleación de zinc-antimonio o magnesio-antimonio en ácido clorhídrico diluido. Sin embargo, ocurre con frecuencia como subproducto en el procesamiento de metales que contienen antimonio con ácidos reductores o en la sobrecarga de baterías de almacenamiento. La estibina se ha utilizado como agente fumigante. La estibina de alta pureza se utiliza como dopante en fase gaseosa de tipo n para el silicio en los semiconductores. La estibina es un gas extremadamente peligroso. Al igual que la arsina, puede destruir las células sanguíneas y causar hemoglobinuria, ictericia, anuria y muerte. Los síntomas incluyen dolor de cabeza, náuseas, dolor epigástrico y orina de color rojo oscuro después de la exposición.
Trióxido de antimonio (Sb2O3) es el más importante de los óxidos de antimonio. Cuando está en el aire, tiende a permanecer suspendido durante un tiempo excepcionalmente largo. Se obtiene del mineral de antimonio mediante un proceso de tostado o por oxidación del antimonio metálico y posterior sublimación, y se utiliza para la fabricación de tártaro emético, como pigmento de pintura, en esmaltes y vidriados, y como compuesto ignífugo.
El trióxido de antimonio es tanto un veneno sistémico como un riesgo de enfermedad de la piel, aunque su toxicidad es tres veces menor que la del metal. En experimentos con animales a largo plazo, las ratas expuestas al trióxido de antimonio por inhalación mostraron una alta frecuencia de tumores pulmonares. Un exceso de muertes por cáncer de pulmón entre los trabajadores dedicados a la fundición de antimonio por más de 4 años, a una concentración promedio en el aire de 8 mg/m3, se ha informado desde Newcastle. Además del polvo y los humos de antimonio, los trabajadores estuvieron expuestos a los efluentes de la planta de circón y la sosa cáustica. Ninguna otra experiencia proporcionó información sobre el potencial carcinogénico del trióxido de antimonio. Este ha sido clasificado por la Conferencia Estadounidense de Higienistas Industriales Gubernamentales (ACGIH) como una sustancia química asociada con procesos industriales que se sospecha que inducen cáncer.
Pentóxido de antimonio (Sb2O5) se produce por oxidación del trióxido o del metal puro, en ácido nítrico bajo calor. Se utiliza en la fabricación de pinturas y lacas, vidrio, cerámica y productos farmacéuticos. El pentóxido de antimonio se destaca por su bajo grado de peligro tóxico.
trisulfuro de antimonio (Sb2S3) se encuentra como un mineral natural, antimonita, pero también se puede sintetizar. Se utiliza en las industrias de pirotecnia, fósforos y explosivos, en la fabricación de vidrio rubí y como pigmento y plastificante en la industria del caucho. Se ha encontrado un aumento aparente de anomalías cardíacas en personas expuestas al trisulfuro. Pentasulfuro de antimonio (Sb2S5) tiene prácticamente los mismos usos que el trisulfuro y tiene un bajo nivel de toxicidad.
Tricloruro de antimonio (SbCl3), o cloruro antimonoso (mantequilla de antimonio), se produce por la interacción del cloro y el antimonio o por disolución del trisulfuro de antimonio en ácido clorhídrico. Pentacloruro de antimonio (SbCl5) se produce por la acción del cloro sobre el tricloruro de antimonio fundido. Los cloruros de antimonio se utilizan para pavonar acero y colorear aluminio, peltre y zinc, y como catalizadores en síntesis orgánica, especialmente en las industrias del caucho y farmacéutica. Además, el tricloruro de antimonio se utiliza en las industrias del fósforo y del petróleo. Son sustancias altamente tóxicas, actúan como irritantes y son corrosivas para la piel. El tricloruro tiene una LD50 de 2.5 mg/100 g.
Trifluoruro de antimonio (SbF3) se prepara disolviendo trióxido de antimonio en ácido fluorhídrico y se utiliza en síntesis orgánica. También se emplea en teñido y fabricación de cerámica. El trifluoruro de antimonio es altamente tóxico e irritante para la piel. tiene un LD50 de 2.3 mg/100 g.
Medidas de Seguridad y Salud
La esencia de cualquier programa de seguridad para la prevención del envenenamiento por antimonio debe ser el control de la formación de polvo y humo en todas las etapas del procesamiento.
En minería, las medidas de prevención de polvo son similares a las de la minería de metales en general. Durante la trituración, el mineral debe rociarse o el proceso debe estar completamente cerrado y equipado con ventilación de escape local combinada con una ventilación general adecuada. En la fundición de antimonio, los peligros de la preparación de la carga, el funcionamiento del horno, el desbarbado y el funcionamiento de la celda electrolítica deben eliminarse, cuando sea posible, mediante el aislamiento y la automatización del proceso. Los trabajadores de hornos deben contar con rociadores de agua y ventilación efectiva.
Cuando no sea posible la eliminación completa de la exposición, las manos, los brazos y la cara de los trabajadores deben protegerse con guantes, ropa a prueba de polvo y gafas protectoras y, cuando la exposición atmosférica es alta, deben proporcionarse respiradores. También se deben aplicar cremas barrera, especialmente cuando se manipulen compuestos de antimonio solubles, en cuyo caso se deben combinar con el uso de ropa impermeable y guantes de goma. Las medidas de higiene personal deben observarse estrictamente; no se deben consumir alimentos ni bebidas en los talleres, y se deben proporcionar instalaciones sanitarias adecuadas para que los trabajadores puedan lavarse antes de las comidas y antes de salir del trabajo.