铅锑合金的真空蒸馏实验分析.docx

铅锑合金的真空蒸馏实验分析 回收利用铅、锑冶炼和消费过程中产生的铅锑合金意义重大本文计算了923 ～1373 K 温度范围内纯铅和纯锑的饱和蒸气压、锑的分离系数和气液相平衡成分图，从热力学上分析了铅锑合金真空蒸馏分离的可行性计算结果说明：铅、锑能够通过真空蒸馏实现较好分离进一步实验研究了蒸馏温度、时间以及不同成分Pb-Sb合金真空分离效果实验结果说明：在973 K，蒸馏时间30 min，炉内压强5 ～10 Pa条件下对合金开展真空分离，气相中富集57.44%的锑，液相中得到88.82%的粗铅 当前，我国铅和锑的矿产资源减少、品位降低且类型复杂，铅矿常伴生有锑，锑矿则常伴生有铅，如脆硫铅锑矿（Pb4 FeSb6 S14，大致成分为Pb28% ～32%，Sb24% ～28%，S18% ～25%），势必在铅、锑冶炼过程中产生大量的Pb-Sb合金另外，随着铅锑合金的大量生产应用，国内外每年都会产生数量很大的Pb-Sb合金二次资源，若不加以处理，不但造成资源浪费，还会造成严重的环境污染因此，对一次冶炼及二次资源回收产生的Pb-Sb合金开展处理，已成为冶金行业的重大需求 然而，由于铅锑的化学性质相近，在冶金中的行为相似，因此分离铅锑合金有较大难度。

对于分离Pb-Sb合金，一直以来为寻求技术上易行、经济上合理的处理方法，国内外冶金工作者先后开展了火法、Na2S浸出—电积法、矿浆电解法、硫化钠湿法分离铅锑再火法炼锑等多种方法的尝试但上述方法存在流程长，原材料消耗多，加工成本高等问题真空冶金与传统有色金属冶金相比，具有工艺流程简单、金属回收率高、无废水废气产生、能源消耗少等优势，有着十分广泛的应用前景，真空技术网(http:///)认为可用于处理成分复杂的冶金原料，分离、提纯金属和二次资源综合回收利用等本文采用真空蒸馏的方法开展Pb-Sb合金的分离，分别从理论计算和实验两方面系统研究了Pb-Sb合金真空分离的效果 1、理论分析 1.1、饱和蒸气压 真空蒸馏分离合金的基本依据为合金中组元的饱和蒸气压存在差异，式(1) 给出了饱和蒸气压与温度之间的关系 式中，p* 为物质的饱和蒸气压，A，B，C，D 为蒸发常数，可从文献中查出Pb，Sb 的数值，带入式(1)可得到923 ～1373 K 时的p*Pb和p*Sb，其计算结果在表1 中列出由表1 知，在923 ～1373 K 的范围内，纯Sb 与纯Pb 饱和蒸气压的比值在8.79 ～116 之间，合金中Sb 优于Pb 先挥发进入气相，为了判断温度对合金分离效果的影响，本文计算了Pb-Sb真空蒸馏分离系数。

表1923 ～1373 K 时纯Pb 和纯Sb 饱和蒸气压及p*Sb /p*Pb 2、结论 (1) 计算了Pb-Sb合金的热力学性质，即p*Pb和p*Sb、βSb以及Sb 在气相和液相中成分分布图，计算结果得知：理论上采用真空蒸馏分离Pb-Sb 合金具有可行性真空技术网(http:///)认为与其他传统方法相比，具有流程短、无废水废气排放等特点 (2) 在真空蒸馏过程中，蒸馏温度和蒸馏时间对合金的分离均有影响在本实验中，对分离效果有明显影响且较佳的实验条件为: 蒸馏温度为973K，蒸馏时间为30 min 时，有利于合金分离 (3) Sb 组元的挥发率随温度升高而增大当温度由1073 K 升至1273 K 时，Sb 挥发率迅速增大，说明温度对Sb 的挥发的影响较大。