回收利用鉛、銻冶煉和消費(fèi)過(guò)程中產(chǎn)生的鉛銻合金意義重大。本文計(jì)算了923 ～1373 K 溫度范圍內(nèi)純鉛和純銻的飽和蒸氣壓、銻的分離系數(shù)和氣液相平衡成分圖，從熱力學(xué)上分析了鉛銻合金真空蒸餾分離的可行性。計(jì)算結(jié)果表明：鉛、銻能夠通過(guò)真空蒸餾實(shí)現(xiàn)較好分離。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)研究了蒸餾溫度、時(shí)間以及不同成分Pb-Sb合金真空分離效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在973 K，蒸餾時(shí)間30 min，爐內(nèi)壓強(qiáng)5 ～10 Pa條件下對(duì)合金進(jìn)行真空分離，氣相中富集57.44%的銻，液相中得到88.82%的粗鉛。

　　當(dāng)前，我國(guó)鉛和銻的礦產(chǎn)資源減少、品位降低且類(lèi)型復(fù)雜，鉛礦常伴生有銻，銻礦則常伴生有鉛，如脆硫鉛銻礦（Pb4 FeSb6 S14，大致成分為Pb28% ～32%，Sb24% ～28%，S18% ～25%），勢(shì)必在鉛、銻冶煉過(guò)程中產(chǎn)生大量的Pb-Sb合金。另外，隨著鉛銻合金的大量生產(chǎn)應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外每年都會(huì)產(chǎn)生數(shù)量很大的Pb-Sb合金二次資源，若不加以處理，不但造成資源浪費(fèi)，還會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此，對(duì)一次冶煉及二次資源回收產(chǎn)生的Pb-Sb合金進(jìn)行處理，已成為冶金行業(yè)的重大需求。

　　然而，由于鉛銻的化學(xué)性質(zhì)相近，在冶金中的行為相似，因此分離鉛銻合金有較大難度。對(duì)于分離Pb-Sb合金，一直以來(lái)為尋求技術(shù)上易行、經(jīng)濟(jì)上合理的處理方法，國(guó)內(nèi)外冶金工作者先后進(jìn)行了火法、Na2S浸出—電積法、礦漿電解法、硫化鈉濕法分離鉛銻再火法煉銻等多種方法的嘗試。但上述方法存在流程長(zhǎng)，原材料消耗多，加工成本高等問(wèn)題。真空冶金與傳統(tǒng)有色金屬冶金相比，具有工藝流程簡(jiǎn)單、金屬回收率高、無(wú)廢水廢氣產(chǎn)生、能源消耗少等優(yōu)勢(shì)，有著十分廣泛的應(yīng)用前景，真空技術(shù)網(wǎng)(http://203scouts.com/)認(rèn)為可用于處理成分復(fù)雜的冶金原料，分離、提純金屬和二次資源綜合回收利用等。本文采用真空蒸餾的方法進(jìn)行Pb-Sb合金的分離，分別從理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)兩方面系統(tǒng)研究了Pb-Sb合金真空分離的效果。

　　1、理論分析

　　1.1、飽和蒸氣壓

　　真空蒸餾分離合金的基本依據(jù)為合金中組元的飽和蒸氣壓存在差別，式(1) 給出了飽和蒸氣壓與溫度之間的關(guān)系

　　式中，p* 為物質(zhì)的飽和蒸氣壓，A，B，C，D 為蒸發(fā)常數(shù)，可從文獻(xiàn)中查出Pb，Sb 的數(shù)值，帶入式(1)可得到923 ～1373 K 時(shí)的p*Pb和p*Sb，其計(jì)算結(jié)果在表1 中列出。由表1 知，在923 ～1373 K 的范圍內(nèi)，純Sb 與純Pb 飽和蒸氣壓的比值在8.79 ～116 之間，合金中Sb 優(yōu)于Pb 先揮發(fā)進(jìn)入氣相，為了判斷溫度對(duì)合金分離效果的影響，本文計(jì)算了Pb-Sb真空蒸餾分離系數(shù)。

表1　923 ～1373 K 時(shí)純Pb 和純Sb 飽和蒸氣壓及p*Sb /p*Pb

　　2、結(jié)論

　　(1) 計(jì)算了Pb-Sb合金的熱力學(xué)性質(zhì)，即p*Pb和p*Sb、βSb以及Sb 在氣相和液相中成分分布圖，計(jì)算結(jié)果得知：理論上采用真空蒸餾分離Pb-Sb 合金具有可行性。真空技術(shù)網(wǎng)(http://203scouts.com/)認(rèn)為與其他傳統(tǒng)方法相比，具有流程短、無(wú)廢水廢氣排放等特點(diǎn)。

　　(2) 在真空蒸餾過(guò)程中，蒸餾溫度和蒸餾時(shí)間對(duì)合金的分離均有影響。在本實(shí)驗(yàn)中，對(duì)分離效果有明顯影響且較佳的實(shí)驗(yàn)條件為: 蒸餾溫度為973K，蒸餾時(shí)間為30 min 時(shí)，有利于合金分離。

　　(3) Sb 組元的揮發(fā)率隨溫度升高而增大。當(dāng)溫度由1073 K 升至1273 K 時(shí)，Sb 揮發(fā)率迅速增大，表明溫度對(duì)Sb 的揮發(fā)的影響較大。