Obrabotka Metallov. 2017 no. 4(77)

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (77) 2017 72 ТЕХНОЛОГИЯ Для того чтобы проверить адекватность расчетных значений содержания компонентов Ag–Sb сплава в жидкой и газовой фазах, срав- нили их с экспериментальными данными. Для этого были вычислены показания среднего от- носительного отклонения ( S i ) и среднего квадра- тичного отклонения   * i S : ,exp , ,exp 1 ( ) ( ) 100 100% ( ) n i i cal i i i x y x y S n x y      , (15)     0,5 2 ,exp , 1 1 n i i i cal i S x y x y n                   , (16) где ,exp ( ) i x y и , ( ) i cal x y – экспериментальные и расчетные значения содержания компонента i в жидкой и газовой фазах соответственно; n – ко- личество экспериментальных данных [17]. Результаты и их обсуждение Сурьма имеет высокое давление насыщен- ных паров и легко испаряется в газовую фазу, серебро имеет низкое давление насыщенных паров и остается в жидкой фазе, что создает те- оретические предпосылки для разделения этих металлов вакуумной дистилляцией (табл. 2). Для оценки возможности разделения эле- ментов i и j бинарного сплава i–j вакуумной дистилляцией используем рассчитанные коэф- фициенты активности (табл. 3) и коэффициент разделения β i (табл. 4, рис. 1): Sb Sb Sb Ag Ag p p       . (17) Т а б л и ц а 2 Ta b l e 2 Рассчитанные давление и соотношение давления паров Sb и Ag The calculated pressure and the Sb and Ag vapor pressure ratio Т , К * Sb , ð Па * –6 Ag 10 , ð  Па   * * 7 Sb Ag / 10 ð ð  823 3.954 0.0053 74.488 873 11.205 0.0507 22.086 923 28.363 0.379 7.490 973 65.257 2.294 2.845 1023 138.401 11.624 1.191 1073 273.664 50.544 0.514 Значения β Sb > 1, поскольку cодержание Sb в газовой фазе больше, чем в жидкой ( у Sb >> x Sb ); Sb обогащает газовую фазу, а Ag накапливается в жидкой фазе ( x Pb >> у Pb ), таким образом, бинар- ный сплав разделяется на Sb и Ag. Коэффициент разделения cурьмы и серебра возрастает (logβ Sb = 5,842–12,253) по мере сни- жения температуры процесса (1073…823 К) и доли серебра ( x Ag = 0,9…0,1) в составе бинарного Ag–Sb сплава. Для Ag-Sb сплава, с учетом ра- венства (3), содержание металлов в газовой фазе равняется 1 Sb Sb Sb Ag Ag Ag Ag 1 Ag Ag Ag Sb Sb Sb Sb 1 , 1 . p x y p x p x y p x                               (18) Зависимость количества серебра в газо- вой фазе у Ag от содержания серебра в расплаве x Ag = 0,1…0,9 и температуры процесса Т = = 823…1073 К представлена на рис. 2 и в табл. 5. О чистоте отогнанной сурьмы можно судить по выявленным зависимостям « y Ag – x Ag » при задан- ном температурном режиме (см. рис. 2). Сурьма может быть отделена от серебра при температу- ре возгонки свыше 550 о С. При известном исход- ном количестве серебра в сплаве можно подо- брать температуру процесса, обеспечивающую заданную остаточную концентрацию примеси в рафинированной сурьме. Например, исходное значение x Ag (ат. % / мас.%) = 40,0/35,44, тогда при 550 о С у Ag (ат. % / мас.%) = 0,026 ∙ 10 –8 / 0,023 ∙ 10 –8 , а при 700 о С у Ag (ат. % / мас.%) = 0,905 ∙ 10 –8 /0,802 ∙ 10 –8 , т. е. содержание серебра в отогнанной сурьме