Obrabotka Metallov 2018 Vol. 20 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 20 № 1 2018 16 ТЕХНОЛОГИЯ 8 ч богатой фракции возгонов-1 № 2–4 состава Sb/Sn, %: 85,5/10,9 позволила получить конден- сат Sb/Sn, %: 87/12, близкий по составу к исход- ному продукту, и остаток Sb/Sn, %: 10,49/89,33. При давлении 1,33 Па, температуре 1373 К и продолжительности возгонки 8 ч в газовую фазу переходят Sb/Sn, %: 92,08…93,26/8,66…9,41. Содержание в остатке Sb/Sn, %: 10…11/84…88. Полученные экспериментальные данные в целом соответствуют показателям равновесной фазовой диаграммы VLE «жидкость–газ» для бинарного сплава Sb-Sn, рассчитанной по мо- лекулярной модели объемного взаимодействия MIVM (см. рис. 3 и табл. 5). Например, в опы- те № 20 при температуре 1373 К и давлении 13,3 Па в равновесных условиях содержание в кубовом остатке сурьмы и олова х Sb = 0,0898 и x Sn = 0,9102 соответственно. Предложен способ переработки КСО ваку- умной перегонкой с содержанием макрокомпо- нентов (10−90 мас.% Sb, Sn) (рис. 4). Исходный сурьмяно-оловянный концентрат (51,5 мас.% Sb, 37,5 мас.% Sn) может быть дистиллирован Рис. 4. Схема переработки сурьмяно-оловянных сплавов Fig. 4. The scheme of processing of antimony-tin alloy при температуре ~1000 К и давлении ~1 Па. В результате содержание сурьмы в чистых воз- гонах (Sb-концентрат) составляет не менее 99,99 мол.%, а оловосодержащий остаток (~ 97 мол.% Pb) подвергается двум последова- тельным возгонкам при 1130 и 1280 К, после чего количество рафинированного олова в кубовом остатке (Sn-концентрат) возрастает до 99,9 мол.%. Выводы 1. Для бинарного сплава Sb-Sn в интер- вале температур 823…1073 К рассчитаны давления насыщенного пара ( р *, Па) для Sb/Sn (3.954…273.664)/(0.00332…81.193) ∙ 10 –6 . Высокие значения соотношений Sb Sn   p p = = (118.976…0.337) ∙ 10 7 и коэффициента разделе- ния logβ Sb = 6.262…9.435 создают теоретические предпосылки для селективного выделения cурьмы в составе возгонов, когда сурьма обогащается в газовой фазе (β Sb > 1), а олово – в жидкой (β Sn < 1). 2. На основе объемной модели молекуляр- ного взаимодействия MIVM в интервале темпе- ратур 823…1073 К рассчитаны коэффициенты активности c отрицательными отклонениями от идеальности (γ Ме ≤ 1) при содержании ком- понентов х Ме = 0,1…0,9 в Sb–Sn сплаве: γ Sb/Sn = = (0.439…0.992)/(0.433…0.992). 3. Анализ « Т–х » диаграммы Sb–Sn спла- ва показывает, что содержание менее лету- чего компонента (олово) в газовой фазе у Sn = = (0.002…9498.3) ∙ 10 –4 возрастает при увеличе- нии его содержания в сплаве ( х Sn = 0,9…0,9999) и росте равновесной температуры «расплав– газ» Т liq = 921…1878 К с повышением давления Р = 1,33…133 Па в системе. 4. Полученные экспериментальные данные по возгонке КСО в целом соответствуют пока- зателям равновесной фазовой диаграммы VLE «жидкость–газ» для бинарного сплава Sb–Sn, рассчитанной по молекулярной модели объем- ного взаимодействия MIVM . 5. Предложен способ переработки КСО ва- куумной перегонкой, предусматривающий пер- вичную дистилляцию Sb–Sn сплава при темпе- ратуре ~1000 К и давлении ~1 Па с получением сурьмянистого концентрата (99, 99 мол.% Sb) и двукратной возгонкой остатка при температуре 1130 и 1280 К с образованием оловянного кон- центрата (99, 9 мол.% Sb).