Obrabotka Metallov 2018 Vol. 20 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 20 № 1 2018 6 ТЕХНОЛОГИЯ Переработка сурьмянисто-оловянных концентратов вакуумной дистилляцией Алексей Королев 1, a , Геннадий Мальцев 1, b, * , Константин Тимофеев 1, c , Владимир Лобанов 2, d 1 Акционерное общество «Уралэлектромедь», пр. Успенский, 1, г. Верхняя Пышма, 624091, Россия 2 Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, ул. Мира, 19, г. Екатеринбург, 620002, Россия a http://orcid.org/0000-0002-0338-9774 , gennadymaltsev@mail.ru , b http://orcid.org/0000-0002-0750-0070 , mgi@elem.ru , c http://orcid.org/0000-0002-9525-6476, K.Timofeev@elem.ru , d http://orcid.org/0000-0001-6450-8434 , lobanov-vl@yandex.ru ______ *Адрес для переписки Мальцев Геннадий Иванович , д.т.н., с.н.с. Акционерное общество «Уралэлектромедь» пр. Успенский, 1, 624091, г. Верхняя Пышма, Россия Тел.: 8 (922) 144-60-65, e-mail: mgi@elem.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2018 Том 20 № 1 с. 6–21 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2018-20.1-6-21 АННОТАЦИЯ Объект исследования: статья посвящена вопросу создания экологически безопасной, технологически эффективной и экономически выгодной высокопроизводительной комплексной схемы по переработке свинецсодержащих промпродуктов и отходов, в частности, концентрата сурьмянисто-оловянного (КCО), образующегося при контрольной фильтрации в химико-металлургическом цехе, с получением товарных моноэлементных продуктов сурьмы и олова. Для анализа поведения поликомпонентного сплава при переработке, обоснования величин давления и температуры процесса, прогнозирования состава продуктов и степени разделения металлов при высокотемпературной возгонке рассчитывают равновесные фазовые диаграммы VLE ( vapor liquid equilibrium ), в частности, температура–состав « Т–х ». Цель работы: исследование влияния температуры и давления в системе на полноту извлечения и степень разделения сурьмы и олова из состава КСО. Используемые методы и подходы: при построении равновесных фазовых диаграмм VLE расчет коэффициентов активности компонентов Sb-Sn сплава выполнен с помощью объемной модели молекулярного взаимодействия мolecular interaction volume model ( MIVM ). Новизна: получена новая информация о влиянии температуры и глубины вакуума на степень возгонки и разделения металлов из Sb–Sn композиций различного состава. Основные результаты: в интервале температур 823…1073 К рассчитаны давления насыщенного пара (Па) для Sn (0.00332.–81.193) ∙ 10 –6 и Sb (3.954–273.664). Высокие значения * * Sb Sn / ð p = (118.976…0.337) ∙ 10 7 и коэффициента разделения logβSb = 6.262…9.435 предполагают теоретическую возможность для разделения указанных металлов вакуумной дистилляцией, при этом сурьма концентрируется в составе возгонов (β Sb > 1), а олово – в кубовом остатке. Содержание олова в газовой фазе, мольная доля (м.д.): у Sn = (0.002…9498.3) ∙ 10 –4 , возрастает в интервале температуры 921…1878 К, давления 1,33…133 Па и количества металла (м.д.) в сплаве х Sn = 0.9…0.9999. Согласно MIVM определены значения  Sb = 0.439...0.992 и  Sn = 0.433…0.992 для Sb–Sn сплава состава 0.1…0.9 в исследованном температурном диапазоне. Практическая значимость: равновесные диаграммы VLE используют на предварительных этапах проектирования оптимальных технологических режимов промышленных установок для вакуумной дистилляции, а также для обоснованного выбора температуры и давления возгонки с целью получении Sn- и Sb-содержащих продуктов заданного состава. Предложена принципиальная схема переработки КСО вакуумной дистилляцией. ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 669.6.8...471: 669.053: 66.048.1–982 История статьи : Поступила: 22 декабря 2017 Рецензирование: 20 января 2018 Принята к печати: 08 февраля 2018 Доступно онлайн: 15 марта 2018 Ключевые слова : Диаграмма Модель Вакуум Сплав Дистилляция Олово Сурьма Разделение Концентрат Для цитирования: Переработка сурьмянисто-оловянных концентратов вакуумной дистилляцией / А.А. Королев, Г.И. Мальцев, К.Л. Тимофеев, В.Г. Лобанов // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2018. – Т. 20, № 1. – С. 6–21. – doi: 10.17212/1994-6309-2018-20.1-6-21. Введение При комплексной переработке концентратов сурьмянисто-оловянных (КСО) от рафинирова- ния чернового свинца, содержащих соединения Sb–Sn ( i–j ), опробована вакуумная дистилля- ция, являющаяся высокопроизводительным и природосберегающим методом для выделения Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov