本文從理論上簡(jiǎn)單分析了采用真空冶金法處理脆硫鉛銻礦分離鉛與銻新工藝的可行性，并對(duì)該新工藝中影響鉛與銻分離效果的溫度、時(shí)間等因素進(jìn)行了討論。試驗(yàn)研究表明采用真空冶金的方法處理脆硫鉛銻礦可以實(shí)現(xiàn)鉛與銻的一步分離，獲得高質(zhì)量的鉛精礦和銻精礦。對(duì)比目前主流處理方法可以看出該新工藝可以縮短整個(gè)處理流程，提高資源的利用，符合低碳、高效冶煉金屬的要求。

　　脆硫鉛銻礦是一種復(fù)雜的多金屬鉛銻硫化礦，處理這種礦石的關(guān)鍵是如何行之有效的使鉛銻分離，傳統(tǒng)的方法遵循“脆硫鉛銻礦-鉛銻粗合金-金屬銻”的技術(shù)路線(xiàn)，即脆硫鉛銻礦經(jīng)高溫熔煉得到鉛銻粗合金，然后對(duì)鉛銻粗合金進(jìn)行氧化還原處理，最后通過(guò)精煉獲得金屬銻和金屬鉛。

　　鉛銻粗合金分離所用設(shè)備主要有反射爐、鼓風(fēng)爐等，其中反射爐是目前主要使用的設(shè)備，在反射爐中鉛銻粗合金實(shí)現(xiàn)分離是基于銻對(duì)氧的親和力大于鉛，比較容易氧化，金屬銻氧化以Sb2O3的形式揮發(fā)進(jìn)入銻氧粉而與鉛分離。但是由于脆硫鉛銻礦組成成分中鉛、銻金屬含量接近，而且氧化鉛與氧化銻蒸氣壓相差不大，銻氧化過(guò)程中很難避免部分的鉛氧化，通常情況下需要進(jìn)行多次的氧化還原過(guò)程，才能實(shí)現(xiàn)鉛銻的初步分離，導(dǎo)致在整個(gè)冶煉過(guò)程中，返料多，大部分金屬鉛和金屬銻在生產(chǎn)過(guò)程中循環(huán)，鉛、銻回收率低，環(huán)境污染嚴(yán)重。

　　為了尋找更合理的處理方法，根據(jù)真空冶金的特點(diǎn)和理論，作者在昆明理工大學(xué)真空冶金國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室其它同志研究的基礎(chǔ)上，提出了真空冶金法處理脆硫鉛銻礦分離鉛銻的新思路，并對(duì)新思路進(jìn)行了小型試驗(yàn)，取得了較好的效果。

1、理論分析

　　物質(zhì)在一定溫度下有固定的蒸氣壓，能否利用真空冶金法分離物質(zhì)取決于一定溫度下物質(zhì)組元蒸氣壓的差別。脆硫鉛銻礦分子式為Pb4FeSb6S14，礦物中鉛與銻系是以硫化物固溶體形式存在，因此分子式亦可寫(xiě)作4PbS·FeS·3Sb2S3。Sb2S3、PbS 和FeS 的蒸氣壓與溫度的關(guān)系可用式(1) -式(3) 表示，圖1 根據(jù)式(1) -式(3) 計(jì)算繪制的物質(zhì)蒸氣壓與溫度關(guān)系圖。由圖1 可以看出，隨著溫度的升高Sb2S3、PbS 和FeS 的蒸氣壓增大，在計(jì)算溫度范圍內(nèi)，Sb2S3、PbS 和FeS 三者蒸氣壓值相差較大，均在兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上。因此控制一定的壓力條件，Sb2S3將優(yōu)先于PbS 和FeS 揮發(fā)，富集于氣相，而后PbS 優(yōu)先于FeS 揮發(fā)，富集于氣相。表1 為Sb2S3、PbS 和FeS 的熔沸點(diǎn)，由表1 可以看出，Sb2S3和PbS 的熔點(diǎn)相差550℃，PbS 與FeS 的熔點(diǎn)相差90℃。因此，控制一定的冷凝溫度，可以使氣相中Sb2S3和PbS 分別冷凝，從而實(shí)現(xiàn)鉛與銻的分離與富集。

圖1 Sb2 S3、PbS、FeS 飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系

2、真空冶金法與傳統(tǒng)火法工藝的比較

　　大廠(chǎng)脆硫鉛銻礦火法工藝流程如圖7 所示，其過(guò)程與傳統(tǒng)的燒結(jié)- 鼓風(fēng)爐煉鉛工藝類(lèi)似，存在鉛銻分離困難； 生產(chǎn)周期長(zhǎng)； 丟渣品位高； 污染嚴(yán)重；生產(chǎn)成本高等缺陷。經(jīng)研究提出的真空冶金工藝流程，見(jiàn)圖8。真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.lalazzu.cn/)比較兩種工藝，可知真空冶金法有以下優(yōu)點(diǎn)：

圖7 脆硫鉛銻礦火法工藝流程簡(jiǎn)圖

圖8 脆硫鉛銻礦真空冶金法處理的火法流程簡(jiǎn)圖

3、結(jié)束語(yǔ)

　　(1) 試驗(yàn)研究表明，采用真空冶金法可以解決脆硫鉛銻礦鉛銻分離的技術(shù)難題，可獲得容易處理的高品位鉛精礦和銻精礦，而且過(guò)程簡(jiǎn)單，無(wú)污染。

　　(2) 脆硫鉛銻礦是我國(guó)特有的儲(chǔ)量超過(guò)單一銻硫化礦的有色金屬資源，如果該方法能代替現(xiàn)有傳統(tǒng)的火法流程用于工業(yè)生產(chǎn)，將極大的改善現(xiàn)有作業(yè)環(huán)境，降低工廠(chǎng)的生產(chǎn)成本。

　　(3) 條件試驗(yàn)表明，蒸餾溫度、蒸餾時(shí)間對(duì)鉛與銻的分離富集有著不同的影響，但更深層次的理論和機(jī)理還有待于進(jìn)一步的研究。從目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)有真空爐的應(yīng)用情況看，真空冶金法處理脆硫鉛銻礦分離鉛銻新工藝所得的試驗(yàn)工藝條件是可以在工業(yè)中實(shí)施的。

　　綜上所述，真空冶金法處理脆硫鉛銻礦分離鉛銻新工藝在經(jīng)濟(jì)上、技術(shù)上是可行的，符合低碳高效冶煉金屬的要求。它的成功應(yīng)用，必將提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

　　( 1) 鉛銻分離作業(yè)在密閉體系中進(jìn)行，環(huán)境污染極��； 產(chǎn)物品位高，能與現(xiàn)行成熟的冶煉工藝銜接，便于后續(xù)的提取與回收。

　　(2) 從源頭分離鉛銻，可縮短脆硫鉛銻礦的整個(gè)冶煉過(guò)程，提高資源利用率，能創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

　　(3) 殘留渣主要物相物為FeS，處理這種殘留物比處理傳統(tǒng)流程的熔煉渣要容易的多，也便于回收富集于其中的有價(jià)金屬。