锡锑合金真空蒸馏分离的研究

发布时间：2020-07-09 11:45

【摘要】：针对锡铅锑合金真空蒸馏过程中锑脱除效率相对较低的问题,开展了锡锑合金真空蒸馏分离的研究。本论文以锡锑合金真空蒸馏分离过程中各组元挥发规律为主要研究内容,理论预测了锡锑合金深度脱锑的可行性；实验测定了金属锡、金属锑以及锡锑合金在不同温度和残压条件下的挥发速率；实验探究了锡锑合金真空蒸馏过程中各组元相间分布规律,获得了锡锑合金真空蒸馏分离最佳工艺条件,得到主要结论如下：(1)根据纯物质沸点、纯物质饱和蒸气压、锡锑合金分离系数及气液相平衡成分图等判据,从热力学角度论证了锡锑合金可以通过真空蒸馏的方法实现彻底分离。(2)测定了1000-1400℃、5-90Pa条件下金属锡、金属锑以及锡锑合金(Sn51.3%-Sb48.7%)的挥发速率。获得了金属锡的最大挥发速率与温度的关系及临界压强与温度的关系为：lgωSn-max*=510.35/T-3.5075, Pc=102.28-89314/T;金属锑的最大挥发速率与温度的关系及临界压强与温度的关系为：lgωSb-max*=-2624/T-0.0449,Pc=58.36-50787/T;锡锑合金中各组元的最大挥发速率与温度的关系为：lgωSn-max=-4641/T+0.3580; lgωSb-max=-3044/T+0.2644。实验结果表明,锑的存在会提高锡的挥发速率而锑自身的挥发速率受到抑制,当温度上升至1400℃时,锡锑合金中锡的存在不会影响锑的挥发,锡锑合金挥发过程中组元间存在相互作用。(3)通过单因素实验考查了锡锑合金(Sn51.3%-Sb48.7%)真空蒸馏分离过程中,蒸馏温度、保温时间、原料质量(料层厚度)对液相锡含量及锡的直收率的影响。在单因素实验基础上,采用响应曲面法对锡锑合金真空蒸馏分离工艺进行优化设计,获得了液相锡含量及锡的直收率与因素之间的两个数学回归模型,经方差分析验证,数字模型与实验数据吻合较好,能较好地预测实验值。通过模型确定最佳工艺条件为：蒸馏温度1258℃,保温时间46min,原料质量137g。在最佳工艺条件下进行验证实验,得到液相中锡含量为99.43%,锡的直收率为91.22%。
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TF13;TF814

【参考文献】