复杂硫铅锑矿连续真空蒸馏制备金属铅的创新工艺及其环境效益研究

本刊推荐：本研究提出了一种通过连续真空蒸馏从脆硫锑铅矿（Jamesonite）中制备金属铅（Pb）并同步获得高纯度硫化锑（Sb2S3）的新方法。在10 Pa真空度下，650°C分解获得＞99%纯度的Sb2S3，750°C获得＞99%硫化铅（PbS），最终经1050°C分解PbS得到＞99%金属铅。该工艺环境友好、流程简洁，为复杂硫化矿冶炼提供了新思路。

　　

Highlight

实验方法

本研究的技术流程如图1所示。最初，复杂铅锑硫化精矿在真空炉加热区内受热分解，生成硫化铅（PbS）、硫化锑（Sb₂S₃）和硫化亚铁（FeS）。随后在700-800°C、10 Pa压力条件下，硫化锑（Sb₂S₃）挥发至冷凝盘，而残留的硫化铅（PbS）和硫化亚铁（FeS）则留在蒸馏釜内。

精矿挥发规律

采用50克脆硫锑铅矿精矿作为原料，保温时间1小时，分别设置650°C、700°C、750°C三个蒸馏温度段。首先在650°C进行挥发，随后将该过程的残留物在700°C进行二次挥发，最后将700°C的残留物在750°C进行第三次挥发，获得三组不同的挥发物。通过扫描电镜（SEM）和能谱分析（EDS）对挥发物的形貌和元素组成进行表征。

不同硫化物的饱和蒸气压

饱和蒸气压是指特定温度下，密闭系统中气态物质与其固/液相接触时达到平衡的压力。物质的饱和蒸气压随温度变化而改变，通常温度升高则压力增大，这种差异构成了真空冶金分离材料的基础原理。具体而言，材料间饱和蒸气压差异越大，通过真空蒸馏实现分离的可行性就越高。

结论

本文提出了一种通过连续真空分解从脆硫锑铅矿精矿生产元素铅的方法，同时制备了纯度超过99%的硫化锑（Sb₂S₃）。

（1）在10 Pa和650°C条件下，成功从脆硫锑铅矿精矿生产出纯度超过99%的硫化锑（Sb₂S₃）

（2）通过分解硫化铅（PbS）的工艺，在1050°C和10 Pa条件下获得的元素铅纯度超过99%