叶龙刚等：NPO3用于粗锑火法精炼过程除铅 ·1433· 100 0.4 减少到0.05283%.因为提高温度增强了反应动力学， 同时减小熔体的黏度，使反应和分层效果都有利.另 80 金属损失率 0.3 一一除铅率 一方面，温度升高，金属挥发增大导至损失增多.随着 一·一精炼梯中铅的质量分数 温度的进一步升高，除铅效果变化不明显，金属中铅的 60 0.2 质量分数保持在0.05%左右，除铅率均高于98%.综 合考虑选取反应温度为750℃. 40 0.1 3.5 综合实验结果 根据以上条件实验结果，进行了最优条件综合实 20 0 验.最优条件如下：反应时间20min,温度750℃， 0 NaPO3量为粗锑量60%，NaNO,量为精锑量3%.对精 700 750 800 0. 850 900 温度/℃ 炼后的锑成分进行全分析，其结果如表2所示.从表 图9反应温度对除铅效果的影响 中可以看出：精炼后锑的纯度提高到99.14%，NaP03 Fig.9 Effect of reaction temperature on Pb removal rate 对Pb的除去性较好；同时精炼过程对S和Co的净化 效果也较好，Bi、Cu和Ni含量基本不变，这从另一面 挥发损失都在增大，金属中铅的质量分数从0.2310% 说明NaPO,应用于这些粗金属中除铅的可能性. 表2精锑的化学成分（质量分数） Table 2 Chemical composition of refined antimony % Sb Pb Bi Fe Cu Ni Co As Si 99.139 0.047 0.027 0.013 0.014 0.100 0.038 0.001 0.612 0.009 mony during fire refining.I Guangdong Nonferrous Met,2004, 4 结论 14(2):111 (王英，陈少纯。锑火法精炼除铅的研究.广东有色金属学 通过热重一差热分析法和X射线衍射分析法研 报，2004,14(2)：111) 究NaPO,应用于粗锑除铅的反应机理.当等物质量的 ] Cui Y,Matsuura H,Hamano T,et al.Removal and recycling of NaP0,和Pb0反应时，在650~850℃之间主要生成 antimony from liquid copper by using CuCl-Cao fluxes at 1423 K. NaPh.(PO,)3,而850℃以上则生成更稳定的NaPh- Metall Mater Trans B,2007,38 (3):485 [8]Cui Y,Matsuura H,Hamano T,et al.Mechanisms of oxidation PO,锑被氧化后则会生成一种玻璃体，同时P0与 and vaporization of antimony from liquid copper with CuCl-CaO NaPO,的结合能力要强于Sb,0,反应在高温下迅速. xes.IS1mt,2008,48(1):1 以NaPO,为除铅剂的最佳精炼工艺条件为750℃反应 9]Cui Y,Matsuura H,Hamano T,et al.Removal of antimony from 20min,NaPO,量和NaNO,量分别为粗锑质量的60% liquid copper by using CuCl-NaCO fluxes at 1423 K.ISI/Int, 2008,48(1):23 和3%，在此条件下除铅率为98.90%，精锑中铅含量 [10]Wu WW,Wu X H,Lai S B,et al.Reaction of NH4H2 PO 0.047%,除铅彻底迅速，说明NaP03是一种高效绿色 with lead and antimony oxides at high temperature.Nonferrous 的除铅剂 Meal,2008,60(4):84 (吴文伟，吴学航，糗水彬，等。磷酸二氢铵与铅锑氧化物的 参考文献 高温反应行为.有色金属，2008,60(4)：84) Yang JG.Tang C B.Chen Y M,et al.Separation of antimony 01] Szczygiel I,Znamicrowska T.Phase equilibria in the system Ce- from a stibnite concentrate through a low-emperature smelting P04-NaP03.J Therm Anal,1991,37(4):705 process to eliminate S02 emission.Metall Mater Trans B,2010, 02] Watanabe M.Synthesis and thermal reorganization of sodium cy- 42(1):30 clo-hexaphosphate.J Mater Sci,1992,27(19):5259 Ye L G,Tang C B,Tang M T,et al.Separation antimony from 3] Lin D Q,Qiu K Q.Removal of arsenic and antimony from anode stibnite concentrate through a low temperature smelting.J Cent slime by vacuum dynamic flash reduction.Enriron Sci Technol, South Unir Sci Technol,2012,43(9):3338 2011,45(8):3361 (叶龙刚，唐朝波，唐谟堂，等.硫化锑精矿低温熔炼新工艺 04] Lin D Q,Qiu K Q.Removing arsenic from anode slime by vacu- 中南大学学报：自然科学版，2012,43(9)：3338) um dynamic evaporation and vacuum dynamic flash reduction B]Anderson CC.The metallurgy of antimony.Chem Erde,2012, Vacum,2012,86(8):1155 72:3 D5] Osterheld R K,Hawthome J D.Liquids diagram for the sodium ] Hassam S,Boa D,Fouuque Y,et al.Thermodynamic investigation of orthophosphate-ead orthophosphate.Solid State Chem,1973, the Pb-Sb system.J Alloys Compd,2009,476(1-2)74 7(1):106 5]Raghavan V.Fe-Pb-Sb (iron-ead-antimony).J Phase Equilil D6] Watanabe W,Kato M.The chemical structures of glasses of the Diis,2008,29(5):451 NaPO:-Sb2 03 and NaPO:-Sb2 Os systems.Bull Chem Soc Jpn, [6]Wang Y.Chen S C.Research on removal of lead from rough anti- 1972,45(4):1058叶龙刚等: NaPO3 用于粗锑火法精炼过程除铅 图 9 反应温度对除铅效果的影响 Fig． 9 Effect of reaction temperature on Pb removal rate 挥发损失都在增大，金属中铅的质量分数从 0. 2310% 减少到 0. 05283% ． 因为提高温度增强了反应动力学， 同时减小熔体的黏度，使反应和分层效果都有利． 另 一方面，温度升高，金属挥发增大导至损失增多． 随着 温度的进一步升高，除铅效果变化不明显，金属中铅的 质量分数保持在 0. 05% 左右，除铅率均高于 98% ． 综 合考虑选取反应温度为 750 ℃ ． 3. 5 综合实验结果 根据以上条件实验结果，进行了最优条件综合实 验． 最 优 条 件 如 下: 反 应 时 间 20 min，温 度 750 ℃， NaPO3量为粗锑量 60% ，NaNO3 量为精锑量 3% ． 对精 炼后的锑成分进行全分析，其结果如表 2 所示． 从表 中可以看出: 精炼后锑的纯度提高到 99. 14% ，NaPO3 对 Pb 的除去性较好; 同时精炼过程对 S 和 Co 的净化 效果也较好，Bi、Cu 和 Ni 含量基本不变，这从另一面 说明 NaPO3 应用于这些粗金属中除铅的可能性． 表 2 精锑的化学成分( 质量分数) Table 2 Chemical composition of refined antimony % Sb Pb S Bi Fe Cu Ni Co As Si 99. 139 0. 047 0. 027 0. 013 0. 014 0. 100 0. 038 0. 001 0. 612 0. 009 4 结论 通过热重 － 差热分析法和 X 射线衍射分析法研 究 NaPO3 应用于粗锑除铅的反应机理． 当等物质量的 NaPO3 和 PbO 反应时，在 650 ～ 850 ℃ 之间主要生成 NaPb4 ( PO4 ) 3，而 850 ℃ 以上则生成更稳定的 NaPb￾PO4，锑被氧化后则会生成一种玻璃体，同时 PbO 与 NaPO3 的结合能力要强于 Sb2O3，反应在高温下迅速． 以 NaPO3 为除铅剂的最佳精炼工艺条件为 750 ℃反应 20 min，NaPO3 量和 NaNO3 量分别为粗锑质量的 60% 和 3% ，在此条件下除铅率为 98. 90% ，精锑中铅含量 0. 047% ，除铅彻底迅速，说明 NaPO3 是一种高效绿色 的除铅剂． 参 考 文 献 ［1］ Yang J G，Tang C B，Chen Y M，et al． Separation of antimony from a stibnite concentrate through a low-temperature smelting process to eliminate SO2 emission． Metall Mater Trans B，2010， 42( 1) : 30 ［2］ Ye L G，Tang C B，Tang M T，et al． Separation antimony from stibnite concentrate through a low temperature smelting． J Cent South Univ Sci Technol，2012，43( 9) : 3338 ( 叶龙刚，唐朝波，唐谟堂，等． 硫化锑精矿低温熔炼新工艺． 中南大学学报: 自然科学版，2012，43( 9) : 3338) ［3］ Anderson C G． The metallurgy of antimony． Chem Erde，2012， 72: 3 ［4］ Hassam S，Boa D，Fouuque Y，et al． Thermodynamic investigation of the Pb--Sb system． J Alloys Compd，2009，476( 1 － 2) : 74 ［5］ Ｒaghavan V． Fe--Pb--Sb ( iron-lead-antimony) ． J Phase Equilib Diffus，2008，29( 5) : 451 ［6］ Wang Y，Chen S C． Ｒesearch on removal of lead from rough anti￾mony during fire refining． J Guangdong Non-ferrous Met，2004， 14( 2) : 111 ( 王英，陈少纯． 锑火法精炼除铅的研究． 广东有色金属学 报，2004，14( 2) : 111) ［7］ Cui Y，Matsuura H，Hamano T，et al． Ｒemoval and recycling of antimony from liquid copper by using CuCl--CaO fluxes at 1423 K． Metall Mater Trans B，2007，38( 3) : 485 ［8］ Cui Y，Matsuura H，Hamano T，et al． Mechanisms of oxidation and vaporization of antimony from liquid copper with CuCl--CaO fluxes． ISIJ Int，2008，48( 1) : 1 ［9］ Cui Y，Matsuura H，Hamano T，et al． Ｒemoval of antimony from liquid copper by using CuCl--Na2CO3 fluxes at 1423 K． ISIJ Int， 2008，48( 1) : 23 ［10］ Wu W W，Wu X H，Lai S B，et al． Ｒeaction of NH4H2 PO4 with lead and antimony oxides at high temperature． Non-ferrous Metal，2008，60( 4) : 84 ( 吴文伟，吴学航，赖水彬，等． 磷酸二氢铵与铅锑氧化物的 高温反应行为． 有色金属，2008，60( 4) : 84) ［11］ Szczygiel I，Znamierowska T． Phase equilibria in the system Ce￾PO4 --NaPO3 ． J Therm Anal，1991，37( 4) : 705 ［12］ Watanabe M． Synthesis and thermal reorganization of sodium cy￾clo-hexaphosphate． J Mater Sci，1992，27( 19) : 5259 ［13］ Lin D Q，Qiu K Q． Ｒemoval of arsenic and antimony from anode slime by vacuum dynamic flash reduction． Environ Sci Technol， 2011，45( 8) : 3361 ［14］ Lin D Q，Qiu K Q． Ｒemoving arsenic from anode slime by vacu￾um dynamic evaporation and vacuum dynamic flash reduction． Vacuum，2012，86( 8) : 1155 ［15］ Osterheld Ｒ K，Hawthorne J D． Liquids diagram for the sodium orthophosphate-lead orthophosphate． J Solid State Chem，1973， 7( 1) : 106 ［16］ Watanabe W，Kato M． The chemical structures of glasses of the NaPO3 --Sb2O3 and NaPO3 --Sb2O5 systems． Bull Chem Soc Jpn， 1972，45( 4) : 1058 · 3341 ·