基于分子相互作用體積模型，結(jié)合Sn、Sb 的無(wú)限稀活度系數(shù)γ∞ Sn、γ∞ Sb，運(yùn)用牛頓迭代法計(jì)算了Sn-Sb 合金中Sn、Sb 的活度系數(shù)γSn、γSb，并預(yù)測(cè)了Sn-Sb 合金中Sb 的分離系數(shù)βSb，結(jié)果表明：βSb >> 1，理論上Sn、Sb 能夠徹底地分離。同時(shí)繪制氣液相平衡圖，理論預(yù)測(cè)了Sn-Sb 合金組元在氣液相間的分布情況，并與試驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明，當(dāng)溫度為1200 ～1400℃，平均相對(duì)誤差S2* = 5. 86%，理論預(yù)測(cè)值與試驗(yàn)值吻合較好，研究結(jié)果為Sn-Sb 合金真空蒸餾分離過(guò)程提供了可靠的理論依據(jù)。

　　真空冶金在合金分離和粗金屬精煉等方面具有重要而廣泛的應(yīng)用。昆明理工大學(xué)采用真空蒸餾技術(shù)分離錫銻合金，并在來(lái)賓冶煉廠成功進(jìn)行了工業(yè)試驗(yàn)。該方法克服了火法精煉加鋁除銻工藝中，金屬回收率低、能耗高、產(chǎn)生精煉渣難于處理、錫精煉過(guò)程中銻沒(méi)有得到有效開(kāi)路等問(wèn)題。同時(shí)，與電解精煉相比，物料普適性高、工藝流程簡(jiǎn)單、無(wú)污染。

　　工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果表明：錫銻合金真空蒸餾分離過(guò)程中，銻難以高效脫除。理論探究錫銻合金真空蒸餾深度脫銻的可行性需引入各組元活度系數(shù)，然而，實(shí)驗(yàn)測(cè)定難度較大，因此利用模型預(yù)測(cè)合金活度就顯得尤為重要。該方面已有許多研究者提出了一系列熱力學(xué)計(jì)算模型，但各模型的應(yīng)用都存在一定的局限性，如：周?chē)?guó)治法僅適用于稀金屬溶液;正規(guī)溶液模型(Regular Solution Model) 不適用于質(zhì)點(diǎn)大小相差較大、質(zhì)點(diǎn)間相互作用較強(qiáng)、熱力學(xué)函數(shù)不對(duì)稱(chēng)的體系；Wilson 方程對(duì)強(qiáng)正偏差體系的擬合效果不是很理想，特別不適合強(qiáng)負(fù)偏差體系和混合偏差體系。

　　分子相互作用體積模型( MIVM)只需二元系無(wú)限稀活度系數(shù)即可計(jì)算合金組元活度，與其他模型相比，其物理基礎(chǔ)清晰、可靠，且更接近真實(shí)溶液，MIVM 的預(yù)測(cè)效果已得到某些學(xué)者的證實(shí)。因此，本研究利用MIVM 計(jì)算了錫銻合金組元的活度系數(shù)，理論上預(yù)測(cè)了錫銻合金真空蒸餾深度脫銻的可行性，并結(jié)合驗(yàn)證試驗(yàn)進(jìn)行了深入研究。

　　1、MIVM 計(jì)算錫銻合金真空蒸餾分離相關(guān)活度系數(shù)

　　陶東平基于統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)和流體相平衡理論，推導(dǎo)出了液體及其混合物正則配分函數(shù)的新表達(dá)式，提出了液體混合物分子局部配位數(shù)概念及其表達(dá)式，從而建立了液體混合物熱力學(xué)的一種新模型-MIVM，根據(jù)文獻(xiàn)，錫銻合金組元活度系數(shù)可由無(wú)限稀活度系數(shù)γ∞S n、γ∞Sb及相關(guān)參數(shù)結(jié)合牛頓迭代法計(jì)算得到。錫銻合金組元相關(guān)參數(shù)見(jiàn)表1 -表3，MIVM 計(jì)算結(jié)果列于表4。

　　4、結(jié)論

　　(1) 基于MIVM 預(yù)測(cè)了錫銻合金組元的活度系數(shù)γSn、γSb，在此基礎(chǔ)上計(jì)算錫銻合金中銻的分離系數(shù)βSb，結(jié)果表明：βSb >> 1，錫、銻能夠徹底分離。繪制了氣液相平衡圖，并預(yù)測(cè)了蒸餾溫度、爐內(nèi)殘壓、液相組成間的關(guān)系。

　　(2) 在蒸餾溫度1200 ～1400℃ 范圍內(nèi)，采用MIVM 計(jì)算的錫銻真空蒸餾分離理論預(yù)測(cè)值與試驗(yàn)值平均相對(duì)誤差S2* = 5. 86%，理論預(yù)測(cè)值與試驗(yàn)值較好吻合。MIVM 證實(shí)了錫銻合金采用真空蒸餾的方法深度脫銻的可行性，可用于錫銻二元合金熱力學(xué)性質(zhì)的預(yù)測(cè)。

　　(3) 在1100℃以下和1400℃以上，MIVM 計(jì)算的錫銻真空蒸餾分離理論預(yù)測(cè)值與試驗(yàn)值平均相對(duì)誤差較大，這是由于實(shí)驗(yàn)裝備條件下，1100℃以下強(qiáng)制冷凝設(shè)備對(duì)氣液平衡狀態(tài)有著重要的影響；而在1400℃以上，試驗(yàn)系統(tǒng)殘壓大于理論值，導(dǎo)致液相中含錫量偏低，因此須提高真空泵抽速、擴(kuò)大冷凝面提高冷凝速率等來(lái)降低爐內(nèi)殘壓。MIVM 可用于指導(dǎo)錫銻真空蒸餾分離實(shí)踐操作。