采用真空蒸餾方法對硫渣進行處理，熱力學計算表明：在系統壓力10 Pa，蒸餾溫度1173 K 時，渣中Cu2 S 與Sn 反應的ΔG 值為- 20343 J。在系統壓力5 ～ 20 Pa，蒸餾溫度1173 K 及蒸餾時間10 ～ 30 min 實驗條件下進行真空蒸餾實驗，并對產物進行X 射線衍射分析及化學分析，結果表明：殘留物中Cu 含量提高到30% 左右，揮發物中主要物質為SnS，渣中的硫化亞銅(Cu2 S) 與金屬錫反應，生成硫化亞錫( SnS) 與金屬銅，硫化亞錫在此條件下全部揮發，金屬銅富集于殘留物中。上述理論及實驗研究表明：硫渣中錫銅的真空蒸餾分離是可行的，且銅在冶煉過程中得到開路處理，此工藝具有流程短，操作簡單，無污染，符合冶金工業清潔生產的發展需要。

　　粗錫精煉過程中，加硫除銅后打撈上來的浮渣稱為硫渣。硫渣一般含錫在60% 以上，其主要雜質為銅和硫，由于中國各煉錫廠硫渣的數量逐年上升，因此硫渣中積壓了大量的錫，長期以來是錫冶煉廠生產中要解決的難題。為有效解決這一問題，各錫冶金企業和科研院所曾對硫渣的處理方法做了很多種研究，但錫銅分離回收效果均不理想。

　　目前，各煉錫廠處理硫渣的工藝路線主要有兩種: 第一種工藝：隔膜電解-氧化焙燒-硫酸浸出生產硫酸銅。此工藝中銅作為硫酸銅形式開路處理，實際生產中錫的直收率為45% ～ 55%，電流效率為55%左右，銅脫除率為90%左右，整個系統的效益不佳。第二種工藝是硫渣浮選-焙燒-酸浸生產硫酸銅。此工藝是將硫渣浮選得到的銅精礦進行氧化焙燒脫硫，焙砂用硫酸浸出后電積生產粗銅。但真空技術網(http://smsksx.com/)認為此工藝流程多，錫的機械損失較大。故本文采用真空蒸餾的方法，利用錫與硫化亞銅在真空高溫下進行反應，得到硫化亞錫與金屬銅，其中硫化亞錫在此條件下全部揮發，從而實現硫渣中錫銅分離回收的目的，為硫渣處理的新方法提出了思路。

1、硫渣真空蒸餾的理論分析

　　1.1、硫化亞銅與金屬錫的反應

　　在真空加熱的條件下，硫化亞銅可以與金屬錫反應，生成硫化亞錫與金屬銅。其反應的方程式如下

　　通過對硫化亞銅與金屬錫在不同體系壓強下反應的G-T 關系計算，得到圖1。

圖1 不同體系壓強下Cu2 S 與Sn 反應的G-T 關系

　　熱力學計算表明，在試驗條件(10 Pa，1173 K)下，硫化亞銅與金屬錫反應的吉布斯自由能為-20343 J，從理論上說明該反應在此條件下可以發生，而且生成的硫化亞錫在此條件下全部揮發，推進了該反應的正向進行。

　　1.2、硫化亞錫，硫化亞銅，錫，銅等純物質的飽和蒸氣壓的比較

　　Sn 與Cu 等純物質的飽和蒸氣壓與溫度的關系可由式(2) 來表示

　　硫化物蒸氣壓與溫度的關系可由式(3) 來表示

　　式(2) ，式(3) 中A，B，C，D 分別為蒸發常數。由文獻查得Sn，Cu，Cu2S，SnS 這四種物質的蒸發常數，分別代入式(2) ，式(3) 中，可以得到在Cu2S 與Sn 反應中出現的四種純物質蒸氣壓與溫度的關系，將計算結果繪制成log p-T 圖，如圖2 所示。

圖2 錫與硫化亞銅反應中反應物與生成物的log p-T 關系圖

　　圖2 表明在反應溫度1173 K 時，SnS 的飽和蒸氣壓遠遠大于Cu，Sn，Cu2S 的飽和蒸氣壓，在反應時非常容易揮發出來。

4、結論

　　(1) 用真空蒸餾法對硫渣處理可以實現硫渣中錫銅分離的目的，為硫渣處理開辟了新途徑。且該方法環保節能，符合目前提倡的綠色冶金新工藝的發展要求。

　　(2) 理論和實驗均證明，渣中的錫與硫化亞銅在真空高溫下可以反應，生成硫化亞錫與金屬銅，此反應的發生一是利用硫渣中的金屬錫與硫化亞銅相互裹嵌的特點，二是利用生成的硫化亞錫在此實驗條件( 體系壓強10 Pa，蒸餾溫度1173 K) 下完全揮發，使得該反應更容易發生。

　　(3) 殘留物中的錫含量仍然過高，原因可能是硫化劑( 硫化亞銅) 不足，在接下來的試驗中考慮添加黃鐵礦，使硫渣中的錫全部硫化揮發，剩余的殘留物作為冰銅入反射爐還原熔煉。