Sulfide capacities of lead oxide containing silicate and alumina silicate slags

Kurşunoksit içeren silikat ve alumina silikat curuflarındaki kükürt kapasitesinin incelenmesi

Abstract

PbO-$SiO_2$ subsystem is one of the important parts of the lead/zinc smelting slag system. PbO-$AlO_{1.5}$-$SiO_2$ subsystem is also important, since the alumina is introduced into the system as an impurity from ore feed stocks, coke ash and refractory lining of the smelting furnace. In order to understand the sulfide capacity behavior of the complex smelting slag system, first it is necessary to investigate these subsystems. In this study, the sulfide capacities of PbO-$SiO_2$ and PbO-$AlO_{1.5}$-$SiO_2$ slags were studied using gas-slag equilibrium technique. The experiments were conducted in platinum and alumina crucibles using 1 atm. $SO_2$ gas which created 2.07x$10^{-8}$ atm. $PO_2$ and 2.94x$10^{-5}$ atm. $PS_2$ at 1373 K for 8 hours. It was found that for both slag systems, sulfide solubility increased with an increase of basicity. The experimental sulfide capacity (Cs) results were also compared with the Reddy-Blander model based on a simple solution model and on knowledge of the chemical and solution properties of sulfides and oxides. The Reddy-Blander model (RB) for calculating Cs in the binary PbO-$SiO_2$ and ternary PbO-$AlO_{1.5}$-$SiO_2$ slags “a priori” is shown to be in good agreement with the experimental data. It can be concluded that the sulfide capacities of slags are directly proportional (i) to the equilibrium constant KM, and (ii) to values of $a_{MO}$, which are related to the solution properties.

Özet

Bu çalışmada PbO-$SiO_2$ ve PbO-$AlO_{1.5}$-$SiO_2$ curuf sistemlerinin kükürt kapasiteleri gaz-curuf dengeleme yöntemi kullanılarak araştırılmıştır. Bu amaçla, 1 atm. basıncında saf $SO_2$ gazının 1373 K sıcaklıkta oluşturduğu 2.07x$10^{-8}$ atm. $PO_2$ ve 2.94x$10^{-5}$ atm. $PS_2$ kısmi basınçları altında platin ve/veya alumina pota içerisindeki curuf numuneleri 8 saat süreyle dengelenmiştir. Her iki sistem için de bazikliğin artışıyla curuf içerisindeki kükürt miktarında artış meydana geldiği belirlenmiştir. Elde edilen kükürt kapasiteleri sonuçları (Cs), oksitlerin ve sülfürlerin kimyasal ve çözelti özelliklerini kullanarak curufların kükürt kapasitesini hesaplayan Reddy-Blander modeliyle (RB) kıyaslanmıştır. Deney ve modelleme ile belirlenen kükürt kapasitesi sonuçları birbirleriyle uyumlu bulunmuştur