Practical Implications of the Physical Chemistry of Zinc-Lead Blast Furnace Slags

Abstract

The solubilities of zinc, lead, copper and sulphur in slag in the commercial operation of the zinc-lead blast furnace are considered in the light of the known thermodynamics of the relevant systems and the possible control of metal losses is assessed. Recent years have seen a gradual change from the use of high basicity slags to those with much lower lime-silica ratios where theory predicts a higher equilibrium zinc content. In practice, due to a lower slag volume and improved gas-slag contact a higher overall recovery of zinc is obtained. Future operations are likely to emphasize the role of the furnace as a combined zinc-lead-copper producer and consideration is given to the influence of the copper content of lead bullion on the copper solubility in slag. The twenty years of commercial operation of the zinc-lead blast furnace has proved it to be extremely flexible in terms of slag composition. Résumé A la lumiére des propriétés thermodynamiques connues des systèmes pertinents, nous avons analysé les solubilités du zinc, plomb, cuivre et soufre dans les scories d'opération commerciale d'un hautfourneau zinc-plomb et avons estimé le contrôle éventuel des pertes de metal. Ces derniéres années ont vu se produire Ie changement graduel de l'utilisation de scories trés basiques à celle de scories dont les rapports chaux-silice sont plus faibles et pour lesquelles la théorie prédit une plus haute teneur en zinc à l'équilibre. Enpratique, à cause d'un plus faible volume de scorie et d'un meilleur contact gaz-scorie, on obtient un meilleur recouvrement globalduzinc. Les opérations futures vontsans doute mettre l'emphasesur le rôle du four en tant que producteur d'une combinaison zinc-plomb-cuivre et, dans cette optique, on a considéré l'influence de la teneur en cuivre du plomb sur la solubilité du cuivre dans la scorie. Les vingt années d'opération du hautfourneau zinc-plomb ont prouve qu'il était extrêmement flexible en ce qui concerne la composition des scories.