Gas Slag Reaction Kinetics in Slag Cleaning of Copper Slags

Abstract

Measurements of the rate constant of CO 2 dissociation on the surface of molten Fe x O-SiO 2 -Al 2 O 3 -Cu 2 O slag have been made by using the 13 CO 2 -CO isotope exchange technique as a function of temperature and imposed equilibrium CO 2 /CO ratio. It is shown that the apparent first-order rate constant remains fixed with Cu 2 O content from 1 to 10 wt% at higher oxygen potentials. The rate constant becomes approximately 2 times higher after metallic copper is reduced from the slag. The effect of temperature in the range from 1200 to 1450 °C on the rate constant was also studied and the activation energy was 190 kJ/mole for slag of composition 60Fe x O-30SiO 2 -10Al 2 O 3 . In the presence of Cu metal, the activation energy was reduced to122 kJ/mole.Résumé -On a effectué des mesures de la constante de vitesse de dissociation du CO 2 à la surface de scorie de Fe x O-SiO 2 -Al 2 O 3 -Cu 2 O fondue en utilisant la technique d'échange de l'isotope 13 CO 2 -CO en fonction de la température et du rapport d'équilibre imposé de CO 2 /CO. On montre que la constante de vitesse apparente du premier ordre demeure fixe pour une teneur en Cu 2 O de 1 à 10% en poids, aux potentiels d'oxygène plus élevés. La constante de vitesse devient approximativement 2 fois plus élevée après réduction du cuivre métallique à partir de la scorie. On a également étudié l'effet de la température sur la constante de vitesse dans la gamme de 1200 à 1450 °C. L'énergie d'activation était de 190 kJ/mole pour la scorie de composition 60Fe x O-30SiO 2 -10Al 2 O 3 . En présence de métal Cu, l'énergie d'activation était réduite à 122 kJ/mole.