Solubility of Oxygen in PbO-SiO₂ Melts

ISSN： 0008-4433

Source： Canadian Metallurgical Quarterly, Vol.16, Iss.1, 1977-01, pp. : 82-87

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Abstract

The solubility of oxygen in PbO-SiO₂ melts at 900°C was measured by a volumetric technique in the range oj compositions X_PbO = 0.4 to 1.0 jor oxygen pressures up to 1 atm. Similar determinations at 760°C were made in the region X_pbO = 0.6 to 0.75. For all composiUons, the solubility was directly proportional to the square root oj the oxygen pressure. At constant oxygen pressure, the solubility increased with the PbO content in the slag, and decreased with temperature. At 900°C and P_o₂ = 1 atm., the solubility S, expressed in g. atom O/mole slag, is well represented by the empirica relation:log S = 2.84 X_PbO − 4.64 (0.4 < X_PbO < 1.0)Similarly, for 760°C and P_o₂ = 1 atm.:log S = 2.92 X_PbO − 4.18 (0.6 < X_PbO < 0.75) The results suggest that oxygen is chemically dissolved in the slags according to the reactionPb²⁺ + ½O₂ = Pb⁴⁺ + O²⁻and that the PbH ions are prejerentially associated with the “free” O²⁻ ions in the melt.RésuméLa solubilité d'oxygène dans les bains de PbO-SiO₂ à 900°C à été mesurée par une méthode volumétrique dans la gamme de composition X_PbO = 0.4 à 1.0, pour les pressions d'oxygene jusqu' à 1 atm, ainsl qu'à 760°C dans la gamme de composition X_PbO = 0.6 à 0.75. A toutes compositions, fa solubilité était directement proportionnelle à la racine carrée de la pression d'oxygène. Lorsque la pression d'oxygène est constante, la solubilite s'augmenté quand la teneur en PbO du laitier monte, et se diminue quana la température monte. A 900°C et à P_o₂ = 1 atm., la solubilité S, exprimee en g. atome o/mol laitier, est bien repr=sent=e par la relation empirique:log S = 2.84 X_PbO − 4.64 (0.4 < X_PbO < 1.0) A 760°C et à P_0₂ = 1 atm., la relation est:log S = 2.92 X_PbO − 4.18 (0.6 < X_PbO < 0.75)Les resultats suggerent que l'oxygene se dissout chimiquement dans les laitiers selon la 1'eaction:Pb²⁺ + ½O₂ = Pb⁴⁺ + O²⁻et que les ions Pb⁴⁺ sont associes préférentiellement aux ions O²⁻ “libres” dans le bain.