Abstract

Zinc smelting at Świętochłowice, in Upper Silesia, Poland, produced a 15 ha waste dump, which is dominated by silicate slags, representing 1200–1300°C silicate melt generated during zinc extraction. The high ratio of silicate network-modifying to network-forming cations resulting in low viscosity of the melt enabled the crystallization of a holocrystalline assemblage of phases. The main phases present in the slag are silicates, mostly synthetic analogues of olivine, melilite, pyroxene, feldspars, willemite and of the oxides zincite and spinel-group phases. The silicate and oxide phases contain variable amounts of Zn, and melilite and K-feldspar also contain Pb. Willemite was the first phase to crystallize in Zn-rich slags, which are thus considered to be “Zn-saturated”. The Zn poor (“Zn-undersaturated”) slags do not contain any Zn-phase, and zinc is preferably concentrated in melilite. Pyroxene is a sink for Zn where the composition of the melt does not allow melilite to crystallize. The phase assemblages occurring in the slags from Świętochłowice are similar to those described in other Zn-smelting slags. Two “facies”, “Zn-saturated” and “Zn-undersaturated”, relating bulk-slag composition to phase assemblages, can be defined for the Świętochłowice and other Zn-smelting slags.

Abstract

Les fonderies de Świętochłowice, en Haute Silésie, Pologne, ont laissé sur une superficie de 15 hectares des déchets industriels constitués majoritairement de laitiers formés entre 1200 et 1300°C lors de la fusion de bains silicatés générés lors de l’extraction du zinc. Le rapport élevé de cations modificateurs de réseau silicaté à cations formateurs de réseau a pour conséquence une faible viscosité des scories et la cristallisation d’assemblages holocristallins. Dans ces scories, les phases les plus abondantes sont des silicates, analogues synthétiques de l’olivine, de la mélilite, de la willémite, de pyroxènes, de feldspaths, mais aussi d’oxydes qui sont représentés par des analogues de la zincite et de différents spinelles. Ces phases contiennent des quantités variables de Zn et pour certaines d’entre elles (mélilite, feldspath potassique), de plomb. Dans les liquides saturés en Zn, la willémite est la première phase à cristalliser. Les scories sous saturées en zinc ne contiennent pas de minéral zincifère, cet élément étant alors concentré principalement dans la mélilite. Le pyroxène est un piège pour le zinc lorsque la composition ne permet pas la cristallisation de mélilite. Les paragenèses rencontrées dans les scories de Swietochlowice sont proches de celles que l’on peut trouver dans d’autres sites de ce type. Les notions de faciès saturés et sous saturés en zinc permettent de décrire correctement la plupart de ces paragenèses à Świętochłowice et sur d’autres sites de la pyrométallurgie du zinc.

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