Abstract

Three kinds of slags occur in the waste dump of pyrometallurgical slags produced during reworking of lateritic ores of Ni in Szklary, Lower Silesia, southwestern Poland. Slags 1 and 2 contain 34–44 wt.% SiO2, and slag 2 is enriched in Ca and impoverished in Fe relative to slag 1; slag 3 is characterized by extreme Ca content (ca. 50 wt.% CaO). The slags consist of silicate glass, synthetic equivalents of clinopyroxenes (diopside, hedenbergite), melilite, olivines (forsterite, fayalite) and subordinate spinel (chromite), sulfides (pyrrhotite, pentlandite, heazlewoodite, digenite) and intermetallic compounds (awaruite, bronze, metallic Fe and Cu). One type of slag contains significant amounts of the potentially toxic elements (PTE) Co (>380 ppm), Cr (>6400 ppm), Ni (>4000 ppm) and Zn (>352 ppm). The phase assemblages and textures in the Szklary slags are similar to those in other pyrometallurgical slags produced during reworking of silicate and sulfide ores, but they contain fewer sulfides. Although the slags have been exposed to atmospheric conditions for 30–80 years, those occurring in the dump are not affected by weathering, and small vitreous fragments of slag occurring in nearby agricultural fields have only thin (<100 μ m) crusts due to weathering. Nanometric inclusions of sulfides and metallic alloys are embedded in the silicate glass of vitreous slags. Some PTE are concentrated in these silicates: diopside is enriched in Cr (up to 2.3 wt.% Cr2O3), forsterite in Ni (up to 1.7 wt.% NiO), and melilite in Zn (up to 0.7 wt.% ZnO), but their reactivity was found to be limited in the alkaline soils surrounding Szklary.

Abstract

Les haldes de déchêts pyrométallurgiques à Szklary, en Basse Silésie, dans le sud-ouest de la Pologne, contiennent trois types de scories résultant du traitement du minerai latéritique de nickel. Les scories de type 1 et 2 contiennent entre 34 et 44% de SiO2 (base pondérale); celles de type 2 sont enrichies en Ca et appauvries en Fe par rapport aux scories de type 1. Par contre, les scories de type 3 ont des teneurs extrêmes en Ca (environ 50% CaO). Ces scories contiennent un verre silicaté, des équivalents synthétiques de clinopyroxènes (diopside, hédenbergite), mélilite, olivines (forstérite, fayalite), avec un spinelle (chromite), des sulfures (pyrrhotite, pentlandite, heazlewoodite, digenite) et des composés intermétalliques (awaruïte, bronze, Fe et Cu metalliques) comme accessoires. Un des types de scorie contient des quantités importantes des éléments potentiellement toxiques Co (>380 ppm), Cr (>6400 ppm), Ni (>4000 ppm) et Zn (>352 ppm). Les assemblages de phases et les textures de ces scories ressemblent à ceux résultant du traitement pyrométallurgique de minerais silicaté et sulfuré, mais ils contiennent une proportion moindre de sulfures. Quoique les scories aient été exposées à des conditions atmosphériques pendant de 30 à 80 ans, celles qui se trouvent dans les haldes n’on pas subi les effets de dégradation. Les petits fragments de scorie vitreuse qui se trouvent dans les champs adjacents n’ont qu’un mince liseré (<100 μ m) de produits d’altération dus aux conditions climatiques. Des inclusions nanométriques de sulfures et d’alliages métalliques sont présentes dans le verre des scories vitreuses. Certains éléments potentiellement toxiques sont concentrés dans ces silicates: le diopside est enrichi en Cr (jusqu’à 2.3% Cr2O3, poids), la forstérite, en Ni (jusqu’à 1.7% NiO), et la mélilite, en Zn (jusqu’à 0.7% ZnO), mais leur réactivité semble limitée dans les sols alcalins des environs de Szklary.

(Traduit par la Rédaction)

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