復雜體系中鋅鉛氯化物飽和蒸氣壓的測試

張延玲，付中華，李士琦，王玉剛，符顯斌

(北京科技大學 冶金與生態工程學院 生態與循環冶金教育部重點實驗室，北京 100083)

復雜體系中鋅鉛氯化物飽和蒸氣壓的測試

張延玲，付中華，李士琦，王玉剛，符顯斌

(北京科技大學 冶金與生態工程學院 生態與循環冶金教育部重點實驗室，北京 100083)

為了更好地控制Zn、Pb等重金屬在熔融處理過程中的揮發行為，需要確切了解復雜體系中Zn、Pb等重金屬化合物的飽和蒸氣壓和活度等重要的熱力學參數。應用氣流攜帶法測定FeO-CaO-SiO2-Al2O3體系中Zn、Pb氯化物的飽和蒸氣壓，并分析各因素如溫度和渣成分等對Zn、Pb氯化物飽和蒸氣壓的影響。結果表明：在本實驗測定溫度下，Zn和Pb氯化物的飽和蒸氣壓均隨溫度的升高而升高，且蒸氣壓值的對數與溫度的倒數之間呈較好的線性關系；體系中渣成分如堿度和FeO含量均對Zn、Pb氯化物的飽和蒸氣壓有很大影響；隨著堿度降低、FeO含量升高，Zn、Pb氯化物的飽和蒸氣壓呈增大趨勢；但從本研究所獲得數據來看，與Pb氯化物相比，溫度和渣成分等對Zn氯化物飽和蒸氣壓的影響更為顯著。本研究所獲得數據對熔融處理過程中有效控制Zn、Pb等重金屬的揮發行為提供了理論依據。

Zn氯化物；Pb氯化物；氣流攜帶法；飽和蒸氣壓；影響因素

垃圾焚燒飛灰及金屬冶煉過程中產生的部分粉塵由于重金屬如Zn、Pb、Cd等含量較高，已被世界各國明確規定為危險廢棄物，必須經過特殊處理。熔融處理目前是一種比較有應用前景的方法[1?2]。為了有效地控制熔融處理過程中Zn、Pb等重金屬的揮發行為，需要確切了解該類物質在所處體系中的飽和蒸氣壓和活度等重要的熱力學參數。垃圾焚燒飛灰及工業粉塵中常見的基體組成是CaO、SiO2、FeO/Fe2O3和Al2O3，同時含有部分 K、Na、S、Cl以及重金屬 Zn、Pb和Cr等[3?5]。在熔融處理過程中，這些成分構成了一個復雜的多元熔渣/熔鹽體系，對于重金屬來說，在該熔渣/熔鹽體系中的飽和蒸汽壓是決定其揮發行為的重要熱力學參數。關于 Zn、Pb等重金屬在高溫下的揮發行為的研究工作已有大量報道，包括在氣相凝固相中的分配比[6?7]、揮發動力學[8?9]以及熱力學平衡計算[10?11]等。但從可獲得的資料來看，關于復雜體系中Zn、Pb等重金屬的飽和蒸氣壓、活度等重要的熱力學參數，除了本文作者前期研究[12]中獲得的部分結果外，尚未見到其它方面的報道。

許多的研究表明[13?15]，在高溫條件下，氯化物是Zn和Pb等重金屬的主要揮發氣體種類。本文作者在前期研究[16]的基礎上，利用氣流攜帶法測試獲得了在CaO-SiO2-FeO/Fe2O3-Al2O3多元體系中Zn、Pb單獨存在時氯化物的飽和蒸氣壓，并分析了溫度和渣成分等因素對 Zn、Pb氯化物飽和蒸氣壓的影響。在本課題的后續研究中將重點探討 Zn、Pb共存于以上體系中時其氯化物飽和蒸氣壓的測試情況，并深入分析Zn、Pb氯化物之間及其與渣相之間的、可能的相互反應機理。這些數據的獲得將為有效地控制熔融處理垃圾焚燒飛灰及工業粉塵過程中 Zn、Pb等重金屬的分離回收過程提供重要的理論依據。

1 實驗

1.1 試驗溫度的確定

如文獻[16]所述，氣流攜帶法測試物質飽和蒸氣壓的原理是選定一種惰性氣體在處于測試溫度下的試樣上方流過，當待測試樣的蒸氣被攜帶氣體飽和時，混合氣體中試樣的分壓即等于該物質在同溫度下的飽和蒸氣壓。在測試溫度條件下，待測樣品的飽和蒸氣壓可通過由于揮發引起的樣品質量損失計算得到，計算公式如下：

式中：p為待測物質的飽和蒸氣壓，Pa；m為揮發氣體的摩爾質量，g/mol；R為摩爾氣體常數，8.314 J/(K·mol)；T為溫度，K；Δm為質量損失，g；V為氣體體積，m3。

式(1)說明，除了試驗可控條件T、V及R之外，為了得到待測p，需要獲得Δm與m值。Δm可以很容易地通過試驗前、后樣品稱量獲得，而m值的獲得需要事先明確氣體揮發種類，而且為了保證測試數據的準確性，樣品質量損失Δm應該完全由摩爾質量為m的氣體種類揮發產生。因此，為了使試驗與分析更為簡化，本研究在試驗前首先利用熱力學計算確定了Zn、Pb單獨存在于CaO-SiO2-FeO/Fe2O3-Al2O3體系中時只有一種(或盡可能少的)揮發氣體大量形成的溫度條件。已有研究[13,17]表明，鋅的主要揮發氣體種類為單質Zn和ZnCl2，鉛的揮發氣體種類主要為單質Pb、PbCl和PbCl2，較高溫度條件下，PbO也會揮發。本研究重點探討的是垃圾焚燒飛灰及工業粉塵熔融處理過程中 Zn、Pb的揮發行為，由于這類物質中均含有一定的Cl元素，研究[14?15]表明：在這種條件下，Zn、Pb的揮發以氯化物為主。因此，本研究首先確定了上述體系中 Zn、Pb氯化物大量生成的溫度區間，并通過試驗證明，在該溫度區間內除了Zn和Pb氯化物之外，其它氣體如FeCl2的揮發基本可以忽略。

熱力學計算采用的是FactSage熱力學軟件[18]，基于吉布斯自由能最小化原則，本文作者模擬分析了Zn、Pb在含Cl的FeO-CaO-SiO2-Al2O3體系中的揮發行為。計算時使用的是FactSage軟件自身的熱力學數據庫，標定產物有氣相、液相、純固體、渣及固溶體等，溫度設置為673~1 873 K，總壓力為1.01×105Pa，指定氣氛為純Ar，含Cl的FeO-CaO-SiO2-Al2O3體系中各化合物組成如表1所列(體系中設置ZnO或PbO與 Cl元素的摩爾比為 1?2，即 n(ZnO/PbO)?n(CaCl2)=1?1)。

表1 熱力學計算中各組分的含量Table 1 Mass fraction of each component in thermodynamical calculation

圖1(a)和(b)所示分別為Zn和Pb各揮發物隨溫度的變化關系，縱軸為揮發氣體種類的量與樣品中所含Zn或Pb元素的量之比。從圖1(a)可以看出，低溫下主要以ZnCl2的形式揮發，ZnCl2的揮發率隨溫度的變化為先增后減，到1 000 K左右達到最大值；而單質Zn在1 000 K以下幾乎沒有生成，形成的FeCl2氣體所占比例也很低。同樣從圖1(b)可以看出，Pb和PbO在1 000 K溫度下幾乎不揮發，Pb主要以PbCl2和PbCl的形式揮發；相對Pb來說，FeCl2的揮發率也較低。除此之外，本研究利用試驗也驗證了在(1 000±30) K的溫度范圍內，單質Zn和Pb不能生成，具體過程參見文獻[16]。在下面關于樣品分析誤差的討論部分會證明在該溫度條件范圍內沒有生成FeCl2氣體。因而，本研究試驗溫度選擇為(1 000±30) K，此時Zn的揮發氣體種類主要為ZnCl2，而Pb的揮發氣體主要為PbCl2和 PbCl。

圖1 Zn、Pb揮發物種類隨溫度的變化Fig.1 Vapor species of zinc and lead as functions of temperature

表2 渣樣中各組分的含量Table 2 Mass fractions of components in slag

1.2 樣品制備及實驗裝置

本研究中樣品制備分為造渣和制樣兩部分。首先取得所需要的CaO-SiO2-FeO/Fe2O3-Al2O3渣樣后，再加入ZnO/PbO以及CaCl2(模擬體系中的Cl元素)試劑，之后充分磨碎、混勻作為試驗樣品。具體造渣過程詳見文獻[16]，所得不同渣樣的化學成分如表 2所列。表2中堿度是指CaO與SiO2濃度之比的二元堿度。

元素Zn和Pb分別以ZnO和PbO形式加入，而Cl元素以CaCl2的形式加入。ZnO/PbO與渣相的初始濃度分別設置為10%和90%，兩者之和為5 g，CaCl2量按與 ZnO/PbO相同物質的量添加，即本實驗樣品的組成為 90%渣+10%ZnO/PbO+CaCl2(摩爾比n(ZnO/PbO)?n(CaCl2)=1?1)。

實驗裝置的設計、安裝以及數據有效性檢驗過程參見文獻[16]。該裝置示意圖如圖2所示。

1.3 實驗步驟

以純Ar為氣流載體，實驗過程中控制Ar氣流量和實驗溫度。實驗結束后，將樣品處于 Ar氣流的保護下冷卻，并測量實驗過程中的樣品質量損失?m。具體試驗步驟如下：首先應用萬分之一電子天平分別稱量渣樣4.5 g，ZnO或PbO樣品0.5 g及相應的CaCl2質量，混勻后置于瓷舟中，并稱量瓷舟總質量m1；調整瓷舟位置使其處于石英管中間；預通氬氣1 h，流量控制在4~5 L/min，驅除爐膛空氣，防止試樣氧化；控制實驗溫度，具體控溫程序如圖3所示，首先在20 min內由室溫加熱至450 ℃(從圖1的熱力學分析結果可以認為，該溫度下基本沒有物質揮發)，恒溫30 min后，在15 min內將溫度升至指定的實驗溫度，調整實驗吹Ar流量，并保持恒溫40 min，使其冷卻至室溫，實驗過程中全程吹Ar；取出樣品后稱量樣品的余質量m2，則實驗質量損失為?m=m1?m2。

圖2 測試裝置示意圖Fig.2 Sketch of equipment: 1—Electric frnace; 2—Gas inlet;3—Alumina boat; 4—Thermocouple; 5—Gas outlet; 6—Plug;7—Reaction tube; 8—Temperature controller; 9—Mass flow controller; 10—Thermocouple; 11—Ar

圖3 實驗控溫程序示意圖Fig.3 Schematic diagram of controlling program of experimental temperature

1.4 樣品分析

1.4.1 含Zn樣品分析

試驗樣品冷卻后，經ICP等離子光譜分析儀測得其中元素Zn和Fe的濃度，與試驗前Zn和Fe的質量進行對比，進而可得到試驗過程中Zn和Fe的揮發量，分別表示為ml(Zn)，ml(Fe)。由前面實驗及熱力學分析可知，Zn只以ZnCl2的形式揮發出來，則有

式中：ml(ZnCl2)為 ZnCl2氣體揮發引起的樣品質量損失，g。

將該質量損失代入式(1)，即可得到所測溫度條件下、上述體系中ZnCl2的飽和蒸氣壓。

1.4.2 含Pb樣品分析

同樣，試驗樣品冷卻后，應用ICP分析法測量殘渣中Pb、Fe含量，由此得到實驗前后Pb，Fe的質量損失，分別記為 ml(Pb)、ml(Fe)。由熱力學計算(見圖1(b))可知，在本實驗條件下，樣品揮發物種類為PbCl2、PbCl和少部分FeCl2。其中由FeCl2揮發引起的樣品質量損失ml(FeCl2)可表示為

由于該樣品中 Pb的揮發氣體種類為 PbCl和PbCl2，為了簡化起見，本研究測試的是PbCl和PbCl2混合物總的蒸氣壓，最終僅可根據 Pb元素的質量損失、由式(1)可計算二者的蒸氣壓之和。具體推導過程如下所示。

1) 假定 p1、?m1、m1分別代表 PbCl的飽和蒸氣壓、揮發引起的樣品質量損失、摩爾質量；

2) p2、?m2、m2分別代表PbCl2的飽和蒸氣壓、揮發引起的樣品質量損失、摩爾質量。

根據氣流攜帶法的測試原理，式(4)和(5)成立：

式中：n1、n2、nPb分別為 PbCl、PbCl2以及揮發的總Pb的摩爾數；?m(Pb)為Pb元素的揮發量，即為ml(Pb)，g；m(Pb)為Pb的摩爾質量，207 g/mol；V為攜帶氣體體積，m3。

最終在本試驗研究中，由式(6)根據試驗前后 Pb元素質量損失得到PbCl/PbCl2混合物的蒸氣壓。

另外，關于Pb揮發氣體中PbCl與PbCl2的比例，以由Pb元素揮發帶走的Cl的量與Pb的量的比值、即以 n(Cl)/n(Pb)來粗略估計，n(Cl)/n(Pb)的值由式(7)計算得到。n(Cl)/n(Pb)值越大，說明PbCl2所占比例越高；反之，PbCl比例約大。部分條件下會出現n(Cl)/n(Pb)值大于2的情況，這主要是由于分析誤差所致，即

式中：?m為實驗過程中樣品質量損失總量，g。

1.4.3 上述分析方法的誤差分析

下面以F渣條件下的分析數據為例，討論本研究中所采用的分析方法所產生的誤差情況。表3所列為試驗過程中利用本方法分析得到的各物質揮發量。其中含Pb樣品中，由于Pb以PbCl、PbCl2兩種形式揮發，二者揮發引起的質量損失以PbCl1.5形式估算，即

因此，含Zn樣品及含Pb樣品中由本分析方法引起的相對誤差η可分別由式(9)、(10)得到

部分ml(FeCl2)會呈現負值，主要原因是ICP分析方法本身的誤差，分析得到的試驗后樣品中Fe元素含量偏高，該種情況下認為FeCl2揮發量為零。

從表3可以看出，由樣品分析計算得到的樣品失重與實際失重之間的相對誤差很小(0.6%~5.6%)，說明利用上述分析方法得當的數據是可靠的。個別含 Pb樣品中相對誤差達到了 11%左右，其主要原因是 Pb氯化物的揮發量以PbCl1.5形式估算，而實際條件下有可能 PbCl所占比例較高而 PbCl2比例低，因此以PbCl1.5形式估算得到的分析質量損失比實際情況偏高所致。

同時由表3也可以看出，各條件下FeCl2揮發量非常小(表3中ml(Fe)數值很小)，幾乎可以忽略，這與前文的熱力學計算結果相一致。

表3 各物質的揮發量及分析誤差Table 3 Amount of each volatile specie and analysis error

圖4 ZnCl2蒸氣壓與Ar流速的關系曲線及PbCl/PbCl2蒸氣壓與Ar流速的關系Fig.4 Relationships among vapor pressure of ZnCl2 and flow rate of Ar(a) and vapor pressure of lead chlorides versus flow rate of Ar(b)

2 分析與討論

2.1 氣體流速區間的確定

由氣流攜帶法的測試原理可知，試驗過程中攜帶氣體流速是非常重要的參數。為了保證待測物質的蒸氣在攜帶氣流中達到飽和，防止過飽和或未飽和現象發生，必須找到一個適中的流速區間，在此區間內，氣相中試樣蒸氣分壓(即蒸氣壓)與攜帶氣體的流速無關，該流速條件下測得的蒸氣壓值即為該試驗溫度條件下待測物質的飽和蒸氣壓。

在本研究中，針對每種條件下的試驗都要在不同流速下進行，計算得到的與流速無關的分壓才是該種條件下待測樣品的飽和蒸氣壓。圖4(a)和(b)所示分別為含Zn樣品與含Pb樣品的實例，對于含Zn樣品而言，在對應條件下，3~4.5 L/min為合適的流速區間，該區間內對應的蒸氣壓為該條件下的 ZnCl2的蒸氣壓；而對于含Pb樣品而言，6~6.5 L/min為對應條件下的合適的流速空間，其對應的蒸氣壓為該條件下PbCl/PbCl2二者的蒸氣壓之和。

圖6 不同渣體系中ZnCl2的飽和蒸氣壓Fig.6 Saturated vapor pressure of ZnCl2 in different kinds of slag

圖7 C渣中Pb氯化物飽和蒸氣壓隨溫度的變化Fig.7 Change of saturated vapor pressure of lead chlorides with temperature in C-slag

2.2 溫度和渣成分對ZnCl2飽和蒸氣壓的影響

2.2.1 溫度的影響

不同溫度條件下C渣中ZnCl2飽和蒸氣壓與溫度的關系如圖5所示。

圖5 C渣中ZnCl2飽和蒸氣壓與溫度的關系Fig.5 Saturated vapor pressure of ZnCl2 versus temperature in C-slag

從圖 5可以看出，ZnCl2的飽和蒸氣壓隨溫度的增加而急劇升高，且在 980~1 030 K溫度下CaO-SiO2-FeO-Al2O3體系中 ZnCl2的飽和蒸氣壓的對數與溫度的倒數之間呈明顯的直線關系，如式(11)所示，前人的研究也發現了相似的變化趨勢[19]：

2.2.2 渣成分的影響

不同體系中ZnCl2的飽和蒸氣壓如圖6所示。圖中括號內數據分別為FeO含量和堿度R。

從圖 6可以看出，體系的組成尤其是渣成分對ZnCl2飽和蒸氣壓有明顯影響。按ZnCl2蒸氣壓由大到小排序的順序為 F渣體系、S渣體系、C渣體系。F渣體系中 ZnCl2揮發能力最強可歸結為以下兩個原因：1) F渣堿度最低，ZnCl2生成反應可用式(12)表示，低堿度有利于降低體系中CaO活度，進而促進反應式(12)向右進行，此外，前人的研究表明，渣中堿度越高Cl活度越低[20?21]，因此高堿度會抑制氯化物揮發；2) F渣具有最高的FeO含量，體系中較高的FeO含量會提高ZnO活度，進而有效促進ZnCl2形成和揮發(式(12))。但從C渣與S渣體系的結果來看，二者渣相中FeO含量相差不大(分別為18.5%和20.5%)，但ZnCl2的蒸氣壓值呈現一定程度的差別，主要原因是S渣體系中堿度較低，使得S渣體系中ZnCl2的飽和蒸氣壓明顯比C渣體系中大。說明渣成分中，堿度對ZnCl2蒸氣壓的影響較FeO含量更顯著。

2.3 溫度及渣成分對Pb氯化物飽和蒸氣壓的影響

2.3.1 溫度的影響

在不同溫度條件下，C渣體系中PbCl/PbCl2蒸氣壓與溫度的變化曲線如下圖7所示。由圖7可以看出，PbCl/PbCl2蒸氣壓隨溫度升高而升高，且 PbCl/PbCl2蒸氣壓的對數與溫度的倒數之間也呈現較好的線性關系，即通過與ZnCl2比較可知(見圖5)，PbCl/PbCl2的蒸氣壓隨溫度升高而升高的幅度相對較小。圖8所示為在C渣體系中n(Cl)/n(Pb)隨溫度的變化關系。由圖8可以看出，n(Cl)/n(Pb)隨溫度升高而降低，說明高溫條件下有利于PbCl的形成，從而抑制PbCl2的生成，這與前面熱力學計算的結果(見圖 1(b))相一致。但由于純PbCl2物質的飽和蒸氣壓比純PbCl高[22]，進而同樣活度條件下，從FeO-CaO-SiO2-Al2O3體系中溢出時，PbCl蒸氣壓要比PbCl2的低。因此，隨著溫度的升高，PbCl比例升高，會導致C渣體系中PbCl/PbCl2二者蒸氣壓之和隨溫度升高而增大的程度有限，這也是與ZnCl2相比，PbCl/PbCl2蒸氣壓隨溫度變化而變化幅度較不明顯的主要原因。

圖8 在C渣體系中n(Cl)/n(Pb)與溫度關系Fig.8 Relationship between n(Cl)/n(Pb) and temperature in C-slag

圖9 不同渣體系中Pb氯化物的蒸氣壓Fig.9 Saturated vapor pressure of lead chlorides in different kinds of slag

圖10 975 K時n(Cl)/n(Pb)隨渣組成的變化Fig.10 Change of n(Cl)/n(Pb) with slag components at 975 K

2.3.2 渣成分的影響

圖9所示為不同渣體系中PbCl/PbCl2蒸氣壓的變化，圖中括號內數據分別為FeO和Fe2O3含量以及堿度R。

由圖9可以看出，體系中的渣成分對于PbCl/PbCl2的蒸氣壓有一定影響。按PbCl/PbCl2蒸氣壓大小排序，其由大到小的順序與ZnCl2中的情況相同：即F渣體系，S渣，C渣。同樣，F渣體系中PbCl/PbCl2揮發能力最強可歸結為以下兩個原因：1) F渣堿度最低，PbCl2、PbCl的生成反應可分別用式(14)和(15)表示，低堿度有利于降低體系中CaO活度，進而促進式(14)和(15)向右進行，另外高堿度條件下Cl的活度呈下降趨勢[20?21]，也說明高堿度同樣會抑制Pb氯化物揮發；2) F渣具有最高的FeO含量，一方面高FeO含量會促進式(14)向右進行，另一方面FeO含量升高提高PbO在體系中的活度，進而有效促進 Pb氯化物的形成和揮發，即

圖10所示為不同渣系條件下n(Cl)/n(Pb)值隨不同體系的變化情況(圖中括號內數據分別為 FeO含量和R)。由圖10可以看出，n(Cl)/n(Pb)由大到小遞減的順序為C渣、S渣、F渣，說明F渣體系中PbCl所占比例最高，而C渣體系中PbCl2比例最高。其原因可能如下：與C渣和S渣相比，F渣中較高的FeO含量會推動式(15)向右進行，進而促進PbCl的生成。理論上講，F渣堿度最低，相應地由已有研究結果可知，Cl活度最高[20?21]；與PbCl相比，PbCl2的生成應該更為有利，但實際結果并非如此，說明在渣成分中，與堿度相比，FeO含量對Pb氯化物生成種類(PbCl和PbCl2)的影響更為明顯。

另外，與圖 7 ZnCl2中蒸氣壓隨渣成分的變化情況相比，圖9顯示的PbCl/PbCl2總的蒸氣壓值隨渣成分變化幅度較小。其原因是在不同的體系中，PbCl與PbCl2的比例發生了變化。雖然在 F渣中，低堿度和高FeO含量均有利于Pb氯化物的形成和揮發，但與C渣及S渣相比，由于PbCl所占比例較高，且與PbCl2相比，PbCl蒸氣壓較低，致使F渣體系中PbCl/PbCl2二者的蒸氣壓之和增加幅度有限。因此，不同體系中渣成分雖然對PbCl和PbCl2生成比例有一定影響，但對二者的蒸氣壓之和影響幅度并不大。

3 結論

1) 在970~1 030 K溫度條件下，所測體系中ZnCl2及PbCl/PbCl2蒸氣壓隨溫度增加而增加，且二者蒸氣壓的對數與溫度的倒數之間呈較好的線性關系。

2) 在含Pb樣品試驗中，n(Cl)/n(Pb)隨溫度升高而降低，說明高溫條件有利于PbCl的形成，但由于PbCl蒸氣壓與PbCl2的相比較低，因此，PbCl/PbCl2蒸氣壓隨溫度升高增加的幅度與ZnCl2的相比較為不明顯。

3) 渣成分對于ZnCl2及PbCl/PbCl2蒸氣壓有明顯影響。在不同體系中，ZnCl2及 PbCl/PbCl2蒸氣壓值由大到小遞減的順序為F渣、S渣和C渣，其主要原因是F渣中較低的堿度，較高的FeO含量會促進Zn和Pb氯化物的形成和揮發。

4) 在含 Pb樣品的試驗中，n(Cl)/n(Pb)從小到大遞增的順序為F渣、S渣、C渣，說明高FeO含量有利于 PbCl的形成，且相對于堿度而言，FeO含量對Pb氯化物生成種類的影響更為顯著。

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Vapor pressure measurements of zinc and lead chlorides in complex system

ZHANG Yan-ling, FU Zhong-hua, LI Shi-qi, WANG Yu-gang, FU Xian-bin
(Key Laboratory of Ecological and Recycle Metallurgy, Ministry of Education, School of Metallurgical and Ecological Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China)

In order to effectively control the vaporization behaviors of heavy metals, such as zinc and lead in smelting process, it is necessary to obtain the basic knowledge, such as the saturated vapor pressure and activities of heavy metals in complex system. The transpiration method was used to measure the saturated vapor pressures of zinc and lead chlorides in FeO-CaO-SiO2-Al2O3system and the effect of influencing factors, such as temperature, slag compositions and so on, was discussed. The results show that the saturated vapor pressures of zinc and lead chlorides increase with the increase of temperature, and the logarithmic value of pressure has a good linear relationship with the reciprocal of the temperature. Additionally, the slag compositions, such as basicity and FeO content, give great influence on the saturated vapor pressure. The low basicity and high FeO content tend to enhance the saturated vapor pressure of ZnCl2and lead chlorides, while the vapor pressure of ZnCl2shows a stronger function of temperature and slag composition compared with that of the lead chlorides. The data acquired in this study are able to supply important theoretical foundation for effectively controlling the vaporization of heavy metals in the melting process.

zinc chlorides; lead chlorides; transpiration method; saturated vapor pressure; influence factors

TF 803.1

A

1004-0609(2011)02-0450-09

國家自然科學基金資助項目(50704004)；教育部博士點(新教師)基金資助項目(20070008004)；留學歸國科研啟動基金資助項目

2009-12-19；

2010-03-09

張延玲，副教授，博士；電話：13699223791；E-mail: zhangyanling@metall.ustb.edu.cn

(編輯 龍懷中)