Mass Spectrometry Measurements of CaF₂and CaO Activities in CaF₂–CaO–Al₂O₃Slags at 1700K

Abstract

Differential measurements were made using multiple effusion cells coupled to a mass spectrometer. This technique allows direct comparison between vapours produced by slags of various composition from which component activities can be deduced. Measurements were carried out on the CaF2–CaO–Al2O3 system at 1600 K and 1700 K. CaF2 and CaO activities were independently determined. Results show that the strong interaction between CaO and Al2O3 is not greatly affected by CaF2 up to 60 wt %. The system exhibits a tendency to immiscibility between CaF2 rich slags and CaF2 lean slags with an Al2O3/CaO ratio close to unity or higher. This may be the result of a maximum interaction between CaO and Al2O3 for binary mixtures, the compositions of which correspond to Al2O54− ions or more likely AlO2−. Résumé Des mesures differentielles on été faites à l'aide de cellules d'effusion multiples couplées a un spectromètre de masse. Cette technique permet une comparaison directe entre les vapeurs produites par des laitiers de compositions diverses a partir de laquelle les activités des constituants peuvent être.déduites. Des mesures ont été effectuées sur le système CaF2-CaO-Al2O3 à 1600 K et 1700 K. Les activitées de CaF2 et CaO ont été déterminées indépendament. Les résultats montrent que la forte interaction entre CaO et Al2O3 n'est pas grandement affectée par la présence de CaF2 jusqu'à des teneurs de 60% en poids. Le systéeme présente une tendance à l'immiscibilité entre les laitiers les plus riches en CaF2 et les laitiers pauvres en CaF2 pour lesquels le rapport Al2O3/CaO est proche de l'unité ou plus grand. Ceci peut être le résultat d'une interaction entre CaO et Al2O3 maximale pour les mélanges binaires dont les compositions correspondent aux ions Al2O54− ou plus probablement AlO2−.