Copper metallurgical slags: mineralogy, bio/weathering processes and metal bioleaching

TABLE 4.3 Glass composition determined for studied slags. 
 
Glass
 
Glass 
Glass (surface) 
Glass 
Glass 
Chemical 
compounds 
wt% 
HS 
SFS 
SFS 
GS 
LS 
max. 
min. 
ave. 
max. 
min. 
aver. 
max. 
min. 
aver. 
max. 
min. 
aver. 
max. 
min. 
aver. 
SiO
2
  59.77  39.23  48.15  44.57  38.15  42.42  45.45  42.28  43.58  38.04  29.41  33.82  50.12  40.59  44.78 
Al
2
O
3
  24.68 
4.83 
16.14  19.44  12.50  13.91  13.72  13.06  13.43  12.10 
9.63 
10.90  19.34  15.47  16.94 
TiO
2
 
1.67 
0.23 
1.01 
0.87 
0.16 
0.60 
0.84 
0.55 
0.70 
0.70 
0.31 
0.48 
1.01 
0.36 
0.66 
FeO  52.75  12.39  27.15  24.84 
8.13 
12.90 
9.58 
9.01 
9.28 
14.93  10.63  12.93  31.72  22.43  27.51 
MnO 
0.20 
< d.l 
0.08 
0.48 
0.15 
0.30 
0.31 
0.14 
0.24 
0.29 
0.11 
0.20 
0.18 
0.12 
0.15 
MgO 
0.85 
0.06 
0.33 
8.37 
0.35 
4.84 
6.62 
6.35 
6.48 
6.15 
5.41 
5.77 
0.88 
0.38 
0.56 
CaO 
4.61 
0.79 
1.69 
18.75 
6.30 
14.52  17.02  16.54  16.82  20.76  18.05  19.47 
4.14 
1.92 
2.98 
Na
2
O 
0.39 
0.16 
0.29 
5.03 
0.79 
2.15 
1.65 
1.48 
1.55 
1.37 
0.56 
0.91 
0.39 
0.20 
0.30 
K
2
O 
4.80 
1.63 
3.61 
8.62 
2.70 
4.42 
3.31 
3.11 
3.23 
2.80 
2.47 
2.65 
2.82 
1.82 
2.38 
ZnO 
0.74 
0.17 
0.45 
1.51 
0.49 
0.89 
0.70 
0.63 
0.67 
1.90 
0.88 
1.45 
0.55 
0.41 
0.47 
CuO 
0.83 
0.09 
0.25 
0.45 
0.01 
0.08 
1.24 
0.05 
0.14 
3.70 
1.96 
2.89 
0.44 
0.16 
0.30 
PbO 
0.04 
< d.l 
0.02 
0.39 
0.09 
0.16 
0.46 
0.13 
0.16 
4.77 
3.97 
4.47 
0.07 
0.04 
0.06 
d.l: detection limits, (HS: historical slag; SFS: shaft furnace slag, GS: granulated slag, LS: lead slag)

---

CHAPTER 4: CHARACTERIZATION AND pH-DEPENDENT LEACHING BEHAVIOUR OF HISTORICAL AND 
MODERN COPPER SLAGS
 
 
113 
 
Olivine and pyroxene 
The  chemical  composition  of olivine  identified in HS  and LS corresponds  to  this  of fayalite 
(Fe
2
SiO
4
), an iron-rich end-member of the forsterite-fayalite solid solution group. The average 
fayalite  content is  higher in  olivine from HS  (Fa: 86.5%) than this  from  olivine analysed in 
the LS (Fa
 
81.9%). Furthermore, the chemical composition of fayalite (Table  4.4) suggests a 
variable  distribution  of  metallic  elements  within  its  crystal  structure.  Some  enrichments  of 
ZnO,  CuO  and  PbO  are  observed  probably  substituting  Fe
2+
  in  the  octahedral  position  of 
olivine. The average content of ZnO is maintained on a quite high level of 0.33 wt.% and 0.41 
wt.% for HS and LS, respectively (Table 4.4). This high concentration of Zn may refer to its 
atomic radius which is nearer to that of Fe
2+
, hence can easier replace Fe
2+ 
in the octahedral 
sites of fayalite. 
Pyroxene is found only in SFS and is determined as major crystalline compound of this slag. 
It has a chemical composition close to diopside ((Ca,Mg)Si
2
O
6
; Table 4.4). Metallic elements 
such as Zn, Pb and Cu are distributed within crystals of diopside
 
probably substituting to Mg 
and Ca in octahedral position with
 
maximum values up to: 1.0, 0.5, 0.2 wt.% for ZnO, PbO 
and CuO, respectively (Table 4.4).