Phase diagram of the system Cu₂S–PbS–ZnS at 873–1273 K

Abstract

An equilibration quenching technique was used in this work to study experimentally the phase relations in the Cu₂S–PbS–ZnS system at the temperature range 873–1273 K. The phase diagrams and optimised thermodynamic data set have been created for the systems PbS–ZnS and Cu₂S–PbS–ZnS with the experimental results of this work and selected data reported in the literature by the CALPHAD (CALculation of PHAse Diagrams) method over the temperature range of 773–1473 K. The obtained thermodynamic dataset allows calculation of the thermodynamic properties and phase equilibria in the PbS–ZnS and Cu₂S–PbS–ZnS systems and shows good agreement with experimental results.

Dans ce travail, on a utilisé une technique de trempe d’équilibration pour étudier expérimentalement les relations de phases du système Cu₂S–PbS–ZnS dans la gamme de température de 873 à 1273 K. Utilisant la méthode CALPHAD (CALculation of PHAse Diagrams), on a créé les diagrammes de phases et l’ensemble de données thermodynamiques optimisées des systèmes PbS–ZnS et Cu₂S–PbS–ZnS, dans la gamme de température de 773 à 1473 K, au moyen des résultats expérimentaux de ce travail et de données choisies rapportées dans la littérature. L’ensemble de données thermodynamiques obtenues permet le calcul des propriétés thermodynamiques et des équilibres de phases des systèmes PbS–ZnS et Cu₂S–PbS–ZnS, qui sont en bon accord avec les données expérimentales.

Keywords:

• Phase relations
• PbS–ZnS system
• PbS–ZnS–Cu₂S system

Acknowledgements

The authors are grateful to Outotec Oyj, Tekniikan Edistämissäätiö (Finnish Foundation for Technology Promotion) and Improved Sulfide Smelting (ISS) – project of ELEMET programme and Tekes – the Finnish Funding Agency for Technology and Innovation, Boliden Harjavalta, Boliden Kokkola, Norilsk Nickel Harjavalta Oy and Outotec Oyj for their financial support. The assistance of Mr Marko Järvenpää and Mr Antti Forsström with the experimental parts is recognised. Dr John Gisby, National Physical Laboratory, UK, is acknowledged for support with the MTDATA software.