UV/VIS‐spectroscopy of liquid slags

UV/VIS‐spectroscopical methods have been applied to investigate the absorption behaviour of CaO‐Al2O3‐SiO2‐slags in a wide temperature range from 20 to 1655°C. The observations reveal a strong temperature dependence of the absorption bands, which can be explained by means of a newly developed theoretical model. The model also correlates the observed long‐frequency UV cutoff‐wavelength with the optical basicity. The definition of the optical basicity has been corrected for higher temperatures, since there are remarkable deviations between the solid and the liquid state, which have not been taken in consideration yet. Further investigations on a CaO‐Al2O3‐slag containing CaF2 at 1500°C show that no Fe3+… F‐complexes like Fe3+(F−)4 or Fe3+(F−)6 are formed. F− reacts with Al3+ forming Al‐O‐F‐complexes. The F−‐ions displace the O2‐‐ions from the Al3+. This causes the basicity to increase. UV/VIS‐spektroskopische Methoden wurden zur Untersuchung des Absorptionsverhaltens von Schlacken im CaO‐Al2O3SiO2‐System in einem weiten Temperaturbereich von 20 bis 1655°C eingesetzt. Die Untersuchungen zeigen eine starke Temperaturabhängigkeit der Absorptionsbanden, die durch ein theoretisches Modell untermauert wird. Das Modell korreliert darüber hinaus die beobachtete langwellige UV‐Absorptionskante (cutoff‐Wellenlänge) mit der optischen Basizität. Da diese im flüssigen Zustand bei hohen Temperaturen erheblich von den Daten bei Raumtemperatur abweicht, wird eine Korrektur des bisher verwendeten, temperaturunabhängigen Basizitätsbegriffes vorgenommen. Anhand einer CaF2‐haltigen CaO‐Al2O3‐Schlacke wird gezeigt, daß im flüssigen Zustand bei 1500°C keine Fe3+…F−‐Komplexe ‐ wie Fe3+(F)4 oder Fe3+(F)6 ‐ gebildet werden, sondern daß F− sich mit Al3+ zu Al‐O‐F‐Komplexen verbindet. Die F−‐Ionen verdrängen die O2‐lonen vom Al3+, so daß die Basizität der Schlacken stark ansteigt.