Фазовые отношения во фторсодержащих гранитной и нефелин-сиенитовой системах при 800oC и 1 кб

Глава 3. Результаты опытов

3.1. Характеристика фаз полученных в опытах.

В главе описаны фазы, стабильные в системе Si-Al-Na-O-F при T=800^oC и p_H2O=1кбар. Приведено описание оксидных фаз, выделяющихся на ликвидусе и оконтуривающих поле стабильности насыщенного по фтору алюмосиликатного расплава - кварца, муллита, корунда, содалита. Уточненные параметры элементарной ячейки для (малофтористого) гидроксил-содалита Na_8,16A_l6,04Si_5,93O₂₄(OH)₂ составляют 9,085Å, для фтористого Na_7,41Al_6,48Si_5,79O₂₄((OH_0,10),F_1,90) 9,066Å. Также приведено описание солевых фаз, контролирующих растворимость фтора в расплаве (криолита, виллиомита, топаза, солевого расплава хиолитового состава) и алюмосиликатного расплава.

3.2.Фазовая диаграмма.

На рис. 1 полученные фазовые равновесия изображены в объеме призмы, где основанием служит треугольник (Si-Al-Na)x,y, а высота представляет собой изменение соотношения кислород/фтор (O-F)z. При таком представлении системы нижний треугольник призмы чисто кислородный (SiO₂-Al₂O₃-Na₂O), а верхний - чисто фтористый (SiF₄-AlF₃-NaF). На рисунке видно, что область существования расплава представляет собой поверхность, ограниченную по фтору (по высоте), равновесиями с насыщающими расплав фторидными фазами и по длине и ширине - началом кристаллизации оксидных фаз. В связи со сложностью работы с трехмерным изображением, мы пользуемся проекцией на основание призмы (Si-Al-Na), при этом сосуществующие с силикатным расплавом насыщающие фторидные фазы показаны как +фаза (+Сry; +Vil; +LF; +Toz) (рис.2), используются также проекции на боковые поверхности призмы.

Мерой растворимости вещества при данных условиях является его содержание в насыщенном растворе, т.е в растворе, находящемся в динамическом равновесии с избытком растворённого вещества - в нашем случае в равновесии алюмосиликатного расплава с богатой фтором фазой (виллиомитом, криолитом, солевым расплавом или топазом). Полученные данные по растворимости фтора в изученном при 800^oС и 1 кбар алюмосиликатном расплаве и построенная на их основе диаграмма (рис.3) показывают сложную зависимость от состава расплава. Основу диаграммы составляют контур поля составов алюмосиликатных расплавов и границы равновесий расплавов с фторидами (криолитом, виллиомитом, фторидным расплавом LF) и с топазом, установленные (см. рис. 1, 2) для выбранных условий опытов (800^oС, 1 кбар, насыщение водой). Растворимость фтора нанесена в виде изолиний 5, 9, 15 вес.%.

Растворимость фтора в кварц-нормативных расплавах составляет 1,4 - 4,6вес.%, что согласуются с литературными данными по растворимости фтора для гранитной системы. Кварц-нормативные расплавы растворяют меньше фтора чем нефелин нормативные (5,1-6,4 вес.%). В расплавах нормальной щелочности имеется два максимума растворимости, примерно коррелирующие с температурными а минимумами: эвтектиками со фтором ~23вес.% Qtz+77вес.% Ab и 4 вес.% F кварц- льбит (15 и более вес.%) и альбит-нефелин (поле 9-11вес.%, максимум 16,5 вес.%) . Растворимость резко возрастает в ультраагпаитовой области ( 8-16 вес.%), причем изолиния 9% практически совпадает с границей равновесий криолит- виллиомит.