Abstract

Experimental data are presented for an evaluation of the solubility of tantalum in the ternary system CaCO3 – Ca(OH)2 – NaTaO3 (or calcite – portlandite – sodium tantalate) over the temperature range 550 to 900°C at 0.1 GPa pressure. Near-liquidus phase relationships are given for the pseudobinary join ([CaCO3]45[Ca(OH)2]55)100–x – (NaTaO3)x, 30 < x < 70 wt.%. These data show the presence of a large field of calcite plus liquid and the presence of a primary phase field for microlite plus liquid in melts that contain greater than ~55 wt.% NaTaO3. The primary crystallization fields of calcite and microlite are separated by an exceptionally steep thermal valley located at about 55 wt.% NaTaO3. Quenched liquids contain calcite, portlandite, Na–Ca carbonates and calcium–tantalum oxide. The maximum solubility of tantalum in this system is estimated to be on the order of ~48 wt.% Ta2O5. At higher NaTaO3 contents, microlite (isostructural with pyrochlore) crystallizes. In contrast, our previous work has demonstrated that lueshite, a perovskite-structured compound, crystallizes in the system CaCO3 – Ca(OH)2 – NaNbO3 at high NaNbO3 contents. The addition of 1.75 wt.% F to theTa system studied depresses the liquidus by >150°C, and tantalum solubility exceeds 61 wt.% Ta2O5. In experiments in the system CaCO3 – Ca(OH)2 – NaTaO3 – NaNbO3, we found primary niobian microlite to crystallize at high temperature, and tantalian pyrochlore at lower temperature.

Abstract

Nous présentons des données expérimentales permettant d’évaluer la solubilité du tantale dans le système ternaire CaCO3 – Ca(OH)2 – NaTaO3 (c’est-à-dire, calcite – portlandite – tantalate de sodium) sur un intervalle de température allant de 550 à 900°C à une pression de 0.1 GPa. Nous décrivons les relations de phases près du liquidus pour les compositions du sous-système pseudobinaire ([CaCO3]45[Ca(OH)2]55)100–x – (NaTaO3)x, 30 < x < 70% (poids). Ces données démontrent la présence d’un large champ de stabilité pour la calcite + liquide et la présence d’un champ de cristallisation primaire du microlite + liquide, applicable aux liquides contenant plus d’environ 55% de NaTaO3 (poids). Les champs de cristallisation primaire de la calcite et du microlite sont séparés par une vallée thermique exceptionnellement abrupte située à environ 55% NaTaO3. Les liquides trempés contiennent calcite, portlandite, des carbonates à Na–Ca et un oxyde de calcium–tantale. La solubilité maximale du tantale dans ce système serait de l’ordre de 48% Ta2O5. A plus haute teneur en NaTaO3, le microlite (isostructural avec le pyrochlore) cristallise. En revanche, nos données antérieures avaient démontré que la lueshite (structure de la pérovskite) cristallise dans le système CaCO3 – Ca(OH)2 – NaNbO3 à teneurs élevées en NaNbO3. L’addition de 1.75% de fluor (poids) au système étudié diminue le liquidus de plus de 150°C, et la solubilité du tantale dépasse 61% Ta2O5. Dans les expériences effectuées sur le système CaCO3 – Ca(OH)2 – NaTaO3 – NaNbO3, nous avons trouvé que le microlite niobifère primaire cristallise à température élevée, tandis que le pyrochlore tantalifère cristallise à température plus faible.

(Traduit par la Rédaction)

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