THERMAL BEHAVIOR OF SCAPOLITE Me_79.6 AND Me_33.3

Scapolite-group minerals have the general formula (Na,Ca,K)₄[(Al,Si)₁₂O₂₄](Cl,CO₃,SO₄). Thermal analyses (DTA, DSC, and TG) were carried out on two samples (Me_79.6 and Me_33.3) using a Netzsch STA 409 EP/3/D simultaneous TG–DTA apparatus and a Netzsch STA 449C simultaneous TG–DSC instrument. The DTA–TG results indicate that Me_79.6 loses 5.7 wt.% in two steps at different rates: at 1171°C, CO₂(g) and minor NaCl are lost together, followed by a small amount of SO₃(g) at about 1232°C, and the residue melts at 1407°C. High-temperature X-ray-diffraction (XRD) data also indicate that the Me_79.6 residue melts between 1300 and 1400°C. Me_33.3 loses 5.2 wt.% of NaCl, CO₂(g), and minor SO₃(g) in a single step at 1199°C, and the residue melts at 1319°C. The residue of Me_79.6 melts at a higher temperature than Me_33.3 because its framework composition is closer to that of anorthite, whereas that of Me_33.3 is closer to that of albite. The cage clusters [Na₄·Cl]³⁺ and [NaCa₃·CO₃]⁵⁺ in Me_33.3 are ordered, whereas the clusters [NaCa₃·CO₃]⁵⁺ and [Ca₄·CO₃]⁶⁺ in Me_79.6 are disordered. The DSC curve for scapolite Me_33.3 shows a transition at about 299°C arising from disordering of [Na₄·Cl]³⁺ and [NaCa₃·CO₃]⁵⁺ clusters on heating.

Les minéraux du groupe de la scapolite répondent à la formule générale (Na,Ca,K)₄[(Al,Si)₁₂O₂₄](Cl,CO₃,SO₄). Nous avons effectué des analyses thermiques [analyse thermique différentielle (DTA), calorimétrie différentielle à balayage (DSC), et thermogravimétrie (TG)] sur deux échantillons, Me_79.6 et Me_33.3, avec des appareils Netzsch STA 409 EP/3/D (spectres TG–DTA simultanés) et Netzsch STA 449C (spectres TG–DSC simultanés). Les résultats DTA–TG montrent que Me_79.6 perd 5.7% de sa masse en deux étapes à des taux différents: à 1171°C, CO₂(g) et la proportion mineure de NaCl partent ensemble, et ensuite, la faible quantité de SO₃(g) à environ 1232°C, et le résidu fond à 1407°C. Une analyse par diffraction X (XRD) à température élevée révèle que le résidu de Me_79.6 fond entre 1300 et 1400°C. Par contre, Me_33.3 perd 5.2% de sa masse sous forme de NaCl, CO₂(g), et la faible fraction de SO₃(g) dans une seule étape, à 1199°C, et le résidu fond à 1319°C. Le résidu de Me_79.6 fond à une température plus élevée que le résidu de Me_33.3 parce que sa composition se rapproche davantage de l’anorthite, tandis que la composition de l’échantillon de Me_33.3 est plus semblable à l’albite. Les groupements des cages dans la structure de Me_33.3, [Na₄·Cl]³⁺ et [NaCa₃·CO₃]⁵⁺, sont ordonnés, tandis que les groupements [NaCa₃·CO₃]⁵⁺ et [Ca₄·CO₃]⁶⁺ des cages de Me_79.6 sont désordonnés. La courbe DSC pour la scapolite Me_33.3 montre une transition à environ 299°C à cause du désordre du contenu des cages, [Na₄·Cl]³⁺ et [NaCa₃·CO₃]⁵⁺, lors du réchauffement.

(Traduit par la Rédaction)