Conclusions

Cette méthode des "ampoules de silice scellées" permet d'imposer une activité en oxyde de sodium dans des liquides silicatés et de déterminer la solubilité de cet oxyde jusqu'à des températures de 1400°C. Elle permet d'imposer simultanément la même activité en alcalins à plusieurs liquides silicatés de compositions similaires ou différentes. Son fonctionnement en système fermé permet de limiter les dérives de compositions de la source par évaporation, et de travailler à haute température pour des durées longues (plus de 100h). Outre les mesures de solubilité, ce protocole est particulièrement intéressant pour l'établissement des diagrammes de phase et pour l'étude des coefficients de partage dans la mesure où les pertes en alcalins des échantillons sont par définition minimisées.

Les limites observées de cette méthode sont: i) l'utilisation d'ampoules de silice, qui limite la température à 1400-1450°C; ii) la nécessité de mieux connaître les espèces gazeuses dans le réacteur; iii) la réaction possible du tube de silice avec les vapeurs alcalines pour des temps d'expériences très longs (> 120 h). Malgré ces limitations, cette méthode est particulièrement appropriée pour déterminer des relations d'activité-composition et pour établir une base de données thermodynamiques cohérente dans les silicates fondus complexes.

64

Références bibliographiques complémentaires

Abbou-Kébir, K., 2005. Etude expérimentale sur la volatilisation du Na, K, Li, Be et B dans les liquides silicatés. DEA, INPL.

Abdelouhab, S., 2005, Détermination de grandeurs physico-chimiques dns les verres fondues, Reltion avec le comportement en corrosion du chrome et d’alliages chromine-formeurs, Thèse de doctorat, Nancy-Université.

Autefage, F. and Couderc, J. J., 1980. Study of Sodium and Potassium Migration Mechanism During Analysis by Electron Micro-Probe. Bulletin De Mineralogie 103, 623-629.

Baird, A. K. and Zenger, D. H., 1966. Use of the soft X-ray spectrograph and the elctron-probe microanalyzer for determination of elements carbon through iron in minerals and rocks. Adv.

X-Ray Anal. 9, 487-503.

Borom, M. P. and Hanneman, R. E., 1967. Local Compositional Changes in Alkali Silicate Glasses During Electron Microprobe Analysis. J Appl Phys 38, 2406-&.

Bronson, A. and Pierre, G. R. S., 1979. Determination of sulfide capacities of CaO-SiO2 slags containing CaF2 and B2O3 by an encapsulation method. MTB 10, 375-380.

Bronson, A. and Pierre, G. R. S., 1981. The sulfide capacities of CaO-SiO2 melts containing MgO, FeO, TiO2, and Al2O3. MTB 12, 729-731.

Castaing, R., 1951. Application des sondes électroniques à une méthode d'analyse ponctuelle chimique et cristallographique, Université de Paris.

Cazaux, J., 1986. Some Considerations on the Electric-Field Induced in Insulators by Electron-Bombardment. J Appl Phys 59, 1418-1430.

Charles, R. J., 1967. Activities in Li2O-, Na2O-, K2O-SiO2 solutions. J. Amer. Chem. Soc. 50, 631-641.

Donaldson, C. H. and Gibb, F. G. F., 1979. Changes in sample composition during experiments using the "wire-loop" technique. Mineral. Mag. 43, 115-119.

Georges, P., 2000. Volatilisation et Condensation du Potassium dans les Silicates Fondus: Approches Expérimentales et Thermodynamique; Applications Cosmochomique et Sidérurgique. Thèse de doctorat, U. Nancy

Graham, J., Butt, C. R. M., and Vigers, R. B. W., 1984. Sub-Surface Charging, a Source of Error in Microprobe Analysis. X-Ray Spectrom. 13, 126-133.

Karsrud, K., 1984. Alkali capacities of synthetic blast furnace slags at 1500 °C. Scandinavian

Journal of Metallurgy 13, 98-106.

Kawahara, T., 1984. Etude expérimentale de l'activité de Na2O dans le système Na2O-SiO2. IRSID.

Lineweaver, J. L., 1963. Oxygen Outgassing Caused by Electron Bombardment of Glass. J Appl

Phys 34, 1786-&.

Mathieu, R., Khedim, H., Libourel, G., Podor, R., Tissandier, L., Deloule, E., Faure, F., Rapin, C., and Vilasi, M., 2008. Control of alkali-metal oxide activity in molten silicates.

J.Non-Cryst.Solids 354, 5079-5083.

Morgan VI, G. B. and London, D., 1996. Optimizing the electron microprobe analysis of hydrous alkali aluminosilicate glasses. Amer. Mineral. 81, 1176-1185.

Morgan VI, G. B. and London, D., 2005. Effect of current density on the electron microprobe analysis of alkali aluminosilicate glasses. Amer. Mineral. 90, 1131-1138.

Mueller, M., Willenborg, W., Hilpert, K., and Singheiser, L., 2004. Structural dependence of alkali oxide activity in coal ash slagsVII International Conference on Molten slags, fluxes &

salts. The South African Institute of Mining and Metallurgy, Johannesburg, South Africa.

Pak, J. J., Ito, K., and Fruehan, F. J., 1989. Activities of Na2O in CaO-based slags used for dephosphorization of steel. ISIJ International 29, 318-323.

Piacente, V. and Matousek, J., 1982. Alkali vapor pressures over some simple silicate melts.

Spear, K.E., Besmanni, T.M., Beahm, B.C., 1998, Thermochemical modelling of nuclear

waste glass, reprint of paper to be published in the proceedings of the symposium on high temperature Corrosion and Materials Chemistry, The Electrochemical Society, 10 South Main St., Pennington, NJ (Fall 1998).

Spray, J. G. and Rae, D. A., 1995. Quantitative electron-microprobe analysis of alkali silicate glasses: a review and user guide. Can. Mineralog. 33, 323-332.

Tissandier, L., 2002. Etude expérimenatle des interactions gaz-liquide dans les systèmes silicatés: Implications sur la formation des objets primitifs du système solaire., Thèse de doctorat, Institut National Polytechnique de Lorraine.

Tissandier, L., Libourel, G., and Robert, F., 2002. Gas-melt interactions and their bearing on chondrule formation. Meteoritics and Planetary Science 37, 1377-1389.

Tissandier, L. and Toplis, M. J., 2003. Etude Experimentale de la cristallisation à basses températures; systèmes CAS-CMAS-CMAS+(Na,K). CRPG-CNRS; St Gobain, Nancy.

Tissandier, L. and Toplis, M. J., 2004. Etude expèrimentale de la cristallisation à basses températures; système CMAS-CMAS+(Na,K)-CMAS+(Na,K)+Fe. CRPG-CNRS; St Gobain, Nancy.

Tsukihashi, F. and Sano, N., 1985. Measurement of the activity of Na2O in Na2O-SiO2 melts by chemical equilibration method. Tetsu-To-Hagane/Journal of the Iron and Steel Institute of

Japan 71, 815-822.

Willenborg, W., 2003. Untersuchungen zur Alkalireinigung von Heißgasen für Anlagen mit Kohlenstaub-druckfeuerung, Forschungszentrum Jülich.

Willenborg, W., Muller, M., and Hilpert, K., 2006. Alkali removal at about 1400 °C for the pressurized pulverized coal combustion combined cycle. 1. Thermodynamics and concept.

Energy Fuels 20, 2593-2598.

Witthohn, A., Oeltjen, L., and Hilpert, K., 1998. Release and sorption of alkali metals in coal conversion. ASME Fuels Combust Technol Div Publ FACT 22, 161-168.