Estudio de la reacción de -LiAlSi2O6 con NH4FHF por DRX

Abstract

En este trabajo se presentanlos resultados del análisis de los productos generados por la reacción entre α-LiAlSi2O6 y NH4HF2(α-E y BiF, respectivamente) desde 25 hasta 260°C, mediante difracción de rayosX (DRX). Las mezclas α-E:BiF fueron preparadas a una relación 3:15 (m:m),respectivamente. En cada ensayo, al llegar a la temperatura de trabajo, elsistema se mantuvo isotérmico durante 1 hora y luego, se enfrió hasta 25°C.Mediante DRX, se identificaron las fases obtenidas y sus parámetros estructuralesy microestructurales usando un difractómetro PAN´alytical Empyrean, operado a40 kV y 30 mA.Durante elproceso propuesto se producen múltiples reacciones en un acotado rango detemperaturas. La reacciónde fluoración comienza a los 78 y finaliza a 133°C, produciendo LiF, (NH4)3SiF6·F,(NH4)3AlF6, NH3(g) y H2O(g). Atemperaturas mayores de los 150°C, el (NH4)3SiF6·Fse transforma a (NH4)2SiF6. Finalmente, entre 190 y 260°C el (NH4)2SiF6 sublima y el (NH4)3AlF6se descompone en dos etapasformando NH4AlF4 y, luego, AlF3.En la Figura1 se presentan losresultados de la variación del tamaño de cristalita (D) en función de la temperatura para todos los compuestoscristalinos que intervienen en el proceso. A 110°C, el D delα-LiAlSi2O6 disminuye levemente como consecuencia del comienzode la reacción de fluoración. Luego de esta temperatura, α-E no es detectado, de acuerdo a límite deresolución de la técnica utilizada. Para NH4HF2, D muestra un crecimiento continuo hastalos 138°C, debido a que cerca de su punto de fusión se acelerarían los procesosdifusivos entre los iones, eliminando las fronteras entre dominios cristalinos.Además estos procesos, explicarían los elevados desarrollos cristalinos de losproductos (NH4)3AlF6y (NH4)3SiF6·F.Para el (NH4)3SiF6·F,D disminuye al aumentar latemperatura, como consecuencia de su transformación a (NH4)2SiF6. Las fases (NH4)2SiF6y (NH4)3AlF6presentan un aumentoprogresivo de D respecto de losvalores observados a 150°C. A 210°C, el valor de D para el NH4AlF4 es menor que elcorrespondiente al de la fase que proviene. Éste último fenómeno, se repite alos 260°C para la formación AlF3. El LiF obtenido a los 110°C poseeun bajo D ya que su desarrollocristalino no se encontraría favorecido por los procesos difusivos. Finalmente,el análisis antes descripto muestra la relevancia que tiene la técnica de DRXpara el estudio y seguimiento de reacciones en sistemas multifásicos complejos.