EQUILIBRE DU SULFO-ALUMINATE DE CALCIUM AVEC SES CONSTITUANTS
La décomposition du sulfo-aluminate de calcium dans l’eau, l’eau de chaux, et les solutions de sulfate de calcium, conduit comme celle des sels doubles de la première série, à un système univariant. Les deux autres systèmes univariants comportent également les mêmes phases solides.
Les dosages de chaux et de sulfate de calcium effectués dans les liqueurs à l’équilibre ont conduit aux résultats suivants :
Cour8e I. — La Courbe I (Phases solides : CaO ; 4 CaO. AlO8 ; 3 CaO. Al?203.3 SO'Ca), n’a pu être tracée. Le sel est stable en présence d’eau de chaux saturée.
Cour8E II. — Phases solides : A7203: 3 CaO.Al?203 ; 3 CaO. Al08 ; 8 SO'Ca.
CaO SRE TS 0,007 0,005 0,0046 0,004 0,000% 0,0002 SG SRE 0. 0. 0. 0. 0,000526 0,001348 AO RER Re 0,006 0,0055 0,0011 0,0007 0,00033
Course I11.— Phases solides : 4 CaO. Al?203; 3 CaO. AI20%; 3 CaO. A0. 3 SO4Ca.
Décomposition du sel dans l’eau de chaux.
CD BE PRRDSS RS 0,0233 0,0074 0,00325 CRE rm ae 0 0,000504 0,000925 AO nn 0,0002 0,00013 0,00013
Décomposition du sel double dans l’eau.
Ca0 ESS PERTE NOR CRE 0,000% SCA Rp DORE TEE RES 0,00267 ADO... LES ET STE 0,00016
Décomposition dans des solutions de sulfate de calcium. CAES fees 0,00020 0,00015 0,00015 0,00010 SODERRE MOULES. 0,00212 0,00872 0,01379 0,01794 APDP PRESS 0,00027 0,00020 0,00007 0,0001
ns
Il faut noter la particulière stabilité du sulfo-aluminate de calcium qui se décompose très peu dans l’eau et pas du tout dans l’eau de chaux, même à faible concentration.
ao Q purs on
Sulfate de Calcium.mol:litre -
HUE 0,005 0,010 0,015 0,020 Chaux .mol:litre
Fig. 5.
RECHERCHE DU SULFO-ALUMINATE A 1 SO4Ca.
Les auteurs américains LERSH, ASHTON et BoGuUE ont obtenu le sulfo-aluminate :
a CAO, AlD07,S0*Ca:12 H°0,
qui cristallise en tablettes hexagonales.
Ils indiquent qu’une haute teneur en chaux est la condition de
précipitation de ce nouveau sel. Leur méthode de préparation est la suivante : on mélange une solution d’aluminate à l’eau de chaux, on filtre, et à 500 emc. du filtrat clair, on ajoute 200 cmc. de solution saturée de sulfate de calcium.
J'ai essayé d'obtenir ce sulfo-aluminate par cette méthode et j'ai analysé divers précipités :
Composition initiale (mol./litre) après mélange du filrat et de la solution de SO4Ca
CaO AI203 SO4Ca Formule du précipté
2,3 CaO.Al203.1,02 SO{Ca 0,00544 0,00064 0,0029 2,3 CaO. Al203.2,2 SOiCa
La précipitation préalable d’aluminate ne paraît pas nécessaire. On peut opérer directement le mélange des solutions en ayant soin de maintenir les mêmes conditions de concentration : un excès de chaux et très peu de sulfate de calcium dans la liqueur primitive.
Les essais suivants ont été faits dans le but de vérifier si la teneur en sulfate de calcium dans le précipité est bien simplement régie par la concentration relative en sulfate de calcium de la liqueur-mère, comme il a été trouvé pour les sels de la série précédente.
Composition initiale (mol./litre) EE — CaO AL20O3 SO4Ca Formule du précipité
0,01020 0,00327 0,00137 2,83 CaO.Al203.0,74 SO4Ca 0,00985 0,00312 0,00197 2,80 CaO.A1203.0,88 SOCa 0,01020 0,00327 0,00274 (3 CaO.Al?03) 0,99 SO4Ca
0,00985 0,00312 0,00236 (3 CaO. Al203) 1,18 SO{Ca
0,00846 0,00111 0,00282 2,25 CaO. A1203.1,28 SOCa 0,00846 0,00111 0,00352 3,02 CaO. A1208.2,18 SOCa 0,00741 0,00077 0,00342 3,05 CaO. Al203.92,34 SOCa
On obtient des précipités dont la teneur en sulfate de calciumx dépend de la concentration relative par rapport à l’alumine du sulfate de calcium dans la liqueur primitive. Le composé à
1 SO*Ca ne se forme pas dans ces conditions préférablement à d’autres.
Des auteurs ont précisé, d’autre part, que le sulfo-aluminate à 1 SO#Ca, précipite en solution de pH 14. Un tel pH aurait été obtenu par addition de soude à la liqueur ; ceci correspond à une solution basique à peu près normale.
Cette concentration est très grande comparée à celle que donne l'emploi exclusif d’eau de chaux. En milieu aussi basique, il se forme non seulement de l’aluminate tétracalcique, mais la chaux elle-même précipite. On ne peut donc aboutir dans ces conditions. qu'à un mélange de sulfo-aluminate, d’aluminate tétracalcique et de chaux. Ce sulfo-aluminate à 1 SO4Ca a d’ailleurs l’aspect de l’aluminate tétracalcique; ses constantes optiques seraient cependant différentes, mais la présence d’un peu de sulfoaluminate en solution solide avec l’aluminate tétracalcique, peut. être la cause de cet écart.
Il n'existe qu'un seul sulfo-aluminate :
3 CaO.Al?05.3 S0‘Ca.30 H°?0,
qui exige pour sa précipitation une concentration en chaux supe: rieure aux conditions théoriques.
Au-dessous de cette limite, on obtient tous les mélanges possibles. Le composé à 1 SO*Ca ne se forme pas préférablement à d’autres. La proportion en sel de calcium dans le précipité, jusqu’ à formation du sulfo-aluminate pur, dépend, comme pour les sels de le 1re série, de la proportion relative en sel de calcium dans la liqueur-mère.
Chromo-aluminate de calcium.
Ce sel est jaune. Il précipite généralement assez mal cristallisé. Pour obtenir des cristaux visibles au microscope, on doit effectuer la précipitation goutte à goutte, ou employer le système de mélange avec flacons de MARIOTTE précédemment décrit.
Le chromo-aluminate de calcium a été obtenu par la même méthode que les sels précédents. Mais il exige pour sa formation une concentration en chromate de calcium de 0 mol. 095 au litre, et une teneur 40 fois supérieure environ à celle de l’alumine, c’est-à-dire plus de 12 fois les conditions théoriques.
