Thermal decomposition of ulexite

Abstract

The thermal decomposition of ulexite, NaCa[B₅O₆(OH)₆] · 5H₂O, monocrystals was investigated by thermal, X-ray, IR and optical microscopy methods at normal and elevated temperatures.

It was found that the thermal decomposition has an intraframework character and proceeds in a few separate stages: 1) release of part of the molecular water coordinating the Ca and Na cations; this leads to a rearrangement of the ulexite structure; 2) release of the remaining molecular water and some part the OH groups, which causes breakdown of the ulexite structure, with the simultaneous crystallization of CaO · B₂O₃ and 2CaO·B₂O₃; 3) the slow release of the remaining OH groups up to 600°C, which causes decomposition of the borate rings and the crystallization of NaB₃O₅ and NaCaBO₃.

Zusammenfassung

Mittels thermischer, röntgenographischer, IR- und optisch mikroskopischer Verfahren wurde bei Normal- und bei hohen Temperaturen die thermische Zersetzung von Ulexiteinkristallen NaCa[BsO₆(OH)₆]·5H₂O untersucht.

Die Untersuchungen zeigten, daß die thermische Zersetzung von Ulexit einen Innergittercharakter trägt und in einigen separaten Schritten verläuft: 1) Freisetzung desjenigen molekularen Wassers, welches Ca und Na Kationen koordiniert; hierdurch geschieht eine Wiederherstellung der Ulexit-struktur, 2) Freisetzung des verbleibenden Kristallwassers und einem Teil der OH-Gruppen, wodurch eine Zersetzung der Ulexit-struktur unter gleichzeitiger Kristallisation von CaO · B₂O₃ und 2CaO · B₂O₃ erfolgt, 3) langsame Freisetzung der verbleibenden OH-Gruppen bis 600°C, was eine Spaltung der Boratringe und die Kristallisation von NaB₃O₅ und NaCaBO₃ zur Folge hat.