Ni-OHJELMA. OLIVIININ KOOSTUMUKSEN LASKEMISESTA.

Transkriptio

1 , """' OUTOKUMPU OY Pk ~e 1,., s,',s;j.jn~n /a4-flo A. rn' 1 Ni-OHJELMA. OLIVIININ KOOSTUMUKSEN LASKEMISESTA. Seuraavassa on tarkasteltu oliviinin koostumuksen <lähinnä sen forsteriittipäätejäsenen pitoisuuden> laskemista OKMEn Ni-ohjelman lähtötiedoin. OKMEn Ni-ohjelman mikroanalysaattorimäärityksiin sisältyvät oliviinin Fe- ja Ni-analyysit. Fe on annettu paino-x:na ja Nipitoisuudet ppm:nä <1 ppm = wt-x>. On huomattava, että ko. analyysit ovat osittaisia ja Mg- ja forsteriittipitoisuuden laskenta on likimääräinen sisältäen eräitä oliviinin koostumusta koskevia olettamuksia. Merkitään Wi =komponentin i X-painofraktio <O~w,~100) wi = komponentin i painofraktio päätejäsenessä wk päätejäsenen k X-painofraktio <O~w~~lOO> nk = päätejäsenen k maaliluku x~ = päätejäsenen k moolifraktio MK päätejäsenen k maalipaino forsteriitti <Mgol), faya Ko. tapauksessa i = Mg, Fe, Ni ja k ~ liitti <Feol> ja Ni-oliviini <Niol>. Seuraavat Fe- ja Ni-massataseet ovat voimassa WFc. ( 1 ) Mg:n ja forsteriitin laskemiseksi on tehtävä likimääräisty s Yhtälö (3) on "closure condition" ja ko. tapauksessa se sisältää olettamuksen, että oliviinin hilaan ei sisälly muita päätejäseniä kuin forsteriitti, fayaliitti ja Ni-oliviini (wk = O, kun k t Mgol, Feol, Niol), ts. oliviinin hilan Ml ( 2) ( 3) ja M2 paikat täyttää Mg, Fe janimuiden mahdollisten alkuaineiden <Ca,Mn,Zn,Cu jne.> pitoisuuksien ollessa= 0 (wl = o, kun i ~ Mg,Fe,Ni). Sijoittamalla taulukosta 1 yhtälöihin <1>- (3) saadaan päätejäsenten X-painofraktioiksi w Faot = w l=t,.. w H:o( = w N: w l't5ot = w Ft w H: ( 4) ( 5) ( 6) joissa Fe- ja Ni-pitoisuudet on annettu paino-x:na. Oliviinin likimääräinen Mg-pitoisuus <X-painofraktio, em. olettamuksin) on

2 2 ::; wl'\~ct wmsol w H'} h.} eli sijoittamalla yhtäläistä (1) - (3) wk,_::; M~d'{ (100- W Mct r wf:e ~ t w~o Fe josta huomioimaila arvot taulukossa 1 saadaan w ::; t1, w ;e w lo(; ( 8) ( 9) Mikäli halutaan laskea oliviinin koostumus komponenttien oksidien X-painofraktioina, saadaan oliviinin Si -pitoisuus massataseesta w s~ _ "'1"{ n~e< + l='c...,t ~..( + N.:~ N:ol - w $.:. w w.s: w w s~ w ( 10) ja kertomalla alkuainepitoisuudet (so. Mg,Fe,Ni,Si) vastaavilla oksidikertoimilla saadaan oksidien X-painofraktiot, joiden tulee täyttää "closure ehto" LW = 100 J- j = MgO,FeO,NiO,Si0 2 Päätejäsenen k maalien lukumäärä on nl( = w >< 1 M >< k = Feol,Niol,Mgol ( 1 1 ) ( 12) ja moolifraktio on k= Feo l,niol,mgol ( 13) moolifraktioiden täyttäessä elosure ehdon k=feol,niol,mgol ( 14) Ko. tapauksessa <vrt. em. olettamukset> huomioiden yhtälöt (1) - <3> ja taulukossa 1 annetut arvot päätejäsenten maalien lukumääriksi saadaan n ~o < = w l="e... 1 n N:ot wF'e w N; ( 15) ( 16) eli 1 WJ:e = ---(100- Ml1~ l wfu( Ft.. "so{ n = w~~ wN~ ( 17} Kun maalien likimääräiset lukumäärät on laskettu,moolifraktiot saadaan yhtäiästä <13> ja laskenta voidaan tarkistaa ehdolla (14>. Mooli-X on looxk. Erityisesti forsteriitin mooli-x on Fo<mo l - X> = 100><~<>-t.

3 3 Oliviinin kaava voidaan laskea summaamalla moolifraktioilla kerrotut päätejäsenet eli kaava on ( 18 ) ( 19) Mikäli ko. kaavaa käytetään reaktioyhtälöiden (esim. vaihtoreaktioiden> kirjoittamiseen, on selvästi tiedostettav a Ni-ohjelmaan sisältyvien analyysien osittaisuus ja em. koostumusten suhteen tehdyt yksinkertaistukset. Laskettaessa oliviinin päätejäsenten moolifraktioita (esim. forsteriitin mooli-x:a) suora menettely on laskea maaliluvut yhtäläistä <15>- <17) ja moolifraktiot yhtälöllä ( 13). Liitteessä 1 on laskettu esimerkkinä Ni-ohjelman näytteen M20394 <Hälvälä, metapyrokseniitti; anal. no ) oli viinin päätejäsenten moolifraktiot. Pertti Hautala

4 4 Taulukko 1. Oliviini. Mg-, Fe- ja Ni-päätejäsenten koostumukset. Wt-X. Mg 2 Si0 4 Forsteriitti M= Fe 2 Si0 4 Fayaliitti M= Ni 2 Si0 4 Ni-oliviini M= Mg Fe Ni Si }:; MgO FeO NiO Si

5 5 Liite 1. Esimerkki. Ni-ohjelman oliviinin koostumus. Näyte M20394 <Hälvälä, metapyrokseniitti, anal.no ). Lähtötiedot: Fe 17.1 wt-'l. Ni 1561 ppm = wt-'l. Ni-ohjelman laskettu Fo mol-'l. Päätejäsenten %-painofraktiot (w~): k = Feol Niol Mgol ( yh t. ( 4) } ( yh t. ( 5) ) <yht.<6> tai (3)) Alkuaineiden %-painofraktiot (w~ ): i = Mg Fe Ni Si ( yh t. ( 7) } (anal.) <anal.) ( yh t. ( 10) ) <closure ehto) 0 Oksidien 'l.-painofraktiot (wj> : j = MgO FeO NiO Si o Maaliluvut <nl'(>: k = Mqol Feol Niol ( y ht.(12>> ( yh t. ( 12) ) (yht.(12> > Moolifraktiot (xk}: k = Mgol Feol Niol <yht.<13)) ( yh t. ( 13) ) <yht.(13))

6 GAL/PEH /Ni-ohj/PEH/ 1987 Oliviinin kaava (yht. ( 19)): Mg1.518Fe0.478Ni0.004Si04 Oliviinin forsteriittimooli-x (looxmgol) on Ni-ohjelman tiedostoon laskettu Fo mooli-x on Ero aiheutuu siitä, että Ni-ohjelman tiedoston laskennassa ei ole huomioitu oli v iinin Nipitoisuutta ja Ni Si0 päätejäsenenä. Laskenta, jossa N 2 4 i 2 S i 0~ on huomioitu päätejäsenenä (vrt. ohe inen raportti ) on "oikeampi'.