Поскольку многие практически важные синтетические цеолиты кристаллизуются в щелочных алюмосиликатных системах в качестве первичных метастабильных фаз, исследование условий образования таких фаз имеет самостоятельное значение независимо от исследования равновесных состояний в этих системах. Влияние состава системы на природу кристаллизующихся первичных цеолитовых фаз удается проследить по результатам опытов, выполненных при какой-либо фиксированной температуре. При этом, для того чтобы избежать влияния состояния исходных материалов на результаты кристаллизации, целесообразно во всех случаях пользоваться для приготовления алюмосиликатных смесей щелочными растворами алюминатов и силикатов, образующими при сливании силикоалюмогели. Исследования полей кристаллизации цеолитов из силикоалюмогелей при 90°, выполненные в работах, показали, что цеолиты кристаллизуются лишь из сильно водных гелей с содержанием воды 70% и более.

Если поля кристаллизации цеолитов представить на треугольных диаграммах составов, отвечающих постоянным содержаниям воды, то поле кристаллизации каждого из цеолитов располагается в определенной области треугольной диаграммы. В пределах своего поля каждый цеолит в качестве первичной фазы кристаллизуется вполне воспроизводимо. Изменение содержания воды в системе приводит к изменениям границ полей.

Приведена обобщенная схема расположения полей кристаллизации цеолитов при 90° в системе Na20-А1203-Si02-Н20, составленная по данным кристаллизации гелей с содержанием Н20 80-85%. Пунктиром показана область возможного получения гелей путем смешения растворов силикатов и алюминатов. Аналогичная картина расположения полей получена для калиевых цеолитов. Следующие выводы могут быть сделаны при изучении диаграммы и соответствующих данных по кристаллизации цеолитов в калиевоалюмосиликатной системе.

1. Несмотря на неравновесность системы, положение поля кристаллизации каждого из цеолитов, кристаллизующегося в качестве первичной фазы, на треугольной диаграмме составов соответствующей системы определяется составом кристаллов. 2. Чем выше отношение в кремнеалюмо-кислородном каркасе цеолитов, тем в более кремнеземной области системы они кристаллизуются. 3. В преимущественно алюминатной области системы кристаллизуются только цеолиты с постоянным.

Такие цеолиты являются предельно обогащенными А1203-фазами. 4. При одинаковом отношении Si02 : А1203 в более щелочной области системы кристаллизуются цеолиты с меньшим отношением в их каркасах, т. е. фазы, более обогащенные щелочным компонентом. С ростом содержания воды в гелях наблюдается расширение полей кристаллизации более водных цеолитов за счет полей цеолитов с меньшим содержанием воды.

В случае цеолитов, являющихся фазами переменного состава, отношение Si : А1 в их каркасе растет с увеличением отношения Si02 : А1203 и с уменьшением содержания щелочного компонента в гелях. Таким образом, в случае кристаллизации цеолитов проявляются обычно наблюдающиеся для гетерогенных систем закономерности изменения состава фаз при изменении состава системы. Однако при одинаковом валовом составе силикоалю-могелей и одной и той же температуре условия приготовления гелей могут не только оказать существенное влияние на продолжительность их кристаллизации и дисперсность кристаллов, но даже изменить природу кристаллизующихся первичных цеолитовых фаз. Эти обстоятельства свидетельствуют о том, что результаты кристаллизации силикоалюмогелей, представляющих собой высокодисперсные коллоидные системы, не контролируются только чисто термодинамическими факторами.