Отрицательно заряженные частицы

При высокой температуре расплава (1600-1500° С) энергия теплового движения столь велика, что преодолевает силы электростатического взаимодействия даже между наиболее сильно заряженными катионами кремния и аниона кислорода, препятствуя началу образования кристаллической структуры. Поэтому быстрый отбор тепла, т. е. мгновенное затормаживание теплового движения, превращает силикатный расплав в твердый раствор, т. е. в изотропную массу шлакового стекла, что имеет место при отборе проб на доменной печи в ложках небольшого объема (0,3 л). Такие пробы, имея большую поверхность, быстро охлаждаются.
Для образования кристаллической структуры должны быть созданы условия замедленного отбора тепла в начальной стадии охлаждения расплава шлака. При замедленном снижении температуры энергия теплового движения жидкоподвижного расплава обусловливает проявление электростатических сил между ионами, что ведет в первую очередь к образованию сначала простых кремнекислородных соединений, затем более сложных комплексов (S12O7, SisOg), которые соединяются в группы, образуя цепочки, полосы, слои.
При дальнейшем земедлении теплового движения в кристаллической решетке располагаются катионы Al, Са, Mg, Fe, S; ионы кальция вступают в двойные и тройные соединения с кремнием и алюминием, при этом образуются зародыши будущих минералов-силикатов и алюмосиликатов кальция — ларнита, анортита, геленита. Эти минералы обнаруживаются чаще других в отвердевших шлаках, зачастую на общем изотропном фоне.
Первая стадия кристаллизации проходит как экзотермическая реакция, с высвобождением тепловой энергии. Это выражается в сохранении температурного уровня остывающего расплава на протяжении короткого периода (2-3 мин.); иногда температура расплава повышается на 10-20° С.