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Bulletin de la Societe Geologique de France; May 2002; v. 173; no. 3; p. 265-270; DOI: 10.2113/173.3.265
© 2002 Societe Geologique de France
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Effet des ions carbonate sur la dissolution de la pyrite (FeS2)

Michaël Descostes1,2, Catherine Beaucaire3, Florence Mercier4, Sébastien Savoye3, Joachim Sow4 and Pierpaolo Zuddas2

1 CEA-DEN, Service de Chimie et Physique Analytique, CE Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France. Tel. : +33-1-69-08-73-60; fax : +33-1-69-08-32-42 ; e-mail : michael.descostes{at}cea.fr.
2 Université Paris 7, Laboratoire de Géochimie des Eaux, 75251 Paris cedex 05, France.
3 IPSN, Service d’Etudes et de Recherches sur la Géosphère et l’élimination des Déchets, 92265 Fontenay-aux-Roses, France.
4 CNRS-UMR 8587, CE Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France.

Abstract

La neutralisation de l’acidité produite lors de l’oxydation de la pyrite (FeS2) par les carbonates a été étudiée par le couplage de l’approche des phases aqueuse (spéciations du fer et du soufre, pH et Eh) et solide (FT-IR). Des ex-périences de dissolution en batch ont été menées au contact de l’oxygène atmosphérique (20 %) en milieu bicarbonaté ([NaHCO3] =10–3, 1,12.10–2, 10–1 et 1 mol/L). Cinq durées de dissolution ont été sélectionnées : 6 heures, 1, 3, 8 et 30 jours. Les complexes carbonates ferreux (FeOHCO3– et Fe(CO3 )22–) semblent maintenir le fer en solution (jusqu’à 152.2 µmol/L en milieu [NaHCO3] =1 mol/L) et augmenter la vitesse d’oxydation de la pyrite en évitant la précipitation d’oxydes ferriques. L’acidification est ainsi plus intense en milieu carbonaté dilué et concentré ([NaHCO3]=10–3 et 1 mol/L) avec respectivement {Delta}pH=5.06 et {Delta}pH=1.99 à 30 jours alors que le pH demeure tamponné en solution [NaHCO3– ] =1.12.10–2 et 0.1 mol/L. La sidérite est le premier solide formé, se transformant en goethite, oxyhydroxyde ferrique sulfaté incorporant sulfites et thiosulfates, puis lépidocrocite. La chimie du soufre est à l’origine de l’acidifi-cation observée. Les thiosulfates sont les premiers sulfoxyanions relâchés en solution et leur oxydation en sulfite puis sulfate semble contrôler la production acide. La capacité tampon pH des carbonates semble être limitée pour des concentrations modérées.

Key Words: Pyrite • Oxydation • Carbonate • Tampon pH • FTIR • Redox





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