Academic literature on the topic '(oxy)hydroxydes de fer'

L'étude de l'équilibre calco-carbonique d'une eau souterraine de l'Afrique de l'Ouest par la méthode de LEGRAND et POIRIER, a conduit à la détermination des conditions de traitement pour neutraliser l'agressivité naturelle de l'eau, due essentiellement à une forte teneur en acide carbonique et réduire ainsi son caractère corrosif. le problème de l'évolution du fer présent en relation avec la mise à l'équilibre a été également étudiée. L'application réalisée sur un pilote de laboratoire a permis d'optimiser les principales étapes du traitement, c'est-à-dire l'addition d'une base forte, la précipitation et la filtration des hydroxydes ferriques qui se forment à la suite de la neutralisation de l'acide carbonique.

Les minéraux associés à l'allanite de Mucaia (vallée du Rio Marambaia, Nord de Minas Gerais) sont brièvement décrits ainsi que la pegmatite granitique encaissante. L'allanite est noir de poix, métamicte avec une densité de 3 48 et un indice moyen de 1,723. Elle contient de petites inclusions d'hématite. Son diffractogramme après chauffage et son analyse semi-quantita tive par fluorescence X sont fournis ainsi que ceux de plages brun orangé correspondant à de l'allanite altérée. Un mince cor tex d'altération est formé de bastnaesite mêlée à des hydroxydes de fer, du quartz et de la kaolinite. De la vermiculite qui a adsorbé des terres rares et dérive de l'altération de la biotite est associée à l'allanite.

Les sédiments utilisés dans cette étude sont prélevés dans deux milieux différents (bassin de maturation du lagunage de Boujaad et étang d'alevinage de la station Deroua, Béni-Mellal) dans le but de comprendre les conditions du milieu qui provoquent les échanges du phosphore à l'interface eau-sédiment et de comparer les échanges du phosphore à ce niveau. Cette étude a montré une différence dans la composition chimique des deux sédiments. En effet, au niveau de l'étang d'alevinage, le phosphore inorganique représente une part majoritaire (92,5%) surtout liée au calcium. En revanche, le phosphore total est réparti en phosphore organique (49,2%) et inorganique (49,8%) au niveau du bassin de maturation. Dans le bassin de maturation, le relargage du phosphore est plus important et il est sous forme inorganique lié essentiellement aux hydroxydes de fer. La fixation du phosphore par les sédiments est importante particulièrement en conditions aérobies, aussi bien dans le bassin de maturation que dans l'étang d'alevinage.

De l'urée et du super phosphate triple ont été appliqués aux étangs d'alevinage de carpes chinoises de la station Deroua pour stimuler la croissance des algues. Toutefois, une forte proportion de ce phosphore est fixée par les sédiments et sera libérée en grande quantité dans les étangs lorsque les sédiments sont en conditions anaérobies. Nous avons étudié le relargage des orthophosphates par les sédiments provenant de deux étangs différents. L'un (A1) en terre ce qui permet la percolation des éléments nutritifs vers les couches profondes, l'autre (C1) dont le fond recouvert d'une fine membrane en polyéthylène, est parfaitement imperméable et empêche toute perte. Par ailleurs, nous avons étudié les effets de l'oxygène dissous, du pH, des nitrates et du glucose sur le relargage des orthophosphates par les sédiments. Les résultats obtenus montrent qu'en anaérobiose, la solubilité du phosphore augmente dans l'eau interstitielle. Les orthophosphates libérés, dont la concentration peut atteindre 873 µg/l, proviennent de la fraction minérale en particulier du Fe(OOH)=P. Le sédiment C1 qui accumule de grandes quantités de matière organique libère plus de phosphore que le sédiment A1. L'addition des nitrates limite la mobilisation du phosphore à partir des sédiments. Le pH acide provoque la dissolution du phosphore lié au calcium alors qu'un pH alcalin provoque celle du phosphore lié aux hydroxydes de fer et sa précipitation partielle sur les carbonates présents dans les sédiments.

Le but de cette etude experimentale est de mieux comprendre les mecanismes qui controlent l'association or/oxy-hydroxydes de fer dans les environnements naturels lateritiques, et plus specifiquement, de mieux cerner le role joue par les phases ferriferes mal organisees dans le piegeage de l'or des solutions, et de controler l'influence de l'or sur la formation des oxy-hydroxydes de fer. Une methodologie originale a ete mise en uvre couplant l'analyse chimique globale des solutions et la caracterisation structurale et chimique ponctuelle des solides. Les phases issues des syntheses de ferrihydrites-2l realisees suivant un protocole conventionnel, correspondent en fait a un melange de phases heterogenes de par leur degre d'organisation structurale. Les resultats obtenus indiquent egalement le role efficace des ferrihydrites fraichement precipitees dans le piegeage de l'or des solutions et permettent de preciser que l'or est associe aux oxy-hydroxydes de fer sous deux formes: un or metal majoritaire et un or aurique combine de type au/cl. Cette derniere forme est systematiquement associee spatialement a l'or metal. La presence d'or retarde voire, inhibe totalement le developpement des goethites alors que la formation des cristallites d'hematites n'est pas perturbee. L'or, en se liant a la surface des particules elementaires constituant les ferrihydrites, protegerait ainsi cette phase de la dissolution, etape consideree comme necessaire a la formation de la goethite a partir de la ferrihydrite

Ce travail présente une étude multi-échelle et multi-technique sur la caractérisation des oxy-hydroxydes de fer dans trois types de gisements d’uranium et leur encaissant. Le choix des sites d’études s’est porté sur un gisement de type roll front : Zoovch Ovoo dans le bassin crétacé de East Gobi (Mongolie) ; un autre de type tectono-lithologique : Akola/Ebba dans le bassin de Tim Mersoï (Niger) et enfin un type discordance protérozoïque : Kiggavik en bordure du bassin du Thelon (Canada). Une nouvelle approche a été mise en œuvre pour caractériser les oxy-hydroxydes de fer sur échantillons macroscopiques : la spectroscopie infrarouge de terrain en utilisant le spectromètre ASD TerraSpec®. À partir d’indices originaux calculés sur les spectres, il a été possible à la fois de caractériser les oxy-hydroxydes de fer ; seules l’hématite et la goethite ont été identifiées dans les parties oxydées des différents fronts uranifères, et de visualiser les différentes zonations d’altération le long des fronts redox. De plus, la partie visible du spectre a été utilisée pour quantifier la couleur des échantillons à travers les paramètres des systèmes ITS (Intensité – Teinte – Saturation) et de Munsell. L’étude des paramètres de couleurs a permis d’identifier une teinte spécifique pour les échantillons minéralisés étudiés : un mélange de jaune et de rouge (2,5 à 10 YR en notation de Munsell). A l’échelle des cristaux, les oxy-hydroxydes de fer ont été caractérisés par la spectroscopie micro-Raman. Cette étude a permis de mettre en évidence une différence de cristallinité des cristaux d’hématite dans les différents gisements. D’un point de vue morphologique, les cristaux de goethite du gisement de Zoovch Ovoo, seul oxy-hydroxyde de fer authigène décrit dans ce front, sont maclés en forme d’étoile à six branches, ce qui témoigne d’une cristallisation de basse température, comparé aux gisements du Niger et de Kiggavik. Cette cristallisation est principalement contrôlée par la disponibilité des ions Feᴵᴵᴵ dans le fluide, libérés par la dissolution de la pyrite en milieu oxydant et le pH. D’un point de vue chimique, les oxy-hydroxydes de fer enregistrent le passage du fluide uranifère de part leur teneur eu uranium. Et d’autre part la composition en éléments en trace qui marque la typologie du gisement, par exemple de la teneur en zirconium dans les oxy-hydroxydes de fer provenant du gisement du Niger, source d’origine volcanique. Cette typicité de la mobilité du zirconium est particulièrement bien exprimée dans les fronts uranifères d’Ebba par la précipitation de cristaux authigènes de zircon contemporains de la pechblende. Les données minéralogiques et géochimiques obtenues dans ce travail sur le gisement de Zoovch Ovoo permettent de proposer un modèle original pour sa formation : l’uranium n’a pas précipité massivement en amont du front puisqu’il n’y a pas d’auréole d’irradiation observable en cathodoluminescence dans les minéraux détritiques dans la zone oxydée. L’uranium a précipité lorsque l’eau oxydante a rencontré un faciès sédimentaire ayant un pouvoir réducteur assez fort pour permettre la réduction de l’uranium. La précipitation a lieu dans un endroit particulier de la formation : un paléo-lac où la matière organique et la pyrite sont abondantes
This work presents a multi-scale and a multi-technical study for the characterization of iron oxi-hydroxides in three uranium-type deposits and host rock. The choice of sites has focused on a roll front deposit: Zoovch Ovoo in a Cretaceous basin of East Gobi (Mongolia); a tectonic-lithological type: Akola/Ebba in Tim Mersoï basin (Niger) and a Proterozoic unconformity type: Kiggavik in Thelon basin (Canada). A new approach has been implemented to characterize the iron oxi-hydroxides on macroscopic samples: field infrared spectroscopy using the ASD TerraSpec® spectrometer. From the original indexes calculated on the spectra, it was possible both to characterize the iron oxi-hydroxides; only hematite and goethite were identified in the different parts of oxidized uranium fronts, and visualize the alteration zonation along the redox front. In addition, the visible part of spectrum was used to quantify the color of samples through the IHS system parameters (Intensity – Hue – Saturation) and the Munsell system. The color setting of the study identified a specific hue for mineralized samples studied: a mixture of yellow and red (2.5 to 10YR in Munsell notation). At the crystals scale, the iron-hydroxides were characterized by µ-Raman spectroscopy. The study highlighted a difference in crystallinity of hematite crystals in different fields. From a morphological point of view, the crystals of goethite in the Zoovch Ovoo deposit, is only authigenic iron oxi-hydroxides described in this uranium front, are twinned in the form of six-pointed star, reflecting a low crystallization temperature, compared to Niger and Kiggavik deposits. This crystallization is mainly controlled by the availability of Feᴵᴵᴵ ions in the fluid, released by pyrite dissolution in an oxidizing environment and pH. From a chemical point of view, iron oxi-hydroxides record the fluid passage owing their uranium content. Secondly, the composition in trace elements marks the type of deposit, for example zirconium content in oxi-hydroxides from Niger deposit, volcanic source. This typical mobility of zirconium is particularly expressed in the uranium front in Ebba deposit by the precipitation of authigenic crystals of zircon contemporary of pitchblende. The mineralogical and geochemical data obtained in this work on the Zoovch Ovoo deposit (Mongolia) allow us to propose an original model for its formation: uranium did not precipitate massively in upstream edge of front, because not radiation halo is visible in cathodoluminescence in detrital minerals in the oxidized area. Uranium precipitated when the oxidizing water met with sedimentary facies having a fairly strong reducing power to allow uranium reduction. The precipitation occurs in a particular location of the formation: paleo-lake where organic matter and pyrite are abundant

Les phénomènes de sorption aux interfaces solide-liquide jouent un rôle important dans le transport des éléments toxiques ou radioactifs et pour la prévision de la sûreté des sites de stockage de déchets. Notre étude a consisté à déterminer les mécanismes de fixation du sélénium (élément toxique à forte concentration mais également radionucléide à vie longue présent parmi les déchets de la fission nucléaire) et à sélectionner les matériaux sorbants les plus efficaces. Deux types de matériaux ont été choisis pour cette étude : une hydroxyapatite et une fluoroapatite Ca10 (PO4)6 (OH, F)2 ainsi que des oxy-hydroxydes de fer (goethite FeOOH et hématite Fe2O3). Après avoir comparé les propriétés d'acido-basicité de surface de la goethite et de l'hématite avec celles de l'alumine g-Al2O3 et de la bayerite Al (OH)3 grâce à des mesures de zétamétrie et des titrages potentiométriques (mise en évidence de l'influence de la cinétique, de l'évolution du solide au cours de la phase d'hydratation, de la solubilité du matériau et des impuretés présentes en surface), nous avons étudié la sorption des espèces sélénites (SeIV) et sélénates (SeVI). Sur la goethite et l'hématite, SeIV se sorbe en plus grande quantité que SeVI, la sorption augmentant fortement en milieu acide. De plus, les courbes de sorption peuvent être ajustées à l'aide de modèles de complexation de surface : dans le cas de SeIV, on identifie un complexe de sphère interne (monodentate ou bidentate) alors que SeVI formerait plutôt un complexe de sphère externe. Dans le cas des apatites, la sorption de SeIV se produit par échange d'ions entre les PO4 de l'apatite et SeO32-. Grâce à un modèle mathématique et des mesures par XPS et ICP/OES, la profondeur de pénétration des ions dans la matrice apatitique a pu être déterminée. En comparaison, le cadmium, dont on étudie également la sorption, diffuse plus profondément dans le solide.

L'arsenic est un métalloïde se rencontrant naturellement sous forme de trace dans de nombreux sols. Les activités anthropiques
(agriculture, extraction et exploitation de minerais principalement) ont conduit à son accumulation dans l'environnement.
L'abaissement à 10 µg/L de la limite de qualité pour l'arsenic dans l'eau de consommation pose la question de l'efficacité des
traitements existants. De nouvelles techniques plus performantes d'élimination de l'arsenic sont donc de plus en plus
nécessaires. L'objectif de ce travail est de développer de nouvelles méthodes d'analyses de l'arsenic, fiables et utilisables sur le
terrain, ainsi que des méthodes simples d'élimination de l'arsenic, de mise en œuvre facile et applicables à de petites unités de
traitement comme celles rencontrées en zones à habitat dispersé (débit < 10 m3/h).
L'adsorption de As(III) et As(V), méthode répondant aux critères précédemment définis, a été étudiée. Tout d'abord des
supports classiques ont été considérés : des (oxy)hydroxydes de fer; puis des supports innovants : des argiles pontées dérivées
d'une montmorillonite. Celle-ci a été modifiée par différents polycations (fer, titane et aluminium) de façon à créer des sites
favorables à l'adsorption. L'adsorption a été réalisée selon différentes conditions, et dans des milieux plus ou moins complexes.
Il s'avère que les (oxy)hydroxydes de fer fixent plus d'arsenic que les argiles pontées, tant sous la forme As(III) que As(V).
Néanmoins, l'étude de la désorption a montré que l'argile pontée au fer était le seul support régénérable quasiment à 100%.
Connaissant les différences de comportement selon la nature des espèces de l'arsenic inorganique As(III) et As(V), l'oxydation
de As(III) par différents oxydants usuels a été l'objet d'une partie de l'étude. Les oxydants testés sont H2O2, NaOCl, FeCl3,
KMnO4 et MnO2(s), couramment employés dans les traitements. De façon à quantifier la capacité oxydante de ces réactifs, une
méthode colorimétrique a été développée. Celle-ci, facilement transposable sur le terrain, peut être appliquée aux eaux peu
chargées en phosphate avec une limite de quantification de 20 µg As/L. Il s'avère que les oxydants les plus facilement
utilisables dans une unité de potabilisation sont KMnO4 et FeCl3. A la suite de cette étude, un support à base d'une résine de
polystyrène recouverte d'oxyde de manganèse a été synthétisé. Ce solide combine des propriétés d'oxydation et d'adsorption
simultanées. Les capacités d'adsorption de ce solide vis-à-vis de As(V) et de As(III) sont remarquables et supérieures à une
majorité des adsorbants étudiés récemment.
La dernière partie a consisté en l'étude de la faisabilité des procédés mis au point sur un milieu plus proche des conditions
naturelles. Pour cela, une eau artificielle représentative des eaux de type granitique, habituellement concernées par la pollution
arséniée, a été préparée à partir de la compilation des compositions d'eaux souterraines destinées à la production d'eau potable.
Ainsi, les concentrations en ions majeurs communes à ces eaux ont pu être déterminées. Cette eau artificielle a ensuite été
utilisée après dopage en As(III) et As(V) dans diverses expériences d'oxydation et d'adsorption de façon à appréhender les
mécanismes mis en jeu dans le milieu naturel. Il apparaît que les ions majeurs ont peu d'influence sur ces procédés, démontrant
leur applicabilité au sein d'une filière de traitement.

L'objectif de cette etude est de modeliser la dissolution des bauxites lors de l'etape de digestion du procede bayer de production de l'alumine, dans une solution 5 m naoh, a une temperature maximale de 250c et une pression de 50 bars. Ce sont principalement les hydroxydes d'aluminium qui sont dissous, mais il se produit egalement une dissolution partielle des hydroxydes de fer, responsables d'une diminution de la purete de l'alumine produite. Avant de considerer le systeme complexe bauxite-solution a haute temperature, qui comporte des phases metastables, telles que la boehmite, la gibbsite et la goethite, nous avons mesure separement la solubilite des (hydr)oxydes stables d'aluminium (diaspore) et de fer (hematite), puis de goethites synthetiques avec une teneur en al variable, permettant l'investigation du systeme complexe alooh-feooh-naoh-h#2o. Le diaspore et la goethite sont tous deux presents dans les bauxites naturelles, et la teneur en fer des liqueurs bayer est d'abord controlee par la dissolution de la goethite, puis sa transformation en hematite lors de l'attaque. Les mesures de solubilite ont ete effectuees, sur des phases synthetiques, dans des solutions naoh de concentration entre 1 et 5 m (diaspore et hematite) et 0,1 a 4 m (goethite), a 200 et 250c a la pression de vapeur correspondante (psat), dans le but de definir la stoechiometrie des especes al et fe transportees par le fluide hydrothermal, ainsi que les constantes d'equilibre fluide-mineral. Le mecanisme de solubilite du diaspore peut etre decrit a l'aide de deux reactions principales ; la premiere represente la formation de l'ion aluminate al(oh)#4- et la seconde concerne l'association de l'ion aluminate avec l'ion sodium, afin de former le complexe naal(oh)#4, observe dans les solutions concentrees en al et na (>1,5 mol/kg). La constante de formation de ce complexe, estimee a partir d'un calcul de speciation, a ete utilisee pour modeliser la reaction de dissolution de la boehmite et du diaspore. Le bon accord observe entre les concentrations mesurees et les valeurs calculees nous autorise a l'utiliser pour le systeme fe#2o#3-al#2o#3-naoh-h#2o. Les cinetiques de dissolution des diaspores naturel et synthetique ont ete etudiees dans une solution 5 m naoh, a 200 et 250c. L'application de la loi de l'etat transitoire aux stades initiaux de la dissolution, ou la reaction de formation de l'ion aluminate est preponderante, a permis de determiner la constante de cinetique, qui a ete utilisee pour le calcul de l'energie d'activation de la reaction. La solubilite de l'hematite a 200 et 250c a egalement ete mesuree en solution 5 m naoh, dans deux types de conditions redox differentes, permettant de determiner les constantes d'equilibre relatives aux deux especes fe(oh)#4- et fe(oh)#3-. Dans les conditions reductrices de l'assemblage hematite-magnetite, la concentration en fer observee est double de celle du systeme hematite seule, avec des concentrations equivalentes des deux especes. Les experiences de dissolution de la goethite montrent un pic de concentration en fer suivi d'une decroissance due a la transformation goethite-hematite. La modelisation de la bauxite a ete realisee en considerant l'assemblage boehmite-hematite en fonction de la fugacite d'hydrogene. Les fortes teneurs en fer des liqueurs bayer peuvent s'expliquer soit par une duree d'attaque des bauxites trop courte, soit par l'existence de conditions reductrices dans le milieu reactionnel

Le gisement d'alteration lateritique de moanda au gabon presente une sequence typique d'oxy-hydroxydes de manganese developpee sous climats tropicaux ou equatoriaux par alteration lateritique. Des etudes en microscopie electronique ont ete entreprises afin de mieux comprendre l'evolution mineralogique observee dans le profil. La methr (microscopie electronique en transmission a haute resolution) a permis de montrer que la transition manganite (mn#i#i#iooh)-pyrolusite (mn#i#vo#2) est une transformation de type topotactique. La methr a aussi revele la presence d'une phase manganesifere de type spinelle, appartenant au systeme quadratique (hausmannite, probablement), au niveau du passage manganite-pyrolusite. Une transition entre cette phase de type spinelle et la pyrolusite a pu etre observee. Il s'agit aussi d'une transformation de type topotactique. L'etude quantitative de la porosite dans les differents horizons (horizon roche-mere et horizons du profil d'alteration) a permis de mettre en evidence l'apport massif de manganese depuis le haut des profils. Sur la base des observations detaillees sur le gisement de moanda et sur celles existant dans d'autres gisements manganesiferes, presentees dans une synthese bibliographique, une etude thermodynamique, prenant en compte les principaux oxy-hydroxydes de manganese de ces milieux, a pu etre proposee. Cette approche a permis d'evaluer les enthalpies libres de formation de la nsutite, de la cryptomelane, de la birnessite et de la lithiophorite

Nous avons étudié les processus d'oxydation des hydroxydes ferreux dans différents milieux aqueux chlores et chloro-sulfates en couplant une étude des équilibres électrochimiques à des analyses par diffraction x et spectrométrie Mössbauer. Nous nous sommes essentiellement intéressés aux mécanismes articulés autour de l'hydroxychlorure ferreux-ferrique dénommé rouille verte 1 (rv1). Nos travaux ont permis de déterminer les caractéristiques de rv1, formule chimique, potentiel chimique et structure cristallographique. Nous avons ainsi pu expliciter le rôle actif que jouent les ions chlorure dans l'oxydation de l'hydroxyde ferreux. Les processus d'oxydation des hydroxydes ferreux en milieux chloro-sulfates sont tributaires du rapport a=so4/cl. Lorsque A est grand, les mécanismes sont semblables aux mécanismes caractéristiques du milieu uniquement sulfaté. Lorsque A est faible, apparaissent des mécanismes spécifiques du milieu chloro-sulfaté. La transformation du fer(II) en fer(III) s'effectue alors en trois étapes, un composé ferreux-ferrique chloré, puis un compose ferreux-ferrique sulfaté, étant d'abord obtenus. Parallèlement nous avons étudié les processus d'oxydation d'hydroxydes mixtes ferreux-nickeleux et montré qu'ils s'apparentaient aux processus d'oxydation de l'hydroxyde ferreux. En milieu chloré, ces hydroxydes produisent en s'oxydant des hydroxychlorures nickeleux-ferriques stables isomorphes de rv1. Enfin, nous avons construit les diagrammes de Pourbaix spécifiques des milieux aqueux chlorés et chloro-sulfatés