On a phase transformation produced by mechanical activation in iron pyrite

Laboratoire de Métallurgie Physique (UMR 6630 CNRS), Université de Poitiers, bâtiment SP2MI, boulevard 3, Téléport 2, B.P. 179, 86960 Futuroscope Cedex, France

Received: 20 November 1997
Revised: 26 October 1998
Accepted: 26 October 1998
Published online: 15 February 1999

Abstract

The behaviour of pyrite in the process of mechanical milling in air has been examined. Milled powders were characterized by scanning electron microscopy, Mössbauer spectroscopy working in transmission geometry and X-ray diffraction. In the presence of oxygen, pyrite can readily be transformed to ferrous sulphate monohydrate, which indicates that the Fe(II) goes from a low-spin state to to a high-spin state. The transformation mechanism is saturated after about 60 hours milling, but however it can be markedly prolonged by further ageing at room temperature. The results also indicate that mechanical milling is a useful room temperature process of material production.

Résumé

On a étudié le comportement de la pyrite au cours de broyages mécaniques réalisés à l'air. Les poudres broyées ont été analysées par microscopie électronique à balayage, spectroscopie Mössbauer fonctionnant en géométrie de transmission et diffraction des rayons X. En présence d'oxygène, la pyrite se transforme immédiatement en sulfate de fer monohydraté, ce qui correspond pour Fe(II) au passage de l'état bas spin à l'état haut spin. Le mécanisme de la transformation est saturé après 60 heures de broyage environ, Mays cependant il peut être notablement prolongé par un vieillissement ultérieur à la température ambiante. Les résultats montrent aussi que le broyage mécanique constitue un processus utile de fabrication des matériaux à l'ambiante.