Abstract

Jarosite-group compounds [MFe3(SO4)2(OH)6: argentojarosite (M+ = Ag+), jarosite (M+ = K+), ammoniojarosite (M+ = NH4+)] were synthesized by supplying Fe3+ ions in three different ways: biological oxidation of Fe2+ ions by T. ferrooxidans (biological products), chemical oxidation of Fe2+ ions by slow addition of H2O2 (chemical products 1), and chemical oxidation by rapid addition of H2O2 (chemical products 2). These were characterized by XRD, FTIR, chemical analysis and SEM; as well, the morphological features were compared with those formed by the hydrothermal method (standard substances). The jarosite-group compounds so synthesized do not contain crystalline by-products, as revealed by XRD, but the order of purity inferred from IR spectra, which is determined by the intensity of specific peaks, was found to be dependent on the method of preparation and is independent of the jarosite species; the order was found to be standard substances > chemical products 2 > chemical products 1 > biological products. Two main factors were found to affect the morphology, the method and rate of supply of Fe3+ ions to the system and the nature of the monovalent cations, which determine the intrinsic rate of formation under given conditions. Where Fe3+ ions are present in the system from the beginning, the order of rate of formation is confirmed to be argentojarosite > jarosite > ammoniojarosite at 30°C. Morphological features of jarosite-group phases formed by the biological method were rendered distinguishable by the effect of extracellular substances. Morphological information is useful to distinguish the mode of occurrence of jarosite-group phases in natural samples, since it may be difficult to do so by other analytical techniques, such as XRD, FTIR, Raman spectroscopy and chemical analysis.

Abstract

Les composés du groupe de la jarosite [MFe3(SO4)2(OH)6: argentojarosite (M+ = Ag+), jarosite (M+ = K+), et ammoniojarosite (M+ = NH4+)] ont été synthétisés en ajoutant les ions Fe3+ de trois façons différentes: oxydation biologique d’ions Fe2+ par la participation de T. ferrooxidans (produits biologiques), oxydation chimique des ions Fe2+ par addition lente de H2O2 (produits chimiques 1), et oxydation chimique par addition rapide de H2O2 (produits chimiques 2). On a caractérisé ces produits par diffraction X, par spectroscopie infra-rouge avec transformation de Fourier, par analyse chimique et par microscopie électronique à balayage. De plus, les aspects morphologiques ont été comparés avec ceux des produits de synthèse hydrothermale (étalons). Les composés du groupe de la jarosite ainsi synthétisés ne contiennent pas d’autres produits cristallins, comme le prouve la diffraction X. En revanche, la séquence de pureté, d’après les spectres infra-rouges, déterminée à partir de l’intensité d’absorptions spécifiques, dépend du mode de préparation et non de l’espèce de composé. Cette séquence serait: étalons > produits chimiques 2 > produits chimiques 1 > produits biologiques. Deux facteurs régissent la morphologie des particules, le mode de formation et le taux d’addition des ions Fe3+ au système et la nature des cations monovalents, qui détermine le taux intrinsèque de formation à des conditions spécifiées. Lorsque les ions Fe3+ sont présents dans le système dès le début, le taux de formation diminue selon la séquence argentojarosite > jarosite > ammoniojarosite à 30°C. Les caractéristiques morphologiques des phases du groupe de la jarosite formées par la méthode biologique ont pu être distinguées grâce à l’effet de substances extracellulaires. L’information à propos de la morphologie est très utile pour distinguer le mode d’origine des phases du groupe de la jarosite dans les échantillons naturels, vue la grande difficulté de les distinguer par les autres méthodes d’analyse, par exemple diffraction X, spectroscopie infra-rouge, spectroscopie de Raman et analyse chimique.

(Traduit par la Rédaction)

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