Abstract

The Gibbs free energy of formation of nukundamite (Cu3.38Fe0.62S4) was calculated from published experimental studies of the reaction 3.25 Cu3.38Fe0.62S4 + S2 = 11 CuS + 2 FeS2 in order to correct an erroneous expression in the published record. The correct expression describing the Gibbs free energy of formation (kJ·mol−1) of nukundamite relative to the elements and ideal S2 gas is Δfnukundamite, T(K) = −549.75 + 0.23242 T + 3.1284 T0.5, with an uncertainty of 0.6%. An evaluation of the phase equilibria of nukundamite with associated phases in the system Cu–Fe–S as a function of temperature and sulfur fugacity indicates that nukundamite is stable from 224 to 501°C at high sulfidation states. At its greatest extent, at 434°C, the stability field of nukundamite is only 0.4 log f(S2) units wide, which explains its rarity. Equilibria between nukundamite and bornite, which limit the stability of both phases, involve bornite compositions that deviate significantly from stoichiometric Cu5FeS4. Under equilibrium conditions in the system Cu–Fe–S, nukundamite + chalcopyrite is not a stable assemblage at any temperature.

Abstract

L’énergie libre de formation de Gibbs de la nukundamite (Cu3.38Fe0.62S4) a été calculée à partir des études expérimentales déjà publiées portant sur la réaction 3.25 Cu3.38Fe0.62S4 + S2 = 11 CuS + 2 FeS2 afin de corriger une expression en erreur dans la littérature. L’expression correcte pour décrire l’énergie libre de formation (en kJ·mol−1) de la nukundamite par rapport aux éléments et une phase gazeuse idéale de composition S2 est ΔfGonukundamite, T(K) = −549.75 + 0.23242 T + 3.1284 T0.5, avec une incertitude de 0.6%. D’après une évaluation des équilibres de phases affectant la nukundamite et les phases associées dans le système Cu–Fe–S en fonction de la température et de la fugacité du soufre, la nukundamite serait stable entre 224 et 501°C dans un milieu à taux de sulfuration élevé. A sa plus grande étendue à 434°C, le champ de stabilité de la nukundamite n’est que 0.4 unités de log f(S2) en largeur, ce qui explique sa rareté. Dans les équilibres impliquant nukundamite et bornite, qui limitent le champ de stabilité des deux phases, les compositions de bornite dévient de façon importante de la composition stoechiométrique, Cu5FeS4. Aux conditions d’équilibre dans le système Cu–Fe–S, l’assemblage nukundamite + chalcopyrite est instable, quelle que soit la température.

(Traduit par la Rédaction)

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