Abstract

Secondary phases precipitated during oxidation of sulfides in mine wastes can be very fine-grained and poorly crystalline, making accurate identification difficult. As part of a study to examine arsenic mobility within the arsenopyrite residue stockpile, Snow Lake, Manitoba, arsenic-rich secondary phases were examined by a combination of micro X-ray diffraction (μXRD) and electron-probe micro-analysis (EPMA). With EPMA, we found one of the secondary As-containing phases to have an Fe:As ratio of 1:1. Examination of μXRD data allowed positive identification of this phase as scorodite (FeAsO4· 2H2O). Two texturally distinct occurrences of scorodite were identified in specific areas of the polished thin sections. Type-1 scorodite occurs around grains of primary arsenopyrite, and Type-2 scorodite is disseminated throughout an amorphous iron sulfo-arsenate (AISA) matrix in highly altered material. Our observations suggest that μXRD can be used to routinely identify phases comprising <1% of the bulk sample, provided that these phases are positioned under the X-ray beam. All of the scorodite examined is very fine-grained polycrystalline material, displaying homogeneous Debye powder rings in the two-dimensional (2D) General Area Diffraction Detector System (GADDS) image, using either a 500 or 50 μm X-ray beam diameter. The homogeneous texture of fine-grained secondary scorodite makes it easily discernable from relatively coarse-grained primary minerals, which give large discrete diffraction-spots or discontinuous “grainy” Debye rings in the GADDS image.

Abstract

Les phases secondaires précipitées au cours de l’oxydation de sulfures dans les déchets miniers peuvent bien être à granulométrie très fine et de faible cristallinité, ce qui rend une identification fiable difficile. Nous avons entrepris une étude de la mobilité de l’arsenic dans l’accumulation des réserves d’arsénopyrite à Snow Lake, au Manitoba. Dans ce contexte, les phases secondaires arsenifères sont examinées avec une combinaison de microdiffraction X (μXRD) et de micro-analyse par sonde électronique (EPMA). Avec les résultats d’analyses EPMA, nous avons identifié une des phases secondaires arsenifères contenant Fe et As dans un rapport de 1:1. Les données prélevées en microdiffraction ont permis l’identification définitive de la scorodite (FeAsO4 ·2H2O). Nous notons la présence de deux manifestations texturales distinctes de la scorodite dans les lames minces polies. La scorodite de type 1 se présente comme liseré autour des grains d’arsénopyrite primaire, et la scorodite de type 2 est disséminée dans une matrice de sulfo-arsenate amorphe de fer dans le matériau le plus fortement altéré. D’après nos observations, nous pouvons utiliser la microdiffraction pour l’identification routinière des phases présentes, même en proportions moins de 1%, pourvu que des phases sont positionnées dans le faisceau. Dans tous les cas, la scorodite est polycristalline et possède une granulométrie très fine, et les anneaux de Debye homogènes dans une image produite avec un système de détecteur bi-dimensionnel GADDS, en utilisant un faisceau de rayons X de 500 ou 50 μm de diamètre. La texture homogène de la scorodite secondaire la rend facilement discernable par rapport au minéraux primaires, à grains plus grossiers, donnant des taches de diffraction ou des anneaux de Debye discontinus dans l’image produite par le détecteur GADDS.

(Traduit par la Rédaction)

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