Abstract

The thermal decomposition of arsenian plumbojarosite, Pb0.59Fe3(AsO4)0.18(SO4)1.82(OH)6, from the Lomo Deltoro mine, Mexico, has been studied using in situ X-ray powder diffraction, combined with thermogravimetric and chemical analyses. The minor arsenic becomes enriched in the crystalline products of decomposition as SO3 is evolved during heating, and it eventually controls the phases that form. Dehydroxylation at 400°C produces an initially amorphous product from which metastable nanocrystalline β-PbSO4 and β-Fe2O3 crystallize. With an increasing size of crystallites, these transform to the stable anglesite (incorporating As) and hematite phases. Above 620°C, the arsenian anglesite incorporates Na and Fe from the amorphous component and transforms to a cubic eulytine-type phase, Pb5Na2Fe(AsO4)3(SO4)3, plus PbO (litharge). At temperatures in the range 720 to 760°C, the eulytine phase and PbO react to form an apatite-type phase, Pb5(AsO4)2(SO4)O, via an intermediate partially amorphous phase region. The phase assemblage of Pb5(AsO4)2(SO4)O plus hematite is stable to about 860°C, where partial melting occurs. Above 860°C, hematite coexists with an amorphous phase and poorly crystalline lanarkite, Pb2O(SO4).

Abstract

Nous avons documenté la décomposition thermique de la plumbojarosite arsenifère, Pb0.59Fe3(AsO4)0.18(SO4)1.82(OH)6, provenant de la mine Lomo Deltoro, au Mexique, en employant la diffraction X in situ sur poudre et les résultats d’analyses thermogravimétriques et chimiques. L’arsenic, composant mineur au départ, devient progressivement concentré dans les produits cristallins de décomposition à mesure que le SO3 produit par chauffage s’échappe, et il régit éventuellement les phases qui apparaissent. La déshydroxylation à 400°C produit au départ une phase amorphe à partir de laquelle se forment de façon métastable des nanocristaux de β-PbSO4 et β-Fe2O3. A mesure que la taille de ces cristallites augmente, ceux-ci se transforment en anglésite (avec incorporation de l’arsenic) et hématite stables. Au delà de 620°C, l’anglésite arsenifère incorpore le Na et le Fe provenant du composant amorphe et se transforme en une phase cubique de type eulytine, Pb5Na2Fe(AsO4)3(SO4)3, avec PbO (litharge). A températures dans l’intervalle de 720 à 760°C, la phase de type eulytine réagit avec le PbO pour former une phase du groupe de l’apatite, Pb5(AsO4)2(SO4)O, via une phase intermédiaire partiellement amorphe. L’assemblage Pb5(AsO4)2(SO4)O + hématite est stable jusqu’à environ 860°C, le point de fusion du mélange. Au-delà de 860°C, l’hématite coexiste avec une phase amorphe et la lanarkite, Pb2O(SO4), à faible cristallinité.

(Traduit par la Rédaction)

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