Le fer dans les kaolins. Étude par spectrométries RPE, Mössbauer, EXAFS

Seven kaolins were examined. Several phases containing iron were analysed by comparison of the used spectroscopies. Mössbauer spectroscopy shows that a part of the Fe²⁺ cannot be in the structure of kaolinite. At low temperature, we observe for one sample, presence of superparamagnetic particles of hematite and goethite. For the others we detect it only a little, this implies either their quantities are low or particule sizes are very thin (<20 Å). EPR spectrum of Fe³⁺ consists in two parts : — One attributed to a distribution of the sites of isolated Fe³⁺ with variable symmetries. — The second gives a wide line attributed to superparamagnetic phases. We make semi-quantitative the analysis of this wide line by comparison with the other spectroscopies. For example, EXAFS spectroscopy shows for one sample that all the iron atoms belong amorphous structure, this is possible only in a subsidiary phase of the clay. With these results, we can say that the majority of iron is in phases associated with kaolinite.Sept argiles kaoliniques sont étudiées. Les différentes phases contenant du fer sont analysées grâce à la comparaison entre les différentes spectroscopies. La spectrométrie Mössbauer montre qu'une partie du Fe²⁺ n'appartient pas au réseau de la kaolinite. A basse température, on observe pour un échantillon, la présence de particules superparamagnétiques d'hématite et de goethite ; pour les autres, on n'en décèle que peu, ceci implique que leurs proportions soient faibles ou que les particules soient de très petites tailles (< 20 Å). Les spectres de RPE du Fe³⁺ sont composés de deux parties : — l'une correspond à une distribution de sites de Fe³⁺ isolés de symétries variables ; — l'autre donnant une raie très large est attribuée aux phases superparamagnétiques. Nous rendons semi-quantitative l'analyse de cette raie large par comparaison avec les autres spectroscopies. Par exemple la spectrométrie EXAFS montre sur un échantillon, que la presque totalité du fer est engagée dans une structure amorphe, ce qui n'est possible que dans une phase annexe de l'argile. Ces résultats nous permettent de dire que la majorité du fer se trouve dans des phases associées à la kaolinite.Bonnin Dominique, Muller Sylvain, Calas Georges. Le fer dans les kaolins. Étude par spectrométries RPE, Mössbauer, EXAFS. In: Bulletin de Minéralogie, volume 105, 5, 1982. Cristallochimie des argiles kaoliniques et applications