Chalcopyrite et altération

[pierig]

Bonjour à tous,

 

la chalcopyrite (CuFeS₂) est un des minéraux les plus exploités pour le cuivre comme source de minerai à travers le monde. A la base avec une couleur jaune dorée, elle prend rapidement des couleurs irisées, je crois à cause de son altération (en plus des oxydes et autres).

 

Je voudrais connaître plus précisément les origines de son irisation (remplacement des éléments ? oxydation du fer ?), et si sous cette forme elle contient autant de cuivre qu'à l'origine.

 

Merci

 

Piérig

 

 

[said.saad]

c'est une large questionne, je pense que d'un type de gisement à l'autre vous aurez plus d'origines

[antakari]

 

chalcopyrite chilienne, ça ne répond pas à tes questions, mais en attendant mieux....

[StephSavoie]

Il y a 6 heures, antakari a dit :

 

chalcopyrite chilienne, ça ne répond pas à tes questions, mais en attendant mieux....

Hello belle pièce 

mais chalcopyrite +bornite et covellite 

je ne serais pas étonné non plus qu'il s'y trouve un peu de tetra et même de la cubanite ...mais là à voir !

[Lucailloux]

Comme sur les carapaces chitineuses ou les ailes de certains insectes, les irisations de la chalcopyrite sont dues à des phénomènes de diffraction de la lumière et d'interférences, eux-même causés par de micro (nano) irrégularités de la surface sur laquelle se réfléchit la lumière.

La différence c'est que la chalcopyrite, elle, fait pas exprès de diffracter la lumière, c'est juste qu'elle est plus ou moins bouffée par l'oxydation (ou l'altération en général), qui enlève de la matière de façon non homogène sur la surface originelle (les faces cristallines).

Alors que le papillon Morpho bleu lui, il le fait "exprès" dans le sens où il est inscrit dans son code génétique que l'épaisseur de ses ailes devra localement faire quelques microns de plus ou de moins pour diffracter la lumière du jour. Quelques gênes arrivent à contrôler au micron près la forme de ses ailes ! C'est quand même balèze, nous on arrive tout juste à le faire pour construire nos nanomatériaux avec des techniques de chimie très poussée (croissance épitaxiale et jets moléculaires)...

 

Mais on en avait pas déjà parlé sur le forum ?

[pierig]

merci pour ces éclaircissements ! il reste à savoir si cette chalco altérée reste riche en cuivre ??

 

j'ai recherché rapidement sur le forum ces info mais rien trouvé !

[Lucailloux]

Si on considère que le cristal de chalcopyrite est sain mais a juste sa surface grêlée par l'altération, il y a pas trop de raison qu'il change de composition... Mais je connais pas assez le sujet pour en parler, il faudrait faire des recherches.

 

Oui c'est le problème du moteur de recherche intégré, il faut taper pile les bons termes pour retrouver LE message qui parlait de l'irisation de la chalco...

[mr42]

C’est un phénomène assez répandu, il ne concerne pas que la chalcopyrite.

Voici un autre exemple avec un impact d’arc électrique sur un acier inoxydable :

 

Ces couleurs sont produites par l’interférence de la lumière avec une fine couche transparente. Dans le cas des aciers il s’agit d’oxydes normalement opaques mais qui deviennent transparents en faible épaisseur. Dans le cas de la chalcopyrite, je n’en sais pas plus, il pourrait aussi s’agir d’oxydes...

La couche en question doit être très mince (quelques microns) et n’affecte que la surface.

 

Il semblerait que certaines chalcopyrites aient été traitées artificiellement pour produire ces mêmes couleurs :

 

https://www.mindat.org/forum.php?read,19,28717,96921

 

[StephSavoie]

Le 16/03/2017 à 00:14, pierig a dit :

merci pour ces éclaircissements ! il reste à savoir si cette chalco altérée reste riche en cuivre ??

 

j'ai recherché rapidement sur le forum ces info mais rien trouvé !

Hello

L'équilibre Cu/Fe/S est maintenue ! 

Apres seules des analyses peuvent répondrent à cette question. Sachant que même si il n'y à pas d'"irisations" les teneurs en éléments vont variées. 

D'une endroit à l'autre de l'échantillon les taux ne sont pas les mêmes. Encore plus si d'autres minéraux sont présents. Ce qui fera tomber le taux soit en fe soit en Cu soit en les augmentants. 

À + 

[pierig]

ok merci ! car je voulais tenter une petite expérience pour faire fondre de la chalcopyrite et voir le résultat :) 

[JLOUI]

Il y a 10 heures, mr42 a dit :

Il semblerait que certaines chalcopyrites aient été traitées artificiellement pour produire ces mêmes couleurs :

 

Notamment certaines chalco sur sidérite chinoises que l'on voit apparaître chez des vendeurs français sur ebay  

[StephSavoie]

il y a 14 minutes, pierig a dit :

ok merci ! car je voulais tenter une petite expérience pour faire fondre de la chalcopyrite et voir le résultat :) 

:-) :-) :-) 

une microsonde donnera de meilleurs résultats :-) 

[pierig]

certes mais je suis plus intéressé par voir le résultat d'une fusion de la roche plutôt qu'une analyse qui va me dire précisément ce qu'elle contient ^^

[StephSavoie]

Pour "produire" du cuivre Avec de la chalco ce n'est pas gagné. Suivant sa "richesse" il en faudrait une quantité plus que non négligeable. Mais bon à cœur vaillant ...

 

[StephSavoie]

Par contre la "fusion" est très simple à pratiquer :-)

Il suffit de chauffer , chauffer , chauffer ...chauffer ...et la masse de chalco deviendra non pas un liquide mais une masse un peu molle et rougeoyante ^^ 

[pierig]

je comptais faire ça avec un potier de mon village (four chauffé à 1300 °) après un broyage de la roche pour faciliter le processus

[StephSavoie]

Il y a 8 heures, pierig a dit :

je comptais faire ça avec un potier de mon village (four chauffé à 1300 °) après un broyage de la roche pour faciliter le processus

Ok ok! Cela peu être sympa ! 

[Lucailloux]

Oui, si tu as l'occasion de faire une vidéo pour qu'on voie ça...

 

Le 17/03/2017 à 11:05, mr42 a dit :

Ces couleurs sont produites par l’interférence de la lumière avec une fine couche transparente. Dans le cas des aciers il s’agit d’oxydes normalement opaques mais qui deviennent transparents en faible épaisseur.

Une pellicule d'oxydes (ou autres) ça marche aussi, et c'est même bien plus probable pour la chalco que ce que j'ai raconté. Ce n'est plus de l'irisation de type insecte ou CD-Rom mais bulle de savon pour le coup.

Dans tous les cas le principe est le même et pour que la couleur de l'irisation change sans modifier l'incidence, il faut une variation de l'épaisseur d'oxydes, qui va jouer sur le déphasage et donc modifier les couleurs d'interférence.

(modifié d'après le schéma de ce site http://cedric.schmetz.free.fr/FAQ/Irisation.php)

 

On voit sur la photo de @mr42 une zonation des couleurs justement. Si on s'imagine que l'oxydation a été plus forte près de l'impact, on a logiquement une épaisseur d'oxydes qui décroît lorsqu'on s'en éloigne. Ce qui modifie les couleurs.

On doit pouvoir calculer l'épaisseur d'oxydes avec la couleur d'interférence.

[StephSavoie]

Toutes les modifications de colorations sur les minéraux provoquent des altérations dans le spectre.  Ensuite cela peu aussi parfois provenir de la richesse en un élément.

toutes sont sur des longueurs donnant un aspect "huileux" (jaune, vert, bleu , rouge).

Le fameux arc en ciel en est le meilleur exemple. La lumière va se "déplacer" à une certaine vitesse suivant l'angle.

Pour là "fusion" cela , je le craint, ne  produira qu'une forme appauvrie en S soit une masse composée d'une chalcopyrite fortement désulfurée. Même broyée. Dans ce cas de toute manière les grains vont se regroupés pour formé cette masse de sulfure appauvrie en S. 

De plus la fusion ne pourra pas être observée (la température, sa baisse notamment va limité la viscosité). 

 

[Harfangdor]

4 ans plus tard, je voulais rajouter un élément: l'irisation peut aussi apparaître après chauffage pour certains métaux. Par exemple si on chauffe de l'acier a environ 300 degrés, la couleur grise va d'abord passer au doré puis violet pour virer vers le bleu ensuite (au fur et à mesure de la montée en température) au delà l'acier reprend sa couleur d'origine. 

 

En réalité dans ce cas là le fer s'oxyde non pas en oxyde de fer (rouille et donc couleur rouge) mais en magnétite sur une fine couche de surface ce qui explique la couleur bleue. 

 

Pour la chalcopyrite,comme dit plus haut, j'imagine que c'est aussi l'oxydation qui provoque ces changements de couleur. Ce que j'ignore, c'est si la différence entre toutes les couleurs présentes vient du fait que les matières oxydées sont différentes (comme pour la rouille et la magnétite) ou si c'est simplement le degré d'oxydation qui joue. J'imagine que l'on peut y trouver de l'oxyde de fer et de l'oxyde de cuivre en différentes proportions.