FER Minerais de fer
Constitution minéralogique et chimique
La minéralogie de la plupart des minerais de fer est simple : souvent un, parfois deux ou quatre minéraux ferrifères essentiels. Cependant l'abondance du fer dans l'écorce terrestre et la possibilité de plusieurs états électroniques naturels stables expliquent la grande diversité de combinaisons où figure l'élément fer et l'extrême variété des associations minérales auxquelles il participe. Ces combinaisons apparaissent dans les minerais de fer sous trois formes fondamentales : les minéraux, les constituants minéralogiques et les constituants pétrographiques. Les constituants minéralogiques, agrégats de minéraux trop fins pour qu'il soit possible d'en réaliser un fractionnement par des méthodes physiques simples, sont la forme sous laquelle se rencontre le fer dans les minerais superficiels (sédimentaires et d'altération). On peut les caractériser par des propriétés chimiques et physiques globales généralement assez constantes pour un gisement donné. Les constituants pétrographiques sont des entités formées de minéraux et de constituants minéralogiques possédant des formes et des structures caractéristiques. Ainsi dans l'oolithe ferrifère les phases minérales se présentent sous forme d'enveloppe microscopique entourant un noyau. Ce grain très arrondi de forme ovoïde ou lenticulaire a des dimensions variant de 80 μm à 2 mm, la valeur moyenne se situant vers 300 μm.
En pratique, on classe les formes du fer en minéraux ferrifères et minéraux non ferrifères. Par minéral ferrifère, il est convenu d'entendre un minéral dont le fer est un constituant normal, et qui ne peut être remplacé par un autre élément que dans d'étroites limites. Un minéral non ferrifère, en revanche, ne contient de fer qu'en faibles quantités et en substitution du constituant de base du minéral.
Pyrite
Fabreminerals.com
À cette classification s'en superpose une autre d'ordre économique, et qui permet de distinguer les constituants formant la gangue. Cette gangue, qui appauvrit le minerai et que l'on cherche à rejeter, présente des formes très variées : elle peut être volatile ou solide, exprimée ou combinée, ferrifère ou stérile. L'utilisation du minerai de fer dépend étroitement de ces aspects. Ces limitations économiques et, au départ, techniques ne se superposent pas à celles de la classification précédente : certains minéraux ferrifères, même riches en fer, pourront ne pas être des constituants utiles : ainsi la pyrite, FeS2, renfermant 46,6 p. 100 de fer, n'en est pas un minerai du fait de sa teneur élevée en soufre.
Les principaux minéraux ferrifères présents dans les minerais sont : la magnétite Fe3O4 (72,4 p. 100 de fer), l'oligiste Fe2O3 (69,9 p. 100 de fer), encore appelée hématite, la goethite Fe2O3, H2O (62,8 p. 100 de fer), la sidérite FeCO3 (48 p. 100 de fer), des silicates et silicoaluminates divers : greenalite, minnesotaïte, chlorite.
Magnétite
R. Appiani/ De Agostini/ Getty Images
Sidérite ou sidérose
C. Bevilacqua/ De Agostini/ Getty Images
À côté de ces minéraux souvent purs, ou pouvant contenir, pour certains, des éléments en substitution en quantités limitées (aluminium en remplacement du fer dans l'oligiste et la goethite ; manganèse, magnésium, dans la sidérose), le fer apparaît dans certains minerais sous forme de constituants minéralogiques. Les plus importants sont l'hématite rouge, formée d'hématite impure souillée par Al2O3, MgO, P, H2O et de teneurs en fer variant de 60 à 68 p. 100 ; la limonite formée de goethite souillée de Al2O3, P, H2O, MgO... et titrant de 50 à 58 p. 100 de fer. Au titre de constituant minéralogique, il convient également de signaler la martite qui provient de la transformation plus ou moins complète de magnétite en oligiste avec conservation des formes extérieures du minéral original.
Les minéraux de gangue sont également très variés dans les minerais de fer. Les[...]
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Écrit par
- Louis BUBENICEK : chef du département Études à la direction des mines de la Société nationale Elf Aquitaine-Production (S.N.E.A.-P.)
- Éric HESS : responsable de département fonte à Arcelor, Maizières-Lès-Metz
- Richard PAZDEJ : ingénieur géologue, chef du service matières premières à l'Institut de recherche de la sidérurgie
Classification
Médias
Pyrite
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Magnétite
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Sidérite ou sidérose
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