Approche physico-chimique et modélisation de l'oxydation bactérienne de la pyrite par thiobacillus ferrooxidans : rôle déterminant de la phase minérale

par Christian Mustin

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de Jacques Berthelin.

Soutenue en 1992

à Nancy 1 .


  • Résumé

    Au travers d'une approche interdisciplinaire, les travaux réalisés démontrent l'importance de certaines caractéristiques cristallochimiques dans le fonctionnement du système thiobacillus-pyrite. L'oxydation bactérienne de pyrites pures est marquée par le développement progressif et anisotrope de macropores rectilignes sans diminution sensible de granulométrie. Cette porosité intragranulaire peut atteindre 35% après 60 jours de biooxydation. Une étude détaillée des figures de corrosion présentées par des grains de pyrite provenant des pulpes biolixiviées ou des surfaces polies immergées dans les réacteurs met en évidence l'importance de facteurs cristallochimiques déterminants pour la dissolution bactérienne des pyrites: la cristallinité, la composition chimique (présence d'arsenic) et l'hétérogénéité minéralogique. L'emploi d'une électrode de pyrite originale, particulièrement sensible aux modifications superficielles (électriques ou physiques) du minéral aide à mettre en évidence quatre phases distinctes au cours du cycle de biooxydation d'une pyrite et à préciser pour chacune d'entre elles les réactions électrochimiques impliquées. L'utilisation conjointe de techniques spectroscopiques (sirtf, uv et xps) a permis d'identifier les phases superficielles initialement présentes (feso#4, fe#2(so#4)#3, soufre s#8 ou oxydes et hydroxyde de fer) sur les pyrites étudiées et de suivre leur développement discontinu et hétérogène au cours du cycle de biolixiviation. En fonction de leur taux de recouvrement statistique respectif, ces composés superficiels peuvent modifier de façon drastique l'activité bactérienne. Les résultats conduisent à proposer un modèle mathématique de la corrosion par propagation de pores et un modèle phénoménologique d'évolution des phases superficielles et de leurs effets régulateurs sur l'activité solubilisatrice de thiobacillus ferrooxidans


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Informations

  • Détails : 1 vol. (227 p.)
  • Annexes : 168 ref.

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