Wustite
La wustite est l'espèce minérale de l'oxyde de fer(II) FeO, qu'on retrouve en trace de surface sur le fer natif ou les météorites.
| Wustite Catégorie IV : oxydes et hydroxydes[1] | |
%252C_Goethite-110971.jpg.webp) Wustite (noir) sur matrice de kamacite (gris brillant), sur la météorite de Sikhote-Aline (champs de vue ~2x1,7 cm). | |
| Général | |
|---|---|
| Classe de Strunz | 04.AB.25
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| Classe de Dana | 04.02.01.06
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| Formule chimique | FeO |
| Identification | |
| Masse formulaire[2] | 71,844 ± 0,002 uma Fe 77,73 %, O 22,27 %, |
| Couleur | Noir, gris tirant sur le jaune ou le brun, transparent sur des coupes fines[3] |
| Classe cristalline et groupe d'espace | hexakisoctaédrique, Fm3m |
| Système cristallin | cubique |
| Réseau de Bravais | faces centrées F |
| Clivage | Parfait sur {0001} |
| Cassure | Cassure irrégulière à subconchoïdale |
| Échelle de Mohs | 5 - 5,5 |
| Éclat | Métallique |
| Propriétés optiques | |
| Indice de réfraction | 1,735 à 2,32 dans des cristaux synthétiques |
| Pléochroïsme | non |
| Propriétés chimiques | |
| Masse volumique | 5,7 g/cm3 |
| Densité | 5.88 (mes.), 5.97 (calc.)[3] |
| Solubilité | Soluble dans HCl dilué |
| Propriétés physiques | |
| Magnétisme | non magnétique |
| Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire. | |
La wustite a une couleur grise, avec un éclat verdâtre. Elle cristallise dans le système cristallin cubique, en des grains opaques ou métalliques translucides. Sa dureté de Mohs est comprise entre 5 et 5,5, et une densité de 5,88.
Le nom vient de Fritz Wilhelm Friedrich Wüst (de) (1860–1938), un métallurgiste allemand, directeur du Kaiser-Wilhelm-Institut für Eisenforschung de Düsseldorf, maintenant appelé Institut Max-Planck de sidérurgie. Le nom, qui ne s'appliquait initialement qu'à l'oxyde de fer artificiel a été par la suite étendu à son équivalent naturellement formé[3].
Caractéristiques
La wustite a une cristallisation cubique dans le groupe d'espace Fm3m (ou 225) avec un paramètre cristallin a = 4,31 Å et Z = 4 unités formulaires par maille[4].
Il s'agit d'un composé typiquement non stœchiométrique : son taux d'oxydation est variable mais les métallurgistes retiennent généralement la formule FeO1,0356[5].
Occurrence
Les topotypes (premiers échantillons naturels) ont été identifiés en 1927 par Rudolf Schenck (de) et Th. Dingmann à Scharnhausen (de), dans le Bade-Wurtemberg. Cette a été complétée par d'autres à l'île de Disko, au Groenland, dans le gisement houiller de Jharia au Jharkhand, en Inde, ainsi que comme inclusion dans des diamants dans beaucoup de diatrèmes de kimberlite. On en a également retrouvé dans des nodules polymétalliques[3].
Sa présence est typique d'un environnement très réducteur et chaud[6]. On l'observe donc fréquemment sur les météorites de fer et dans les dépôts constitués de laitiers sidérurgiques[7]. On peut, de même, l'identifier dans les basaltes très peu oxydés et riches en fer[3].
Minéraux associés
La wustite peut former une solution solide avec la périclase (MgO), où le fer se substitue au magnésium. La périclase, lorsqu'elle est hydratée, forme de la brucite (Mg(OH)2), une serpentine commune.
L'oxydation de la wustite la transforme en goethite (FeO(OH)) ou en limonite.
Le zinc, l'aluminium et d'autres métaux de transition peuvent se substituer au fer dans la wustite.
La wustite dans des skarns dolomitiques peut être associée à de la sidérite (carbonate de fer), à des silicates comme la wollastonite, l'enstatite, la diopside ainsi qu'à la magnésite.
Notes et références
- La classification des minéraux choisie est celle de Strunz, à l'exception des polymorphes de la silice, qui sont classés parmi les silicates.
- Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
- [PDF](en) John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh et Monte C. Nichols, Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America, (lire en ligne), « Wüstite »
- (de) Karl Hugo Strunz Strunz et Ernest H. Nickel, Strunz Mineralogical Tables, Stuttgart, E. Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung (Nägele u. Obermiller), , 9e éd., 184 p. (ISBN 3-510-65188-X)
- Maurice Burteaux, « Haut Fourneau : théorie », dans Techniques de l'ingénieur Traité matériaux métalliques, Éditions techniques de l'ingénieur (lire en ligne)
- (en) « Blast Furnace : Chemical Reactions: Indirect Reduction », sur steeluniversity.org, World Steel Association, 2002-2012
- (de) « Mineralienatlas: Wüstit », sur mineralienatlas.de, MineralDataShow