Qu’est-ce que le sulfure de fer ?
Le sulfure de fer est un composé de fer et de soufre.
Le sulfure de fer est classé en trois catégories : le sulfure ferreux, le sulfure ferrique et le disulfure ferrique. Le sulfure ferreux a pour formule chimique FeS et est obtenu en faisant fondre de la poudre de fer et du soufre dans un creuset. Il se présente sous la forme d’un cristal gris-noir ou brun clair. Il est soluble dans les acides dilués et produit du sulfure d’hydrogène. Dans la nature, il est recueilli sous forme de magnétosulfite. Le sulfure ferrique est une poudre noire dont la formule chimique est Fe2S3. Il réagit avec l’acide chlorhydrique pour produire du sulfure d’hydrogène. Dans la nature, il est extrait sous forme de pyrite, qui forme un sel composé avec le cuivre. Le disulfure de fer est un cristal doré dont la formule chimique est FeS2. Il constitue une matière première pour l’acide sulfurique et est recueilli à l’état naturel sous forme de pyrite.
Utilisations du Sulfure de fer
Le sulfure de fer est un fer soluble dans l’eau et facile à utiliser, principalement dans les applications au sol et dans la pulvérisation foliaire. Le sulfure ferreux, sous forme de polysulfure ferrique, est utilisé pour le traitement tertiaire (déshydratation et désodorisation) du fumier, des eaux usées municipales et des eaux usées de l’industrie alimentaire. Le sulfure de fer est utilisé comme matière première dans la production de batteries.
Le sulfure de fer est un minéral pyrite, considéré comme de “l’or doré”. Il est utilisé dans la fabrication d’alliages et d’aciers inoxydables pour empêcher la fragilisation créé par l’hydrogène. Il était autrefois utilisé comme matière première pour l’acide sulfurique et le sulfate d’ammonium. Toutefois, ce n’est plus le cas aujourd’hui car le soufre est désormais produit comme sous-produit de la désulfuration dans le processus de raffinage du pétrole, et l’acide sulfurique est désormais produit à partir des gaz de combustion de raffineries de charbon, de plomb ou encore de zinc.
Il est également utilisé comme agent de décomposition pour améliorer la qualité de l’acier en fusion dans les machines à couler l’acier. Lors du raffinage de l’acide phosphorique brut, le sulfure de fer est également utilisé comme agent réducteur afin d’éliminer les impuretés lourdes de l’acide phosphorique.
Propriétés du sulfure de fer
Le sulfure ferreux (sulfure de fer II) a un poids moléculaire de 87,91 g/mol, un point de fusion de 1195°C et un poids spécifique de 4,84. Son numéro CAS est 1317-37-9. Il est insoluble dans l’eau. Le sulfure de fer est également stable sous forme 7-hydrate. Il se présente sous la forme d’un cristal bleu-vert pâle. Le poids moléculaire du Sulfure de fer (II) heptahydraté est de 278,02 g/mol, son point de fusion est de 64 °C et sa densité de 1,898. Son numéro CAS est 7782-63-0. Il est soluble dans l’eau et pratiquement insoluble dans l’éthanol. Le sulfure de fer est instable et sa structure cristalline ainsi que ses propriétés magnétiques ne sont pas claires.
Le sulfure de fer a un poids moléculaire de 120,0 et un point de fusion (température de décomposition) de 600 °C. Sa densité dépend de la structure cristalline : elle est de 4,88 pour les cristaux orthorhombiques et de 5,00 pour les cristaux cubiques. Il est insoluble dans l’eau et soluble dans l’acide nitrique. Le sulfure de fer peut être sujet à un exotherme d’oxydation et à une combustion spontanée s’il entre en contact avec l’atmosphère à l’état sec.
Types de sulfure de fer
Les types de sulfure de fer suivants sont présents sur Terre. Les minéraux de sulfure de fer sont appelés minerais de sulfure de fer.
1. Pyrite (FeS2)
Elle représente le plus répandu et le plus abondant des minéraux sulfurés. La pyrite possède des formes cristallines hexaédriques, octaédriques, dodécaédriques, cubiques et autres. En raison de sa couleur jaune clair et de son éclat métallique, elle est souvent confondue avec l’or et est connue sous le nom d'”or des fous”.
2. Leucite (Marcasite) (FeS2)
Bien qu’elle ait la même composition que la pyrite, la leucite a une forme orthorhombique. Elle se forme à des températures plus basses que la pyrite et se transforme en pyrite à des températures supérieures à 450°C.
3. Troïlite (FeS)
Elle est rarement présente sur terre, mais très répandue dans les météorites.
4. Magnétosulfite (pyrrhotite) (Fe1-xS)
La structure cristalline varie en fonction de la proportion de fer et de soufre.
5. La greigite (Fe3S4)
Comme la magnétosulfite, ce minéral est ferromagnétique.
6. Mackinawite ((Fe Ni)1+xS) (x=0~0,11)
Sulfure de fer et de nickel à cristaux tétragonaux.
Autres informations sur le sulfure de fer
Sulfures autres que le sulfure de fer
Les minéraux sulfurés autres que le fer incluent le cuivre, le plomb, le zinc, le nickel, le mercure, le molybdène, le cobalt et l’antimoine. Les minéraux sulfurés typiques sont la pyrite CuFeS2, la pyrite FeS2, la galénite PbS et la sphalérite ZnS. Les métaux qui forment les minéraux sulfurés se combinent à l’arsenic, au tellure et au sélénium au lieu du soufre, pour former des minéraux d’arséniure, de tellurure et de séléniure.