Etude de l’influence de quelques éléments mineurs ( A1, Ti, Cr, K ) sur la réduction de l’hématite en magnétite

Abstract

L’hématite est le principal constituant des minerais de fer. Or, les cristaux qui forment ce minerai sont d’une bonne pureté. Néanmoins on y trouve couramment de l’aluminium (jusqu’à quelques %) et les sidérurgistes soupçonnent cet élément de jouer un rôle néfaste dans la fissuration observée lors de la réduction à basse température. Ce propriété a été étudié sur des cristaux naturels, pur ou dopés par environ 2% d’aluminium. Leur réduction ménagée montre que l’aluminium modifie la cinétique de réduction en magnétite, de façon variable avec la température, et aggrave la fissuration par épinglage des dislocations. Des dopages au chrome (plus gros) et au titane (plus chargé) modifient peu ces résultats. Par contre, le potassium, non soluble dans l’hématite, se concentre à l’interface hématite-magnétite en formant un ferrite KFe11O17 ce qui accélère sa diffusion dans la couche réduite. L’étude sur monocristal (p ou n) de la conductivité en fonction de la pression d’oxygène a permis de caractériser les propriétés électriques de l’hématite, en relation avec le processus de germination.