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Iron in kaolinite with special reference to kaolinite from tropical soils

  • A. J. Herbillon (a1), M. M. Mestdagh (a2), L. Vielvoye (a1) and E. G. Derouane (a3)

Abstract

The location of iron in five deferrated soil kaolinites and several reference samples has been investigated using chemical analyses, acid dissolution and electron paramagnetic resonance spectroscopy.

The iron of most of the kaolinites can be divided into a 'structural iron' content, measured by the amount of iron, dissolved at the same rate as aluminium by acid attack, and a 'resistant iron' content, which is concentrated with the residues.

Integration of the geff~4 resonance bands of the electron paramagnetic resonance (EPR) spectra allows a semiquantitative estimate of the 'structural iron' in the samples. A multiple relationship seems to exist between the crystallinity index, the 'structural iron' content and the shape and intensity of both geff~4 and geff~2 EPR signals. The tropical soil kaolinites are a peculiar category with a high content of iron (>2% structural Fe2O3) fire-clay kaolinite, low crystallinity and a specific EPR spectrum exhibiting strong geff~4 resonance bands and no or weak geff~2 sharp doublet.

Sommaire

La localisation du fer dans cinq kaolinites déferrifiées en provenance de sols tropicaux et dans quelques échantillons de reference a été précisée en combinant analyses chimiques, technique de dissolution acide et spectroscopie R.P.E.

Dans la plupart des échantillons, le contenu en fer total peut ètre subdivisé en ‘fer structural’, qui est mesuré par la teneur en fer dissoute à la mème vitesse que l'aluminium lors de l'attaque acide et en ‘fer resistant’ qui est concentre avec les minéraux résiduels insolubles lors de la mème attaque.

L'integration des signaux à geff∼ 4 du spectre R.P.E. permet d'obtenir une evaluation semi-quantitative de la teneur en ‘fer structural'. Une relation multiple semole exister entre l'index de cristallinité, la teneur en fer structural et la forme et l'intensité des signaux du spectre R.P.E. tant à geff∼ 4 qu'à geff∼2.

Dans notre collections d'échantillons, les kaolinites de sols tropicaux se différencient par une haute teneur en ‘fer structural’, une forte proportion de kaolin du type ‘fire clay’ et un spectre R.P.E. spécifìque présentant des signaux intenses à geff∼4 et peu ou pas de signaux fins à geff∼2.

Kurzreferat

Es wurde die Lage von Eisen in fiinf eisenfrei gemachten Bodenkaoliniten untersucht und mehrere Bezugsproben gepriift. Dabei wurde von chemischen Analysen, Saureauflòsung und EPR Spektroskopie Gebrauch gemacht.

Das Eisen lasst sich bei den meisten Kaoliniten in ‘Struktureisen’, gemessen nach der Eisenmenge, die durch Saure mit derselben Geschwindigkeit aufgelòst wird wie Aluminium, und ‘Resteisen’ unterteilen, das in den Resten konzentriert ist.

Die Integration der geff∼ 4 Resonanzbander der EPR Spektren ermòglicht es bei den Proben eine semiquantitative Schatzung des Struktureisens vorzunehmen. Zwischen der Kristallinitatszahl, dem Gehalt an ‘Struktureisen’ und der Form und Intensitàt der geff∼4 und geff∼2 EPR Signale scheint eine Mehrfachbeziehung zu bestehen. Die tropischen Bodenkaoliniten bilden eine besondere Kategorie mit hohem Eisengehalt (>2% strukturelles Fe2O3) Kaolinit (feuerfester Ton) geringer Kristallinitat und einem specifischen EPR Spektrum, das stark ausgebildete geff∼4 Resonanzbander und kein oder ein schwaches geff∼2 Dublett (scharf) aufweist.

Referata

La situación del hierro en cinco terrenos de kaolinitas desferriflcadas y varias muestras de referencia ha sido investigada empleando anàlisis quimicos, disolución àcida y espectroscopia de resonancia paramegnética electrónica (RPE).

El hierro de la mayoria de las kaolinitas puede ser dividido en un contenido de ‘hierro estructural’, medido segùn la cantidad de hierro disuelto en igual proportion que el aluminio por ataque àcido, y un contenido de ‘hierro resistente’, que es concentrado con los residuos.

La integration de las bandas de resonancia geff∼4 de los espectros de RPE permite efectuar un càlculo semicuantitativo del ‘hierro estructural’ en las muestras. Parece existir una relation mutiple entre el indice de cristalinidad, el contenido de ‘hierro estructural’ y la forma e intensidad de geff∼4 y geff∼2, las senales de RPE. Las kaolinitas de terrenos tropicales constituyen una categoria peculiar, con un elevado contenido de hierro (>2% de Fe2O3 estructural) en la kaolinita de arcilla refractaria, baja cristalinidad y un espectro especifico de RPE que exhibe intensas bandas de resonancia geff∼4 y ningùn senalado, o débil, doblete geff∼2.

Copyright

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Iron in kaolinite with special reference to kaolinite from tropical soils

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