A TG/DTA/MS study of the oxidation of nickel sulphide

Abstract

The oxidative behaviour of synthetic millerite (Ni_0.994S) has been studied by TG and DTA in a dynamic oxygen atmosphere (0.2 l min⁻¹) over the temperature range 20–1000° (heating rate 10° min⁻¹). EGA was carried out by a coupled mass spectrometer. The reaction products at various intermediate temperatures were characterized by X-ray powder diffractometry. A reaction sequence has been deduced, in which in the temperature range 550–700° complete oxidation of Ni_0.994S had occurred with the formation of NiSO₄, Ni₃S₂, NiO and possiblyα-Ni₇S₆. Between 700–800°, NiSO₄ continued to be formed, whilst Ni₃S₂ andα-Ni₇S₆ were oxidised. Above 800°, NiSO₄ decomposed to NiO, the latter being the only species evident above 800°.

Résumé

On a étudié l'oxydation de la millérite synthétique (Ni_0.994S) par TG et ATD en atmosphère dynamique d'oxygène (0,2 1· min⁻¹) et dans l'intervalle de températures allant de 20 à 1000° (vitesse de chauffage 10°· min⁻¹). L'analyse des gaz émis s'est effectuée avec un spectromètre de masse couplé. Les produits de réaction ont été caractérisés à diverses températures intermédiaires par diffractométrie de poudre aux rayons X. On a déduit une séquence de réactions, selon laquelle, dans l'intervalle compris entre 550 et 700°, l'oxydation complète de Ni_0.994S a lieu avec formation de NiSO₄, Ni₃S₂, NiO et probablementα-Ni₇S₆. Entre 700 et 800°, la formation de NiSO₄ se poursuit tandis que Ni₃S₂ etα-Ni₇S₆ sont oxydés. Au-dessus de 800°, NiSO₄ se décompose en NiO qui constitue l'unique composé qui puisse être décelé au-dessus de 800°.

Zusammenfassung

Das oxidative Verhalten von synthetischem Millerit (Ni_0.994S) wurde mittels TG und DTA in einer dynamischen Sauerstoffatmosphäre (0.2 l min⁻¹) im Temperaturbereich von 20 bis 1000° (Aufheizgeschwindigkeit 10° min⁻¹) untersucht. EGA wurde mit einem gekoppelten Massenspektrometer durchgeführt. Die Reaktionsprodukte bei verschiedenen Zwischentemperaturen wurden mittels Röntgen-Pulver-Diffraktometrie charakterisiert. Eine Reaktionssequenz wurde abgeleitet, nach welcher im Temperaturbereich von 550 bis 700° die vollständige Oxidierung von Ni_0.994S unter Bildung von NiSO₄, Ni₃S₂, NiO und wahrscheinlichα-Ni₇S₆ vor sich geht. Zwischen 700 und 800° wird NiSO₄ auch weiterhin gebildet, während Ni₇S₂ undα-Ni₇S₆ oxidiert wurden. Oberhalb von 800° wurde NiSO₄ zu NiO zersetzt, das einzig nachweisbare Produkt oberhalb von 800°.

Резюме

Было изучено окислит ельное поведение синтетического милл ерита (Ni_0.994S) с помощью ТГ и ДТА в дин амической кислородн ой атмосфере (0,2 л. мин⁻¹) в о бласти температур 20–1000° при ск орости нагревания 10° м ин⁻¹. ЕГА было выполнено с помо щью соединенного масс-сп ектрометра. Продукты реакции при различных промежуто чных температурах бы ли охарактеризованы с помощью порошковой рентгено вской диффрактометр ии. Выведена последов ательность реакций при которой в области температур 550–700° протекает полное окисление Ni_0.994S с образов анием NiSO₄, Ni₃S₂, NiO и возможно α-Ni₇S₆. Между 700–800° сульфат никеля остается неиз менным, в то время как Ni₃S₂ и α-Ni₇S₆ уже окисляются. Вы ше 800° сульфат никеля разлагается до NiO, котор ый появляется как оче видные частицы выше 800°.