Subido por Nerea Landaluze

Minelalogía

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MINERALOGÍA
¿Qué es un mineral?
Un mineral es una sustancia natural, de composición química definida, normalmente sólido e
inorgánico, y que tiene una cierta estructura cristalina. Es diferente de una roca, que puede ser
un agregado de minerales o no minerales y que no tiene una composición química específica.
Hay más de 5300 especies minerales conocidas, de ellas más de 5070 aprobadas por la
Asociación Internacional de Mineralogía (International Mineralogical Association, o IMA).
Continuamente se descubren y describen nuevos minerales, entre 50 y 80 al año.
¿Por qué son importantes los minerales?
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Son las materias primas para la construcción.
Son necesarios en la alimentación (sal y fertilizantes).
Sostienen la vida (suelos).
Producen energía.
Aplicaciones en otras ciencias
 Cerámicas especiales (motores, aislamiento en centrales nucleares, prótesis)
 Cementos, catalizadores
 Ciencias médicas (huesos, piedras en riñón, biominerales)
 Metalurgia
 Arqueología
 Medio ambiente (bioremediación)
Algunas definiciones
Mineralogía: Ciencia que estudia los minerales, sus propiedades físico-químicas, estructura y
su origen.
Clases mineralógicas: divisiones mayores, 9-10, criterios químicos-estr.
Clases cristalinas: conjunto de elementos simetría que pasan a través de un punto.
Subclase: minerales con similar estructura: tecto, ino, ciclosilicatos…
Grupo: relacionados por su estructura y a veces composición: grupo de carbonatos
romboédricos como calcita, dolomita… Nesosilicatos: grupo del olivino, grupo del granate.
Serie mineral: serie de plagioclasas, de los piroxenos rómbicos…
Variedad: individuos de la misma especie mineral caracterizados por pequeñas variaciones en
su composición química, morfología, etc. Corindón, variedad: zafiro, rubí…
Recuperación ambiental:
Los emprendimientos de extracción y procesamiento de minerales comprenden una serie de
acciones que producen significativos impactos ambientales, que perduran en el tiempo, más
allá de la duración de las operaciones de extracción de minerales. Los proyectos de este sector
se relacionan con la extracción, transporte y procesamiento de minerales y materiales de
construcción.
Consecuencias:
Drenaje ácido de minas, AMD (por sus siglas en inglés acid mine drainage), es la formación de
aguas ácidas, ricas en sulfatos y metales pesados. Esto es provocado por la lixiviación de
sulfuros metálicos y de la pirita presente en carbones. Esto sucede por dos procesos oxidación
abiótica y oxidación biótica.
Cristalización: nucleación y crecimiento mineral
Existen dos modalidades de nucleación:
* Nucleación homogénea: Cuando la
partícula es de la misma composición y
estructura
del
cristal
que
se
va a formar.
* Nucleación heterogénea: Cuando el núcleo
es
una
sustancia diferente y preexistente que
favorece
su
cristalización. Las partículas extrañas
quedan
incluidas
dentro del nuevo cristal como impurezas o
inclusiones.
* La nucleación es un momento delicado y la
inestabilidad
del medio puede hacer que su formación
no
se
produzca,
o bien, que sea efímera.
A partir de los núcleos se inicia el crecimiento de los cristales siempre que las condiciones del
medio lo permitan (tiempo, estabilidad, etc).
Mineraloides:
Un mineraloide es una sustancia natural, inorgánica, sólida o líquida de origen
geológico, con características similares a las de los minerales, pero que no representa
un auténtico mineral pues sus átomos no están ordenados. Los mineraloides no
presentan una composición química suficientemente uniforme como para ser
considerada un mineral en particular y se dice que son sustancias amorfas.
Los mineraloides presentan un importante interés económico y gemológico. Entre
ellos se pueden citar el ópalo, la limonita, el carbón, el lignito, el azabache o el ámbar y
la obsidiana entre muchos otros. Las perlas son a menudo consideradas como
minerales debido a la presencia de cristales de carbonato cálcico en su estructura; sin
embargo, su composición química no es uniforme, de manera que es más exacta su
definición como mineraloides.
También se consideran mineraloides los líquidos inorgánicos que se encuentran en la
naturaleza, como son el agua y el mercurio nativo.
Los mineraloides se forman en bajas temperaturas y bajas presiones en superficie de la tierra y
en entornos subterráneos poco profundos. Muchos de estos materiales eventualmente van a
transformar en minerales con el tiempo, calor o presión. Son abundantes en medios
superficiales de alteración como en suelos por la alteración meteórica de las rocas y zonas con
actividad volcánica.
También existen los mineraloides en estado metamíctico, los cuales son minerales que pierden
el orden por efecto de radiación ionizante. (Desintegración radioactiva de U , U , Th con
emisión de partículas alfa o radiación beta). El proceso se describe con una rotura de enlaces
que conlleva una acumulación de defectos. Ejemplo: zircón ZrSiO4 , Uraninita UO2.
MÉTODOS DE ESTUDIO ESTRUCTURAL: CRISTALOGRAFÍA



La cristalografía de rayos X (XRD) es una técnica experimental para el estudio y
análisis de materiales, basada en el fenómeno de difracción de los rayos X por sólidos
en estado cristalino.
Difracción de rayos x monocrista (SCXRD): Esta técnica se basa en hacer incidir un haz
de rayos-x sobre un monocristal de algún compuesto químico. En un monocristal los
átomos están dispuestos de forma periódica en las tres dimensiones del espacio y,
cuando un haz de rayos-x incide sobre ellos, actúan como fuentes secundarias y reemiten los rayos-x en todas direcciones. La diferencia de caminos ópticos recorridos
por los rayos-x da lugar a fenómenos de interferencia y el resultado final es que el rayo
incidente se separa en rayos difractados.
La resonancia magnética nuclear (RMN) es un fenómeno físico basado en las
propiedades mecánico-cuánticas de los núcleos atómicos.
CLASIFICACIÓN MINERAL A LO LARGO DE LA HISTORIA
o
o
o
o
o
340 antes de cristo: usos prácticos.
740 después de cristo: propiedades físicas.
1750: propiedades químicas.
1884: propiedades magnéticas.
1928: propiedades químico-estructurales.
Clasificaciones importantes
 Lima de Faria y Figueiredo (1983): en base a la estructura de los minerales. (Laser YAG
estética, oftalmología…
 Clasificación de Strunz(1941): usado universalmente en mineralogía que se basa en la
composición química de los minerales. Fue creada en 1938 por el minerólogo alemán
Karl Hugo Strunz y ajustada posteriormente en 2004 por la International Mineralogical
Association (IMA).
El sistema clásico y que aún aparece en muchos libros de mineralogía divide los minerales en
nueve clases, que a su vez se dividen nuevamente en varias divisiones, familias y grupos, de
acuerdo con la composición química y la estructura cristalina de los ejemplares. Las nueve
clases principales son:4
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I. Elementos nativos
II. Sulfuros y sulfosales
III. Halogenuros
IV. Óxidos e hidróxidos
V. Nitratos, carbonatos
VI. Sulfatos, cromatos, molibdatos y wolframatos
VII. Fosfatos, arseniatos y vanadatos
VIII. Silicatos - Son los que conforman en el grupo más abundante en la corteza
terrestre (con un 90%)
IX. Sustancias orgánicas
RECURSOS MINERALES
Una mena de un elemento químico, generalmente un metal, es un mineral del que se puede
extraer aquel elemento porque lo contiene en cantidad suficiente para poderlo aprovechar.
Así, se dice que un mineral es mena de un elemento químico, o más concretamente de un
metal, cuando mediante un proceso de minería se puede extraer ese mineral de un yacimiento
y luego, mediante metalurgia, obtener el metal.
Asociado al concepto de mena, está el de ganga. Se llama así al conjunto de todos los
minerales sobrantes que se encuentran asociados a la mena en la roca extraída en un
yacimiento. La ganga hace que la ley del metal disminuya, por lo que es necesario separarla de
la mena, como primera etapa en la concentración y obtención del metal.
Mena
Fórmula
Elemento
Símbolo
Calcopirita
CuFeS2
Cobre
Cu
Cinabrio
HgS
Mercurio
Hg
Mena
Fórmula
Elemento
Símbolo
Coltan
(Fe,Mn)(Nb,Ta)2O6
Tantalio
Ta
Galena
PbS
Plomo
Pb
Esfalerita o blenda
ZnS
Zinc
Zn
Uraninita
UO2
Uranio
U
Wolframita
(Fe,Mn)WO4
Wolframio
W
Fluorita
CaF2
Flúor
F
Halita
NaCl
Sodio
Na
Dolomita
CaMg(CO3)2
Magnesio
Mg
Magnesita
MgCO3
Magnesio
Mg
Pirita
FeS2
Azufre
S
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