Minerales Utilizados en la Industria Propiedades



Minerales Utilizados en la Industria

Ciertos minerales que desempeñan un papel vital en la producción de varios tipos de acero. Pero ellos, de ninguna manera, completan la lista de minerales metálicos que son importantes para la industria. El presente artículo trata otros minerales metalíferos importantes junto con unos pocos minerales que, aunque comercialmente carentes de importancia, son por sí mismos interesantes. Debe recordarse que la lista de minerales comercialmente significativos representa sólo una fracción del total de la lista de minerales metálicos.

ORO
El oro, el «rey de los metales» y la base del comercio en casi todos los lugares, es uno de los pocos metales que se encuentra frecuentemente en estado nativo, esto es, sin combinar con otros elementos (aunque en la práctica otros metales, particularmente la plata, están presentes). El oro se encuentra en vetas cuarcíferas; pero, como los depósitos son desgastados, el oro grueso (pepitas) se concentra en el lecho de los arroyos (placeres) y puede ser rescatado mediante el lavado de las arenas claras (arenas auríferas).

Oro nativo (dureza o D. 2,5 según la escala de Mohs: Peso específico o p. e. 19,3): es blando, pesado y de color amarillo. En las rocas, el oro se encuentra en listas o láminas: son raros los cristales isométricos. Otra fuente del metal es la calaverita (telururo de oro), un mineral quebradizo cuyo color fluctúa del amarillo al plateado (D. 2,5 a 3; p. e. alrededor de 9). El oro se recupera también de otros minerales.

PLATA
La plata es un metal que ha desempeñado en el comercio un papel mucho más importante, en el pasado que en el presente. La cantidad utilizada con el propósito de acuñar moneda ha descendido drásticamente en los últimos años. En la actualidad, las tres cuartas partes de la producción de plata es usada en la industria. Uno de los usos más importantes es en la manufactura de películas fotográficas. Más de la mitad de la plata del mundo se obtiene como subproducto de la producción de plomo, cinc y cobre, mientras que los yacimientos de oro producen una apreciable cantidad.

Como el oro, la plata se encuentra en estado nativo (D. 2,5 a 3; p. e. 10,5), pero la principal fuente del metal es la argentita (sulfuro de plata). uñ mineral brillante, gris plomo a menudo asociado a la piafa nativa y a los minerales de plomo, cinc y cobre. Cristaliza en un sistema isométrico pero, comúnmente, se encuentra en estado nativo. (D. 2,5; p. e. 7,3).

PLOMO
A menudo asociado con la plata, es el más humilde de los metales. Alrededor de un tercio de la producción mundial de este meta! es usado en acumuladores, por ejemplo baterías de automóviles. Otros usos importantes son la manufactura de pinturas y cubiertas de cables, y en la construcción.

El plomo se encuentra en estado nativo, pero la más importante fuente del metal es la galena (sulfuro de plomo). Ésta es un mineral quebradizo, de color gris plata que, comúnmente, forma cristales cúbicos. La galena se- caracteriza por su quebradura cúbica (D. 2,5; p. e. 7,5). Menos importantes minerales de plomo, son la cerusita (carbonato de plomo) y la anglesita (sulfato de plomo). Algunas veces, la cerusita forma manojos de grandes cristales blancos en forma de agujas, pero por lo común se la encuentra en forma masiva (D. 3,5; p. e. 6,5). La anglesita, formada por la oxidación de la galena, comúnmente se presenta coloreada de gris y con un lustre diamantina (D. 3; p. e. 6,3).



CINC
El cinc es un metal que sigue naturalmente al plomo porque los dos están íntimamente relacionados. No hay depósito importante de cinc que no contenga mineral de plomo, y por lo común cantidades explotables de ambos están presentes 011 la misma mina. El principal uso del cinc es de proveer al hierro de una capa protectora contra la oxidación. El latón es una aleación de cobre y cinc.

La principal fuente de cinc es (a esfalerita, conocida también como blenda (sulfuro de cinc). Esfalerita, que quiere decir engañoso, es un buen nombre porque su color fluctúa del negro al rojo, marrón, verde y amarillo. Los cristales (isométricos) son comunes y las quebraduras en seis direcciones son perfectas (D. 3,5 a 4; o. e. 4). Otros minerales de cine incluyen: la cincita (óxido de cinc), smithsonita (carbonato de cinc), hemimorfita (silicato hidratado de cinc), willemita (silicato de cinc) y franklinita (una variedad de magnetita). La cincita (D. 4 a 4,5; p. e. 5,5), un mineral rojo anaranjado y la franklinita están circunscriptas a una sola localidad. (Depósitos de Franklin, Nueva Jersey.) La smithsonita varía en color y a menudo se la encuentra en masas en forma de panales o estalactitas (D. 5; p. e. 4,4). Willemita (D. 5 a 6; p. e. alrededor de 4) es de color variable, pero casi siempre será de un verde brillante fluorescente bajo la luz ultravioleta. La hemimorfita (D. 4,5 a 5; p. e. alrededor de 3,5) puede ser marrón, amarilla, azul o blanca. La hemimorfita y la smithsonita se conocen también por el nombre de calamina.

TORIO
El torio es un metal que probablemente tenga un importante futuro en el campo de la energía atómica, pero en el presente su principal uso está en la industria química y en la manufactura de mecheros Auer.

Las dos fuentes más importantes de torio son la monazita (un mineral compuesto que contiene torio) y la thorita (silicato de torio). La monazita se encuentra como cristales monoclínicos y como granos en las arenas «pesadas». De color entre moreno y amarillo, es quebradiza y altamente radiactiva (D. 5 a 5,5; p. e. 5). La thorita, cuyo color fluctúa del rojo a! negro, se la encuentra comúnmente en grandes bloques (D. 5; p. e. 5 a 6).

URANIO
El uranio ha llegado, en la actualidad, a ser una valiosa fuente de energía atómica. Sumamente raro, este elemento altamente apreciado se encuentra esparcido ampliamente en las rocas ígneas de la corteza terrestre. Pero los depósitos explotables son pocos y se encuentran separados por grandes distancias y las búsquedas de uranio rivalizan hoy con las «fiebres del oro» de los primeros días.

Hoy muchos minerales uraníferos, pero pocos son de importancia comercial. La uraninita (un óxido impuro de uranio) es un mineral duro, pesado y negro, que se encuentra en cristales isométricos . (D. 5,5; p. e. 9 a 9,7). La pechblenda es una variedad difundida de uranita. La carnotita, descrita como mineral de vanadio, es otro importante minera!. El urofano (un mineral complejo uranífero) se encuentra a menudo con la uraninita como cristales ortorrómbicos en forma de aguja, pequeños y de color paja (D. 2 a 3; p. e. 3,8). Todos los minerales de uranio son radiactivos.

COBRE
El cobre fue probablemente el primer metal fundido desde su mineral, en un proceso que es bastante simple. Una aleación, el bronce (cobre y estaño), fue descubierta probablemente en forma accidental, ya que en muchos lugares los dos metales se encuentran juntos. Debido a su baja resistencia eléctrica, el principal uso del cobre es en la industria eléctrica.



El cobre forma más minerales que cualquier otro metal, pero sólo unos pocos son importantes. La fuente principal son los sulfures de calcopirita (sulfuro de cobre y hierro), calcocita (sulfuro cuproso) y bornita (sulfuro de hierro y cobre). La calcopirita (D. 3,5 a 4; p. e. 4,2), es un mineral de latón con vetas negro-verdosas. Se encuentra comúnmente en forma masiva. La calcocita (D. 2,5; p. e. 5,5), es de color gris plomo y tiene una fractura concoidea. Sus cristales ortorrómbicos son raros. La bornita (D. 3; p. e. 5), algunas veces llamada mineral empavonado debido a su frecuente despulido azul o púrpura, es color bronce cuando acaba de extraerse y tiene una veta negra. Una vez más, los cristales (isométricos) son raros. Otros nombres de la bornita son erubescita y cobre veteado. El desgaste de los minerales de cobre en la superficie, origina los vistosos carbonatas malaquita y azurita (verde y azul, respectivamente). La diferencia entre los dos radica simplemente en su contenido de agua —8,2 % para el primero y 5,2 % para el último— (D. 4; p. e. 3,8 a 4 para los dos).

ALUMINIO
El aluminio es uno de los metales más versátiles. Por ser muy liviano (cerca de un tercio de la densidad del hierro), no corrosivo y, en aleación, mecánicamente fuerte, es un metal ideal para la construcción aérea.

A pesar de ser el aluminio el más común de los metales en la corteza terrestre, casi toda la producción mundial proviene de un solo mineral, la bauxita (una mezcla de óxidos de aluminio hidratados). Ésta se forma por el desgaste de las rocas aluminíferas en el clima tropical (meteorización prolongada de rocas alumínica). Aunque blanco o pulido por naturaleza, la presencia de hierro lo mancha de color marrón rojizo (D. 3 o menos; p. e. 2,5).

Otros minerales de aluminio, aunque no son fuentes del metal, son comercialmente importantes. La caolinita (silicato de aluminio hidratado), conocida también como caolín o tierra de porcelana, se presenta comúnmente como blancas masas terrosas. Este mineral es de importancia vital para la industria de la cerámica (D. 2 a 2,5; p. e. 2,6). La criolita (un fluoruro de sodio y aluminio) es un mineral raro, que tenía importancia vital en el refinamiento del aluminio. Hoy en día se usa una criolita artificial. El corindón (óxido de aluminio), es un mineral de color gris a marrón que forma frecuentemente, cristales hexagonales. Cuando está ricamente coloreado, e! corindón es una joya altamente apreciada; rubíes, zafiros (D. 9, más dura que cualquier otro mineral común; p. e. 4).

PLATINO
El platino es el más común dé los miembros de un grupo de metales formado por el paladio, osmio, iridio, rutenio y rodio. Es ampliamente usado en joyería, pero también tiene usos en electricidad, odontología y química.

El platino se encuentra como meta! nativo, comúnmente en forma de escamas o como granos o pepitas (a veces de gran tamaño) en depósitos (placeres) próximos a rocas ígneas platiníferas. Es muy pesado, maleable y de color gris (D. 4 a 4,5; p. e. 21,5 cuando es puro). La esperrillita (arseniuro de platino) es un valioso mineral de platino. Es duro, pesado, de color blanco y tiene una veta negra. La esperrillita forma a veces grandes cristales isométricos (D. 6 a 7; p. e. 10,5).

ARSÉNICO
El arsénico metálico tiene pocos usos, siendo el principal el endurecimiento de las balas de plomo. Pero el trióxido de arsénico se usa en grandes cantidades en insecticidas y herbicidas. El arseniato de plomo es vastamente usado contra el gorgojo del algodón, y el arseniato de cobre o plomo contra el escarabajo de la papa.



El principal mineral de arsénico es la arsenopirita (sulfarseniuro de hierro). Este mineral de color gris acerado se encuentra por lo común en forma de masas cristalinas. Los cristales individuales son pequeños y en forma de cuña (D. 5,5 a 6: p. e. 6). Mucho más espectaculares son los minerales oro-pimente (trisulfuro de arsénico) y rejalgar (sulfuro de arsénico). El primero es de color amarillo y el último rojo vivo (D. 1,5 a 2; p. e. 3,5 para ambos). Los dos han sido usados como pigmentos en la preparación de pinturas.

ESTAÑO
El uso más común del estaño es para revestir el hierro de las cajas de «lata» con una capa extremadamente fina para protegerlo de la herrumbre. El 40 % de la producción mundial de estaño es utilizado para estos fines, a pesar de que la capa de estaño alcanza sólo al 1 % del peso de las latas. Grandes cantidades de estaño se usan también en aleaciones y soldaduras.

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Como el aluminio, el estaño tiene solamente un mineral: la casiterita (óxido de estaño). Ésta forma cristales tetragonales (prismáticos y piramidales) pero, comúnmente, se encuentra como masas granulares o fibrosas (madera de estaño). Es muy quebradizo v tiene un lustre brillante (D. 6 a 7; p. e. 7).

MERCURIO
El mercurio es el único metal liquido a la temperatura ordinaria. Es ampliamente usado en la preparación de drogas y productos químicos y en instrumentos científicos. Él uso más conocido, en los termómetros, representa tan sólo una pequeña fracción del consumo total.

La única fuente de mercurio es el cinabrio (sulfuro mercúrico), un mineral rojo brillante que forma cristales hexagonales, aunque se encuentra comúnmente en estado nativo o como copos esparcidos. Tiene una veta rojo escarlata (D. 2,5; p. e. 8,1). Algunas veces se encuentra mercurio nativo en el cinabrio.

TITANIO
Debido a la ligereza de su peso y a su alto punto de fusión, el titanio está usándose en cantidades siempre crecientes en un gran número de diferentes campos, la construcción de cohetes voladores, por ejemplo. Es usado también en la fabricación de pinturas.

Los principales minerales de titanio son el rutilio (dióxido de titanio) y la iimenita (óxido de hierro y titanio). El rutilio cristaliza a menudo como prismas tetragonales, de color negro o marrón rojizo. Se encuentra en rocas ígneas o metamórficas (D. 6; p. e. 4,2). La iimenita, de color negro, puede encontrarse en forma masiva o como granos o copos. Los cristales son raros. A menudo está asociada con la magnetita (D. 5 a 6; p. e. 4,5).

MAGNESIO
Debido a su escaso peso, el magnesio se usa vastamente en aleaciones con el aluminio y otros metales para la construcción liviana.

Los principales minerales de magnesio son la magnesita (carbonato de magnesio) y la dolomita (un carbonato de calcio y magnesio). La magnesita es, por lo común, cristalina o granular y los cristales individuales son raros. Su color fluctúa del blanco al amarillo y al castaño (D. 4; p. e. 3). La dolomita (un carbonato de calcio y magnesio) se incluye, en realidad, entre los minerales no metálicos y será descrita en un artículo posterior, pero es un mineral menor del magnesio.

ANTIMONIO
El antimonio es usado ampliamente para endurecer el plomo y hacerlo resistente a la corrosión en la forma de planchas de baterías, hojas de plomo y caños de plomo. El metal de los tipos de imprenta es una aleación de plomo y antimonio, con pequeñas cantidades de estaño y, algunas veces, cobre.

La principal fuente de antimonio es la estibina, llamada a veces antimonita o antimonio lustroso (trisulfuro de antimonio). Este mineral quebradizo, color gris plomo, forma algunas veces pequeños cristales prismáticos característicos (sistema ortorrómbico), pero más comúnmente, se lo encuentra en masas columnares (D. 2; p. e. 4,6).

COLUMBIO – TANTALIO
El columbio (o niobio) y el tantalio, son metales raros de considerable importancia. Se los usa, por ejemplo, en aleaciones a alta temperatura, adecuadas para los motores de cohetes y reactores nucleares.

La columbita y la tantalita son minerales compuestos de columbio y tantalio. El nombre dado al mineral depende de la mayor cantidad de columbio o tantalio que se encuentren presentes (D. 6; p. e. 5,5 a 8).

EL CUARZO
Como el silicio y el oxígeno (27 % y 46 %, respectivamente, combinados, se entiende) son los elementos más abundantes de la corteza terrestre, no es de extrañarse que la sílice o cuarzo (Si02 óxido de silicio), que es una combinación de los dos, sea el mineral más común. Pero aunque el cuarzo es tan común como la arena (la mayoría de los granos de arena son fragmentos de cuarzo) no todas las formas de este mineral carecen de valor.

El cuarzo puro y cristalino como el agua, llamado cristal de roca, límpido e incoloro, se corta para utilizar como piedra de adorno y posee variados usos en la industria óptica y eléctrica. Cuando contiene ciertas impurezas es aún más valioso. Un vestigio de manganeso le imparte un hermoso tinte violeta, produciéndose el amatista. Otras formas del cuarzo clasificadas como piedras semipreciosas incluyen al ágata, sardónice, ónix,  jaspe y  ópalo.

GEMAS
Probablemente la gema más preciada de todas sea el diamante, que es simplemente carbono puro cristalizado en sistema cúbico. La popularidad del diamante se debe a su dureza (es el más duro de todos los minerales), brillo y a la forma como dispersa la luz. Puede ser incoloro o tener tinte amarillento, azul, rosa, etc. Durante cientos de años la India era la única fuente de estas piedras, pero hoy el principal productor de diamantes de alta calidad es la República Sudafricana.

El alto precio de los diamantes, y de cualquier otra gema, se debe a su rareza, aunque es interesante saber que, en los últimos tiempos, se han encontrado depósitos tan grandes de diamantes que su venta ha debido ser restringida para mantener su valor comercial. Debido a su excepcional dureza los diamantes también tienen un gran valor industrial, principalmente para herramientas de corte, perforación y pulido.

Aunque parezca extraña, no es el diamante el que obtiene los precios más altos. Los rubíes rojos son más caros aún. Los rubíes, como los zafiros, son formas del corindón (óxido de aluminio, Al203), y su única diferencia reside en el color. El término zafiro comprende todos los otros colores del corindón, aunque el color tradicional es el azul. La esmeralda (6SÍO.,. A1203.3BeO) es una combinación del berilio, un silicicato del berilio y aluminio.

HIERRO
Los minerales metalíferos son de un valor práctico mucho mayor que el de las piedras preciosas. En realidad, el progreso de la civilización está ligado al aumento del conocimiento de los metales y de los minerales de los cuales provienen.

Los metales de mayor utilidad para el hombre, se extraen de los siguientes minerales: el aluminio, de la bauxita (óxido de aluminio hidratado); el cobre, de la calcopirita (sulfuro de cobre y hierro); el hierro, de la hematita (óxido de hierro); el plomo, de la galena (sulfuro de plomo); el magnesio, de la magnesita (carbonato de magnesio) y de la dolomita (carbonato de magnesio y calcio); el mercurio, del cinabrio (sulfuro de mercurio); el níquel, de la pentlandita (sulfuro de níquel y hierro); la plata, de la argirita (sulfuro de plata); el estaño, de la casiterita (óxido de estaño), y el cinc, de la blenda (sulfuro de cinc) o de la calamina (carbonato de cinc).

El metal que probablemente ha tenido el papel más útil en la historia es el hierro. El hierro no aparece libre en la naturaleza y el mineral más importante para su obtención es la hematita (Fe203) un óxido de hierro. La hematita es por lo general gris o negra, pero al ser pulverizada adquiere un color rojo brillante. La magnetita (Fe203.FeO), otro importante mineral, es también un óxido de hierro y el único mineral fuertemente magnético. Una forma de la magnetita, la piedra imán, constituye de por sí un imán natural.

Los mayores yacimientos de hematita se encuentran en la vecindad del lago Superior (EE. UU.), mientras que en Suecia hay enormes depósitos de magnetita. Otros minerales férricos menos importantes son la limonita (óxido de hierro hidratado) y la siderita (CO3Fe) —carbonato férrico—.

La mayor parte del hierro producido en la actualidad constituye aleaciones (las mismas se forman cuando se agregan al metal básico uno o más elementos, generalmente metales). El acero es básicamente una mezcla de hierro y carbono (contiene entre el 0,1 y el 1,6 % de este último).

Pero se hacen varios tipos de acero, para satisfacer muchas exigencias distintas, adicionándole pequeñas cantidades de otros metales, como tungsteno, cobalto, níquel, mclibdeno, vanadio, cromo y manganeso. Los aceros al tungsteno, por ejemplo, pueden soportar altas temperaturas y se utilizan para herramientas de corte de alta velocidad (aceros rápidos).

TUNGSTENO
Los principales minerales del tungsteno son la scheelita y la volframita. La scheelita (WO3.CaO) (tungstato de calcio) es un mineral vitreo, normalmente incoloro (blanco amarillento o verdusco), que emite luz muy fluorescente bajo la luz ultravioleta. Se la obtiene en grandes cantidades en California y Nevada (EE. UU.). La volframita (WO3[FeMn]O) (tungstato de hierro y manganeso) es un mineral oscuro, frágil, de poco brillo metálico, generalmente presente en las vetas cuarcíferas, que se encuentra en grandes cantidades en China y Birmania.

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