UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO

DEL PERÚ

FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS

MINERIA GENERAL

4. Propiedads químicas

3. Propiedades físicas de los minerales

2. Cristal

1. Mineral

5. Clasificación de los minerales

6.Minerales principales y comunes

7. Usos y aplicaciones de algunos minerales

I.- MINERAL

I. MINERAL

1.1.-MINERALOGÍA:

Ciencia que estudia los minerales como: condición de su génesis, propiedades físicas y químicas, composición química, su estructura cristalina y su importancia práctica.

1.2.-MINERAL:

Es aquel elemento formado o compuesto por un proceso geológico.

Para ser un mineral debe cumplir ciertas condiciones:

-Sólido homogéneo

-Estructura interna ordenada

-Composición química definida

-Origen natural e inorgánico

II.-EL CRISTAL

2.1.- Cristalografía:

Ciencia que estudia los minerales, sus leyes, su forma interna y externa, sus propiedades físicas y química, en relación a su forma geométrica.

2.2.- Cristal:

La palabra cristal, se refiere a las sustancias minerales naturales que se presentan en poliedros y cuyas caras llamadas cristalográficas son frecuentemente planas.

EL CRISTAL

2.3.- Sistemas cristalinos:

CUBICO Ó REGULAR Ó ISOMÉTRICO:

-Minerales: Galena,

pirita, diamante,

halita, etc.

-Nucleo: Cubo

pirita

CUADRÁTICO Ó TETRAGONAL:

-Núcleo: Prisma recto de base cuadrada

-Minerales: Rutilo, Zicrón,

Chalcopirita, Pirohisita, estc.

Rutilo

ORTORRÓMBICO Ó RÓMBICO

-Núcleo: Prisma recto de base rectangular

-Minerales: Aragonito,

Baritina, Topacio,

Marcasita, etc.

Aragonito

HEXAGONAL:

-Núcleo: Prisma recto de base hexagonal regular.

-Minerales:

Cuarzo, Calcita,

Grafito, Apatito

Grafito

MONOCLÍNICO:

-Minerales: Yeso,

Wolfrofamita, Ortoza,

Moscovita, etc.

-Núcleo: Prisma onioblicuo de base rectangular

Yeso

TRICLÍNICO:

-Núcleo: Prisma bioblicuo de base rectangular.

-Minerales: Albita,

Wollastonita,

Turqueza, Tenorita,

etc.

Turqueza

III. PROPIEDADES

FÍSICAS DE LOS

MINERALES

PROPIEDADES FISICAS DE LOS MINERALES

Las propiedades físicas de los minerales nos sirve para tratar de identificar y distinguir entre distintos tipos de minerales. Estas las vamos a clasificar en :

-Peso específico y/o densidad.

-Propiedades que dependen de la luz.

-Propiedades de cohesión y elasticidad.

-Propiedades térmicas.

-Propiedades eléctricas.

-Propiedad magnética.

-Propiedades de radioactividad.

-Propiedades e la superficie del mineral.

-Propiedades organolépticos.

3.1.- PESO ESPECÍFICO:

Corresponde a la relación entre el peso de un mineral y el peso de un volumen igual de agua a 4ºC.

• Ejemplos:

– Cuarzo: 2.65

– Feldespatos: 2.60-2.75

– Plata: 10.5

– Calcita: 2.72

3.2.-PROPIEDADES DE COHESIÓN Y ELÁSTICIDAD:

Vidrio volcánico llamado

OBSIDIANA. NO es un

mineral, muestra una excelente

fractura concoidal

3.2.1.-Fractura

Manera en que el cristal se rompe cuando no lo hace

según una superficie de clivaje o de partición. La

forma de la fractura puede ser característica y

distintiva de minerales:

concoidal ,fibrosa o astillosa, aserrada e irregular

Fractura irregular

Fractura concoidal

Fractura fibrosa o astillosa

Ejemplos:

Propiedad que poseen ciertos minerales de partirse según planos preferenciales. Estos planos son reflejo de zonas de debilidad de la estructura cristalina. Se puede clasificar en:

Excelente: se exfolia en finas láminas. Ej.: Micas.

Perfecto: los planos de exfoliación limitan formas regulares, como cubos (galena, halita), romboedros (calcita).

Bueno: planos menos visibles y no siempre perfectamente rectos (feldespato, anfíbol, piroxeno).

Imperfecto: planos con superficie irregular (azufre, apatito)

Muy imperfecto: no existe clivaje, se suele observar fractura

3.2.2.- Clivaje

Resistencia que ofrece una

superficie lisa de un mineral a ser

rayada.

• Se le asigna un valor numérico

simbolizado como H.

• Depende de la estructura cristalina,

es decir, del tipo de enlace

interatómico.

• Es una característica vectorial pues

depende de la orientación

cristalográfica por donde es rayado.

• La escala de dureza empleada es la

Escala de Mohs, donde se usan 10

minerales de durezas variadas

conocidas.

3.2.3.- Dureza

TABLA RELATIVA DE DUREZAS DE MOHS

DUREZA MINERAL INSTRUMENTO

1 TALCO

2 YESO

3 CALCITA

UÑA (2 – 2,5)

4 FLUORITA

5 APATITO

6 ORTOCLASA

CUCHILLO DE ACERO

7 CUARZO

8 TOPACIO

PORCELANA

9 CORINDÓN

10 DIAMANTE

RAYADOR DE TUNGSTENO

MONEDA DE Cu (3.2)

PLACA DE VIDRIO (5.5)

Término asignado a la cohesión del cristal, o sea, corresponde a la resistencia a ser roto, doblado o desgarrado.

• Los términos más utilizados son:

– Frágil: se rompe y pulveriza fácilmente;

– Maleable: se deforma plásticamente;

– Séctil: puede ser cortado con cuchillo;

– Dúctil: deformable en forma de alambres;

– Flexible: minerales que se doblan pero no vuelven a su forma original (ejemplos son el talco y la clorita);

– Elástico: minerales que se doblan y logran recuperar su forma posteriormente (un ejemplo claro lo constituyen las micas).

3.2.4.- Tenacidad

3.3.-PROPIEDADES QUE DEPENDEN DE LA LUZ:

Una de las características mas atractivas de los minerales es su color. Pero el color puede confundir a la hora de reconocer un mineral, porque muchos minerales tienen una amplia gama de colores esta puede deberse a las diversas impurezas u otros factores (calor, luz, corrosión y radiación)

Ejm:

3.3.1.- Color

Azurita ……………Azul

Calcopirita……Amarillo latón

Malaquita……………Verde

Mineral Color

OLIVINO Verde amarillento a verde oliva

PIROXENO

Augita Verde puerro a negro, por alteración es rojiza

ANFÍBOL

Horblenda Pardo negruzco a negro

BIOTITA Pardo oscuro - verde oscuro

MOSCOVITA Incoloro a plateado

PLAGIOCLASAS Incoloro (blanco, gris)

ORTOSA Incoloro (blanco, gris, rojizo)

CUARZO Incoloro (blanco, negro, morado, rojizo, ....)

CALCITA Incoloro (blanco, rojizo, amarillento, ..)

YESO Incoloro (blanco, rojizo, gris, pardo, ..)

HALITA Incoloro (blanco, rojizo, azulada, ..)

GRANATE Rojo, amarillo, pardo, verde

DISTENA Incoloro (azulada, ..)

ESTAUROLITA Pardo rojizo

SILLIMANITA Gris, pardo claro

ANDALUCITA Incolora (rojiza)

HEMATITES Parda rojiza

PIRITA Amarillo oro

A continuación

indicamos los

colores mas

usuales de los

minerales que

se deben

reconocer en

esta práctica.

3.3.2.- Brillo o lustre

Es la apariencia de su superficie a la luz reflejada. El brillo es función de la transparencia, refractividad y estructura de un mineral. El brillo puede ser:

-Brillo metálico:

Tienen los minerales opacos que tiene alto poder reflector.

Ejm:

Pirita

Galena

Oro

Metálico

-Brillo submetálico:

Ejm:

Cinabrio

wolframita

Submetálico

-Brillo no metálico

Se distinguen varios matices de minerales con brillo no

metalico según la intensidad y calidad del brillo.

Estos pueden ser adamantino

Vítreo

Sedoso

Resinoso

Graso

Nacarado

Parlado

Es el color del fino polvo que arroja un mineral al ser

rayado

• Es una propiedad más confiable que el color de un

mineral, generalmente varía menos.

• Se determina rayando el mineral con otro más duro,

determinando el color del polvo fino del mineral.

Generalmente se usa una porcelana (H~7)

3.3.3.- Raya

Hematita tiene una raya de color café-rojizo

Ejemplos:

Sphalerita es un mineral oscuro, sin embargo éste

tiene una raya color claro. Raya de la sphalerita al

lado de la raya de la Hemetita color café-rojiza.

Sphalerita tiene una raya amarillo clara

Mineral Raya Dureza

OLIVINO Blanca 6,5 a 7

PIROXENO

Augita Blanca grisácea 5,5 a 6

ANFÍBOL

Horblenda Blanca amarillenta 5,5 a 6

BIOTITA Blanca 2,5 a 3

MOSCOVITA Blanca 2 a 2,5

PLAGIOCLASAS Blanca 6,5 a 6

ORTOSA Blanca 6

CUARZO Blanca 7

CALCITA Blanca 3 a 4

YESO Blanca 2

HALITA Blanca 2

GRANATE Blanca 7

DISTENA Blanca 4 a 7

ESTAUROLITA Blanca 7,5 a 7

SILLIMANITA Blanca 6 a 7

ANDALUCITA Blanca 7,5

HEMATITES Negro metálico, rojo 5

PIRITA Negra 6,5

A continuación se

comentan los

colores de las rayas

de los principales

minerales que se

deben reconocer en

esta práctica,

obsérvese la

relación con la

dureza del mineral.

3.4.-PROPIEDADES TÉRMICAS:

3.4.1 Fusibilidad

Es un punto importante desde el punto de vista del reconocimiento de los minerales en función de su fusión.

Escala de fusibilidad de de Von Kobell

Estibinita Sb2S3 ~525C° Funde facilmente na

chama de uma vela ou fósforo

Natrolita Na3(Al2Si3O10)·2(H2O) ~965C°

Almandina Fe2Al2(SiO4)3 ~1050C°

Actinolita Ca2(Mg,Fe)5(OH/Si4O11)2 ~1200C°

Ortoclásio KAlSi3O8 ~1300C°

Bronzita (Mg,Fe)SiO3 ~1400°

3.4.2.- Diatermancia

Es la propiedad semejante a la transparencia con respecto a la luz, y mide el grado de absorción del calor.

Así existe cuerpos transparentes y opacos tenemos los minerales:

Diatérmanos: Dejan pasar los rayos calorificos, son transparentes al calor. Ejemplos: Halita,Fluorita.

Atermanos: Son cuerpos opacos al calor, que no dejan pasar las hondas calorificas, puesto que las absorven.Ejemplos: Alumbre, Yeso.

Halita

3.4.3.- Dilatación térmica o

expansión La mayoría de minerales se dilatan por efecto del calor. El

coeficiente de dilatación es el aumento de volumen por unidad de

volumen, cuando la temperatura aumenta de 0° C a 1° C.

Yoduro de plata

3.4.4.-Conductibilidad térmica

Es la capacidad que poseen los minerales para trasmitir el calor que posee una sustancia. Estos se divide en malos y buenos conductores. Lo mas importante es la relación entre conductividad con la simetría cristalina.

-Minerales isotropos: Conducen el calor por igual sentido y la curva correspondiente es una circunferencia

-Minerales antisotropos: Ofrecen variaciones en las curvas d conductividad siendo estas elipses, salvo que las superficies sean normales a los ejes ópticos , en cuyo caso las figuras de conductividad son circulares.

3.5.-PROPIEDADES ELÉCTRICAS: Los minerales tienen diferente capacidad para conducir la corriente

eléctrica

La condición de electricidad es relativa al tipo de enlace de los

cristales:

-Minerales con enlace puramente metálico son buenos conductores de

electricidad. Por ejemplo metales nativos.

-Los de enlace parcialmente metálicos, son semiconductores. Por

ejemplo: algunos minerales sulfuros.

-Minerales iónicos o de enlace covalente son generalmente son malos

conductores.

Oro nativo

3.6.-PROPIDADES MAGNÉTICAS:

El magnetismo es una propiedad de algunos minerales de Fierro que atraen cualquier superficie imantada.

Ejemplo: Magnetita

IV.- PROPIEDADES

QUÍMICAS

PROPIEDADES QUÍMICAS

Cuando los minerales presentan igual forma cristalográfica pero son de diferente composición química. Ejemplos:

4.1 ISOMORFISMO:

NOMBRE MINERAL COMPOSICIÓN

QUÍMICA

FORMA

CRISTALOGRÁFICA

Calcita CO3Ca Trigonal

Rodocrocita CO3Mn Trigonal

Magnesita CO3Mg Trigonal

Siderita CO3Fe Trigonal

Blenda SZn Cúbico

Pirita S2Fe Cúbico

Galena SPb Cúbico

Cuando los minerales presentan diferentes formas de cristalización pero

la misma composición química.

4.2 POLIMORFISMO:

FORMULA

QUIMICA

MINERAL SISTEMA

CRISTALINO

DUREZA PESO

ESPECIFICO

C

C

Diamante

Grafito

Cúbico

Hexagonal

10

1

3

2.53.51

CO3Ca

CO3Ca

Calcita

Aragonita

Romboédrico

Ortorrombico

3

3.5

2.72

2.95

ZnS

ZnS

Esfarelita

Wurtzita

Cúbico

Hexagonal

3.5-4

3.5-4

3.9-4.1

3.98

S2Fe

S2Fe

Pirita

Marcasita

Cúbico

Hexagonal

6

6

5.02

4.85

AuTe2

AuTe2

Calaverita

Krennerita

Monoclínico

Rombico

2.5-3

2-3

9.24

8.62

TiO2

TiO2

TiO2

Rutilo

Atanasa

Brookita

Tetragonal

Tetragonal

Rombico

6-6.5

5.5-6

5.5-6

4.23

3.90

4.14

Al2SiO5

Al2SiO5

Al2SiO5

Andalucita

Sillimanita

Cianita

Rombico

Rombico

Triclínico

7.5

6.7

4.5-7

3.6-3.2

3.23

3.56-3.66

V.- CLASIFICACIÓN

DE LOS

MINERALES

A)BASADO EN SU COMPOSICIÓN QUÍMICA

1.-ELEMENTOS NATIVOS

2.-SULFUROS

3.-SULFOSALES

4.-OXIDOS E HIDROXIDOS

5.-HALUROS

6.-CARBONATOS

7.-NITRATOS

8.-BORATOS

9.-SULFATOS Y CROMATOS

10.-TUNGSTATOS Y MOLIBDATOS

11.-FOSFATOS, ARSENIATOS Y VANADATOS

12.-SILICATOS

1.-ELEMENTOS NATIVOS

METALES SEMIMETALES NO METALES

HAY APROXIMADAMENTE 30 ELEMENTOS NATIVOS.

-Grupo del oro: oro, plata, cobre

-Grupo del platino: platino

-Grupo del hierro:

hierro

Grupo del arsénico:

-arsénico

-bismuto

-azúfre

-diamante

-grafito

2.-SULFUROS

ARGENTITA

PIRITA

GALENA

ESFALERITA

CHALCOPIRITA

MOLIBDENITA

COVELINA

CINABRIO

FORMULA: AmXn

A:representa elementos metálicos

X:representa elementos no metálicos

3.-SULFOSALES PIRARGITA

PROUSTITA

TETRAEDRITA

TENNANTITA

ENARGITA

BOURMNOMITA

JAMESONITA

Pueden ser

consideradas

como sulfuros

dobles.

TIPO A2O

-CUPRITA

-CINCITA

TIPO A2O3

-CORINDON

-HEMATITES

-ILMENITA

TIPO AO2 – GRUPO DEL RUTILO

-RUTILO

-PIROLUSITA

-CASITERITA

-URANINITA

TIPO AB2O4 – GRUPO DE LAS

ESPINELAS

-ESPINELA

-GAHNITA

-MAGNETITA

HIDROXIDO

-BRUCITA

-MANGANITA

-PSILOMELANA

GRUPO DEL LA GOETHITA

-DIASPORA

-GOETHITA

-BAUXITA

Los óxidos son

compuestos donde

el oxígeno esta

combinado con

uno o más metales

4.-OXIDOS E HIDROXIDOS

5.-HALUROS

Llamados también halogenuros. Se caracterizan por el predominio de los iones halógenos electronegativos, Cl⁻, Br ⁻, F ⁻, I ⁻, tienen carga débil y se polariza fácilmente.

Ejemplo: halita, fluorita

Halita

ClNa

6.-CARBONATOS

GRUPO DE LA CALCITA

-Calcita

-Magnesita

-Siderita

-Rodocrosita

GRUPO DE LA DOLOMITA

-Dolomita

-Ankerita

GRUPO DEL ARAGONITO

-Aragonito

-Witherita

-cerusita

CARBONATOS BÁSICOS DE COBRE

-Malaquita

-Azurita

En la naturaleza, el carbono se une con

el oxigeno para formar el ión

carbonato CO3⁻⁻

7.-NITRATOS

NITRATO SÓDICO:

-Nitratina

NITRATO POTÁSICO

-Nitro

El nitrógeno pentavalente forma con el oxigeno grupos iónicos planos, triangulares, que constituyen radical monovalente nitrato NO3⁻

8.-BORATOS

KERNITA BORAX ULEXITA COLEMANITA

El ión boro trivalente forma

radical BO2⁻,tambien hay tipos BO3, B2O3

9.-SULFUROS O CROMATOS

GRUPO DE LA BARITINA

-Baritina

-Celestina

-Anglesita

-Anhidrita

-Crocoita

SULFATOS BASICO

-Yeso

-Calcantita

-Epsomita

-Alunita

El azúfre hexavalente forma grupos sulfatos o

radicales SO4⁻Y cromatos CrO4⁻con el

cromo hexavalente

10.-TUGSTATOS Y MOLIBDATOS

TUGSTATOS

-Wolframita

-Huebnerita

-Ferberita

MOLIBDATOS

-Wuelfenita

-Powellita

Iones hexavalentes de tungsteno y molibdeno

radicales WO4⁻

11.-FOSFATOS, ARSENIATOS Y

VANADATOS

TRIFILITA LITIOFILITA MONAZITA APATITO

El fosforo pentavalente forma un grupo iónico tetraédrico con el oxigeno PO4⁻⁻⁻ al igual que los tetraedros de los sulfatos.

El fósforo, arsénico y vanadio pueden sustituirse mutuamente como ión central, coordinados en el grupo tetraédrico de oxígenos.

12.-SILICATOS

Casi un 25% de los minerales son silicatados y más del 90% de la corteza terrestre, de cada 100 átomos, más de 60 son de oxígeno, más de 20 son de sílice, y de 6 a 7 de aluminio, correspondiendo 1 a 2 o más a elementos Fe, Ca, Mg, Na y K.

CUARZO

CLASE ESTRUCTURA PROPORCIÓN

Si:O

EJEMPLOS

NEOSILICATOS TETRAEDROS

INDEPENDIENTES

1:4 OLIVINO

SiO4(Mg,Fe)2

SOROSILICATOS TETRAEDROS

EN PAREJAS

2:7 HEMIMORFITA

(Si2O7)Zn(OH)H2O

CICLOSILICATOS TETRAEDROS

EN ANILLOS

1:3 BERILO

(Si6O18)Be3Al2

INOSILICATOS TETRAEDROS EN

CADENAS

SENCILLAS

CADENAS DOBLES

1:3

4:11

ENSATITA

(SiO6)Mg2

TREMOLITA

(Si6O22)Ca2Mg5(OH)2

FILOSILICATOS TETRAEDROS

EN HOJAS

2:5 TALCO

(Si4O10)Mg3(OH)2

TECTOSILICATOS TETRAEDROS

EN ARMAZONES

1:2 CUARZO

SiO2

B)BASADO EN EL USO O EMPLEO INDUSTRIAL

1.-MINERALES COMBUSTIBLES:

-Líquidos:

Petróleo

Gas natural

-Sólido

Carbón

-Metales preciosos: oro,

plata, platino, etc.

- Metales básicos o no

ferrosos: plomo,zinc, cobre,

estaño, etc.

- Metales ferrosos o

siderúrgicos: hierro, níquel

manganeso, cobalto, etc.

2.-MINERALES METÁLICOS:

-Metales ligeros:

aluminio, magnesio

- Metales de industria

electrónica: cadmio,

bismuto, germanio,etc.

- Metales radioactivos:

uranio, thorio, radio,

etc.

-Materiales abrasivos:

corindón, granate, topacio,

diamante,etc.

-Materiales aislante: mica,

asbesto.

-Materiales refractarios:

sílice, arcilla, alúmina,

grafito, etc.

3.-MINERALES NO METALICOS:

-Materiales cerámicos:

arcillas y feldespatos.

-Materiales de industria

química: sal, salmuera,

potasa, azúfre, etc.

-Materiales fertilizantes:

fosfatos, potasa,etc.

-Materiales de

construcción: arena,

grava, gravilla,

cemento, yeso, etc.

-Materiales ornamentales:

mármol, travertino,

granito, sienita, basalto,

etc.

VI.-MINERALES

PRINCIPALES Y

COMUNES

MINERALES PRINCIPALES

1.-MINERALES DEL

ORO:

Oro nativo: Au

Electrum: Au(Ag,Cu)

Teleruros:

Silvanita Te2(Ag,Au)

Calaverita Te2Au

Petzita Te(Ag.Au)2

2.-MINERALES DE LA PLATA

Plata nativa Ag

Argentita Ag2S

Proustita Ag3AsS3

Pirargirita

Ag3SbS3

Stephanita

Ag5SbS4

Polybastita

Sb2S11(Ag,Cu)16

Querargirita ClAg

Embolita Ag(Br,Cl)

Stromeyerita (Cu,Ag)2S

3.-MINERALES DE COBRE

Cobre nativo Cu

Tetraedrita

Sb4S13(Cu,Fe,Zn,Ag)12

Enargita Cu3AsS4

Bornita Cu5FeS4

Covellita CuS

Chalcosita Cu2S

Chalcopirita Cu3FeS2

Atacamita Cu2Cl(OH)3

Cuprita Cu2O

4.- MINERALES DEL PLOMO:

Galena PbS

Anglesita PbSO4

Boulangerita 5PbS2Sb2S3

Piromorfita Pb5Cl(PO4)3

Cerusita PbCO3

Massicot PbO

Minio Pb3O4

5.- MINERALES DE ZINC:

Brunckita ZnS

Blenda ZnS

Wurtzita ZnS

Goslarita ZnSO47H2O

Smithsonita ZnCo3

Zincita ZnS

Willemita (SiO4)Zn2

6.-MINERALES DE

FIERRO:

Pirita FeS2

Marcasita FeS2

Melnivovita FeS2

Arsenopirita FeAsS

Llollingita FeAs2

Siderita FeCO3

Goethita FeO(OH)

7.-MINERALES DEL

MANGANESO:

Alabandina MnS

Pyrolusita MnO2

Hausmannita Mn3O4

Rodocrosita MnCO3

Rhodonita MnSiO3

Poianita MnO2

VII.- USOS Y

APLICACIONES DE

ALGUNOS MINERALES

USOS Y APLICACIONES DE

ALGUNOS MINERALES

Litio

El metal se usa como desoxidante y para

extraer los gases no deseados durante la

fabricación de fundiciones no ferrosas.

Potasio

El bromuro de potasio (KBr), se utiliza en

fotografía, grabado y litografía, y en

medicina como sedante.

Sodio

Como sal común o simplemente sal.

Estroncio

Se utiliza en la fabricación de fuegos

artificiales y en señales de ferrocarril.

Magnesio

El carbonato de magnesio (MgCO3), se

utiliza como material refractario y

aislante.

Cobre

Debido a su extraordinaria conductividad, el uso más extendido del cobre se da en la industria eléctrica.

Carnalita

Para Fertilizantes.

Hierro

Comercialmente, el hierro puro se utiliza para obtener láminas metálicas galvanizadas y electroimanes.

Galena

Fue utilizada para construir los primeros receptores de radio.

Arcilla

Las arcillas rojas tienen aplicación

fundamentalmente en la cerámica industrial

(pavimentos, revestimientos y cerámica

estructural) y alfarería.

Micas

La moscovita (mica blanca o mica común)) y

la flogopita(otro tipo de mica) se usan como

aislantes en la fabricación de aparatos

eléctricos, en especial de válvulas

electrónicas.