INFORME N° 4

CLASIFICACIÓN QUÍMICA DE LOS MINERALES

Trabajo presentado al profesor Roberto Vargas Cuervo en la materia de

Geología General

UNIVERSIDAD SURCOLOMBIANA

FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE INGENIERÍA DE PETRÓLEOS

NEIVA

2006

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Estudiar cada una de las clases químicas en que se dividen los

minerales y así poder entender el proceso que da origen a cada

muestra.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Identificar en cada una de las muestras las propiedades físicas que

posee.

Conocer el uso industrial de las muestras analizadas.

Familiarizarse con las aplicaciones que posee el conocimiento de la

clasificación química de los minerales en la ingeniería.

INTRODUCCIÓN

Los minerales constituyen la tierra sólida que nos es accesible y se halla

formando agregados de uno o más de ellos llamados rocas. La mayoría de

éstas rocas son aparentemente de poco interés económico, pero en algunos

casos una concentración anormalmente alta de algunos de éstos minerales

puede resultar aprovechable por el hombre y constituir los llamados

yacimientos minerales, como también cualquier roca o mineral en manos de un

artesano pulidor puede convertirla en una verdadera pieza de joyería.

Los procesos que generan los minerales y las rocas son aspectos de un mismo

ciclo geológico. Así algunos se forman por enfriamiento del magma tanto en el

interior como en el exterior de la corteza terrestre, éste proceso permite a

menudo la cristalización progresiva de los minerales.

BIBLIOGRAFÍA

VARGAS. Roberto. Geología física para ingenieros. Editorial

Universidad Surcolombiana. Museo geológico. Neiva.

Enciclopedia Superior. Círculo de Lectores, Tomo 3, Sección de

geología.

Enciclopedia Encarta. Microsoft, 2005.

Diccionario Enciclopédico ilustrado. Editorial Norma. Cali, 1997.

www.ebrary.com

www.gaitana.usco.edu.co:8080/portal/museogeologico/inicio.htm

www.monografias.com/Trabajos31/recuperacion_petroleo/

recuperacion_petroleo.shtml

www.uclm.es/users/higueras/yymm/Arcillas.htm#aplicacc

APLICACIONES A LA INGENIERÍA

La clasificación química de los minerales es de gran uso en la ingeniería para

poder identificarlos y así poder saber qué usos se les puede dar.

Para la ingeniería, el conocimiento de la clase química de un mineral es de

gran utilidad para conocer sobre qué tipo de suelo se va a trabajar, qué tipo de

inconveniente se va a presentar y cómo solucionarlo. En la ingeniería de

petróleos, las arcillas (filosilicatos) son de uso diario en la industria.

A pesar de los importantes cambios que van sufriendo con el tiempo las

formulaciones de los lodos de perforación, (comenzó a utilizarse a principios

del siglo XX) este sigue siendo uno de los mercados más importantes de las

bentonitas.

Las funciones que debe cumplir en el lodo son:

Extracción del ripio y limpieza del fondo del pozo.

Enfriamiento de la herramienta de perforación.

Control de presiones de formación y estabilización de las paredes.

Mantenimiento en suspensión del ripio.

Transmisión de potencia hidráulica al tricono.

Soportar parte del peso de la sarta de perforación.

Permitir la adición de agentes densificantes.

Creación de membranas impermeables en torno a barreras en el suelo,

o como soporte de excavaciones.

En el sellado de pozos de aguas subterráneas contaminadas.

Las bentonitas de Wyoming son las más utilizadas para la preparación de lodos

de perforación.

Las arcilla también ayudan en la protección de tuberías como lubricante y

rellenando grietas. En túneles ayuda a la estabilización y soporte en la

construcción de túneles; actúa como lubricante (un 3-5 % de lodo de bentonita

sódica mantenida a determinada presión soporta el frente del túnel). También

es posible el transporte de los materiales excavados en el seno de fluidos

benoníticos por arrastre.

Otro tipo de arcillas son la Paligorskita y la Sepiolita las cuales por sus

propiedades reológicas (elasticidad, viscosidad) son utilizadas en lodos de

perforación con base de agua salada, farmacia, pinturas, resinas, cosmética.

El uso de aluminosilicatos en diferentes campos de la catálisis es tan antiguo

como el propio concepto de catálisis. Son muchas las aplicaciones de las

arcillas como catalizadores o soporte de catalizadores en diferentes procesos

químicos. Así, son utilizadas en reacciones de desulfuración de gasolina,

isomerización de terpenos, polimerización de olefinas, cracking de petróleo,

etc.

CONCLUSIONES

Se demostró que con las propiedades físicas y la clasificación química

de los minerales , se puede llegar a identificarlo de una manera más

fácil.

De acuerdo a la clasificación química de los minerales, se puede

conocer a qué tipo de roca está asociada su aparición.

De acuerdo a la clasificación química de un mineral, se puede conocer a

qué proceso se debe su origen y en qué ambiente se presenta.

El conocimiento de la clasificación química de los minerales es de gran

utilidad en la ingeniería de petróleos, principalmente en el tema de las

arcillas y sus aplicaciones en los lodos de perforación.

PROCEDIMIENTO Y DESARROLLO DE LA PRÁCTICA

Puesto 1: ELEMENTOS NATIVOS

ORO: Posee lustre metálico, es de color amarillo, y tiene alto

rendimiento económico. Su dureza está entre 2.5 y 3, no presenta

exfoliación, su raya es amarilla dorada, su peso específico es 19.3

aproximadamente; se presenta en forma de cristales pequeños y

fractura ganchuda. Su fórmula es Au y es empleado en joyería,

odontología, aparatos científicos, pan de oro y como lingotes de

inversión.

AZUFRE: Es de lustre resinoso, color amarillo verdoso; su dureza es de

2, no es exfoliable, su raya es blanca, su peso específico está entre

2.05 y 2.09; tiene formas granudas, es frágil y presenta fractura

concoidal. Su fórmula es S y su aplicación más importante es la

fabricación de compuestos como ácido sulfúrico, sulfitos, sulfatos y

dióxido de azufre, todos ellos ya citados. En medicina, el azufre ha

cobrado gran relevancia por la extensión del uso de las sulfamidas y su

utilización en numerosas pomadas tópicas. Se emplea también para

fabricar fósforos, caucho vulcanizado, tintes y pólvora.

GRAFITO: Es de lustre graso, color negro; su dureza es de 1, su

exfoliación es perfecta, su raya es negra, su peso específico es de 2.2;

es de hábito plano. Su fórmula es C; las minas de los lápices están

hechas de grafito mezclado con arcilla. También se usa en electrodos

para la industria electroquímica, donde se despiden gases corrosivos; en

los hornos eléctricos que alcancen temperaturas muy altas.

Puesto 2: SULFUROS

GALENA: Es de lustre metálico, color gris y negro; su dureza es de 2.5,

exfoliación perfecta, su raya es gris plomizo, su peso específico está

entre 7.4 y 7.61. Su fórmula es PbS; la galena está considerada como

semiconductor para detectar señales radioeléctricas y fue utilizada para

construir los primeros receptores de radio.

PIRITA: Es de lustre metálico, color amarillo metálico pálido; su dureza

está entre 5 y 6.5, exfoliación pobre, su raya es negra verdosa, su peso

específico es de 5.02. Su fórmula es FeS2; es la mena de hierro,

suministra azufre para la producción de ácido sulfúrico y caparrosa.

BLENDA: Su lustre es metálico resinoso, es de color negro; su dureza

va de 3.5 a 4, su exfoliación es perfecta, su raya es parda, su peso

específico varía entre 3.9 y 4.1. Su fórmula es ZnS; es una mena de

cinc muy importante y se extrae en muchos lugares del mundo. Estados

Unidos produce más esfalerita que cualquier otro país y se encuentra en

grandes yacimientos en muchos otros lugares del mundo.

Pirita + Calcopirita + Limonita + Calcita +Roca: Esta contenía más

pirita y calcopirita de color amarillo metálico y en menor proporción

limonita de color amarillento a pardo negruzco y calcita de color blanco

lechoso.

Puesto 3: OXIDOS E HIDROXIDOS

MAGNETITA: Su lustre es metálico, es de color negro; su dureza es de

6, su exfoliación es pobre, su raya es negra, su peso específico es de

5.15. Su fórmula es Fe3O4; es mena común del hierro y es un potente

imán.

HEMATITES: Su lustre es metálico, es de color negro; su dureza va de

5.5 y 6.5, su exfoliación es pobre, su raya es roja, su peso específico es

de 5.26. Su fórmula es Fe2O3; es la mena más importante del hierro,

empleado como pigmento y como polvo para pulir.

Limonita + Malaquita + Calcita: Posee mayor cantidad de malaquita de

color verde y en menor cantidad se presenta la calcita blanco y la

limonita como café claro.

Puesto 4: CARBONATOS

CALCITA: Su lustre es vítreo, es de color blanco; su dureza es de 3, su

exfoliación es perfecta, su raya es blanca, su peso específico es de 2.72.

Su fórmula es CaCO3; es usada en la fabricación de instrumentos

ópticos , en la construcción, metalurgia, en fertilizantes, en litografía,

preparación de soda cáustica, cloruro de calcio.

MALAQUITA: Su lustre es mate, es de color verde brillante; su dureza

es de 3.5, su exfoliación es pobre, su raya es verde pálida, su peso

específico está entre 3.9 y 4.03. Su fórmula es Cu2CO3 (OH)2; la azurita

y la malaquita han sido usadas como pigmentos; cuando se muelen, la

azurita toma un color azul verdoso y la malaquita un verde intenso.

Ambos minerales tienen un delicado brillo vidrioso y cuando se pulen

convenientemente son muy decorativos.

ARAGONITO: Su lustre es vítreo, es de color blanco con algunas

impurezas; su dureza es de 3.5 a 4, su exfoliación es imperfecta, su raya

es blanca, su peso específico es de 2.95. Su fórmula es CaCO3; es

usado en la joyería en forma de perlas y nácar.

MAGNESITA: Su lustre es vítreo, es de color blanco gris; su dureza es

de 3.5 a 5, su exfoliación es perfecta, su raya es blanca, su peso

específico es de 3. Su fórmula es MgCO3; es usado en la fabricación de

ladrillos, refractarios para hornos y refractarios de aseo y cemento. Es

fuente de magnesio para productos químicos.

SIDERITA: Su lustre es vítreo, es de color pardo; su dureza es de 3.5,

su exfoliación es perfecta, su raya es blanca, su peso específico es de

3.8. Su fórmula es FeCO3; cuando se calienta adquiere un magnetismo

fuerte. La siderita se ha extraído desde hace mucho tiempo como mena

importante de hierro en Inglaterra, Escocia, Alemania y Austria.

Puesto 5: SULFATOS

BARITA: Su lustre es vítreo, es incoloro a blanco; su dureza es de 3, su

exfoliación es perfecta, su raya es blanca, su peso específico es de 4.5.

Su fórmula es BaSO4; es usada en la preparación de pozos petroleros

como material pesante en los lodos de perforación.

YESO: Su lustre es vítreo, es incoloro a blanco; su dureza es de 2, su

exfoliación es perfecta, su raya es blanca, su peso específico es de 2.32.

Su fórmula es CaSO4.2H2O; es usado en la producción de escayola,

mezclado con arcilla como fertilizante; sin calcinar como retardador de

cemento.

Puesto 6: FOSFATOS

APATITO + ORTOCLASA: Su lustre es vítreo o subresinoso, es verde

azuloso; su dureza es de 5, su exfoliación es pobre, su raya es blanca,

su peso específico está entre 3.15 y 3.2. Su fórmula es Ca5(F, Cl, OH)

(PO4)3; se usaba frecuentemente como fertilizante, pero ha sido

sustituido por roca fosfática.

Puesto 7: SILICATOS

7.1. Nesosilicatos

OLIVINO: Su lustre es vítreo, es de color verde; su dureza es de 6.5, su

exfoliación es pobre, su raya es blanca, su peso específico está entre

3.27 y 4.37. Su fórmula es (Mg, Fe)2SiO4, es usado como arena

refractaria para la industria de fundición.

7.2. Sorosilicatos

EPIDOTA: Su lustre es vítreo, es de color verde amarillento; su dureza

está entre 6 y 7, su exfoliación es perfecta, su raya es gris, su peso

específico está entre 3.35 y 3.45. Su fórmula es Ca2FeAl2(Si2O7)(SiO4)

(OH); es usada en joyería como piedra preciosa.

7.3. Ciclosilicatos

BERILO: Su lustre es vítreo, es de color verde amarillento; su dureza es

de 7.5, su exfoliación es pobre, su raya es blanca, su peso específico

está entre 2.7 y 2.8. Su fórmula es Be3Al2(Si6O18); es usado como gema,

en la industria aeronáutica, nuclear y medicina.

TURMALINA: Color negro, con un brillo vítreo, dureza de 7 a 7.5,

peso especifico 3 3.25 con una exfoliación muy pobre, con un

habito tubular alargados y cristaliza en el sistema romboédrico.

7.4. Inosilicatos

PIROXENOS: Roca ígnea, estos cristales son negros contienen

silicatos. Los minerales de piroxeno cristalizan en los sistemas

ortorrómbico o monoclínico y exhiben exfoliación prismática.

Químicamente, contienen calcio, magnesio, hierro o metales alcalinos

como sodio y litio.

ANFIBOLES: Los minerales de este último grupo cristalizan en el

sistema ortorrómbico, monoclínico y triclínico, pero los cristales de las

distintas clases tienen formas similares. Químicamente, los anfíboles

son silicatos que contienen los mismos tipos de elementos que los

piroxenos pero también contienen grupos hidroxilo (OH). Los anfíboles

importantes son la hornblenda, la antofilita y la tremolita.

7.5. Filosilicatos

MUSCOVITA: Su lustre es vítreo perlado, es incoloro; su dureza es de

2.5, su exfoliación es perfecta, su raya es blanca, su peso específico

está entre 2.76 y 3.1. Su fórmula es KAl2(AlSi3O10)(OH)2; se usa como

aislante en la fabricación de aparatos eléctricos, en especial de válvulas

electrónicas. Los residuos de mica, que se obtienen de la fabricación de

láminas, se usan como lubricante mezclándolos con aceites, y también

como material ignífugo.

BIOTITA: Su lustre es vítreo perlado, es de color negro; su dureza es de

2.5, su exfoliación es perfecta, su raya es blanca a gris, su peso

específico está entre 2.8 y 3.2. Su fórmula es K(Mg,Fe)(AlSi3O10)(OH)2.

MINERALES DE SERPENTINA: Su lustre es vítreo ceroso, es de color

verde; su dureza es de 2.5, su exfoliación es pobre, su raya es blanca,

su peso específico está entre 2.2 y 2.65. Su fórmula es Mg6(Si4O10)

(OH)8; es usado en la ornamentación.

7.6. Tectosilicatos

CUARZO: Su lustre es vítreo, es de color blanco a incoloro; su dureza

es de 7, su raya es blanca, su peso específico es 2.65. Su fórmula es

SiO2; es usado en aparatos ópticos, en la industria cerámica y del vidrio,

en aparatos industriales, en la pintura, en la construcción y

pavimentación.

ORTOCLASA: Su lustre es vítreo, es de color rosado; su dureza es de

6, su exfoliación es perfecta, su raya es blanca, su peso específico es de

2.57. Su fórmula es KAlSi3O8; se usa en la fabricación de porcelana, al

fundirse sirva como cemento.

PLAGIOCLASA: Su lustre es vítreo, es de color rosado; su dureza es de

6, su exfoliación es perfecta, su raya es blanca, su peso específico está

entre 2.62 y 2.76. Su fórmula es NaAlSi3O8.

ÖPALO: Su lustre es vítreo, es incoloro; su dureza es de 6, su

exfoliación es pobre, su raya es blanca, su peso específico está entre

1.9 y 2.2. Su fórmula es SiO2.H2O; es usado en joyería.

XILOPALO: Son troncos y ramas de árboles opalinizados, de frágil

fractura, teniendo diversos colores sus bandas, amarillo claro, pardo

amarillento, pardo rojizo, negro, a veces se alternan blancas con negras.