SULFUROS Y SULFOSALES

CARLOS MARIO ARAUJOYEINER CADENA

MANUEL GUTIERREZDEIBYD LYONS

HEINER MAESTRE

MINERALOGIA SISTEMATICA

FUNDACION UNIVERSITARIA DEL AREA ANDINAINGENIERIA DE MINAS

III SEMESTREVALLEDUPAR

2006

SULFUROS Y SULFOSALES

CARLOS MARIO ARAUJOYEINER CADENA

MANUEL GUTIERREZDEIBYD LYONS

HEINER MAESTRE

MINERALOGIA SISTEMATICA

ING. ELIAS E. ROJAS

FUNDACION UNIVERSITARIA DEL AREA ANDINAINGENIERIA DE MINAS

III SEMESTREVALLEDUPAR

2006

INTRODUCCION

Los sulfuros constituyen una importante clase de minerales que comprende la

mayoría de las menas de los minerales, la mayor parte de los sulfuros son opacos

con colores distintivos y huellas de colores característicos. Los no opacos como el

cinabrio, el rejalgar y el oropimente poseen índices de refracción elevada y

transmiten luz solo en los bordes delgados. Los sulfuros pueden ser divididos en

reducidos grupos estructurales pero no es posible hacer grandes generalizaciones

respecto a su estructura.

El termino sulfosal fue propuesto originalmente para indicar que un compuesto era

una sal de una serie de ácidos en los cuales el azufre había remplazado el

oxigeno. Como tales ácidos pueden ser puramente hipotéticos resulta algo

confuso intentar explicar de este modo esta clase de minerales con azufre no

oxidado, que son estructuralmente distinto de los sulfuros.

OBJETIVOS GENERAL

Conocer acerca de los sulfuros y los sulfosales.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Identificar los principales sulfuros y sulfosales que existen en la naturaleza.

Conocer acerca de sus propiedades físicas, cristalografía, usos, composición

etc.

SULFUROS

En Química, un sulfuro es la combinación del azufre (número de oxidación -2) con

un elemento químico o con un radical. Hay unos pocos compuestos covalentes del

azufre, como el disulfuro de carbono (CS2) y el sulfuro de hidrógeno (H2S) que son

también considerados como sulfuros.

Uno de los sulfuros más importantes es el de hidrógeno. Este compuesto es un

gas con olor a huevos podridos y es altamente tóxico. Pertenece, también a la

categoría de los ácidos por lo que, en disolución acuosa, se le denomina ácido

sulfhídrico. En la Naturaleza, se forma en las zonas pantanosas y en el tratamiento

de lodos de aguas residuales, mediante transformaciones anaeróbicas del azufre

contenido en las proteínas o bien por reducción bacteriana de sulfatos. Se

desprende también en las emisiones gaseosas de algunos volcanes y es

asimismo un subproducto de algunos procesos industriales.

Los sulfuros son considerados químicamente como los compuestos del azufre con

los metales. Les corresponde un número considerable de minerales de

importancia económica y constituyen de manera importante a muchos yacimientos

de minerales metálicos.

Los elementos que conforman compuestos típicos con el azufre son:

Zn, Pb, Cu, Ag, Ni, Co, Mo, Hg, As, Sb, Fe, Mn

Los sulfuros constituyen una clase importante de minerales que incluye a la

mayoría de los minerales mena de donde se extraen casi todos los metales no

ferrosos. La gran mayoría son opacos, presentan colores distintivos y su color de

raya es muy característico. El tipo de enlace químico de muchos de ellos es iónico

y covalente.

La propiedad química que identifica a los sulfuros, es su reacción con el ácido

clorhídrico diluido al 10%, en donde se libera ácido sulfhídrico y éste es

identificado por su olor muy particular.

La mayoría de los sulfuros presentan brillo metálico a submetálico, solo el cinabrio,

oropimente y rejalgar tienen brillo no metálico.

La gran cantidad de compuestos de azufre se observa en los yacimientos de

origen hidrotermal, dando lugar a la hipótesis de que los metales pesados emanan

de los focos magmáticos bajo la forma de compuestos volátiles o muy móviles y se

depositan en condiciones de baja temperatura y presión. En condiciones distintas

se originan los sulfuros en las rocas sedimentarias arcillosas, así como en

aluviones bituminosos y carbonosos, en donde es común la pirita y marcasita, las

cuales son formadas en condiciones reductoras y en presencia de ácido

sulfhídrico originado por la descomposición de las sustancias proteínicas de la

materia orgánica y en muchos casos por la participación de bacterias.

Los principales sulfuros son los siguientes:

Calcocita bornitaGalena esfaleritaCalcopirita pirrotinaCinabrio rejalgarOropimente estibinitaPirita marcasitaAcantita alabanditaMillerita pentlanditaCovellita cobaltita

El principal uso y/o aplicación de los sulfuros es la obtención de los metales que

contienen, ya que la gran mayoría de ellos son menas principales de plata, cobre,

plomo, zinc, mercurio, arsénico, antimonio y molibdeno.

Muchas menas de algunos metales son sulfuros. Entre ellos están:

- Arsenopirita: FeAsS

- Argentita: Ag2S

- Calcopirita: CuFeS2

- Cinabrio: HgS

- Galena: PbS

- Pirita: FeS2

- Esfalerita/Blenda: ZnS

Muchos sulfuros son significativamente tóxicos por inhalación o ingestión,

especialmente si el ion metálico es tóxico. Por otro lado muchos sulfuros, cuando

se exponen a la acción de un ácido mineral fuerte, liberan sulfuro de hidrógeno.

ARSENOPIRITA

Mineral de Arsenopirita Treiberg (Alemania)

La arsenopirita, también llamada mispiquel, es un mineral de fórmula química

FeAsS (hierro, arsénico y azufre).

Propiedades físicas

Color: Gris plateado

Raya: Gris negra

Brillo: metálico

Dureza: de 5,5 a 6 en la escala de Mohs

Densidad: 5,07

Exfoliación: fácil

Fractura: Irregular

Habito: Cristalino

La arsenopirita forma cristales prismáticos, con caras estriadas. Son frecuentes las

maclas por compenetración en forma de punta de lanza.

ARGENTITA

Del latín Argentum, plata. Es un sulfuro de formula Ag2S, si es pura contiene

87,1% de plata. La Acantita es una pseudomorfa de la Argentita, se forma a una

temperatura inferior a 179 ºC.

Propiedades Físicas

Sistema cristalográfico Regular

Color Varía entre gris y negro

Lustre Metálico en fracturas recientes. Opaco en superficies

Dureza 5.5 - 6

Fractura Subconcoidea

Exfoliación Imperfecta

Raya Negro brillante

Peso Específico 7.3

Aspecto

La Argentita se presenta en cristales hexaédricos y octaédricos; son escasos los

cristales dodecaédricos. Con formas filiformes y arborescentes.

Yacimientos

Se presenta en yacimientos hidrotermales de baja temperatura de sulfuros con

otros minerales de plata. Es abundante en Comstock Lode, Nevada

Aplicaciones

Es una de las menas de plata más importante.

CALCOPIRITA

La calcopirita es el mineral de cobre más ampliamente distribuido. Del griego

khalkós, cobre y pyrós, fuego, pirita de cobre. Su formula es FeCuS2

Propiedades Físicas

Sistema cristalográfico Tetragonal

Color Amarillo latón

Lustre Metálico

Dureza 5.5 - 6

Fractura Concoidea o Irregular

Exfoliación Poco marcada

Raya Negra verdosa

Peso Específico 4,1 a 4,3

Aspecto

Frecuentemente se encuentra en masas compactas empañadas o con irisaciones,

los cristales son raros. Se confunde fácilmente con la pirita pero su color es más

amarillento.

Yacimiento

Se encuentra en general, en vetas metálicas o en rocas más antiguas, muchas

veces con pirita o sulfuro de hierro.

CINABRIO

El cinabrio, del latín cinabar, bermellón por su color, también conocido como

cinabarita, es un mineral de la clase de los sulfuros. Está compuesto en un 85%

por mercurio. En su simetría y caracteres ópticos presenta un parecido notable

con el cuarzo. Como el cuarzo, exhibe una polarización circular, y Alfred Des

Cloizeaux demostró que posee quince veces el poder rotativo del cuarzo. Su

fórmula química es HgS (sulfuro de mercurio).

Propiedades Físicas.

Sistema cristalográfico Romboédrico

Color Rojo bermellón

Lustre Adamantino a terroso

Dureza 5.5-6

Fractura Irregular

Exfoliación Prismática perfecta

Raya Escarlata

Peso Específico 8,1

Aspecto

Se presenta normalmente en una masa granular de cristales romboédricos. Se

forma junto a las rocas volcánicas y fuentes cálidas.

Aplicaciones

Además de ser una fuente importante de mercurio, también se lo utiliza en

instrumental científico, aparatos eléctricos, ortodoncia, etc.

Yacimientos

Se lo puede encontrar en todos los lugares que producen el mercurio,

especialmente en Almadén (España), Nuevo Almadén (California), Idrija

(Eslovenia), Landsberg, cerca de Ober-Moschel en el Palatinado, Ripa, al pie de

los Alpes, Apuan (Toscana), las montaña Avala (Serbia), la Región Huancavelica

(Perú), y la provincia de Kweichow en China, de donde fueron obtenidos muy finos

cristales.

GALENA

La galena es un mineral del grupo de los sulfuros. Cristaliza en forma de cubos.

La disposición de los iones en el cristal es la misma que en el cloruro sódico

(NaCl), la sal marina.

Químicamente se trata de sulfuro de plomo aunque puede tener cantidades

variables de impurezas. Así, su contenido en plata puede alcanzar el 1 %.

Propiedades físicas.

Sistema cristalográfico Regular

Color Gris plomo, algo más claro si contiene plata

LustreMetálico en fracturas recientes. Mate en superficies

antiguas

Dureza 5.5-6

Fractura Subconcoidea

Exfoliación Cúbica perfecta

Raya Gris oscuro

Peso Específico 7,6

Yacimientos

La galena se encuentra de forma cristalina o maciza. Se haya tanto en rocas

metamórficas como en depósitos volcánicos de sulfuros, en los últimos a menudo

acompañados por minerales de cobre.

También se encuentra en unos yacimientos en rocas calizas y dolomíticas.

Composición y minerales afines

Con la fórmula PbS contiene 86.6% de plomo con pequeñas cantidades de

cadmio, antimonio, bismuto y cobre. El azufre puede estar sustituido por selenio,

dando el término de la serie isomorfa Clausthalita, o por teluro, llamándose

entonces Altaita. Puede tener abundante plata - variedad Galena Argentífera. La

galena con estaño se denomina Plumboestannina.

Aplicaciones

La galena es el principal mineral de plomo. Debido a su contenido en plata

también ha sido utilizado alguna vez como fuente de este elemento.

Antiguamente se utilizaba en la formulación de esmaltes cerámicas.

PIRITA

La pirita es un mineral del grupo de los sulfuros cuya fórmula química es FeS2

(tiene un 53,4% de azufre y un 46,4% de hierro. Frecuentemente macizo, granular

fino, algunas veces subfibroso radiado; reniforme, globular, estalactítico. También

llamada "el oro de los tontos" por su parecido a este metal. Insolubre en agua, y

magnética por calentamiento.

Propiedades Físicas

Sistema cristalográfico Regular

Color Amarillo latón

Lustre Metálico

Fractura Concoidea o irregular

Exfoliación Muy imperfecta

Raya Verde negruzco

Dureza 6 a 6,5

Peso Específico 5

Aspecto

Cúbica, las caras a veces estriadas, también a menudo en octaedros o piritoedros.

A menudo maclada, masiva, radiada, granular, globular o estalactítica

Variaciones

Con el nombre genérico de pirita se conocen también a otros sulfuros naturales:

Pirita blanca : Marcasita

Pirita de arsénico : Arsenopirita

Pirita de cobre : Calcopirita

Pirita magnetica : Pirrotina

BLENDA

La blenda o esfalerita es un mineral compuesto por sulfuro de cinc, ZnS. Su

nombre deriva del alemán Blender, engañar, por su aspecto que se confunde con

el de la galena. También llamada esfelerita, del griego sphaleros, engañoso.

Propiedades Físicas.

Sistema cristalográfico Regular

Color Varía entre amarillento y negro

LustreResinoso o adamantino, submetálico en variedades ricas

en hierro

Dureza 5.5-6

Fractura Concoidea

Exfoliación Perfecta

Raya Blanca a amarillo impuro

Peso Específico 3,9 a 4,2

Aspecto

En masas compactas o fibrosas, son frecuentes las maclas. El sulfuro de zinc es

incoloro, pero la blenda siempre tiene sulfuro ferroso, lo que la oscurece. Cuando

el porcentaje de hierro es bajo, se le llama blenda acaramelada, mientras que si su

contenido de hierro es alto, se le llama Marmatita.

Aplicaciones

Es la principal mena del cinc.

Yacimientos

Uno de los principales yacimientos españoles es el de Áliva, en Cantabria, de

donde proceden las blendas de mejor calidad del mundo por su transparencia,

variedad de colores y pureza.

SULFOSALES

Las sulfosales son consideradas como las sales de los hipotéticos ácidos del

azufre. Las sales se pueden considerar que están formadas químicamente por la

reacción de una base con un ácido, esto es por la neutralización del ácido. De ésta

manera y como un ejemplo, el hidrato de calcio y el ácido sulfúrico dan sulfato de

calcio y agua:

Ca (OH)2 + H2SO4 CaSO4 + 2H2O

(BASE) + (ACIDO) (SAL)

Entonces, la sal puede describirse sencillamente como formada por un ácido al

que se le sustituyen uno o los átomos de hidrógeno por un elemento metálico o

radical.

Para la formación de las sulfosales de plata el azufre toma el lugar del oxígeno, de

tal forma que el ácido sulfoarsenioso normal tiene la fórmula H3AsS3, y la

correspondiente sal de plata Ag3AsS, que corresponde a la proustita. De igual

forma, la sal de plata del ácido análogo de antimonio es Ag2SbS3 que

corresponde a la pirargirita.

De los ácidos comunes conocidos se puede derivar una serie de otros ácidos

hipotéticos como el HAsS2 , HAsS5 y otros, no se tiene conocimiento de que

existan estos ácidos, pero sus sales son minerales importantes. Como ejemplo

podemos cita a la jamesonita (Pb2Sb2S5) como una sal del ácido H4Sb2S5

Existe una gran cantidad de minerales pertenecientes a esta clase, mas sin

embargo, en su composición química solo un reducido número de componentes

participa; siendo las sulfosales de cobre, plata y plomo las más comunes en la

naturaleza.

Las propiedades físicas de las sulfosales en comparación con los sulfuros poseen,

en su gran mayoría, una dureza menor y son descompuestas con mayor facilidad

por los ácidos.

La clasificación de las sulfosales se establece en tres grandes grupos de acuerdo

con los metales en su composición química:

Sulfosales de cobre Sulfosales de plata Sulfosales de plomoTetraedrita serie de las platas rojas jamesonita

Enargita proustita boulargerita

Tennantita pirargirita bournonita

La génesis, los usos y las aplicaciones para estas especies minerales de las

sulfosales, son las mismas que para los sulfuros

Entre las sulfosales más importantes tenemos:

PIRARGIRITA (S3SbAg3) (Ag 59.7%, Sb 22.5%, S 17.8%) plata roja oscura

PROUSTITA (S3ASAg3) (Ag 65.4%, As 15.2 %, S 19.4 %) plata roja clara

Estos minerales plata roja y plata clara son isoestructurales con cristales de forma

semejantes y similares propiedades físicas y yacimientos. Por esta causa, la

descripción siguiente es común en ambas:

Cristalografía, hexagonal cristales corrientemente prismáticos con desarrollo

hemimorfico (polar).

Exfoliacion neta brillo adamantino traslucido color y huella roja H = 2 – 2.5

De los dos minerales la piratrgerita es la mas común; se forma a bajas

temperaturas en los filones de plata, se encuentran principalmente Andreasberg,

montañas del Harz, Freiberg, Guanajuato - México, Chañarcillo - Chile, Bolivia. En

EEUU aparece varios filones de plata en colorado, nevada, nuevo México y en

Canadá.

TETRAEDRITA (Cu12 Sb4 S13)

TENNANTITA (Cu12 As4 S13)

Estos dos minerales isoestructurales forman una serie completa de soluciones

sólidas. Sus propiedades cristalográficas y físicas son similares, lo que hace

imposible distinguirlas por simple inspección.

Cristalografía: Isométricas; Habito tetraédrico.

Propiedades físicas: H= 3 - 4.5 la tennantita es mas dura que la tetraédrica pero

de menor peso especifico. Brillo metálico azul metálico. Color negro grisáceo a

negro. Huella negra a parda. Opacos.

Yacimientos: La tetraedrita, el mineral mas corriente del grupo de los sulfosales,

se encuentra esparcida en yacimientos y variadas asociaciones, la tennantita es

menos corriente aparecen en los filones hidrotermales de minerales de cobre

plata, plomo y zinc, formados a temperaturas bajas o moderadas. Rara vez en

filones de alta temperatura o metamórficos de contacto. Asociado normalmente a

la calcopirita, la pirita, la galena, la blenda y otros minerales de plomo, plata y

cobre, pueden contener suficiente cantidad de plata para convertirse en una

importante mena este material.

ENARGITA: (S4AsCu3)

Cristalografía: Ortorrómbico, cristales alargados paralelos y rallados

verticalmente, también tabulares paralelos, columnar en forma de hoja masiva.

Propiedades físicas: Exfoliación perfecta H=3 brillo metálico, color y huella negro

grisáceo a negro hierro. Opaco.

Yacimiento: Se encuentra en filones y en depósitos de remplazamiento formados

a temperatura moderada, asociado a la pirita, blenda, bornita, galena, tetraedrita,

covelina y calcocita.

BOURNONITA:(S3SbPbCu).

Cristalografía: Ortorrómbico los cristales normalmente son prismático cortos a

tubulares su Exfoliacion es imperfecta, brillo metálico, color y huella gris de acero

a negro, opaco. H = 2.5-3.

Es uno de los sulfuros mas comunes se forma en filones hidrotermales a

temperatura moderada. Esta asociada a galena, tetaedrita, calcopiluta, blenda y

pirita. Frecuentemente en inclusiones microscópicas en la galena.

JAMESONITA:(S14Sb6Pb4Fe)

Cristalografía: Monoclínico normalmente en cristales aciculares o en formas

capilares como plumas; llamado por eso plumosita. También desde fibroso a

macizo compacto.

Propiedades físicas: Exfoliacion buena, frágil H=2 – 3 color y huella gris a negro

grisáceo. Opaco.

Se halla en filones de alta temperatura esta asociado a otros sulfosales galena

estibina, tetraedrita, y blenda.

CONCLUSION

En conclusión, Los sulfuros son considerados químicamente como los compuestos

del azufre con los metales, constituyen una clase importante de minerales que

incluye a la mayoría de los minerales mena de donde se extraen casi todos los

metales no ferrosos y los sulfosales son las sales provenientes del azufre que

puede describirse sencillamente como formada por un ácido al que se le

sustituyen uno o los átomos de hidrógeno por un elemento metálico o radical.

BIBLIOGRAFIA

Mineralogía de DANA

Diccionario mineralógico Edit. Zamora

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