5.1 Introducción. 5.2. Propiedades de los minerales. 5.3. Habito cristalino. 5.4. Exfoliación y fractura. 5.5. Dureza. 5.6. Tenacidad. 5.7. Peso especifico. 5.8. Color. 5.9. Raya. 5.10. Brillo. 5.10. Fluorescencia y Fosforescencia. 5.11. Propiedades eléctricas y magnéticas.
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PROPIEDADES DE LOS MINERALES.
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OBJETIVO DE LA SESIÓN Con el tema a tratar se pretende que término de la sesión ustedes esténalen la capacidad de conocer las propiedades de los minerales.
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¿Qué propiedades de los minerales conocen? . . . . . .
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INTRODUCCION Uno de los requerimientos principales del profesional relacionado a la actividad minera es de tener la capacidad de reconocer las especies minerales que forman parte de los materiales que se extraen en una operacion minera. Para ello es esencial que conozcan la metodología adecuada para la identificación de dichos minerales.
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PROPIEDADES DE LOS MINERALES Un mineral es un sólido inorgánico natural que posee una estructura interna ordenada y una composición química definida. Podemos clasificar los minerales por sus propiedades físicas, ópticas, eléctricas, magnéticas y por su composición química
Figura. Representación de minerales.
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1. HÁBITOS CRISTALINOS El hábito cristalino describe el aspecto macroscópico que presentan los minerales. El hábito se encuentra condicionado por factores externos al mineral, como por ejemplo, las condiciones ambientales que había mientras se formó.
Figura. Representación de diferentes hábitos minerales.
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Tabular: alargado en dos direcciones. Ejemplo: cristales de baritina.
Laminar: alargado en una dirección y con bordes finos. Ejemplo: cristales de hornblenda.
Hojoso: similar a las hojas, que fácilmente se separa en hojas. Ejemplo: moscovita.
Reniforme: fibras radiadas, que terminan en superficies redondeadas. Ejemplo: hematita.
formado por un agregado de Granular: granos.
Masivo: compacta, irregular, sin ningún hábito sobresaliente.
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Acicular: cristales delgados en forma de agujas, como en la natrolita.
Prismático o columnar: en
la turmalina.
Coraloide:
forma de prisma, como en
en forma de coral, como en el aragonito.
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Botroidal: cristales hematita
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Para describir el hábito de los cristales también se usan términos que hacen referencia a su forma geométrica: cubo, octaedro,
dodecaedro...
Figura Nº 02. Pirita en forma de dodecaedro.
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2. EXFOLIACIÓN Y FRACTURA Denomina Exfoliación (clivaje) a la capacidad que tienen los cristales y los granos cristalinos de dividirse o hendirse con arreglo a determinados planos cristalográficos, paralelos a las caras efectivas o posibles. La posición de estas caras se puede determinar mediante los mismos símbolos que se usan para caracterizar la posición de las caras.
Exfoliación en los diferentes cristales: en la Halita (a,b) por el cubo (100) en tres direcciones; en los cristales de la Fluorita (c,d) por el octaedro (111) en cuatro direcciones.
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2. EXFOLIACIÓN Y FRACTURA Esta propiedad de los cristales y minerales depende exclusivamente de la estructura interna cristalina y en primer lugar de las fuerzas de cohesión entre los distintos planos de la red tridimensional. Serán mayores, cuanto menor sea esta distancia y viceversa, serán menores, cuanto mayor sea la distancia. En los cristales reales la Exfoliación se complica debído a que, además de las fuerzas de cohesión, hay enlaces de diferente carácter químico. Para la evaluación práctica de la Exfoliación
existe la escala de cinco grados:
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2. EXFOLIACIÓN Y FRACTURA 1. MUY PERFECTA. Los cristales son capaces de dividirse en finísimas láminas, hojas de superficie lisa especular (micas, yeso, cloritas). Es bastante difícil lograr una fractura distinta de su Exfoliación. 2. PERFECTA. Al golpe mecánico se obtienen siempre fragmentos parecidos a verdaderos cristales con las superficies planas brillantes (galena, gema, calcita, fluorita etc.) Es bastante difícil lograr fracturas en otras direcciones (que no coinciden con la Exfoliación). 3. MEDIANA. En los fragmentos de los cristales se ven perfectamente tanto los planos de Exfoliación como las fracturas irregulares en direcciones casuales (feldespatos, piroxenos). 4. IMPERFECTA. Las superficies de Exfoliación regulares son raras. Comúnmente, las fracturas presentan superficies irregulares (apatito, berilo). 5. MUY IMPERFECTA. Se observan las superficies irregulares de fractura (cuarzo, casiterita). En dependencia del carácter de esas superficies, la fractura en los minerales puede ser concoidea (cuarzo, sulfuros), irregular (apatito, casiterita) y de otros tipos.
Mineral
3. DUREZA Es la resistencia a ser rayado que ofrece la superficie lisa de un mineral, y refleja, de alguna manera, su resistencia a la abrasión. Mediante el estudio de la dureza de un mineral se evalúa, en parte, la estructura atómica del mismo pues es la expresión de su enlace más débil.
Dureza
Talco
1
Yeso
2
Calcita
3
Fluorita
4
Apatita
5
Ortosa
6
Cuarzo
7
Topacio
8
Corindón
9
Diamante
10
3. DUREZA Por dureza se entiende el grado de resistencia que puede ofrecer un mineral o un cristal cualquiera a la destrucción mecánica baja la acción de un cuerpo más resistente. El valor de la dureza depende mucho de los enlaces químicos y del tipo de dichos enlaces. Los cristales iónicos tiene la dureza baja o moderada en comparación con los cristales covalentes, que en general son duros. Los cristales con tipo mixto del enlace químico poseen generalmente dureza reducida. La dureza depende también del tipo de la red cristalina: el valor es bajo para los cristales con la red de capas, acuosa o molecular, mientras que los cristales con la estructura de armazón son más duros.
3. DUREZA La valoración del grado de dureza de los cristales depende en mucho de los métodos de medición. En la práctica mineralógica corriente se emplea el método más sencillo de determinación de la dureza, estableciendo la dureza relativa (método del rayado). Si un cristal raya a otros, es decir, se deja en él una huella, el primer cristal es más duro que el segundo. En este caso se emplea la escala de Mohs que consta de diez patrones minerales, donde cada uno pueda rayar todas las anteriores
DUREZA
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4. TENASIDAD Se denomina tenacidad a la resistencia que opone un mineral a ser partido, molido, doblado o desgarrado, siendo, en cierto modo, una medida de su cohesión.
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FRAGIL
Un mineral frágil es aquél que se rompe o reduce a polvo fácilmente
Figura. Representación de un mineral de Berilio (Fragil)
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MALEABLE
Se dirá de un mineral que es maleable cuando puede ser conformado en hojas delgadas
Figura. Representación de un mineral de Cobre (Maleable)
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DUCTILIDAD
Si un mineral puede estirarse fácilmente hasta formar un hilo se dice dúctil. Ductilidad,
Figura. Representación de un mineral de Oro (Dúctil)
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ELASTICIDAD
cuando un mineral recupera su forma srcinal tras ser deformado se dice elástico. Las micas con enlaces iónicos son típicamente elásticos.
Figura. Los cristales laminares de mica son elásticos
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5. PESO ESPECÍFICO Se denomina peso específico de un mineral al cociente entre su peso y el peso de un volumen equivalente de agua a 4ºC (condiciones de máxima densidad del agua), siendo un valor adimensional. Por el contrario, la densidad relativa es un valor equivalente correspondiente a la masa por unidad de volumen y viene expresado en unidades tales como g/cm3.
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6. COLOR El color es, probablemente, una de las características más espectaculares y atractivas de los minerales, confiriendo una indiscutible belleza a los cristales, muy especialmente en el caso de algunas gemas. Sin pecar de exageración puede decirse que los minerales, en su conjunto, abarcan todo el espectro de colores del visible, con todos los matices que pueda uno imaginar.
Figura Representación de un mineral de Fluorita.
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6. RAYA Raya: Es el color del mineral finamente pulverizado. Aunque el color del mineral puede variar, la raya suele ser constante.
Raya de varios minerales
Raya de hematita (Fe2O3)
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6. RAYA
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6. BRILLO Lustre o Brillo: Representa la apariencia general de la superficie de un mineral frente a la luz reflejada. Existen dos tipos principalmente: METÁLICO Y NO METÁLICO. Existe una tercera categoría (intermedia) que se conoce como brillo submetálico. Brillo Metálico:
Brillo submetálico: Reflejo débil.
Brillo No Metálico:
Grados de reflejo del brillo: Reluciente (Espejo) Luciente ( Espejo Sucio) Empañado (No da la imagen de un objeto) Vislumbre (Brillo débil) Mate (carece de brillo) Otros rasgos ópticos de la reflexión del Brillo: Asterismo. Patina. Chatonancia. Iridiscencia.
Cuándo la orientación de las inclusiones se orientan en los ejes basales de un sistema hexagonal se produce el asterismo. Se genera una figura que asemeja una estrella de seis puntas.
Película delgada superficial, formada en algunos minerales por exposición al aire y que difiere del aspecto o apariencia de una superficie recién fracturada.
efecto de luz reflejada sobre la superficie de minerales que presentan inclusiones de minerales fibrosos o cavidades orientadas paralelamente. Esta propiedad se le conoce como ojo de gato o tigre.
Se produce por difracción y reflexión del haz de luz al chocar con una superficie que presenta rasgos estructurales (fracturas, planos de clivaje, maclados, etc.)cercanamente espaciados.
Propiedad que poseen algunos minerales de transmitir la luz. Se expresa en los siguientes términos:
:Cualquier emisión de luz, la cual no surja como resultado directo de procesos de incandescencia. Se debe a la presencia de impurezas denominadas iones “activadores”. Los minerales que luminescen durante la exposición de luz UV, rayos X o catódicos se denominan fluorescentes (fluorita, schellita, calcita, willemita).
Si la luminescencia continua después de retirar la fuente de excitación, el mineral se conoce como fosforescente.
existen minerales que tallados cambian sus propiedades ( Opacos)
Sabor o Gusto. Olor. Tacto.
Sabor o Gusto: Propiedad perceptible si la sustancia es soluble en agua:
Se manifiesta al romper golpear, calentar o frotar el mineral:
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7. FLUORESCENCIA Y FOSFORECENCIA ¿Qué es un Mineral fluorescente? Todos los minerales tienen la capacidad de reflejar la luz. Eso es lo que las hace visibles al ojo humano. Algunos minerales tienen una interesante propiedad física conocida como "fluorescencia". Estos minerales tienen la capacidad de absorber temporalmente una pequeña cantidad de luz y una versión posterior instantánea una pequeña cantidad de luz de una longitud de onda diferente. Este cambio en la longitud de onda provoca un cambio de color temporal del mineral en el ojo de un observador humano.
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7. FLUORESCENCIA Y FOSFORECENCIA ¿Qué es un Mineral fluorescente? El cambio de color de espectacular los mineralescuando ellos fluorescentes es más están iluminados en la oscuridad por la luz ultravioleta (que no es visible para los seres humanos) y liberan a la luz visible. La foto anterior es un ejemplo de este fenómeno.
La mayoría de los minerales no son fluorescentes. Sólo alrededor del 15% de los minerales tienen esta capacidad y cada ejemplar de esos minerales no son fluorescentes. La fluorescencia ocurre generalmente cuando las impurezas específicas conocidas como "activadores" están presentes dentro de los minerales. Estos activadores son típicamente los cationes de metales tales como: tungsteno, molibdeno, plomo, boro, titanio, manganeso, uranio y cromo. Elementos de tierras raras como europio, terbio, disprosio e itrio también son conocidos por contribuir al fenómeno de la fluorescencia. Fluorescencia también puede ser causada por defectos estructurales cristalinos o impurezas orgánicas.
La mayoría de los minerales fluorescentes muestran un solo color. Otros minerales tienen múltiples colores de fluorescencia. La calcita ha sido conocido a fluorescente rojo, azul, blanco, rosado, verde y naranja. Algunos minerales son conocidos para exponer varios colores de fluorescencia en una sola muestra. Estos pueden ser bandas minerales que presentan varias etapas de crecimiento de soluciones de padres con composiciones que cambian. Muchos minerales fluorescencia color bajo luz UV de onda corta y otro color bajo luz ultravioleta de onda larga.
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La fosforescencia es el fenómeno en el cual ciertas sustancias tienen la propiedad de absorberenergía y almacenarla, para emitirla posteriormente en forma de radiación. A aquellos elementos que ofrecen fosforescencia se les conoce como foto-reactivos, es decir que requieren para obtener laque propiedad, es de un la elemento de laluz foto-sensibilidad por medio radiación adquieren la energía necesaria para almacenarla y exponerla posteriormente. Igual que en el caso de la fluorescencia existen ciertos minerales que también tienen propiedades fosforescentes. Estos son minerales muy extraños y raros de encontrar, pero muy espectaculares dado que el tener fosforescencia implica que también tienen fluorescencia
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Lo qu e los h ace d ife rente e ntr e el los . Capacidad de almacenar la energía. Esa es la diferencia entre ambos fenómenos. La fluorescencia absorbe la
energía de laluminosa luz ultravioleta e, inmediatamente, emite la radiación . En el caso de la fosforescencia, comienza igual, absorbiendo la radiación ultravioleta, pero almacena la energía, retardando la posterior emisión, siendo capaces
de emitir esa radiación luminosa poco a poco durante minutos u horas después de haber cesado la fuente de radiación
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7. PROPIEDADES ELECTRICAS Y MAGNÉTICAS Eléctricas Existe gran cantidad de minerales que poseen propiedades de conducción de la electricidad, como el oro (conductores), otros muchos que se oponen a la corriente eléctrica en mayor o menor medida, como la mica (aislantes), y unos pocos de un tipo intermedio que, según el punto de vista, conducen la electricidad medianamente o son poco aislantes, como el germanio o el silicio (semiconductores).
Figura Nº 14. Minerales con alto contenido en germanio, como la germanita, ha permitido desarrollar semiconductores.
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7. PROPIEDADES ELECTRICAS Y MAGNÉTICAS Magnetismo El magnetismo es la propiedad que poseen determinados minerales para atraer el hierro y sus derivados. En general, los minerales que contienen hierro, níquel o cobalto, son atraídos por el imán. Figura Nº 15. La magnetita es un imán natural conocido desde tiempos muy remotos
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REFLEXIÓN ¿Qué ¿Para
aprendimos en la clase de hoy?
que servirá lo aprendido en la carrera de Ingeniería de Minas?
