Caracterizacion de Minerales Sulfurados

 

 UNIVERSIDAD NACIONAL NACIONAL DEL CEN CENTRO TRO DEL PERÚ 

Facultad De Ingeniería Metalurgia Y Materiales CATRACTERIZACION DE MINERALES  SULFURADOS    SULFURADOS

CURSO

: CONCENTRACION DE MINERALES I.

DOCENTE

: ING. MUCHA BENITO, EUGENIO .

SEMESTRE

: V

ALUMNOS

: ALEJANDRO ARAGON MIJAIL RUBEN. ROMERO BONILLA PEDRO. HUACHO CARDENAS JUAN CARLOS.

FECHA

: 1/12/11

 HUANCAYO - 2011 

 

 

INTRODUCCION  En el siguiente trabajo escrito que se presenta a continuación, podremos estudiar con mayor profundidad los aspectos o puntos más importantes sobre los elementos de sulfuro. Ya que trataremos las características más resaltantes de éste, su estado natural, sus antecedentes históricos, su abundancia terrestre, entre otros muchos aspectos. El Azufre por otra parte al ser un elemento de la naturaleza  y compuestos que se encuentran en forma natural,

gran parte de estos

cumple con una serie de funciones

específicas, tal y como lo es su propio ciclo, de igual manera el efecto que incurre en otros elementos químicos o superficies naturales. El azufre en sí, es un sistema complejo que ayuda a la combustión siendo ésta la función  por la cual ha sido reconocido, tomando en cuenta otras características. Antes de presentar debido trabajo, se debe acotar que cuando se habla del azufre como elemento químico, se refiere a un elemento no metálico, el cual es insípido e inodoro, que presenta un color  amarillento pálido, que a su vez es también llamado piedra inflamable, gracias a su gran capacidad de combustión y como antesala se puede mencionar que todas las formas de azufre son insolubles en agua, y las formas cristalinas son solubles en desulfuro de carbono.  carbono.   También hay que tomar en cuenta lo dañino que es el azufre para la salud y para el ambiente, puesto que éste puede provocar alteraciones peligrosas para el hombre y no solo para él sino para los animales, por ello se debe tener una previa especialización sobre el asunto, además de estar al tanto con cuales elementos químicos se puede lograr  mezclar el Azufre. A través de una serie de conceptos, definiciones, y descripciones sobre el tema a estudiar, se busca la explicación más veraz y concreta para tratar todo lo referente al sulfuro el siguiente trabajo, nos mostrara los conocimientos propios, y los diferentes estudios en libros de los sulfuros , o páginas de Internet que tratan el tema de mayor o menor  escala, así de esta manera entender y tener un conocimiento  básico sobre los sulfuros.

 

  Azufre 

El azufre es un elemento químico de número atómico 16 y símbolo S (del latín sulphur )).. Es un no metal abundante con un olor característico. El azufre se encuentra en forma nativa en regiones volcánicas y en sus formas reducidas formando sulfuros y sulfosales o bien en sus formas oxidadas como sulfatos. Es un elemento químico esencial  para todos los organismos y necesario para muchos aminoácidos y, por consiguiente, también para las proteínas. las  proteínas. Se usa principalmente como fertilizante pero fertilizante  pero también en la fabricación de pólvora, laxantes, cerillas e insecticidas. insecticidas.  

Características principales Este no metal tiene un color amarillento, amorronado o anaranjado, es blando, frágil, ligero, desprende un olor característico a huevo podrido al combinarse con hidrógeno y arde con llama de color azul, desprendiendo dióxido de azufre. Es insoluble en agua  pero se disuelve en disulfuro de carbono. Es multivalente, y son comunes los estados de oxidación -2, +2, +4 y +6. En todos los estados (sólido, líquido y gaseoso) presenta formas alotrópicas cuyas relaciones no son completamente conocidas. Las estructuras cristalinas más comunes son el octaedro ortorrómbico (azufre α) y el prisma monoclínico (azufre β), siendo la

temperatura de transición de una a otra de 96 °C; en ambos casos el azufre se encuentra formando moléculas de S8 con forma de anillo, y es la diferente disposición de estas moléculas la que provoca las distintas estructuras cristalinas. A temperatura ambiente, la transformación del azufre monoclínico en ortorrómbico, es más estable y muy lenta.

 

 

 

Cómo reconocerlo Cristales con hábito bipiramidal truncado en los vértices, pero más frecuentemente como diseminaciones, agregados microgranulares, masivo o nodular. Suele presentar  una coloración amarilla muy típica, siendo opaco y mate en variedades terrosas, y transparente o translúcido con brillo resinoso en cristales. cri stales. Es blando, ligero y frágil. fr ágil. Se caracteriza por fundir a 113 ºC y arder fácilmente con llama azul, desprendiendo vapores tóxicos de anhídrido sulfuroso y por su olor fétido al ser golpeado. Ambas características le hacen inconfundible con cualquier otro mineral.  Nunca se debe prender el azufre en lugares poco ventilados, ni respirar los vapores que desprenden.

Ambiente de formación El azufre es un mineral que puede aparecer asociado a distintos tipos de ambientes geológicos: como producto de sublimación en emisiones gaseosas de origen volcánico (sulfuradas y sulfatdas), también en ambientes sedimentarios por la descomposición del yeso o la anhidrita; o asociado a sulfuros metálicos por la oxidación de éstos. El azufre existente en las cuencas neógenos procede de la reducción bacterial del sulfato de calcio (yeso o anhidrita) y la oxidación de la materia orgánica existente en el sedimento.  Bacterias reductoras 

CaSO4 +CH4 -------------------------------------- H2S + CaCO3 + Energía Condiciones oxidantes 

2H2S + O2 ---------------------------------- 2S + 2H2O + Energía

Aplicaciones El azufre se usa en multitud de procesos industriales como la producción de ácido sulfúrico para sulfúrico  para baterías, la fabricación de pólvora y el vulcanizado del caucho. El azufre tiene usos como fungicida y en la manufactura de fosfatos fertilizantes. Los sulfitos se usan para blanquear el papel el  papel y en cerillas. El tiosulfato de sodio o amonio se emplea en

 

la industria fotográfica como «fijador» ya que disuelve el bromuro de plata; y el sulfato de magnesio (sal de Epsom) tiene usos diversos como laxante, exfoliante, o suplemento nutritivo para plantas. plantas.  

Sulfuro 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 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 l as 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. En Geología hay que destacar la gran importancia económica que tiene la minería de extracción de minerales de sulfuro, pues los sulfuros naturales son las menas minerales más empleadas en la metalurgia, para la obtención de hierro, plomo, estaño o manganeso,, entre otros muchos metales. Entre estos minerales están: manganeso

Composición y propiedades generales Pertenecen a esta clase aquellos minerales en cuya composición se encuentra la combinación no oxigenada de metales y no metales con azufre (S), selenio (Se), teluro  (Te), arsénico (As) y antimonio (Sb) (rara vez Bi). Para incluir todos estos compuestos, la denominación de la clase debería de ser más amplia, pero se resume como se muestra El tipo de enlace que presentan estos compuestos es, sobre todo covalente, aunque muchos de ellos poseen un marcado carácter metálico (algunos son casi aleaciones). También existen sulfuros (los más simples) con un cierto carácter iónico. Las leyes de la

 

estequiometria, muchas veces, parecen no cumplirse, pero hay que tener en cuenta que son frecuentes las asociaciones en cadena y los grupos complejos (sulfosales). La composición química se basa en la fórmula XmA p, donde:

A: S, As, Sb, Se, Te parte no metálica X: Uno o más metales parte metálica El tamaño de A suele ser mayor que el de X. En las siguientes dos tablas pueden observarse los iones que forman parte de estos minerales, así como sus radios iiónicos: ónicos:

ION RADIO (Å) ION RADIO (Å) ION RADIO (Å) Mn+2

0,8

Zn+2

0,74

Sn+2

1,12

Fe+2

0,76

As+3

0,58

Sn+4

0,71

Fe+3

0,64

As+5

0,47

Sb+3

0,76

Co+2

0,74

Hg+2

1,1

Bi+3

1,2

Ni+2

0,72

Pd+2

0,86

Pt+2

0,96

Cu+1

0,96

Ag+1

1,26

Pb+2

1,2

Cu+2

0,69

Cd+2

0,97

Pb+4

0,84

ION:

S-2

Se-2 Te-2 As-3 Sb-3 

RADIO: 1,34 1,98 2,21 2,22 2,45

 

 

El número de especies que forman esta clase es superior a 300, aunque tan sólo 30  pueden considerarse importantes, por encontrarse en grandes cantidades y estar más o menos difundidos. El resto suele poseer un interés muy limitado al coleccionismo o a alguna actividad científica concreta. Entre los sulfuros importantes y que están consideradoss como menas metálicas, se mencionan los siguientes: considerado MINERAL

MENA

Blenda

Zn

Calcosina

Cu

Calcopirita

Cu

Tetraedrita

Cu

Tenantita

Cu

Galena

Pb

Cinabrio

Hg

 

Molibdenita

Mo

Argentita

Ag

Pirargirita

Ag

Proustita

Ag

Mispíquel

As

Rejalgar

As

Oropimente

As

Esmaltina

Co y Ni

Cleantita

Co y Ni

Skutterudita

Co y Ni

Niquelina

Ni

Antimonita

Sb

Bismutinita

Bi

Greenockita

Cd

La pirita no se utiliza como mena de hierro, pues no se obtiene un metal de buena calidad, sin embargo, se utiliza como materia prima para la obtención del ácido sulfúrico.   sulfúrico.

Propiedades físicas Las  propiedades físicas de estos minerales pueden resumirse en los puntos siguientes: Las 











 Aspecto y brillo metálico.  Densidades

elevadas (hasta 9).

l os bordes.  Opacos. Algunos transmiten la luz en los  Coloraciones características.  Elevados  Gran

índices de refracción. refracción.  

conductividad calorífica y eléctrica. Algunos son semiconductores semiconductores

 



 La

dureza depende de la estructura. Los sulfuros con estructuras en cadena y los

estratificados son los más blandos (1 a 2), mientras que los covalentes son los más duros (6 a 7).

Muchos sulfuros son significativamente tóxicos por  inhalación o ingestión,  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. hidrógeno.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

  Minerales ACANTITA - Ag2S 87,1% Ag  Cristalografía: Sistema: monoclínica Propiedades físicas: Color: negro grisáceo. Raya: negra brillante. Brillo: metálico.  H = 2 a 2,5. G = 7,3. Óptica: opaco.  Otras: mineral muy sectil Química:  presenta dimorfismo con su forma cúbica argentita estable por encima de 173º C, mientras que por debajo de esa temperatura es estable su forma   monoclínica. 

Forma de presentarse: presentarse: generalmente en masas o formas arborescentes, rara vez como cristales de formas cubo-octaédrica cubo-octaédricass o dodecaédricas. dodecaédricas. 

Génesis: hidrotermal asociado a plata nativa. Secundario en zonas de reducción con calcosina y sulfuros de cobre y plata .

Yacimientos: México España: abundantes ejemplares procedentes de Hiendelaenc Hiendelaencina ina (Guadalajara).  Empleo: importante mena de plata.   Etimología: deriva de una palabra griega que significa "espina" al hacer referencia a las formas características de sus cristales. 

 

 

CALCOSINA - Cu2S

79,8% Cu

Cristalografía: Sistema: monoclinico Propiedades físicas:  Color: gris plomo o negro. Raya: negra. Brillo: metálico cuando no tiene pátina.  H = 2,5 a 3. G = 5,6. Óptica: opaco (gris azulado o azu azul). l).  Química:: la forma monoclínico pseudorómbica es estable por debajo de 103º C, siendo la hexagonal la estable por encima de esta temperatura.

Forma de presentarse: cristales muy raros y pequeños, tubulares de aspecto hexagonal.l. Más común en forma masiva o compacto. hexagona

Génesis: como mineral supergénico en zonas de enriquecimiento de los depósitos de sulfuros; hidrotermal y sedimentario.

Yacimientos: Chuquicamata, El Salvador (Chile).  España: mineral relativamente abundante en diversas localidades aragonesas como Calamocha, Gea de Albarracín (Huesca).

Empleo: importante mena de cobre.

 

" que significa cobre. Etimología: deriva del griego " calkos  calkos 

GALENA  –  PbS

86, 6% Pb

Cristalografía:

_ 

Sistema: Cúbico

Propiedades físicas: Color: gris plomo. Raya: gris oscura. Brillo: metálico. H = 2, 5. G = 7, 5. Óptica: opaco con abundancia de pits triangulares. Otras: exfoliación perfecta. Química: el azufre puede estar sustituido por selenio, dando el término de la serie isomorfa clausthalita o por teluro llamándose entonces altaita . Puede tener plata variedad galena ar gentí gent í f era  er a  . La galena con estaño se denomina Plumboestannina.

Forma de presentarse: la forma más corriente de presentarse es en cubos, estos, aparecen con aristas biseladas o vértices truncados, llegando a la forma octaédrica..

Yacimientos: Missouri (EE. UU.) Y Broken Hill (Australia). España: en Linares y La Carolina (Jaén).

 

Empleo: es prácticamente la única fuente fuente de plomo y una importante mena ddee plata. El  plomo se emplea en tuberías, como placas de los acumuladores eléctricos, en 

perdigones etc... Igualmente en forma de óxido para vidrio, el barniz de loza y en  blanco de plomo. Importante ingrediente en aleaciones de soldadura y para placas aislantes para protección contra el uranio y otras sustancias radiactivas.

Etimología: término italiano " galena  "  " aplicable a todas las menas de plomo.   galena 

ESFALERITA  –  (Zn,Fe)S

67%  Zn 

Cristalografía:

_ 

Sistema: Cúbico Propiedades físicas: Color: castaño, negro e incluso verde y amarillo. Raya: blanca pardusca. Brillo: resinoso, metálico y adamantino. H = 3, 5 a 4. G = 4. Óptica: traslúcido, con luz reflejada aparece de color gris y reflexiones internas, amarillas o pardas, según el contenido en hierro.

Química: el contenido en hierro (por sustitución del del zinc) puede llegar llegar al 36.5%, constituyendo la variedad mineral llamada marmatita  de color negro. El cadmio  aler it a acaramelada  ). confieren coloraciones amarillentas (esf aler

 

La wurcita es polimorfo (6mm) y cristaliza por encima de los 1020°C.

Forma de presentarse: los cristales son gen generalmente eralmente dodecaédricos dodecaédricos y cubos, cubos,  presentando generalmente generalmente ma maclas clas de tipo polisinté polisintético. tico. También en en masas.

Génesis: hidrotermal de temperatura media; pegmatítico y neumatolítico. Yacimientos: Antomina y Cerro de Pasco (Perú) Mississippi Valey (EE UU), Pine Point (Canadá) y Broken Hill (Australia) España: las mineralizaciones de Reocín han sido las más importantes i mportantes de España.

Empleo: Principal mena del zinc que se emplea para la galvanización de los aceros, así como para obtener  latón aleación de cobre - zinc. El óxido de zinc se emplea para en la fabricación de pinturas, mientras que el cloruro se emplea para conservar la madera. El sulfato de zinc es empleado en tintorería y farmacia.

La esfalerita es una de las principales fuentes de cadmio, indio, galio y germanio . Etimología: la palabra deriva del término griego que significa " traido  r“ r“.  t raido 

 

CALCOPIRITA - CuFeS2 34,5% Cu 30,5% Fe  Cristalografía:

_ 

Sistema y clase: Tetragonal Propiedades físicas: Color: amarillo latón verduzco. Raya: negra verdosa.. Brillo: metálico. H= 3,5 a 5. G= 4,3. Óptica: opaco con coloración amarilla característica.

Química: decrépita al soplete, se descompone descompone paulatiname paulatinamente nte en NO3H desprendiend d esprendiendoo azufre.Forma de presentarse: los cristales son pseudotetraedros, corrientemente por  recubrimiento o pseudomorfosis de la tetraedrita o tenantita. La mayoría de las veces se la encuentra en forma masiva. De presentar cristales aparecen muy maclados y aplanados con hábito piramidal.

Génesis: pegmatítico; hidrotermal de T. alta y de metamorfismo de contacto. Yacimientos: Sudbury-Ontario (Canadá) , Freiberg (Alemania) y Atacama (Chile). España: el ya yacimiento cimiento de Ríotinto, fue de los más imp. del mundo, le sigue el de Tharsis (Huelva), Aznalcollar (Sevilla),

Empleo: importante mena de cobre. Etimología: deriva de la palabra griega que significa " cobre cobr e" y de pirita.

 

PENTLANDITA  –  (Fe, Ni)9S8 32% Fe 31% Ni Cristalografía: Sistema:cúbico

propiedades físicas: Color: amarillo bronce. Raya: negra. Brillo: metálico. H = 3.5 a 4. G = 5. Óptica: opaco de color amarillento.

Química: estable hasta los 610 °C. Forma de presentarse: en formas formas masiv masivas as granulares. granulares. Génesis: como mineral accesorio accesorio de de rocas rocas básicas. Yacimientos: Sudbury (Canadá) y Bushveld-transvaal (Sudáfrica) España: Está citado en Riomallo de Arriba (Cáceres) y paragenéticamente paragenéticamente mezclado con bravoita en Las Hurdes (Cáceres).

Empleo: mena de hierro y níquel. Etimología: en honor de J. B. Pentland su descubridor 

 

CINABRIO  –  HgS

86,2% Hg 

Cristalografía: Sistema : Romboédroco

Propiedades físicas: Color: rojo púrpura. Raya: roja más clara. Brillo: terreo o adamantino. adamantino. H = 2,5. G = 8,1 8,1.. Óptica: gris azulado, con reflexiones internas rojas. Otras: brillos plateados debidos al mercurio. Química: soluble en agua regia. El metacinabrio - polimorfo de alta temperatura   (344°C) - que cristaliza en el grupo puntual F43m.

Forma de presentarse: en cristales normalmente romboédricos con maclas de  penetración. La forma más frecuente de presentarse eess en masa granular. Génesis: hidrotermal de baja temp. asociado con actividades volcánicas. Yacimientos: Italia. España: en Almadén (Ciudad Real), ha sido el primer yacimiento en cuanto a  producción mundial.. mundial..

Empleo: es la única única fuente importante de m mercurio ercurio. Este metal se utiliza en aparatos eléctricos, instrumentos de control industrial, preparación electrolítica del cloro y la sosa cáustica y como impermeabilizante contra el mildiú. Igualmente se emplea en ortodoncia, instrumentos científicos, como amalgamador del oro etc.

Etimología: se supone que el nombre procede de la India (resina roja).

 

 

ESTIBINA  –  Sb2S3

71% Sb

Cristalografía:  Sistema : romboedrico

Propiedades físicas: Color: gris plomo. Raya: gris. Brillo: metálico. H = 2. G = 4,6. Óptica: opaco con pleocro pleocroismo ismo muy acusado y fue fuerte rte anisotropía.

Química: funde facilmente desprendiendo SO2. Forma de presentarse: en cristales prismáticos delgados que llegan a ser  aciculares e

incluso finas agujas, con rayado vertical, terminados en punta. También en formas hojosas, masivas o granudas. Génesis: en depósitos hidrotermales de baja temperatura y  metasomatismo de contacto en calizas.

Yacimientos: Hunan (China) y Iyo-isla de Shikozu (Japón) España: Las áreas de Almuradiel y Santa Cruz de Mudela, en el valle de Alcudia (Ciudad Real) y la banda al norte y al sur de la parte central del batolito de Los Pedroches (Córdoba) son las más importantes por su importancia y volumen. Empleo:  principal mena de antimonio. Este se emplea como pigmento y para la fabricación de vidrio.

Etimología: deriva de un antiguo antiguo nombre grieg griegoo para denominar denominar el mineral.

 

PIRITA  –  FeS2  Cristalografía:

_  

Sistema: cubico

Propiedades físicas: Color: amarillo latón. Raya: negra verdosa. Brillo: metálico. H = 6 a 6, 5. G = 5,02. Óptica: opaco color: crema amarillento. Exfoliación: perfecta (100). Maclas: “cruz de hierro”.  Química: contiene el 46.4% 46.4% de Fe y eell 53.6% de azufre. bravoita S(NiFe) y

la vaesita NiS2 .

Forma de presentarse: cristaliza con mucha fa facilidad. cilidad. Son típicos los cubos, el octaedro y el pentadodecaedro (piritoedro). En formas masivas granudas y mamelonares.

Génesis: de segregación magmática. Metamorfismo de contacto. Sedimentario. Depósitos vulcano-sedimentarios masivos. Hidrotermal de temp. baja.  Yacimientos: Kuroko (Japón) España: el yacimiento de Ríotinto fue quizás el más importante del mundo. Localidades importantes son: la faja pirítica de Tharsis (Huelva) y Aznalcollar  (Sevilla).

Empleo: la pirita suele tener asociada oro y cobre. cobre. Directamente se emplea para extraer  azufre para producción de ácido sulfúrico y sulfato ferroso.

Etimología: deriva un término griega que significa " fuego"  fuego"  en alusión a su capacidad de desprender chispas al ser golpeada con el eslabón.

 

 

COBALTINA  –  (CoFe)AsS

33,5% Co 

Cristalografía: Sistema : rombico

Propiedades físicas: Color: blanco de plata. Raya: negra. Brillo: metálico. H = 5,5. G = 6,33. Óptica: opaco. Otras: mal conductor de la electricidad. Química: puede tener hasta un 10% de Fe y algo de Ni. Con NO3 H da coloración rosa.  Forma una serie completa con la gersdorfita SAsNi. Forma de presentarse: presentarse: los cristales son muy parecidos parecidos a los de la pirita, aunque apare aparece ce en forma masiva más frecuentemente frecuentemente que eesta sta última, también en formas granulares y mamelonares.

Yacimientos: Zaire, Zambia, Tunaberg (Suecia) y Ontario (Canadá). España: Burguillos del Cerro (Badajoz) y el distrito minero de Tarragona.

 

Empleo: mena de cobalto. Se emplea en aleaciones resistentes al calor, industria aeroespacial, aeroespac ial, motores a reacción, imanes y fabricación de pinturas.

Etimología: Nombre alusivo al cobalto.

MOLIBDENITA - MoS2

59,9% Mo 

Cristalografía: Sistema : hexagona hexagonall

Propiedades físicas: Color: gris de plomo algo azulado. Raya: negra grisácea o verdusca. Brillo: metálico. H = 1 a 1, 5.  G = 4, 65. Tenacidad: sectil. Exfoliación:  perfecta. Óptica: opaco; blanco, fuerte pleocroismo de blanco a gris, fuerte anisotropismo. Química: fundida con NO3K añadiendo ClH+Sn metálico = azul int.  Forma de presentarse: en placas hexagonales o en masas escamosas. Génesis: pegmatítico; neumatolítico e hidrotermal de alta temp t emp. Yacimientos: Chile, China, Climax-Colorado (EE U UU) U) y Perú.

 

Empleo: principal mena del molibdeno. Aleaciones de acero y acero  inoxidable. En la fundición para mejorar su resistencia a la l a tracción.

Etimología: proviene de la palabra griega " molybdos"  molybdos"  que significaba plomo, metal con el que se confundía el molibdeno.