LA BARITINA
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LA BARITINA
ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL
FACULTAD DE INGENIERÍA EN CIENCIAS DE LA TIERRA
INGENIERÍA EN GEOLOGÍA
TEMA: “BARITINA”
MATERIA: MINERALOGÍA
DOCENTE: DRA. GLORIA ELIZABETH PEÑA CARPIO
INTEGRANTES: CAMPOVERDE CABRERA JHON HENRY MERA ROMERO ADRIANA ALEJANDRA
I TÉRMINO 2015
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LA BARITINA
AGRADECIMIENTO A Dios por ser la fuerza día a día, a todos nuestros profesores y compañeros superiores que nos brindaron ayuda alguna para la elaboración de este trabajo.
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LA BARITINA
DEDICATORIA Se dedica este trabajo a todos nuestros compañeros,
no
solo
los
que
se
encuentran cursando esta carrera sino también a todos aquellos que quieran enriquecer sus conocimientos o buscar alguna información respecto al tema tratado.
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LA BARITINA
RESUMEN El presente trabajo de investigación está dirigido en el reconocimiento a fondo del mineral baritina(barita), para esto hicimos algunos análisis en el laboratorio de mineralogía, donde pudimos determinar las propiedades físicas, pero por otra también necesitamos la ayuda de personas expertas en procesos químicos, ya que ciertas pruebas involucraban estas áreas, y materiales
y reactivos
necesarios para
concernientes laboratorios,
fueron los que nos facilitaron los
realizar
los experimentos
en
los
con el fin de concretar un profundo conocimiento
sobre la propiedades físicas y químicas de la baritina. La baritina es un mineral utilizado mucho en la perforación de pozos petroleros, en donde debe su principal uso debido a su alta densidad, además de ser utilizada en otras áreas como la cerámica, la medicina, entre otros usos es el principal mineral de donde se extrae el elemento Bario.
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LA BARITINA
ABSTRACT The present research is aimed at the thorough reconnaissance of barite ore (barite), for this we did some analysis in the laboratory of mineralogy, which could determine the physical properties, but then we also need the help of experts in chemical processes because certain tests involving these areas, and we were the ones who provided materials and reagents needed to perform experiments in laboratories concerning, in order to realize a deep understanding of the physical and chemical properties of barite. Barite is a mineral widely used in oil drilling, where should its main use due to its high density, besides being used in other areas such as ceramics, medicine, among other uses is the main ore where Barium element extracted.
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LA BARITINA
ÍNDICE GENERAL 1
INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 13
2
OBJETIVOS ........................................................................................................... 14
3
2.1
Objetivo general ............................................................................................... 14
2.2
Objetivos específicos ....................................................................................... 14
MARCO TEÓRICO ................................................................................................. 15 3.1
Los Minerales ................................................................................................... 15
3.2
Los Sulfatos ..................................................................................................... 16
3.2.1
Generalidades ........................................................................................... 16
3.2.2
Mineral primario, secundario, diagenético ................................................. 17
3.2.3
Propiedades .............................................................................................. 17
3.2.4
Grupo de la baritina ................................................................................... 18
3.3
La Baritina ........................................................................................................ 19
3.3.1
Origen de la Baritina .................................................................................. 19
3.3.2
Cristalografía de la Baritina. ...................................................................... 20
3.3.3
Localización. .............................................................................................. 21
3.3.4
Asociaciones de la Baritina........................................................................ 22
3.3.5
Aplicaciones de la Baritina......................................................................... 22 7
LA BARITINA 3.3.6
Usos de la baritina. .................................................................................... 23
3.3.7
Sectores que utilizan la baritina. ................................................................ 23
3.3.8
Ambientes de formación ............................................................................ 24
3.3.9
Yacimientos de Baritina en el Ecuador. ..................................................... 26
3.3.10 Efectos del bario sobre la salud ................................................................. 27
4
5
6
MATERIALES Y PROCESOS ................................................................................ 28 4.1
Materiales......................................................................................................... 28
4.2
Métodos a realizarse al mineral baritina ........................................................... 29
4.2.1
Métodos de ensayos físicos. ..................................................................... 29
4.2.2
Métodos de ensayos químicos. ................................................................. 41
4.2.3
Métodos de ensayos ópticos ..................................................................... 42
METODOLOGÍA..................................................................................................... 44 5.1
Ensayos físicos ................................................................................................ 44
5.2
Ensayos químicos. ........................................................................................... 54
5.3
Ensayos ópticos. .............................................................................................. 59
ANÁLISIS DE RESULTADOS ............................................................................... 61 6.1
Pruebas Físicas ............................................................................................... 61
6.2
Pruebas Químicas............................................................................................ 62 8
LA BARITINA 7
CONCLUSIONES ................................................................................................... 63
8
RECOMENDACIONES .......................................................................................... 64
9
GLOSARIO............................................................................................................. 65
10 BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................................... 68 11 ANEXOS ................................................................................................................ 70
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LA BARITINA
INDICE DE FIGURAS. Ilustración 1 Grupo de Minerales (Pellant, 1993) .......................................................... 15 Ilustración 2 Cristales que tiene la baritina (HURLBUT, 1960) ...................................... 20 Ilustración 3. Habito prismático de la baritina (Pellant, 1993) ........................................ 30 Ilustración 4. Exfoliación perfecta de la Biotita. (PDVSA, 1997) .................................... 31 Ilustración 5. Fractura Concoidea que presenta el ópalo (Pellant, 1993) ...................... 32 Ilustración 6. Escala de dureza de Mohs (Pellant, 1993) .............................................. 33 Ilustración 7. Peso específico del cuarzo (Pellant, 1993) ............................................. 34 Ilustración 8 Color del cuarzo y Amatista (Pellant, 1993) .............................................. 34 Ilustración 9. Diferentes colores de rayas de minerales (Pellant, 1993) ........................ 35 Ilustración 10. Diafanidad translucido y opaco de los minerales (Pellant, 1993) ........... 36 Ilustración 11. Brillo metálico de la Galena (Pellant, 1993) ........................................... 37 Ilustración 12. Figura Uniáxico y Biáxica respectivamente (Cristales, 2012) ................ 43 Ilustración 13. Figura de identificación de la baritina (Pellant, 1993) ............................ 70 Ilustración 14. Hoja de seguridad de sulfato de bario ................................................... 71 Ilustración 15.Hoja de seguridad de Sulfato de bario .................................................... 71
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LA BARITINA
INDICE DE FOTOS.
Fotografía 1 Hábito de la baritina tomada en el laboratorio de Mineralogía ESPOL Jhon Campoverde ......................................................................................................... 44 Fotografía 2. Prueba de la dureza a la baritina- Jhon Campoverde .............................. 45 Fotografía 3. Fractura que presenta la baritina. Foto tomada en el laboratorio de mineralogia-Jhon Campoverde ..................................................................................... 46 Fotografía 4. Color de la raya de la baritina. Foto tomada en el laboratorio de mineralogía- Jhon Campoverde .................................................................................... 47 Fotografía 5. Diafanidad que presenta la baritina al someterla al haz de luz del microscopio del laboratorio de mineralogía - Jhon Campoverde .................................. 48 Fotografía 6 Comprobando las propiedades magnéticas de la baritina. Foto tomada en el laboratorio de mineralogía- Adriana Mera ................................................................. 49 Fotografía 7 Color y brillo que presenta la baritina. Foto tomada en el laboratorio de mineralogía- Adriana Mera ............................................................................................ 49 Fotografía 8. Obtención del peso de la baritina ............................................................. 52 Fotografía 9 Mercurio en la probeta .............................................................................. 52 Fotografía 10 Baritina colocada en la probeta con mercurio para ver su volumen ........ 53 Fotografía 11 Peso específico utilizando Agua ............................................................. 53
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LA BARITINA Fotografía 12. Baritina sumergida en ácido sulfúrico. Foto tomada en el laboratorio de Química II - Adriana Mera ............................................................................................. 54 Fotografía 13. Aumento de brillo del mineral, segundos después de haberla sumergido en ácido sulfúrico. Foto tomada en el laboratorio de Química II- Adriana Mera. ........... 55 Fotografía 14 Triturando la muestra de baritina. Foto tomada en el laboratorio de Química II - Adriana Mera ............................................................................................. 56 Fotografía 15. Reacción al colocar el ácido, toma un color blanco arroz. Foto tomada en el laboratorio de Química II - Adriana Mera................................................................... 56 Fotografía 16 Haciendo la mezcla para colocarla en la llama. Foto tomada en el laboratorio de Química II - Jhon Campoverde ............................................................... 57 Fotografía 17 Cambio de color de la llama al colocar la mezcla de baritina. Jhon Campoverde .................................................................................................................. 58 Fotografía 18. Lamina delgada de la baritina. Foto tomada en el laboratorio de Petrografía- Adriana Mera ............................................................................................. 59 Fotografía 19 Realizando los pasos a obtener una Figura de interferencia. Foto tomada en el laboratorio de Petrografía- Adriana Mera ............................................................. 60 Fotografía 20 Figura Biáxica observada desde el microscopio. Foto tomada en el laboratorio de Petrografía. Adriana Mera. ..................................................................... 60
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LA BARITINA
1 INTRODUCCIÓN La corteza terrestre está formada por rocas que a su vez son agregados de minerales. Los ejemplares más hermosos suelen encontrarse en los filones hidrotermales que son fracturas de la corteza terrestre atreves delos cuales circulan fluidos muy calientes. Estos fluidos contienen elementos que constituyen muchas formas minerales. Los minerales se encuentran también en rocas ígneas cuando cristalizan a partir del enfriamiento de un magma (rocas fundidas bajo la corteza terrestre) o de una lava (rocas fundidas en la superficie terrestre). Gran variedad de minerales se forman en las rocas metamórficas al cristalizar rocas preexistentes. En algunas rocas sedimentarias, tales como calizas y evaporitas, los minerales cristalizan a partir de soluciones a baja temperatura (Pellant, 1993) En la naturaleza se encuentran un sinnúmero de minerales, que están clasificados según su composición química, una de sus clases en la que se encuentra clasificado son los sulfatos.
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LA BARITINA
2 OBJETIVOS 2.1 OBJETIVO GENERAL
Analizar los aspectos más sobresalientes de la baritina, destacando sus propiedades tanto físicas, químicas y óptica mediante ensayos, basados en información práctica y teórica.
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Establecer un análisis comparativo entre los resultados obtenidos en las pruebas de laboratorio y el fundamento teórico disponible.
Describir las características y propiedades de la baritina, a través de experimentos en laboratorios.
Realizar los ensayos oportunos para el reconocimiento del mineral.
Estudiar los procesos de formación de la baritina, y reconocer los suelos en los que aparecen.
Investigar sobre los yacimientos existentes en Ecuador y el mundo.
Mostrar las posibles aplicaciones del mineral en el ámbito
industrial,
minero, textil, etc.
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LA BARITINA
3 MARCO TEÓRICO 3.1 LOS MINERALES Los minerales son elementos libre no combinados o compuestos de elementos. Su composición se expresa mediante fórmulas química. La fórmula de la fluorita es CaF2, esto indica que los átomos de Calcio (Ca) se han combinados con los átomos de flúor (F). Los minerales están ordenados en grupos según su composición química y estructura cristalina. (Pellant, 1993) A continuación se tiene la siguiente clasificación:
Elementos nativos
Carbonatos, nitratos y boratos
Sulfuros
Sulfatos y cromatos
Sulfosales
Volframatos y molibdatos
Óxidos e hidróxidos
Fosfatos, arseniatos y vanadatos
Haluros
Silicatos
Ilustración 1 Grupo de Minerales (Pellant, 1993) 15
LA BARITINA
3.2 LOS SULFATOS Estos minerales están formados por la unión de grupos aniónicos (XO4)2- con cationes metálicos, donde X es S, Cr, Mo o W en estado hexavalente. Los enlaces X-O son covalentes, mientras que la unión entre los grupos aniónicos y los cationes es de naturaleza electrostática. Los sulfatos son minerales de baja simetría, relativamente blandos, con peso específico variable según el catión principal. Muchos son solubles en agua, excepto los que contienen cationes de gran radio (Ba, Sr, Pb). Los sulfatos de cationes alcalinos y alcalino-térreos suelen formarse por procesos sedimentarios. Los sulfatos restantes generalmente son un producto de alteración superficial de sulfuros metálicos. Los cromatos y molibdatos más comunes (crocoíta y wulfenita, respectivamente) son minerales supergénicos que se forman en las zonas de oxidación de algunos yacimientos de plomo, mientras que los wolframatos más abundantes (wolframita y scheelita) suelen encontrarse en pegmatitas graníticas y filones hidrotermales. (huelva, 2011-2013)
3.2.1 Generalidades Grupo relativamente numeroso con varias especies formadas básicamente por alteraciones de minerales metálicos y, por tanto, con colores vivos. Algunos son solubles en agua y fácilmente alterables. Todos los sulfatos contienen el anión sulfato en la forma SO 4. Los sulfatos se forman generalmente en ambientes evaporíticos, donde aguas de alta salinidad son lentamente evaporadas, ejemplos los Lagoons y mares cerrados como el mar muerto, también en domos salinos y los llamados “cap rocks”, permitiendo la formación de sulfatos y de haloides en la interfaz entre el agua y
el sedimento, Como producto típico hidrotermal en muchos yacimientos metalíferos. (Ulloa, s.f.) 16
LA BARITINA 3.2.2 Mineral primario, secundario, diagenético Consideramos sulfatos primarios a aquellos que nuclean y crecen constituyendo una fase sedimentaria original y significativa. Los lugares en donde ocurre tal desarrollo pueden ser varios: en el seno de la masa de agua. Sobre un fondo deposicional, intersticialmente entre el sedimento encajante, etc. Muchos depósitos evaporíticos primarios se desarrollan intersticialmente en diagénesis muy temprana aunque son claramente posteriores a su encajante Los sulfatos secundarios proceden del reemplazamiento de una fase mineral precursora (en general, de otro sulfato), independientemente del momento en que haya ocurrido tal reemplazamiento. (UAEM, s.f.)
3.2.3 Propiedades
Se forman en rocas sedimentarias.
La mayoría de estos poseen dureza relativamente baja ( 4).
Exfoliación perfecta.
Frágiles.
Solubles en ácido y muy poco en agua (excepción grupo de la baritina).
Su coloración varía de acuerdo al medio.
Cristaliza en el sistema monoclínico en el caso del Yeso y en el sistema ortorrómbico para la Baritina (más estable).
Brillo no metálico, la mayoría vítreo.
Densidades relativamente altas para ser no metálicos ( 4,5).
Presentan un hábito granular a columnar. 17
LA BARITINA
Generalmente no presentan propiedades magnéticas.
Suelen ser translucidos a transparentes.
Se presenta en su fórmula básica el radical sulfato (SO4).
Algunos hidratados (presencia de agua H2O).
Calcantita
CuSO45H2O
Yeso
CaSO42H2O
Algunos básicos (presencia de iones de agua HO).
Antlerita
Cu3SO4(HO)4
Algunos anhidros (sin presencia de agua). (Ulloa, s.f.)
Anhidrita
CaSO4
Baritina
BaSO4
3.2.4 Grupo de la baritina Los sulfatos de bario, estroncio, plomo y calcio forman un grupo isoestructural. Cristalizan en el sistema ortorrómbico con cristales íntimamente relacionados por su hábito y constantes cristalográficas. Los miembros de este grupo son:
Baritina
Celestina
Anglesita (Klein & Hurlbut, 1997)
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LA BARITINA
3.3 LA BARITINA La baritina es un mineral de color blanco lechoso que puede llegar a confundirse a simple vista con otros minerales como el cuarzo, calcita, siderita o aragonito e incluso con algunas rocas calizas, anhidritas o dolomitas. Cuya fórmula química es BaSO4. Puede pasar desapercibido ya que acompaña a algunos de los anteriores en las vetas metalíferas y hasta tiene una dureza y una raya de color parecido. Pero hay algo que lo denuncia en el acto y es su alto peso específico, o sea alto para un mineral de aspecto pétreo o no metalífero. (Tribuno, 2015) Encabeza a un grupo mineralógico conformado por la barita misma, celestita, anglesita y anhidrita. El color va de transparente al blanco, pasando por rosa pálido, azul, amarillo y rojo amarillento, dependiendo de las impurezas que contenga. Muy comúnmente forma una solución sólida, en diferentes proporciones, con la celestita con lo que la fórmula más común es (Ba, Sr) SO4 y, dependiendo de la combinación es la densidad del producto, disminuyendo a mayor cantidad de estroncio.
3.3.1 Origen de la Baritina Frecuentemente origen hidrotermal de temperatura media o baja, acompañando como ganga a diversos sulfuros. Puede formarse en ambientes sedimentarios en acumulaciones de poca importancia. Es un mineral ampliamente difundido.
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LA BARITINA 3.3.2 Cristalografía de la Baritina. La baritina cristaliza en el Sistema Ortorrómbico: 2/m2/m2/m. Los cristales son generalmente tabulares {001}; a veces en forma de rombo. Se presentan usualmente ambos prismas de primer orden {okl} y de segundo orden {h0l}, bien sea biselando los vértices de los cristales en forma de rombo, bien sea biselando las aristas de las tablas y formando cristales prismáticos rectangulares, alargados, según el eje a o b . (HURLBUT, 1960)
Ilustración 2 Cristales que tiene la baritina (HURLBUT, 1960) Los cristales pueden ser muy complicados. Frecuentemente, aparecen en grupos divergentes de cristales tabulares formando la baritina en cresta o las rosas de baritina . También se encuentran en láminas gruesas, granulares, terrosas. (HURLBUT, 1960).
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LA BARITINA 3.3.3 Localización. Hasta el momento, cuatro áreas en Venezuela presentan mineralizaciones de Barita, estas son: Complejo de carbonatita del Cerro impacto, Estado Bolívar: investigaciones ejecutadas en el cerro Impacto -un importante complejo carbonatico rico en tierras raras y torioubicado en la intersección del paralelo 6 de latitud norte y el meridiano 65º10´ de longitud oeste, mostraron zonas con Barita y monacita de casi dos hectáreas y desniveles de casi 150 m. En Táchira noroccidental: La Formación La Quinta, una unidad rica en sedimentos rojos continentales de edad Triásico Jurásico y que aflora extensamente a lo largo del Táchira noroccidental, contiene una abundante mineralización de Barita. El mineral se presenta como lentes, diseminaciones y masas a lo largo de gruesas secuencias de filitas rojizas típicas de la Formación La Quinta. No se han ubicado unidades de Barita en areniscas y conglomerados lenticulares, los cuales muestran mineralización cuprífera y materia orgánica. Aparentemente los niveles con Barita se asocian con eventos de sedimentación tipo sabka y en los cuales fueron importantes también, los fenómenos de depositación de evaporita, tal y como han sido reconocidos en las áreas de San Pablo y Queniquea. En la zona de Santa Isabel y El Chino, Estado Aragua: presenta una típica área metalogénica de Zinc, Plata, Cobre y Bario, asociada con profundos fallamientos regionales que afectan secuencias volcánicas del Grupo Villa de Cura. Hasta el momento, la zona investigada se extiende desde Santa Isabel hasta El Chino, una faja ubicada a menos de 20 Km al norte de San Juan de los Morros, capital del Estado Guárico. Los depósitos de Barita se presentan como lentes y masas muy tectonizadas
21
LA BARITINA en secuencias de metavolcánicas y rocas esquistosas de las formaciones Santa Isabel y El Chino. En la zona de El Chino las masas de Barita se asocian con una intensa alteración hidrotermal caracterizada por Cuarzo, Sericita y Clorita. En algunas áreas se han detectado niveles de óxido de manganeso. (PDVSA, 1997)
3.3.4 Asociaciones de la Baritina. Baritina BaSO4 Witherita BaCO3, sulfuro de Bario BaS, sulfato de Zinc (ZnSO4), Anglesita (PbSO4) y la Celestina (SrSO4). Se presenta en formas muy variadas, el Estroncio (Sr) y el Plomo(Pb) pueden sustituir al Bario (Ba) de este mineral en cualquier proporción, dando lugar a una serie isomorfa completa cuyos extremos son la Baritina (BaSO4), la Anglesita (PbSO4) y la Celestina (SrSO4). Otros minerales asociados corresponden a la Calcita, Cuarzo y Fluorita. (PDVSA, 1997)
3.3.5 Aplicaciones de la Baritina. La Baritina se utiliza para satinar y dar peso al cartón y al papel de impresiones artísticas, también material para la seda. Molida se emplea como colorante blanco. Las ocasiones de ser aplicada dependen en todas partes de la industria de la construcción. En gran escala se usa para dar densidad al lodo de los sondeos profundos. Sirve para la elaboración de compuestos químicos. (PDVSA, 1997)
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LA BARITINA 3.3.6 Usos de la baritina. El principal uso de la barita es en la industria petrolera. También tiene importantes aplicaciones en la industria de la pintura como un pigmento con resistencia a los ácidos. Se usa en la obtención del elemento bario. En la industria automotriz al remplazar el asbesto como producto friccionante en la fabricación de balatas para frenos. En la industria del vidrio como fundente. Como protección en los cuartos de rayos X debido a que con su alta densidad es capaz de absorber la radiación. Substituye en ciertos casos al plomo. En la industria médica al ingerirse y ser un medio de contraste en las radiografías del aparato digestivo. (huelva, 2011-2013)
3.3.7 Sectores que utilizan la baritina. La industria petrolera consume el 85% de la producción mundial de baritina. El 15% restante está distribuido en la industria química, industria del vidrio, pinturas y usos misceláneos. La industria química aprovecha la baritina para la fabricación de numerosos productos como son el sulfuro de bario, sulfato de bario puro, carbonato de bario, óxido e hidróxido de bario, cloruro de bario, nitrato de bario, el litopón que es un compuesto formado por sulfuro de bario y sulfato de zinc, entre otros. Algunos de estos compuestos químicos se usan en la industria en múltiples usos, entre ellos el de dar carga, suavidad y brillo a las pinturas; como pigmento de bario; en la industria del caucho para neumáticos y otras gomas de usos múltiples; para distintas clases de vidrios blancos, especialmente tubos fluorescentes, pantallas y bulbos de lámparas; en la separación del magnesio como metal; en cristalería y cerámica fina; tratamiento térmico de los metales; lubricante para temperaturas elevadas y para la 23
LA BARITINA fabricación de las envolturas de los frenos; en metalurgia como líquido carburante en los baños de cementación del acero; tintas, cueros, textiles y cosmética; pirotecnia e industria bélica; balasto para barcos; recubrimiento en reactores nucleares; etcétera. Es interesante destacar el uso que recibe como carga en la fabricación de papeles especiales de ilustración y fotografía. Su función es dar peso al papel de ilustración de libros finos o de uso fotográfico.
Otro uso interesante es en la industria farmacéutica para la elaboración del "milk shake", un batido pesado con gusto a frutilla que se usa para beberlo y contrastarlo en los rayos X para estudiar problemas gastrointestinales.
La baritina es un mineral con futuro gracias al nuevo paradigma de los recursos hidrocarburíferos no convencionales, caso de Vaca Muerta, que van a necesitar inversiones extraordinarias y un gran uso de minerales como la baritina y las arenas de fracking. (Tribuno, 2015)
3.3.8 Ambientes de formación La barita mineral (BaSO 4) puede precipitar en una variedad de configuraciones oceánicas: en la columna de agua, en el fondo del mar y dentro de los sedimentos marinos. Las configuraciones geológicas donde las formas de barita en última instancia determinan la geoquímica del mineral precipitado y su utilidad para varias aplicaciones. En concreto, la composición isotópica y elemental de los principales y traza elementos en barita llevan la información acerca de la solución (s) de la que precipitado. Barita precipita en la columna de agua (marina o barita pelágicos) se puede utilizar como una 24
LA BARITINA grabadora de cambios en la química del agua de mar a través del tiempo. Barita forma dentro de los sedimentos o en el fondo del mar a partir de fluidos de agua de poro (diagenética o frío se filtra barita) puede ayudar a comprender el flujo de líquidos y procesos redox sedimentarias, y barita formados en asociación con actividad hidrotermal (barita hidrotermal) proporciona información acerca de condiciones de alteración corteza alrededor de los respiraderos hidrotermales. La acumulación tasa de barita en los sedimentos marinos-óxicas pelágicos también se puede utilizar para reconstruir cambios pasados en la productividad del océano. Algunas áreas clave para el futuro trabajo en la ocurrencia y el origen de barita incluyen: caracterizar completamente los mecanismos de precipitación de barita marina en la columna de agua; comprensión del papel y importancia potencial de las bacterias en las precipitaciones barita; cuantificación parámetros que controlan la preservación de barita en los sedimentos; la determinación de la influencia de diagénesis en geoquímica barita; e investigar la utilidad de componentes traza adicionales en barita. (UCSC)
25
LA BARITINA 3.3.9 Yacimientos de Baritina en eell Ecuador. En el e l Ecuador se ha descubierto indicaciones ind icaciones de baritina de tipo hidrotermal y residual.
UBICACIÓN
TIPO DE YACIMIENTO
Macuchi – La Plata (Cotopaxi Pichincha)
Ganga con cuarzo de los minerales Metalíferos.
Pilzhum
Hidrotermal (ganga de los minerales Metalíferos).
San José de Minas (Pichincha)
Existencia de baritina.
Zaruma (El Oro)
Veta horizontal (0,75 m) de baritina.
Pascuales (Guayas)
Residual. 5.000 t. de reserva re serva de un material Conteniendo 75% de baritina.
A pesar de su importancia solo es explotado en Pascuales. (Pierre J. Goossens) Existen un número considerable de yacimientos de este mineral en Ecuador, por ser de origen hidrotermal, los más conocidos son:
Bomboiza
Baños
Pascuales
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LA BARITINA 3.3.10 Efectos del bario sobre la salud Altas cantidades de Bario pueden sólo ser encontradas en suelos y en comida, como son los frutos secos, algas, pescados y ciertas plantas. La cantidad de Bario que es detectada en la comida y en agua generalmente no es suficientemente alta como para afectar la salud. Sin embargo, sí afecta a la gente que trabaja en la industria del bario y que se encuentra permanentemente expuesto al mineral, principalmente por respirar aire que contiene sulfato de bario o carbonato de bario. El óxido de bario es nocivo por inhalación y por ingestión (Nivel de Peligrosidad R20/22). Se recomienda mantener lejos del alcance de los niños y, en caso de contacto con la piel, de lavarse inmediata y abundantemente con el producto que especifique el fabricante (Nivel de Peligrosidad S2-S28). El óxido de bario es un irritante. Si entra en contacto con la piel o los ojos, o si es inhalado, puede provocar dolor y enrojecimiento. Sin embargo, es mucho más peligroso cuando se ingiere. Puede causar náusea y diarrea, parálisis muscular, arritmia cardíaca e incluso provocar la muerte. En caso de ingestión se debe recibir atención médica inmediatamente Muchos vertederos de residuos peligrosos contienen ciertas cantidades de Bario que sí afectan a quienes viven cerca de ellos y están expuestos a respirar polvo, por contacto con la piel, por comer tierra o plantas, o beber agua que está contaminada con bario. Los efectos sobre la salud del bario dependen de la solubilidad de los compuestos. Compuestos del bario que se disuelven en agua pueden afectar la salud humana. La toma de gran cantidad de bario que es soluble puede causar parálisis y en algunos casos incluso la muerte. Incluso pequeñas cantidades de Bario soluble en agua puede causar en las personas dificultad al respirar, incremento de la presión sanguínea, arritmia, dolor de estómago, debilidad en los músculos, cambios en los reflejos nerviosos, inflamación del cerebro y el hígado. Daño en los riñones y el corazón. (Castro, s.f.)
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LA BARITINA
4 MATERIALES Y MATERIALES Y PROCESOS 4.1 MATERIALES Se utilizaron diferentes materiales con el fin de realizar los incomparables ensayos tantos físico, químico y óptico. Para los ensayos físicos se utilizaron;
Microscopio
Placa de porcelana
Lápices de dureza
Imán
Navaja
Martillo
Para los ensayos químicos se utilizaron
Tubos de ensayo
Pipeta
Contenedor vidrio de reloj
Espátula
Mechero de busen
Balanza
Vaso precipitado
Para los ensayos ópticos se utilizaron
Microscopio petrográfico 28
LA BARITINA
Lamina delgada
Así como se necesitaron materiales, también se requirió reactivos para cumplir con el objetivo planeado.
Ácido Sulfúrico H2SO4
Ácido clorhídrico
4.2 MÉTODOS A REALIZARSE AL MINERAL BARITINA 4.2.1 Métodos de ensayos físicos. A.- HABITO DEL MINERAL.
El hábito es el aspecto característico de un cristal que refleja su forma predominante. A continuación se da una lista de términos descriptivos que identifican el hábito de un cristal.
Acicular: cristales delgados como agujas.
Hojoso:
cristales en forma de láminas muy finas semejantes a las hojas de
cuchillas.
Detrítico: estructura en forma de rama o helecho.
Reticular: agregado a fibras delgadas que se cruzan en forma de mallas semejantes a una red.
Radial: agregados de fibras delgadas orientadas con respecto a un centro.
Drusa: superficie cubierta de una capa de pequeños cristales muy apretados.
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LA BARITINA
Columnar: estructura compuesta de fibras gruesas en forma de columnas, frecuentemente en grupos paralelos.
Fibroso: agregado compuesto de filamentos finos frecuentemente paralelos o radiales.
Globular: individuos que forman grupos esféricos grupos esféricos o semiesféricos.
Botroideal: masas esféricas muy unidas, semejante a un racimo de uvas.
Reniforme: masas grandes muy unidas parecidas a un riñon.
Mamilar: masas grandes y redondas que parecen mamas.
Laminar: individuos compuestos por placas delgadas superpuestas, adheridas unas a otras.
Tabular: individuos compuestos de superficies lisas, anchas y en forma de tabletas.
Estalactático: estructura en forma de cilindro o conos colgantes.
Granular: individuos formados por agregados grandes o pequeños.
Oolíticos: agregados en pequeñas esferas de minerales semejantes a huevos de pescado.
Escamoso: estructura compuesta de láminas delgadas y pequeñas en forma de escamas.
Ilustración 3. Habito prismático de la baritina (Pellant, 1993) 30
LA BARITINA B.- EXFOLIACIÓN DEL MINERAL La exfoliación es el modo en que se rompe un mineral a lo largo de planos de debilidad bien definidos. A menudo, estos planos se encuentran entre capas de átomos o entre otros lugares en donde el enlace atómico es débil. Las superficies de exfoliación no son perfectamente lisas como las caras de los cristales, aunque son muy evidentes y reflejan la luz uniformemente. Por la facilidad de separación se las clasifica en:
Perfecta: superficies amplias, planas y brillantes.
Buena: superficies pequeñas, planas y brillantes.
Imperfecta: superficies muy pequeñas y brillantes.
Ilustración 4. Exfoliación perfecta de la Biotita. (PDVSA, 1997)
31
LA BARITINA C.- FRACTURA DEL MINERAL. Si golpeas un mineral con un martillo de geólogo y se rompe mostrando superficies rugosas y desiguales se dice que se fractura. Normalmente las superficies de exfoliación son planas y la misma forma se puede producir con repetidos martillazos. Esto no ocurre con las fracturas. La mayoría de los minerales se fracturan y exfolian aunque algunos solo se fracturan. Pueden ser estas superficies:
Astillosa: cuando se rompe en forma de astillas o fibras.
Concoidea: cuando la superficie es lisa y curva como la cara interna de una concha.
Ganchuda: son bordes agudos y dentados.
Irregular : cuando la superficie es irregular.
Lisa: cuando la superficie es casi plana y de poca irregularidad.
Ilustración 5. Fractura Concoidea que presenta el ópalo (Pellant, 1993)
32
LA BARITINA D.- DUREZA DEL MINERAL. La dureza de un mineral es la resistencia a ser rayado. Es una ayuda útil para identificar un mineral. Utilizar los lápices de dureza, que corresponden a la dureza de la Tabla de Mohs.
Ilustración 6. Escala de dureza de Mohs (Pellant, 1993)
E.- PESO ESPECIFICO DEL MINERAL. La relacion entre el peso de un mineral con el peso del mismo volumen de agua, da el peso especifico del mineral. Esto se muestra numericamente. Los minerales de acuerdo a su peso específico se los clasifica a groso modo en:
Ligerísimos Peso específico menos de 2
Ligeros Peso específico entre 2 y 3
Pesados Peso específico entre 3 y 5
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LA BARITINA
Muy pesados Peso específico entre 5 y 10
Pesadísimos Peso específico mayores de 10
Ilustración 7. Peso específico del cuarzo (Pellant, 1993)
F.- COLOR DEL MINERAL. El color de un mineral visto a la luz natural es una caracteristica de identificacion evidente y util, pero es peligroso basarse solo en el color. Muchos minerales como el cuarzo presentan una amplia variedad de colores, mientras que un gran numero de minerales son blancos o incoloros.
Ilustración 8 Color del cuarzo y Amatista (Pellant, 1993)
34
LA BARITINA
G.- RAYA DEL MINERAL. El color del polvo de un mineral se conoce como raya. Se obtiene la raya frotando el mineral sobre la superficie sin brillo de una baldosa de porcelana. La raya es un diagnostico mejor que el color ya que es mucho mas constante.
Ilustración 9. Diferentes colores de rayas de minerales (Pellant, 1993)
H.- DIAFANIDAD DEL MINERAL. Se refiere a la forma en la cual la luz pasa atraves de un mineral. Dependera de la disposicion de los atomos del mineral. Esto puede ser:
35
LA BARITINA
Transparente: permite la difusión de la luz en su interior de modo que las ondas luminosas atraviesan el mineral con mucha facilidad.
Translúcido: permite en parte la difusión de la luz en su interior, de modo que las ondas luminosas disminuidas en su amplitud atraviesan el mineral y se lo observa en forma turbia o borrosa.
Opaco: absorbe totalmente las ondas luminosas, de modo que no se permite el paso de la luz que incide sobre el mineral.
Ilustración 10. Diafanidad translucido y opaco de los minerales (Pellant, 1993)
I.- BRILLO DEL MINERAL. El brillo describe la forma en la cual la luz es reflejada sobre una superficie del mineral. El tipo y la intensidad del brillo varia de acuerdo con la naturaleza de la superficie del mineral y la cantidad de luz absorbidad. Puede ser:
Brillo metálico: aspecto característico de los minerales opacos.
36
LA BARITINA
Brillo no metálico: aspecto característico de los minerales transparentes. Se subdivide en:
Diamantino, propio de los minerales transparentes con fuerte índice de refracción.
Resinoso, propio de los minerales transparentes con fuerte índice de refracción y de color de tendencia amarilla.
Vítrea, propio de minerales transparentes de índice de refracción media.
Graso, propio de minerales transparentes de índice de refracción media y de fractura concoidea.
Nacarado, propio de minerales transparentes con buena exfoliación.
Sedoso, propio de minerales transparentes de estructura fibrosa e inclusiones aciculares.
Brillo mate: aspecto característico de los minerales terrosos.
Ilustración 11. Brillo metálico de la Galena (Pellant, 1993)
37
LA BARITINA
J.- LUMINISCENCIA DEL MINERAL Observar si el mineral tiene emisión alguna de luz y que no sea resultado directo de la incandescencia.
Triboluminiscencia: si se hace luminoso al ser molido.
Termoluminiscencia: si emite luz cuando se calienta por debajo del rojo.
Fluorescencia y fosforescencia: si el mineral se hace luminoso al ser expuesto a rayos ultravioletas, rayos x o catódicos.
K.- TENACIDAD DEL MINERAL: Observar el comportamiento del mineral sometido a la acción del corte, estirado, aplastado, curvado o golpeado. Puede ser este comportamiento:
Séctil: cuando el mineral puede ser cortado con navaja o forma viruta desmenuzadamente al golpe.
Dúctil: cuando el mineral puede ser estirado en forma de alambre.
Maleable: cuando los fragmentos del mineral son laminados al ser aplastados.
Flexibles: cuando las láminas de un mineral se doblan y no se recobran su forma primitiva al cesar la acción deformante.
Elástico: cuando las láminas de un mineral se doblan recobran su forma primitiva al cesar la acción deformante.
Frágil: cuando el mineral se rompe en fragmentos o se hace polvo al ser golpeado con martillo.
38
LA BARITINA
L.- PROPIEDADES MAGNÉTICAS DEL MINERAL Observar su susceptibilidad magnética.
Ferromagnéticos: El mineral es fuertemente atraído por el campo magnético. Su susceptibilidad es grande y positiva.
Paramagnético: El mineral es atraído por el imán y las partículas de polvo se disponen paralelamente a la línea, que une los polos del imán. La susceptibilidad de estos minerales es pequeña y positiva.
Diamagnéticos: El mineral es repelido por el imán. La susceptibilidad de estos minerales es pequeña y negativa.
M.- DETERMINACIÓN DE LA FUSIBILIDAD DEL MINERAL
Determinar la resistencia que ofrece un mineral para ser fundido. Con la ayuda de la Escala de Fusibilidad de Van Kobell que permite clasificar la fusibilidad de los minerales en siete rangos, dispuesto en orden creciente y tomando como base el punto de fusión de minerales guías. Para determinar el grado de fusibilidad de un mineral, los fragmentos son sometidos a los siguientes ensayos:
Fusibilidad uno.- Pertenecen a este grupo los minerales cuyo polvo o fragmento introducido en un tubo de vidrio funden con gran facilidad al ser sometidos a la acción de la llama de una vela (antimonita 525 0C).
39
LA BARITINA
Fusibilidad dos.- Pertenecen a este grupo los minerales que funden con mucha dificultad en las condiciones anteriores pero con gran facilidad si los fragmentos del mineral con ayuda de una pinza son colocados directamente a la acción de la llama (calcopirita 800 0C).
Fusibilidad tres.- Son de este grupo los minerales que funden con mucha facilidad si sus fragmentos con la ayuda de una pinza son colocados en la zona de fusión de la llama dirigida de un soplete (almandino 1,050 0C).
Fusibilidad cuatro.- Son de este grupo los minerales que sometidos en condiciones idénticas al caso tres, solamente una arista de los fragmentos se redondean con mucha dificultad (actinolita 1,200 0C).
Fusibilidad cinco.- Son de este grupo los minerales que sometidos en condiciones idénticas al caso tres, las aristas de los fragmentos se redondean con mucha dificultad (ortosa 1,300 0C).
Fusibilidad seis.- Son de este grupo los minerales que sometidos en condiciones idénticas al caso tres, solo se redondean los extremos más puntiagudos de los fragmentos (broncita 1,400 0C).
40
LA BARITINA
Fusibilidad siete.- No se funden en absoluto los fragmentos, aristas ni extremos puntiagudos en la zona de fusión de la llama dirigida al soplete (cuarzo 1,710 0C).
4.2.2 Métodos de ensayos químicos. 4.2.2.1
Ens ayo s a la llam a.
El ensayo a la llama es un método de análisis cualitativo muy usado para identificar la presencia
de
un
elemento
químico
determinado
en
una
muestra.
Para llevarlo a cabo hay que disponer de un mechero de gas. Usualmente un mechero Bunsen, ya que la temperatura de la llama es lo suficientemente elevada como para llevar a cabo la experiencia (no sirve un mechero de mecha con depósito de alcohol). Primero se ha de ajustar la temperatura de la llama del mechero Bunsen hasta que deje de ser amarillenta y presente una tonalidad azulada en el cuerpo de la llama y una envolvente incolora. Después se impregna la punta de una varilla limpia de nicromo (una aleación de níquel y cromo), o en su defecto de vidrio, de una pequeña cantidad de la sustancia que se desea analizar y, seguidamente, se introduce la varilla en la llama, procurando ubicar la punta en la parte menos coloreada de la llama. (Beatriz, 2011) 4.2.2.2
Mechero de Bu nsen
4.2.2.2.1 Encendido del mechero Cerrar totalmente la entrada de aire, abrir ligeramente la llave de paso del gas y acercar, lateralmente, una cerilla encendida a la boca del cañón. Regular la llave hasta obtener una llama con la altura deseada. Gradualmente, abrir la entrada de aire. 41
LA BARITINA No abrir repentinamente porque puede apagarse el mechero Para obtener mayor temperatura, abrir más el flujo de gas y la entrada de aire. El mechero se apaga al cerrar la llave de gas. (Beatriz, 2011)
4.2.2.2.2 Uso del mechero para calentar. Los crisoles de porcelana, platino y tubos de ensayo pueden calentarse directamente a la llama. Los restantes utensilios deben colocarse sobre una rejilla de amianto. Para calentarlos, los recipientes se colocan en la zona de temperatura más alta. (Centro Educacional Adventista de Los Angeles, 2007) El material de vidrio no puede calentarse todo. En general el vidrio fino de vasos de precipitado, matraces, balones (tipo Pyrex) pueden calentarse con rejilla. El material de vidrio grueso, algunos cristalizadores, embudos, probetas, etc. No pueden calentarse, pues se rompe al dilatarse desigualmente. Los tubos de ensayo se calientan cogiéndolos con pinzas de madera y colocándolos sobre la llama inclinada, agitando de forma que roten suavemente. Solamente deben contener una cantidad de sustancia que no sobrepase la tercera parte de la longitud total del tubo. (Centro Educacional Adventista de Los Angeles, 2007).
4.2.3 Métodos de ensayos ópticos FIGURA DE INTERFERENCIA Es la figura que se forma en cristales o minerales anisótropos transparentes por interferencia de la luz. En ella se puede distinguir Uniáxico y Biáxico. Así, para obtener la figura de interferencia y puesto el microscopio en modo conos copio (es vital que el objetivo de grandes aumentos esté centrado), el procedimiento es el siguiente: 42
LA BARITINA 1.
Buscar
granos
con
bajos
aumentos
(nicoles
cruzados)
2. Asegurarnos de que no hemos enfocado sobre una grieta o impureza del grano 3. 4.
Cambiar De
nuevo
a cambiar
un
aumento a
un
mayor
aumento
mayor
y
enfocar y
enfocar
5. Insertar la lente de Bertrand y la lente condensadora y la figura de interferencia aparecerá. (Cristales, 2012)
Ilustración 12. Figura Uniáxico y Biáxica respectivamente (Cristales, 2012)
43
LA BARITINA
5 METODOLOGÍA 5.1 ENSAYOS FÍSICOS HABITO Para ver el hábito de la baritina no se necesitó ninguna material extra, sino una vista macroscópica, la baritina presenta un hábito masivo tabular, cuando más se acerca el mineral a la vista humana es más notorio esta característica.
Fotografía 1 Hábito de la baritina tomada en el labor atorio de Mineralogía ESPOL Jhon Campoverde
44
LA BARITINA DUREZA Para saber la dureza se puede hacer por varios métodos, pero el que utilizamos fue el de los lápices de dureza. Con el lápiz de dureza 4 lo raspamos con la superficie del mineral y se puede observar que pudo ser rayado fácilmente, entonces concluimos que la baritina tiene una dureza de 4.
Fotografía 2. Prueba de la dureza a la baritina- Jhon Campoverde
45
LA BARITINA FRACTURA Para observar la fractura de la baritina solo se necesitó observar los bordes de dicho mineral, en otros casos es muy complejo observar la fractura por esta forma por lo que es recomendable el uso de un microscopio. La baritina presenta una fractura concoidea.
Fotografía 3. Fractura que presenta la baritina. Foto tomada en el laboratorio de mineralogia-Jhon Campoverde
46
LA BARITINA RAYA Para la determinación de esta propiedad solo se necesitó la superficie del mineral, y una superficie de porcelana, se procede a frotar la superficie con dicha placa de porcelana y el color (polvo) que se muestra en la placa es el color de la raya, en este caso la baritina tiene una raya Blanca.
Fotografía 4. Color de la raya de la baritina. Foto tomada en el laboratorio de mineralogía- Jhon Campoverde
47
LA BARITINA
DIAFANIDAD Consistió en color el mineral sobre el haz de luz que emite un microscopio y observar si el mineral permite el paso del haz de luz, resulto que en este caso la baritina tuvo una diafanidad translucida.
Fotografía 5. Diafanidad que presenta la baritina al someterla al haz de luz del microscopio del laboratorio de mineralogía - Jhon Campoverde
MAGNETISMO Se utilizó un separador magnético para comprobar el magnetismo del mineral, se acercó la baritina al separador aumentando cada vez más la intensidad y no tuvo ninguna reacción entre el mineral al aparato, por lo que se concluye que la baritina no presenta propiedades magnéticas.
48
LA BARITINA
Fotografía 6 Comprobando las propiedades magnéticas de la baritina. Foto tomada en el laboratorio de mineralogía- Adriana Mera
COLOR Y BRILLO Para la determinación de estas características se necesitó observar simplemente al mineral y ver que tono presentaba la superficie del mineral, así como su brillo. Para esto es necesario tener muy en claro varios conceptos básicos. El color y brillo de la baritina es blanco amarillento y vítreo respectivamente.
Fotografía 7 Color y brillo que presenta la baritina. Foto tomada en el laboratorio de mineralogía- Adriana Mera 49
LA BARITINA PESO ESPECÍFICO En la obtención del peso específico hicimos dos pruebas para obtener un resultado más próximo al teórico, primero obtuvimos el peso de la muestra
FOTOGRAFIA 7,
colocamos una cantidad de mercurio en la probeta que será nuestro Vo
luego
FOTOGRAFIA 8,
inmediatamente insertamos la muestra de baritina en la probeta y observamos su Vf y la diferencia entre los Vf y Vo será el volumen de la muestra
FOTOGRAFIA 9.
Luego hicimos exactamente el mismo procedimiento pero ahora se utilizó Agua FOTOGRAFIA 10.
Experimento con mercurio Datos M=8.373 g Vo= 12 ml Vf= 14 ml
=
=
∆
8.373 = 4.19 ⁄ 2
50
LA BARITINA
Experimento con Agua M=8.373 g Vo= 13 ml Vf= 14.8 ml
= ∆ = =
8.373 = 4.65 ⁄ 1.8
A continuación se presenta la tabla de resultados.
Pruebas
Masa (g)
Vo (ml)
Vf (ml)
∆ (ml)
Peso Específico (g/ml)
Mercurio
8.373
12
14
2
4.19
Agua
8.373
13
14.8
1.8
4.65
Promedio
4.42
Final
|VT – VE| %error = x100 VT |4,47 − 4,42| %error = x100 = 1.1 % de error 4,47 51
LA BARITINA
Fotografía 8. Obtención del peso de la baritina
Fotografía 9 Mercurio en la probeta
52
LA BARITINA
Fotografía 10 Baritina colocada en la probeta con mercurio para ver su volumen
Fotografía 11 Peso específico utilizando Agua
53
LA BARITINA
5.2 ENSAYOS QUÍMICOS. PROCESO DE AMPLIACIÓN DEL BRILLO DE LA BARITINA. Este ensayo fue muy básico, pero se requirió mucha precaución ya que se trabajó con ácido sulfúrico H2SO4. Este proceso consistió en aumentar el brillo del mineral al colocarle H2SO4. Con una pipeta tomamos una muestra de ácido sulfúrico, aproximadamente 3 ml, luego encima del mineral depositamos la solución tomada, esperamos unos segundos y observamos el cambio de brillo que muestra la baritina.
Fotografía 12. Baritina sumergida en ácido sulfúrico. Foto tomada en el laboratorio de Química II - Adriana Mera
54
LA BARITINA
Fotografía 13. Aumento de brillo del mineral, segundos después de haberla sumergido en ácido sulfúrico. Foto tomada en el laboratorio de Química II- Adriana Mera.
INSOLUBILIDAD EN ÁCIDOS Este proceso es muy sencillo, consta que colocar un tipo de ácido sobre el mineral y observar que no es soluble, como el HCl, H2SO4, HNO3. En este caso se utilizó HCl para probar esta característica.
Fotografía 13. Baritina insoluble en Acido Clorhídrico. Foto tomada en el laboratorio de Química- Jhon Campoverde.
55
LA BARITINA DISOLUCIÓN EN ÁCIDO SULFÚRICO Para este proceso se necesitó un tubo de ensayo, un recipiente y un material para triturarlo. Primero se colocó una muestra en un recipiente y posteriormente se lo trituró hasta tenerlo en forma de polvo
FOTOGRAFIA 13.
Después de tener las partículas pequeñas, las colocamos sobre el tubo de ensayo, aproximadamente 3 g de la muestra y con la ayuda de una pipeta agregamos ácido sulfúrico (H2SO4) en el tubo de ensayo con el polvo de baritina
FOTOGRAFIA 14.
Fotografía 14 Triturando la muestra de baritina. Foto tomada en el laboratorio de Química II - Adriana Mera
Fotografía 15. Reacción al colocar el ácido, toma un color blanco arroz. Foto tomada en el laboratorio de Química II - Adriana Mera 56
LA BARITINA PROCESO DE CALCINACIÓN EN MECHERO DE BUNSEN. Se colocó aproximadamente 5 g de baritina en polvo en un recipiente, luego se añadió unos cuantos mililitros de ácido sulfúrico (2 a 3) y mezclarlo hasta tener algo cremoso FOTOGRAFÍA 15.
El mechero de bunsen debe estar encendido para que se esté calentado. Con un alambre u otro objeto corto punzante se cogió un poco de muestra preparada y se la llevó a la llama del mechero y se obtuvo un cambio de coloración en ella a verde amarillenta FOTOGRAFIA 16.
Fotografía 16 Haciendo la mezcla para colocarla en la llama. Foto tomada en el laboratorio de Química II - Jhon Campoverde
57
LA BARITINA
Fotografía 17 Cambio de color de la llama al colocar la mezcla de baritina. Jhon Campoverde
58
LA BARITINA
5.3 ENSAYOS ÓPTICOS. DETERMINACIÓN DE LA FIGURA DE INTERFERENCIA DE LA BARITINA Para este ensayo se requirió el laboratorio de petrografía y la ayuda del Ing. Galo Montenegro. El laboratorio ya constaba con una lámina delgada de baritina, lo cual nos facilitó la preparación de esta FOTOGRAFIA 17. Colocamos la lámina en un microscopio petrográfico, y procedimos a realizar los pasos a obtener una figura de interferencia (clase dictada en mineralogía óptica por el Ing. Galo Montenegro) FOTOGRAFIA 18. Posteriormente giramos la platina y se observa una figura de interferencia Biáxico, lo cual es la característica óptica de la baritina
FOTOGRAFIA 19.
Fotografía 18. Lamina delgada de la baritina. Foto tomada en el laboratorio de Petrografía- Adriana Mera
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LA BARITINA
Fotografía 19 Realizando los pasos a obtener una Figura de interferencia. Foto tomada en el laboratorio de Petrografía- Adriana Mera
Fotografía 20 Figura Biáxica observada desde el microscopio. Foto tomada en el laboratorio de Petrografía. Adriana Mera.
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LA BARITINA
6 ANÁLISIS DE RESULTADOS 6.1 PRUEBAS FÍSICAS ENSAYO H BITO COLOR BRILLO COLOR DE RAYA
OBSERVACIONES La muestra analizada se mostró masiva compacta, al microscopio se logró observar pequeñísimos cristales en forma de granos Se observó una muestra de color blanco pardo, con unas partes amarillo pálido. Bajo el microscopio, los cristales de baritina se observaban vítreo. Al rayar la porcelana con la muestra de baritina nos dio una raya blanca.
LUMINISCENCIA
No se observó ningún cambio en la emisión de luz del mineral ni al calentarlo, molerlo, con la luz solar.
DIAFANIDAD
No se logró observar paso de luz a través de la baritina. Los cristales de baritina son tan pequeños que no se logran apreciar los planos de exfoliación.
EXFOLIACI N FRACTURA
Con la ayuda de un martillo se logró observar fractura concoidea en la baritina.
TENACIDAD
Se observó que con una navaja no se pudo cortar la baritina, con el golpe de un martillo se pudo desprender algunas muestras más pequeñas.
DUREZA PROPIEDADES MAGNÉTICAS
La muestra se logró rayar con el lápiz de dureza n°4.
ENSAYO ÓPTICO
En nicoles paralelos y nicoles cruzados la baritina se mostró como en la teoría lo indica. Al realizar la figura de interferencia se nos dificulto ver que era biáxico pues los microscopios que se cuenta en el laboratorio de petrografía no es tan bien calibrados. La teoría nos indica que la baritina se funde a 4 según la escala de Kobell. El ensayo no fue realizado pues el laboratorio de metalurgia de ESPOL no contaba con los implementos necesarios para realizar la experiencia.
FUSUBILIDAD
El mineral no fue atraído ni repelido por el magneto.
61
LA BARITINA
Proceso de aumento del brillo del mineral. Podemos observar que el mineral aumento el brillo al
‘bañarlo’
en ácido sulfúrico,
podemos decir que el m ineral es puro; cabe resaltar que las ‘impurezas’ (las manchas amarillo pálido) que presenta el mineral son debido a las diversas pruebas que antes de realizar esta experiencia se han realizado.
Proceso de calcinación en mechero de bunsen Se logró observar al realizar esta experiencia la llama verde pálido que nos dice la teoría que iba a suceder.
Disolución en H2SO4 La mezcla hecha con H 2SO4 y la baritina pulverizada mostro al principio una disolución más bien se observó que las partículas de Ba 2SO4, se fueron depositando en la parte inferior del tubo de ensayo.
Se agitar la mezcla para que se pueda diluir, ya que esta al agitar la mezcla, la baritina pudo acelerar su proceso de disolución y al finalmente ser disuelta en H 2SO4.
62
LA BARITINA
7 CONCLUSIONES
Mediante la investigación en diferentes libros de texto, sitios webs, papers y revistas de carácter científico, se logró conocer los aspectos básicos teóricos de la baritina.
Usando los conocimientos aprendidos en las clases de mineralogía así como nuestra asistencia al laboratorio de mineralogía se reconoció las características físicas de la baritina, siguiendo los epígrafes que datan en las hojas de prácticas de laboratorio.
Asistiendo a los diferentes laboratorios que cuenta la ESPOL a realizar experiencias, se logró verificar características químicas de la baritina.
Una vez realizadas las pruebas a la baritina, se procedió a realizar la descripción de las características que se logró reconocer con los experimentos realizados.
Con la investigación realizada se pudo estudiar los procesos de formación de la baritina así como reconocer los ambientes de la misma y se aprendió en donde se puede encontrarla tanto en Ecuador como en el resto del mundo.
Con la recopilación de datos realizada se mostró las posibles aplicaciones de la baritina.
63
LA BARITINA
8 RECOMENDACIONES
Los trabajadores que trabajen en procesos como el blanqueado de barita con ácido sulfúrico deberán utilizar ropa resistente al ácido y protección adecuada para las manos y el rostro. Aunque la baritosis es una enfermedad benigna, se deben intentar reducir las concentraciones atmosféricas de polvo de barita al mínimo. Además, se debe prestar especial atención a la presencia de sílice libre en el polvo atmosférico. (INSHT)
64
LA BARITINA
9 GLOSARIO ESPECIE MINERAL es una sustancia natural y homogénea, de origen inorgánico, con una composición química definida, dentro de ciertos límites, que posee unas propiedades características y que, generalmente, tiene estructura cristalina. Para aclarar este importante concepto, se van a ir comentando todos los términos empleados.
SUSTANCIA NATURAL: Quedan excluidas las sustancias obtenidas en los laboratorios o en las instalaciones industriales con la intervención directa del hombre, aunque tengan las características y el aspecto de los minerales. Bien es cierto que las sustancias artificiales cuya composición y características se corresponden con algún mineral son muy útiles e incluso se llegan a comercializar como minerales. Generalmente estas sustancias artificiales son más puras y de mayor perfección que los
minerales
correspondientes..
HOMOGÉNEA: Quedan excluidas las rocas, ya que estas son un conjunto de minerales que integran un ente heterogéneo. Incluso existen rocas cuyo principal constituyente es un solo mineral (calizas o fosforitas), pero le acompañan cantidades apreciables de otras especies. El concepto de homogeneidad entendido desde el punto de vista químico implica que el mineral constituye una fase. Por lo tanto, un mineral constituye un sistema monofásico, mientras que una roca es un sistema multifásico o una mezcla, es decir, sus componentes pueden separarse por métodos físicos. El granito es una roca, mientras que el cuarzo, la ortosa y la biotita (componentes
65
LA BARITINA principales
del
granito)
son
especies
minerales.
ORIGEN INORGÁNICO: Quedan excluidas sustancias orgánicas tales como el carbón, el petróleo o las resinas fósiles, cuyo origen está relacionado con la transformación de materia orgánica en ambientes geológicos reductores. En numerosos tratados antiguos de Mineralogía se considera a estos materiales como minerales, cuando en realidad deben ser clasificados como rocas organógenas. Se admiten como minerales las sustancias de naturaleza inorgánica que se han formado como consecuencia de la acción
de
seres
vivos,
como
ciertos
nitratos, calizas o
piritas.
COMPOSICIÓN QUÍMICA DEFINIDA: Los minerales son sustancias químicas formadas por uno o más elementos. Cada sustancia tiene su fórmula química. La fórmula es la expresión cuantitativa de la composición de una sustancia. Se admite que pequeñas variaciones en la fórmula no afectan decisivamente a la naturaleza de una sustancia. Por ello, también se admite que la composición química de un mineral puede moverse dentro de ciertos límites, siempre y cuando, como ya se ha dicho, ello no cambie
de
forma
decisiva
sus
propiedades
y
su
estructura.
PROPIEDADES CARACTERÍSTICAS: El hecho de poseer una determinada composición y una determinada estructura confiere a todas las sustancias una serie de propiedades físicas y químicas, que son la manifestación macroscópica de su naturaleza
atómica
y
molecular.
ESTRUCTURA CRISTALINA: Salvo en algunos casos, las sustancias presentan un ordenamiento periódico en los átomos y moléculas. Hay que mencionar ciertas 66
LA BARITINA sustancias no sólidas en condiciones normales, cuya situación en el mundo mineral ha sido muy cuestionada (mercurio, agua, ClH, FH, SO 2, SH2, SO4H2, etc.). En la actualidad la polémica parece zanjada, al no exigirse que los minerales sean sólidos y, por lo tanto, estas y otras sustancias que se encuentran en los medios naturales inorgánicos, son consideradas minerales o sustancias minerales aunque, eso sí, un tanto especiales. Como consecuencia de la definición de especie mineral se establecen dos conceptos: Constituyen especies minerales diferentes las distintas estructuras que puede adoptar una misma sustancia química, la cual se dice que es POLIMORFA. Por ejemplo, el grafito y el diamante son polimorfos del carbono. Cada una de estas especies tendrá diferentes propiedades. Cuando dos sustancias distintas presentan estructura semejante, se dice que son ISOMORFAS. Por ejemplo, son isomorfas la halita y la silvinita. Por otro lado en relación con las características estructurales de la materia conviene establecer la diferencia entre forma cristalina y hábito.
FORMA CRISTALINA: Se refiere a simetría interna del cristal y está relacionada con su estructura microscópica. Es única para cada especie mineral y no depende de factores externos. También se llama grupo puntual o clase de simetría. El conocimiento de la forma cristalina no siempre es inmediato, suele ser necesario un estudio estructural. Sobre este concepto se realizarán más precisiones en la parte correspondiente a Cristalografía.
PNMA: Grupo Espacial isomorfo del sistema ortorrómbico.
67
LA BARITINA
10 BIBLIOGRAFÍA
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69
LA BARITINA
11 ANEXOS
Ilustración 13. Figura de identificación de la baritina (Pellant, 1993)
70
LA BARITINA
Ilustración 14. Hoja de seguridad de sulfato de bario 71
LA BARITINA
Ilustración 15.Hoja de seguridad de Sulfato de bario
72
