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UNIVERSIDAD NACIONAL DE DE INGE INGENIERÍ NIERÍA A
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FAC F ACUL ULT TAD DE INGENIER INGENIERÍA ÍA GEOLÓGICA, GEOLÓGICA, MINE MINERA RA & MET METAL ALÚR ÚRGIC GICA A
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Alumnos: Código: - Raúl Berrospi Berrospi Rodriguez Rodriguez 20130261C -Pamela Yupa Yupa Incalla Incalla 20132120H -José Ramir -José Ramirez ez Oscco 20122624C -Anderson Pinedo -Anderson Pinedo Rodriguez Rodriguez 20130277G -Fabrizzio Sanchez Camacho 20130063G Docente: Lic. Docente: Lic. Carmen Tuiro Salvador Curso: Geoquímica General General GE-282 GE-282 Ciclo: 2016-I 2016-I ..
Ciclo geoquímico del Zinc La movilidad de zinc en las diferentes esferas geoquímicas es importante por varias razones, tales como la erosión de depósitos de zinc, formación de depósitos de zinc no sulfurados y contaminación de suelos y aguas. La movilidad de zinc también es importante para los geólogos y geoquímicos, tanto en exploración como en otras ramas, a causa de la necesidad de comprender la formación de depósitos de mineral de zinc, como MVT, VHMS, óxidos de zinc y otros en los que se produce zinc. Esto significa que los geoquímicos de exploración, geólogos económicos y científicos ambientales necesitan entender cómo existe el zinc en la Tierra, la forma en que se moviliza o queda atrapado, hasta qué punto puede ser transportado y si es biodisponible y actúa ya sea como un micronutriente o una toxina para la vida vegetal y animal. En la geología económica, no existe actualmente un interés creciente en la formación de óxido de zinc, o depósitos de zinc no sulfurados. Aunque la movilidad de zinc en las esferas geoquímicas depende del proceso de transporte ( por ejemplo, la advección de las aguas subterráneas o de convección, los sedimentos o física de transporte aéreo y biótico ), está claro que lo que se necesita conocer es la especie acuosa del zinc y las solubilidades de los minerales de zinc, con el fin de poder entender y predecir el comportamiento del zinc durante la meteorización y otros procesos en la corteza terrestre. En este trabajo se revisan la geoquímica del zinc y las solubilidades de los minerales de zinc. Hay muchas variables geoquímicas que pueden afectar la concentración de zinc en las diferentes esferas geoquímicas, debido a la forma en que afectan la solubilidad de los minerales de zinc y la absorción de zinc sobre mineral o superficies de materiales orgánicos. Las variables geoquímicas que tener efectos directos sobre la solubilidad y de sorción son la temperatura, presión, pH, redox, las concentraciones de elementos, iones o compuestos que forman complejos con zinc ( por ejemplo, Cl-, HS-, SO4-2, etc ), y las presiones parciales de los gases ( por ejemplo, O2, CO2, H2S, S2, NH3 ). Además, hay elementos y compuestos que afectan indirectamente las concentraciones de zinc y la solubilidad de los minerales, por ejemplo, el aumento de las concentraciones de carbonato y presiones parciales de CO2 ( g ) tienden a estabilizar la esmitsonita y otros minerales de carbonato de zinc, el aumento de sulfuro y concentraciones de sulfato estabilizan la esfalerita. La adsorción, intercambio iónico o precipitación de zinc sobre superficies minerales pueden ser importantes en el control del transporte y la movilidad de zinc. MINERALES DE ZINC Hay muchos minerales de zinc de baja temperatura, incluyendo los sulfuros, silicatos, óxidos, carbonatos, fosfatos y arseniatos. Por ejemplo, los minerales supergénos (esmectita de zinc; minerales dominante), hemimorphite (Zn4Si2O7(OH)2•H2O), esmitsonita (ZnCO3), hydrozincita (Zn(CO3)2(OH)2), tarbuttita (Zn2(PO4)(OH)), scholzita (CaZn2(PO4)2•2H2O ) y otros minerales secundarios que contienen zinc. Otros minerales de zinc que pueden ser relevantes son el carbonato hidratado de zinc (ZnCO3. H2O), sulfatos de zinc (anhidro y diversas variedades hidratadas), polimorfos de hidróxidos de zinc, otros óxidos de zinc (Franklinita, ferrita - Zn, titanite de zinc, cromato de zinc), arseniato de zinc y fosfato de zinc, así como la esfalerita sulfuro común. Hay otros minerales de arcilla de silicato de zinc que pueden ser importantes, tales como zincsilite (Zn3Si4O10(OH)2 · 4H2O; composición incierta; grupo de la esmectita), fraipontita ((Zn,Al)3(Al,Si)2O5(OH) 4 ; grupo de la caolinita - serpentina ). Hay otros minerales de zinc que pueden ser importantes en algunos ambientes, es decir, cloruros de zinc y clorato de zinc hidratado, fluoruro de zinc, bromuros de zinc, yoduro de zinc y yodato, borato de zinc y cloruro de zinc aminas mixtas. En general, el zinc puede ser fácilmente solubilizado y transportarse en condiciones ácidas, y con concentraciones crecientes de zinc con el aumento de la acidez. Esto es debido a que el ion zinc, Zn2+ es la especie predominante acuosa de zinc. En condiciones muy alcalinas, es decir, pH > 10, el zinc puede también ser transportado por el predominio de los complejos de hidróxido de zinc Zn (OH)3 - y Zn(OH)4 2 -, complejos de cloruro de cinc, bromuro y yoduro puede predominar en agua hipersalina. La solubilidad de esfalerita es muy baja y se precipitará en presencia de azufre reducido.
ATMÓSFERA
BIOSFERA s a d i c á s a i v u l l n e n ó i c a t i p i c e r P
Precipitación en lluvias ácidas
s o m s i n a g r o o r c i M
Plantas y Animales
HIDRÓSFERA
Complejos de hidróxido de zinc Zn (OH)-3 y Zn(OH)42-
Precipita como -2 -2 -2 S , O , CO3
n ó i s o r E
y silicatos
ROCAS SEDIMENTARIAS
Meteorización Greenockita(CdS), Otavita(CdCO3)
ROCAS ÍGNEAS ROCAS METAMÓRFICAS
Se disuelven en forma -2 de SO4 y Cl
(Zn,Cd)S
r u p c i o n e s V o l c á n i c a s
FLUIDOS HIDROTERMALES
Diferenciación
ROCA
FUNDIDA
Anatexis
Figura 1. Ciclo Geoquímicoo del Zinc.
LITOSFERA
Ciclo geoquímico del cadmio Una descripción detallada de las fuentes y el ciclo de cadmio en el medio ambiente queda fuera del alcance de este capítulo y el tema ha sido discutido por varios otros autores en este volumen. La influencia de los parámetros geoquímicos inicia en la meteorización de rocas y depósitos minerales que contienen cadmio. Durante la meteorización el cadmio entra principalmente, en ambientes supérgenos como compuestos solubles, principalmente como Cd2+, y los factores más importantes que controlan su movilidad son el pH y el potencial de oxidación. Se puede formar varios iones complejos (CdCl+, CdOH+, + CdHCO3-, CdCl4-, CdCl32-, Cd(OH)3- y Cd(OH)42) y una variedad de quelado y complejos organometálicos resultantes de la descomposición de plantas y materia animal. Modelos basados en computadoras que utilizan los programas de equilibrio químico han sido desarrollados para predecir la especiación química de metales traza potencialmente peligrosos en los suelos y aguas. Uno de estos modelos, GEOCHEM, aplicado a dos suelos californianos predijeron las principales especies acuosas de cadmio como Cd2+, CdSO4 y CdCI+. Este enfoque aún no se ha aplicado ampliamente y puede resultar difícil en entornos en que los compuestos orgánicos son frecuentes. Bajo condiciones fuertemente oxidantes, se pueden formar óxidos de cadmio y carbonatos minerales (CdO, CdCO3), y bajo condiciones reductoras también pueden utilizar el H2S producido por bacterias durante la descomposición de los residuos orgánicos y precipitado como un sulfuro. El cadmio precipitado en suelos y sedimentos puede ser movilizado de nuevo por bacterias, probablemente en ambas formas inorgánicas y orgánicas, y se libera en el suelo, aire y agua. La mayoría de las aguas no contaminadas contienen cantidades muy pequeñas de cadmio y los valores de menos de 1 ng/g se han notificado; sin embargo, las concentraciones pueden exceder de 10 ng/g. Aguas en las proximidades de los depósitos minerales portadores de cadmio puede variar hasta 1000 ug/I o más. Aguas costeras en el Reino Unido se ha demostrado que variar 0,14-4,20 ug Cd/l. Ríos que contienen a la minería actual el drenaje de efluentes y socavón de viejas minas en Cornwall, suroeste de Inglaterra, se ha demostrado que variar hasta 6 ug Cd/l. Un ciclo geoquímico generalizado del cadmio se presenta a continuación. +2
Cd
INHALACIÓN DE POLVO
BIOSFERA Plantas
animales
ABSORCIÓN Y ADSORCIÓN
DEGRADACIÓN Y SOLUCIÓN
ATMOSFERA
HIDROSFERA PRECIPITACIÓN
Agua
PRECIPITACIÓN QUÍMICA Y SEDIMENTACIÓN DE SÓLIDOS
POLVO PRECIPITACIÓN QUÍMICA
DEGRADACIÓN
PRECIPITACIÓN
Sedimentos
Y
SOLUCIÓN
Suelos Material glacial
SOLUCIÓN METEORIZACIÓN MECÁNICA
LITOSFERA Rocas Depósitos de Cadmio
SOLUCIÓN METEORIZACIÓN Y MECÁNICA Precipitación y consolidación de sólidos
Figura 2. Ciclo Geoquímicoo del Cadmio (de Boyle y Jonasson).
