MINERALES METÁLICOS Y NO METÁLICOS En este trabajo se mencionara brevemente lo que es un mineral, mineral metálico, mineral no metálico, se dará una breve explicación de sus propiedades y usos y por último se consideraran a los metaloides dentro de la clasificación de los minerales. MINERAL: Un mineral es una materia de origen natural es decir sin la intervención del hombre en la formación del mineral, de origen inorgánico, con sus partículas (átomos, moléculas o iones) fuertemente unidas de tal forma que la materia es solida, también cumple con el criterio de cristalinidad por lo tanto sus partículas están ordenadas y se disponen en un espacio suficiente, formado volúmenes geométricos como cubos, prismas, pirámides, etc., que se denominan cristales y con una composición química fija bien definida o que varía entre limites muy estrechos. Las propiedades de los minerales. Se distinguen tres tipos de propiedades: las propiedades geométricas, las propiedades físicas y las propiedades químicas. Dentro de estas se pueden distinguir los siguientes tipos Geométricas determina a que sistema cristalográfico pertenece Físicas determina características mecánicas (dureza, exfoliación, tenacidad), ópticas (color, raya, brillo y refringencia), eléctricas (conductividad) y magnetismo. Químicas Solubilidad y Efervescencia con el HCl. MINERAL METÁLICO: Por lo general tienen un lustre brillante que asociamos a los metales, conducen el calor y la electricidad, son maleables, todos son sólidos a acepción del mercurio nativo, se funden a temperaturas altas, se oxidan fácilmente (pierden electrones) cuando sufren reacciones químicas, tienen una densidad relativamente alta por lo tanto son pesados. CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS METALES
Su estado físico es sólido a excepción del mercurio que es líquido. Presentan un brillo característico en su superficie (brillo metálico). Son dúctiles (se les puede transformar en alambres) y maleables (se pueden transformar en láminas). Son buenos conductores del calor y la electricidad. Son tenaces (la mayoría de ellos se resisten a la ruptura). Su densidad es elevada si se compara con las de los no metales. Se pueden hacer aleaciones (fundir y mezclar dos o más metales).
CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS METALES
Su molécula está formada por un átomo. Sus átomos tienen 1, 2 o 3 electrones que pueden participar en un enlace químico. Al ionozarse (proceso para producir iones; átomos con carga eléctrica) adquieren carga eléctrica positiva.
Hierro: Este metal de transición es el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre,
representando un 5%, es maleable, de color gris plateado y presenta propiedades magnéticas, extremadamente duro y pesado. Oro: Es un metal blando, brillante, de coloración amarillenta, el cual
es dúctil y maleable, también es considerado un metal pesado. El oro no reacciona con la mayoría de los productos químicos, pero es sensible al cloro y al agua regia. Este metal se encuentra normalmente en estado puro, en forma de pepitas y depósitos aluviales. Platino: Se trata de un metal de transición blanco grisáceo, precioso, pesado, maleable y
dúctil. Es resistente a la corrosión y se encuentra en distintos minerales, frecuentemente junto con níquel y cobre; también se puede encontrar como metal. Se emplea en joyería, equipamiento de laboratorio, contactos eléctricos, empastes y catalizadores de automóviles. Níquel: El níquel es un elemento químico que aparece en forma de metal en
los meteoritos junto con el hierro (formando las aleaciones kamacita y taenita) y se encuentra en el núcleo de la Tierra también junto al hierro e iridio, formando entre estos tres metales una aleación increíblemente dura y pesada. Combinado se encuentra en minerales diversos como garnierita, millerita, pentlandita y pirrotina. Cobre: Se trata de un metal de transición de color rojizo y brillo metálico que, junto con
la plata y el oro, forma parte de la llamada familia del cobre, se caracteriza por ser uno de los mejores conductores de electricidad (el segundo después de la plata). Fue uno de los primeros metales en ser utilizado por el ser humano y es el tercer metal más utilizado en el mundo, por detrás del hierro y el aluminio. Aluminio: Se trata de un metal no ferromagnético. Es el tercer elemento más común
encontrado en la corteza terrestre. Los compuestos de aluminio forman el 8% de la corteza de la tierra y se encuentran presentes en la mayoría de las rocas, de la vegetación y de los animales. Como metal se extrae únicamente del mineral conocido con el nombre de bauxita, por transformación primero en alúmina mediante el proceso Bayer y a continuación en aluminio metálico mediante electrólisis.
Cromo: El cromo es un metal de transición duro, frágil, gris acerado y brillante. Es muy resistente frente a la corrosión y se utiliza principalmente en metalurgia para aportar resistencia
a la corrosión y un acabado brillante. Selenio: El selenio se puede encontrar en varias formas alotrópicas. El selenio amorfo existe en
dos formas, la vítrea, negra, obtenida al enfriar rápidamente el selenio líquido y la roja, coloidal, la cual se obtiene en reacciones de reducción; el selenio se usa en varias aplicaciones eléctricas y electrónicas, entre otras células solares y rectificadores. Plomo: Es un metal pesado de densidad relativa o gravedad específica, de color plateado con
tono azulado, que se empaña para adquirir un color gris mate. Es flexible, inelástico y se funde con facilidad. Los compuestos de plomo más utilizados en la industria son los óxidos de plomo, el tetraetilo de plomo y los silicatos de plomo. Uranio: El uranio tiene el mayor peso atómico de entre todos los elementos que se encuentran
en la naturaleza, es aproximadamente un 70% más denso que el plomo, aunque menos denso que el oro o el wolframio. Es levemente radioactivo y se presenta en la naturaleza en muy bajas concentraciones (unas pocas partes por millón o ppm) en rocas, tierras, agua y los seres vivos. Para su uso el uranio debe ser extraído y concentrado a partir de minerales que lo contienen, como por ejemplo lauranitita. Vanadio: Es un metal dúctil, blando de color gris plateado y poco abundante. Se encuentra
naturalmente en distintos minerales; hay cerca de 65 tipos diferentes y en los depósitos de combustibles fósiles y se emplea principalmente en algunas aleaciones.
USOS DE LOS MINERALES METÁLICOS: Se utilizan para la elaboración de materias primas con fines estructurales, fabricación de recipientes, alambres y cables para la conducción del calor y la electricidad, para hacer chips, varillas, automóviles, camiones, industria pesada, figuras ornamentales, también se usan en la metalurgia y siderurgia. Muchos de los iones metálicos cumplen funciones biológicas importantes: hierro, magnesio, sodio, potasio, cobre, manganeso, cinc, cobalto, molibdeno, cromo, estaño, vanadio, níquel etc. Algunos de los minerales más usados son: Minerales del hierro (Fe): magnetita y siderita. Usado, con el 95% en peso de la producción mundial de metal. El hierro puro (pureza a partir de 99,5%) no tiene demasiadas aplicaciones, salvo excepciones para utilizar su potencial magnético. El hierro tiene su gran aplicación para formar los productos siderúrgicos, utilizando éste como elemento matriz para alojar otros elementos aleantes tanto metálicos como no metálicos, que confieren distintas propiedades al material. Se considera que una aleación de hierro es acero si contiene menos de un 2,1% de carbono; si el porcentaje es mayor, recibe el
nombre de fundición. El hierro se emplea en la construcción de casas, computadoras, maquinaria ligera y pesada, metalurgia, en la fabricación de máquinas etc. Minerales del cobre (Cu): Calcopirita, azurita, malaquita, y cobre nativo. El cobre se emplea como conductor de la electricidad, se ha convertido en el material más utilizado para fabricar cables eléctricos y otros componentes eléctricos y electrónicos; en la fabricación de calderas, cañerías y monedas; y en recubrimiento de exteriores. Minerales del plomo (Pb): Galena. El plomo se emplea para fabricar cañerías, para producir pigmentos, para en la industria del vidrio, en la fabricación de baterías y se emplea como protector contra radiaciones en medicina. Minerales del zinc (Zn): Blenda. El zinc se emplea para proteger techos y puertas exteriores, y para proteger el hierro (galvanizado) de la corrosión. Mineral de estaño (Sn): Casiterita. El estaño se emplea para proteger el hierro (hojalata). Mineral de mercurio (Hg): Cinabrio. El mercurio se emplea para la fabri-cación de termómetros y barómetros. Mineral de azufre (S): Pirita y azufre nativo. La pirita, dada su alto porcentaje en azufre, no sirve para obtener hierro sino para fabricar ácido sulfúrico. Mineral de oro (Au): Oro nativo. El oro es uno de los metales tradicionalmente empleados para acuñar monedas; se utiliza en la joyería, la industria y la electrónica Minerales de la plata (Ag): Argentita y plata nativa. La plata se emplea en joyería, para hacer monedas y en fotografía. Mineral del platino (Pt): Platino nativo. El platino se utiliza Joyería, Catalizadores para vehículos, Eléctrica y electrónica, Química, Vidrio, Baterías de combustible El titanio. Metal ligero pero muy duro y resistente. Se emplea en la industria aeroespacial, arquitectura y en prótesis médicas. El magnesio. Reacciona violentamente con el oxígeno En combinación con otros metales se obtienen aleaciones muy ligeras que se utilizan en la industria aeronáutica y automovilística NIQUEL. El níquel se usa como un revestimiento decorativo y protector para metales, particularmente hierro, aluminio y acero, que son susceptibles a la corrosión. La lámina de níquel es depositada por electrólisis en una solución de níquel.
MINERALES NO METALES: Los minerales no metales varían mucho en su apariencia no son lustrosos y por lo general son malos conductores del calor y la electricidad. Sus puntos de fusión son más bajos que los de los metálicos, son sólidos que pueden ser duros como el diamante o blandos como el azufre. Suelen ser más frágiles que los metálicos. CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS NO METALES
A temperatura ambiente los encontramos en los tres estados de agregación: sólidos (como el azufre y el carbono), líquidos (únicamente el bromo) y gaseosos (como el oxígeno y el hidrógeno). No poseen brillo metálico, a excepción del yodo. No son dúctiles ni maleables. No son buenos conductores del calor ni la electricidad (a excepción del grafito). Su densidad generalmente es baja comparada con la de los metales.
CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS NO METALES
Poseen moléculas formadas por dos o más átomos. Sus átomos tienen en la última capa 4, 5, 6 y 7 electrones. Al ionizarse adquieren carga eléctrica negativa. Al combinarse con el oxígeno forman óxidos no metálicos o anhídridos.
USOS DE LOS MINERALES NO METÁLICOS: Se usan como fundentes, aislantes, en la elaboración de objetos ornamentales, para las industrias de la construcción, minería, farmacéutica, computo, eléctrica electrónica, automotriz, etc. Los usos que se le dan a los minerales no metálicos es muy variado y extenso, por lo cual mencionare los más comunes:
Calcita: se usa para hacer morteros, grava, cementos, arena, piezas ornamentales, abonos acero y vidrio principalmente. Granate: Las aplicaciones del granate están relacionadas con sus propiedades: dureza y densidad relativamente altas, resistencia química, y no toxicidad, que permiten que tenga cinco campos principales de aplicación: abrasivo para eliminación de óxidos sobre superficies metálicas (decapar), revestimientos abrasivos, filtrado de aguas, corte por chorro de agua y pulido. Asbesto: Se utiliza en la elaboración de tejidos incombustibles, cierre de junturas (especialmente en las estufas de coque), placas de Asbesto, aislantes de termotecnia y electrotecnia, en la fabricación de frenos y embragues para
automóviles,
vestidos
y
guantes
a
prueba
de
fuegos,
etc.
Diamante: principalmente su uso es ornamental, también se usa como abrasivo y en la óptica tiene múltiples aplicaciones. Albita: Cerámicas, refractarios y vidrios. Piedra semipreciosa y ornamental. Mineral de interés científico y coleccionista. Yeso: Material de construcción, fertilizante, fundente. Obtención de ácido sulfúrico. En Enología se usa para el encalado o enyesado de vinos (corrección de la acidez). El alabastro se emplea en escultura y en ornamentación Cuarzo: Mena de silicio. El cuarzo y el silicio son importantes en diversas industrias químicas. Las arenas de cuarzo se usan en la fabricación de vidrios, cerámicas, refractarios, pigmentos, absorbentes, filtrantes, decolorantes, tierras de moldeo, materiales de construcción, etc. En Metalurgia, son importantes los ferro silicios. La sílice se usa como fundente en numerosos procesos. En Microelectrónica, las aplicaciones del cuarzo derivan de su piezoelectricidad (filtros piezoeléctricos para la separación de fracciones del espectro de frecuencias y osciladores para la obtención de frecuencias sencillas). Se utilizan cristales de cuarzo sintéticos para relojes, microprocesadores, filtros de frecuencias y osciladores. En Gemología se usan muchas de las variedades desde tiempos remotos. SALES. La sal proporciona nuevos iones de sodio a las resinas para que sean reutilizables indefinidamente, el cloro como hipoclorito de sodio se emplea como desinfectante de agua. ARENAS. compuesta fundamentalmente por sílice se utilizan en morteros, mezclas de hormigón, fabricación de vidrio y para fracturación hidráulica se aplican en la industria de la construcción, tales como para elaborar revoques finos de calidad y microhornos comerciales. MARMOL. usadas en revestimientos desde la antigüedad. Se trata de una roca caliza metamórfica, de grano muy fino, gran densidad, y dureza. Con el que se pueden obtener acabados de gran belleza gracias a su veteado y a la facilidad con la que puede ser pulido hasta lograr un aspecto brillante. Cal: formada por calcio y oxígeno. Usado desde la antigüedad en la construcción de viviendas, e incluso en el pintado de las mismas. Caliza: roca formada básicamente por un compuesto de calcio, encontrado comúnmente en la naturaleza como depósito de petróleos. Usado para la
fabricación de cemento. Granito: formada por cuarzo, feldespato y mica, es el principal tipo de roca en la corteza terrestre. Usado en la construcción de viviendas y de edificios públicos debido a su durabilidad. Se usa en la agricultura como fertilizante debido a que su composición química es rica en calcio y azufre.
Arcilla: conocida desde tiempos antiguos, fue usada en la fabricación de cerámica debido a su gran docilidad así como para la construcción. En tiempos modernos ha sido usada para la fabricación de ladrillo, porcelana y loza, así como en procesos industriales como el de fabricación de cemento y papel. Azufre: usado en las más diversas industrias, como por ejemplo para la fabricación de baterías de auto, pólvora, como fertilizante en la agricultura y como fungicida, en la platería para la oxidación de la plata, en la producción de caucho, en la industria vinícola, entre otras. Baritina: es un mineral del tipo de los sulfatos y se encuentra comúnmente con los minerales metálicos. Es empleada como tinte, en la fabricación de agua oxigenada, para la preparación de lodos usados en la extracción de petróleo y gas natural, en la fabricación de lacas sintéticas y vidrio. Bentonita: tipo de arcilla usada en las construcciones para el mantenimiento de tierras y como material de sellado, para la elaboración de lubricantes, en la elaboración de lodos para la extracción de los hidrocarburos, entre otros. Carbón Antracita: variante del carbón mineral, es usado como combustible en las más diversas industrias: generación de energía eléctrica, fundiciones, cementera, e incluso para uso doméstico. Mica: se encuentra en la naturaleza junto a minerales como el cuarzo. Gracias a su resistencia al calor, así como por su elasticidad, es usado como aislante eléctrico y térmico para la protección de máquinas. Sal Común: o más conocida como sal de mesa. Se encuentra en las salineras y está compuesta por sodio y cloro, usada ampliamente en la cocina universalmente para condimentar y conservar alimentos. Talco: de color blanco o azul, es usado en diversas industrias entre ellas para la fabricación de papel, en la industria cosmética para prevenir la irritación de la piel, e incluso como parte de algunos plásticos, la producción de azulejos constituye el principal uso del talco en la industria cerámica. El talco es usado en azulejos de cuerpo blanco los cuales pueden ser esmaltados o no. Estos materiales son normalmente de bajo valor y gran volumen, por lo cual su explotación se realiza siempre cerca o en la fuente de producción. Solo en casos especiales adquieren gran mejora, ya que dependen de las necesidades de la región geográfica y, económicamente, no necesitan gran transporte.
En resumen se podría decir que los Minerales no metálicos tienen aplicaciones como: Minerales para fertilizantes y aplicaciones químicas: Cloruro de sodio, nitrato, azufre. Materiales para la construcción y edificación: Cemento, grava, arena, yeso, amianto. Roca triturada. Combustibles fósiles: Petróleo, carbón, gas natural y lutitas.
Bibliografía: * Por C. KLEIN, The University of México y C.S. HURLBURT, Harvard University, EE.UU. Editorial Reverté 362 páginas Idioma: Español ISBN: 8429146067 ISBN-13: 9788429146066 4 edición (07/2002) * http://www.portalciencia.net/geolo.html * http://greco.fmc.cie.uva.es/explorador_mine.asp
