Mineralogía: Propiedades, Clasificación y Procesos de Extracción de Minerales

Mineralogía: Ciencia de los Minerales

La mineralogía es la ciencia que estudia las propiedades físicas y químicas de los minerales.

Clasificación de los Minerales

• Minerales Primarios: Corresponden a depósitos originales. Ejemplo: Pirita (FeS₂), que se asemeja al oro por su color y brillo.
• Minerales Secundarios: Formados a partir de reacciones químicas que sufren los minerales primarios. Ejemplo: Anglesita (PbSO₄), mineral secundario que se forma de la galena (PbS), mineral primario.

Tipos de Sólidos

• Sólidos Cristalinos: Partículas ordenadas y regulares en las 3 dimensiones del espacio, según una forma geométrica definida.
• Sólidos Amorfos: Partículas no ordenadas geométricamente, estructura parecida a los líquidos, sin forma definida.

"Los minerales son sólidos cristalinos, es decir, sus partículas se disponen en el espacio según una estructura precisa, ordenada y periódica".

La mayor parte de los materiales sólidos en la tierra son cristales, como el cuarzo (SiO₂). Las excepciones son los sólidos amorfos, como las piedras volcánicas. Los cristales están constituidos por una celda unidad que se repite indefinidamente en las 3 dimensiones del espacio.

Clasificación Química de los Minerales

• Elementos Nativos: Diamante (C), oro (Au), plata (Ag).
• Sulfuros: Pirita (FeS₂); calcopirita (CuFeS₂); galena (PbS).
• Haluros: Halita (NaCl); fluorita (CaF₂).
• Óxidos e Hidróxidos: Corindón (Al₂O₃); limonita (FeO(OH)).
• Carbonatos: Calcita (CaCO₃); dolomita (CaMg(CO₃)₂).
• Sulfatos, wolframatos, molibdatos y cromatos: Yeso (CaSO₄·2H₂O); wolframita (FeMn(WO₄)); crocoíta (PbCrO₄).
• Fosfatos, arseniatos y vanadatos: Turquesa (CuAl₆(OH)₈(PO₄)₄·5H₂O).
• Silicatos: Cuarzo (SiO₂); ópalo (SiO₂·nH₂O); talco (Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂).

Sistemas Cristalinos

Pirita (cúbico), casiterita (tetragonal), siderita (trigonal), berilo (hexagonal), azufre (rómbico), yeso (monoclínico), axinita (triclínico).

Escala de Dureza de Mohs

• Muy blandos: talco, yeso.
• Blandos: calcita, fluorita, apatito.
• Duros: cuarzo, corindón, ortosa, topacio.
• Muy duros: diamante.

Procesos de Extracción y Refinación de Minerales

Molienda

El mineral es chancado, triturado y molido con el fin de reducir su tamaño, obteniendo partículas de 20 a 25 mm de diámetro.

Lixiviación

El mineral molido, acumulado en bateas, es tratado con una solución acuosa de ácido sulfúrico, obteniendo una solución de sulfato de cobre de una concentración de hasta 9 g/L.

Extracción por Solventes

La solución concentrada de cobre se somete a la acción de solventes orgánicos que capturan los iones y eliminan las impurezas. Alcanza una concentración de 45 g/L.

Electroobtención

Se somete la solución de sulfato de cobre a una electrólisis, obteniendo en el proceso un cátodo que contiene cobre de un 99,98% de pureza.

Flotación

Se mezcla con sustancias espumosas que producen burbujas de aire que atrapan las partículas de cobre y las llevan a la superficie para separarlas de las impurezas.

Filtración y Secado

Se retira el agua y se seca para dejar menos del 5% de agua.

Fundición

Se somete a altas temperaturas para refinarlo. Se obtiene cobre blíster con 99,5% de pureza.

Refinación a Fuego

El cobre blíster se lleva a hornos para eliminar el porcentaje de oxígeno. Se obtiene cobre RAF con un 99,9% de pureza.