Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
4 - M i n e r a i s 19 M I N E R A I S MINERAL : É um elemento ou um composto químico, via de regra resultante de processos inorgânicos, com uma composição química geralmente definida e encontrado naturalmente na crosta terrestre. Exemplos : Au = Ouro - NaCl = Halita (sal de cozinha) - CuFeS2 = Calcopirita MINERAL : - é um elemento ou um composto químico: Composto por um ou vários elementos químicos. (E.: Au – Ouro; NaCl – Halita; CuFeS2 – Calcopirita, etc..) - via de regra resultante de processos inorgânicos: Não ter participação de matéria orgânica. - com uma composição química geralmente definida: Pode ser expresso por uma fórmula química (SiO2 = Quartzo; CaCO3 = Calcita, etc.) - encontrado naturalmente na crosta terrestre: Exclui as substâncias geradas em laboratório ou por ação do homem. CRISTAL : É uma partícula mineral limitada por faces planas definidas. De acordo com as formas que apresenta um mineral pode ser classificado como: Euédrico : faces planas bem definidas ( cristal ) Subédrico : algumas faces planas definidas Anédricos : Nenhuma face definida Minerais Euédricos Subédricos e Anédricos 4 - M i n e r a i s 20 MINERALÓIDES : Qualquer sólido ou líquido que ocorre naturalmente na natureza, e que não possui arranjo sistemático dos átomos que o constitui. São portanto substâncias não- cristalinas, ou seja amorfas. Vidro vulcânico, âmbar, carvão e betume são exemplos de mineralóides. Num sentido amplo, estes compostos pertencem ao Reino Mineral e como tais, estão incluídos entre o que se conhece como “Recursos Minerais” da crosta terrestre. Âmbar (resina fóssil de pinheiro, formado a 50 milhões de anos) MINERALOGIA : É a ciência que estuda as propriedades, composição química, modo de ocorrência e gênese dos minerais. Quando os minerais se formam apresentam propriedades características que os identificam. Propriedades Físicas Estrutura - Clivagem - Dureza - Densidade - Traço - Tenacidade - Flexibilidade Propriedades Ópticas Brilho - Cor - Microscopia Propriedades Químicas Polimorfismo - Isomorfismo 4 - M i n e r a i s 21 PROPRIEDADES FÍSICAS DOS MINERAIS Estrutura : Está relacionada ao arranjo dos átomos que forma o mineral. Caracterizam um Estado Cristalino, que é o agrupamento dos átomos segundo sistemas fixos e constantes. Cada mineral apresenta uma rede cristalina própria. A forma do cristal também é função da estrutura cristalina. Os minerais apresentam-se agrupados em 7 sistemas cristalinos: CÚBICO, TETRAGONAL, TRIGONAL, HEXAGONAL, RÔMBICO, MONOCLÍNICO e TRICLÍNICO. (Fonte: PEDRAS PRECIOSAS e Outros Minerais – BROCARDO, G.) 4 - M i n e r a i s 22 Estrutura do Cloreto de Sódio (NaCl) – Halita (Fonte: Geologia Geral - LEINZ, V. & AMARAL, S.E – seg.GILLULY et. al.) Estrutura Cristalina do diamante e da grafita. Embora possuam a mesma composição química, as suas propriedades são diferentes, em função de suas estruturas, o diamante é mais compacto, portanto mais coesão e maior dureza que na grafita. (Fonte: Geologia Geral - LEINZ, V. & AMARAL, S.E. – seg. GILLULY et. al.) 4 - M i n e r a i s 23 Sistemas Cristalinos Cúbico (Pirita) Tetragonal (Idiocrásio) Hexagonal (Berilo) Trigonal (Siderita) Ortorrômbico (Barita) Monoclínico (Gipsita) Triclínico (Axinita) Fonte: Aventura Visual – Rochas & Minerais Clivagem : É a propriedade que tem alguns minerais de dividirem-se em planos paralelos. De acordo com a facilidade de realização e a facilidade de visualização do paralelismo das partes, a clivagem pode ser classificada em Excelente, Perfeita ou Indistinta. A clivagem ocorre porque existem planos de forças de ligações diferentes. 4 - M i n e r a i s 24 Fratura : Ocorre em minerais sem clivagem. É a quebra de um mineral segundo uma superfície não coincidente com um possível plano de clivagem. Pode ser classificada em Conchoidal, Terrosa, etc. Direções de clivagem. A) uma única direção (ocorre nas micas). B) duas direções de clivagem (feldspatos). C) três planos de clivagem (galena). D) três direções de clivagem (calcita). E) quatro direções de clivagem (diamante e fluorita). (Fonte: Geologia Geral - POPP, José Henrique) 4 - M i n e r a i s 25 -geo.ineti.pt/.../imagens/figura13.gif Dureza : É a resistência que um mineral oferece a penetração de uma ponta aguda que tenta risca-lo. A dureza é uma propriedade relativa, para a determinação da dureza dos diferentes minerais se utiliza a Escala de Dureza Relativa de Mohs. Escala de Dureza Relativa de Mohs Dureza Mineral Composição Química Observações 1 Talco Mg3Si4O10(OH)2 São riscados pela unha 2 Gipsita CaSO4.2H2O 3 Calcita CaCO3 São riscados pelo aço e pelo vidro 4 Fluorita CaF2 5 Apatita Ca5(PO4)3(OH,F,Cl) 6 Ortoclásio KalSi3O8 Riscam o vidro 7 Quartzo SiO2 8 Topázio Al2SiO4(OH,F)2 Cortam o vidro 9 Coríndom Al2O3 10 Diamante C Minerais de mesma dureza riscam-se mutuamente Linhas finas mostram os planos de clivagem Cristais menores crescendo com cristais maiores Clivagem no mineral Barita Clivagem Fractura 4 - M i n e r a i s 26 (Fonte : Rochas & Minerais – Série Aventura Visual) Densidade (Peso Específico) : É o número que indica quantas vezes o volume de um mineral é mais pesado que o mesmo volume de água destilada à 4ºC. A maioria dos minerais formadores das rochas apresentam uma densidade de 2,5 a 4,0 e os minerais de minérios uma densidade de 4,0 a 7,5. Traço : É a propriedade que tem o mineral de deixar um risco de pó quando friccionado contra uma superfície plana não polida de porcelana branca. O mineral deve ter uma dureza inferior a da porcelana, os de dureza superior causam um sulco na porcelana. O traço nem sempre apresenta a mesma cor do mineral. Exemplos: Hematita = cinza escuro, o traço é vermelho sangue em função do Ferro. Calcopirita = amarelo latão, o traço e verde azulado, em função do Cobre. Tenacidade : É a resistência que o mineral oferece ao choque de um martelo ou ao corte de uma lâmina de aço. Quebradiços ou Friáveis : são reduzidos a pó. Ex.: Calcita Sécteis : São cortados por uma lâmina de aço. Ex.: Gipsita Maleáveis : São reduzidos a lâminas pelo martelo. Ex.: Ouro 4 - M i n e r a i s 27 Flexibilidade : Está relacionada a deformações sofridas pelos minerais, quando estes são submetidos a esforços. Elásticas : A deformação é interrompida quando o esforço for retirado. Plásticas : A deformação permanece após a retirada do esforço. PROPRIEDADES ÓPTICAS DOS MINERAIS Brilho : É a capacidade de reflexão da luz incidente. O brilho pode ser de dois tipos. Brilho Metálico : ocorre em minerais não transparentes, opacos. Ex.: Galena. Hematita, etc. Brilho Não-Metálico : ocorre em minerais transparentes e translúcidos. Ex.: Quartzo, Diamante, etc. Cor : Depende da absorção seletiva da luz, restando uma fração transmitida e outra fração refletida. A cor do mineraldeve ser observada em fratura fresca, pois em geral sua superfície exposta ao ar se transforma, alterando-se. Dentre os minerais de brilho não-metálico, que são aqueles que poderão apresentar modificação na cor, distinguem-se: Minerais Idiocromáticos : são aqueles que apresentam cor própria constante, que depende da composição química. Ex.: Enxofre (amarelo). Enxofre Nativo - S 4 - M i n e r a i s 28 Minerais Alocromáticos : são aqueles que apresentam cores variáveis, que dependem da composição química ou da presença de impurezas. Ex.: Quartzo, Diamante. Quartzo Citrino (Amarelo) Quartzo esfumaçado com rutilo Quartzo Ametista (Violeta) DECOMPOSIÇÃO DA LUZ Quando um corpo transparente é limitado por duas superfícies planas não paralelas, ele constitui um Prisma Óptico. No prisma óptico o feixe que sai não é paralelo ao que entra. Neste caso, ocorre Decomposição da Luz. Se o feixe luminoso que incide no prisma é de luz branca, esta é decomposta nas sete cores fundamentais do arco-íris: Vermelho, Laranja, Amarelo, Verde, Azul, Anil e Violeta. Se nós fizermos essas sete cores incidindo em um outro prisma óptico, invertido em relação ao primeiro. Ocorre, portanto, Composição da Luz Branca. http://www.teleco.com.br/imagens/tutfo_tab2.GIF Hertz Metros 1022 10-14 Raios Cósmicos 1021 1020 10-12 Raios Gama 1018 10-10 Raios X 1016 10-8 Luz Ultravioleta 1015 Luz Visível 1014 10-6 Luz Visível 1012 10-4 Luz Infravermelha 1010 10-2 Radar, Microondas 109 10 8 10 0 FM e TV 107 Ondas Curtas 106 102 AM 4 - M i n e r a i s 29 Microscopia : As propriedades dos minerais são observadas com o auxílio de um microscópio petrográfico. PROPRIEDADES QUÍMICAS DOS MINERAIS Os minerais podem estar constituídos por apenas um elemento químico, como o caso, do Ouro (Au), Prata (Ag), etc., ou por vários elementos químicos, passando a ser compostos químicos, podendo ser expressos na sua fórmula química, como o caso da, Pirita (FeS2), Quartzo (SiO2), etc. Existem certas relações entre a forma cristalina e a composição química, estas relações geram fenômenos que são denominados de Polimorfismo e Isomorfismo. 4 - M i n e r a i s 30 Polimorfismo : Fenômeno que ocorre quando diferentes minerais possuem a mesma composição química, mas formas cristalinas diferentes. Diamante (forma Cúbica) Grafita (forma Hexagonal) Calcita (forma Trigonal) Aragonita (forma Rômbica) Diferenças entre o Diamante e a Grafita Propriedades Diamante Grafita Sistema Cristalino Clivagem Fratura Dureza Cor Traço Peso Específico Propriedade Especial Cúbico (mais compacto) Octaédrica perfeita Conchoidal 10 Incolor, colorido ou opaco Branco 3,50 Melhor amigo das mulheres Hexagonal (menos compacto) Basal perfeita Ausente 1-2 Preta Preto 2,2 Suja as mãos em preto Coordenação do Diamante Coordenação da Grafita CaCO3 Carbono ( C ) 4 - M i n e r a i s 31 Isomorfismo : Fenômeno que ocorre quando vários minerais possuem uma composição química diferente porém análoga (semelhante), cristalizando todavia na mesma ou similar forma. Um exemplo ocorre com os Plagioclásios. Plagioclásio é um grupo de feldspatos ricos em Ca e Na. Anortita (CaO.Al2O3.2SiO2) Bitownita Labradorita Andesina Oligoclásio Albita (Na2O.Al2O3.6SiO2) Plagioclásios (Ab100An0-Ab0An100) Nome % NaAlSi3O8 % CaAl2Si2O8 Albita 100 – 90 0 - 10 Oligoclásio 90 – 70 10 – 30 Andesina 70 – 50 30 – 50 Labradorita 50 – 30 50 – 70 Bitownita 30 – 10 70 – 90 Anortita 10 - 0 90 – 100 PRINCIPAIS MINERAIS Os grupos de minerais mais freqüentes constituintes das rochas são: Feldspatos = 60 % Anfibólios e Piroxênios = 17 % Quartzo = 12 % Micas = 04 % Os 7 % restantes são completados por outros minerais, tais como: Hematita, Pirita, Galena, Esfalerita, Calcita, Dolomita, Caolim, Clorita, Talco, Fluorita, Ilmenita, Gipsita, Magnetita, Calcopirita, etc.. Como os minerais são formados por elementos químicos apresentam cores diferentes em função dos elementos químicos presentes, podendo ser chamados de: Ex.: Plagioclásios (Ca, Na) 4 - M i n e r a i s 32 Minerais Máficos ou Fêmicos: São os minerais que possuem cores escuras devido ao Ferro, Magnésio, Titânio, Manganês, etc. Ex. Hematita, Olivina, Piroxênios (Hiperstênio), Anfibólios (Actinolita), Biotita, Magnetita, Estaurolita, Galena, etc. Olivina Magnetita Minerais Félsicos ou Siálicos: São os minerais claros, incolores ou brancos, compostos à base de sílica e/ou alumina. Ex. Quartzo, Feldspatos, Diamante, Calcita, Halita, etc. Quartzo Leitoso Feldspato (Microclinio) 4 - M i n e r a i s 33 MINERAL X MINERAL-MINÉRIO Minério: Mineral(is) de interesse econômico ou, ainda, rocha contendo mineral(is) de interesse econômico suscetível(is) de ser extraído(s) e processado economicamente. O minério em bruto, normalmente, é constituído por uma mistura do mineral desejado (útil) e de minerais não desejados, os quais são designados por ganga. Minério - quando se pode extrair, em condições econômicas vantajosas, um ou mais metais. Ex.: hematita (minério de ferro), malaquita (minério de cobre), etc. Um minério é um mineral que contém um metal na sua composição química. Geralmente, é usado no contexto de um mineral que é economicamente viável para a mineração de seu componente metálico. Os corpos de minério são formados por uma variedade de processos geológicos. Mineral de Minério (Mineral-Minério): Mineral de interesse econômico que compõe o minério per se ou associado a outros minerais de interesse econômico. Mineral de Ganga: Minerais presentes nas jazidas juntos com os minerais de minério que devido a aspectos econômicos, tecnológicos ou composicionais, não são utilizados, e incorporam-se ao rejeito. Galena Gipsita Esfalerita(Blenda) (Minério de Chumbo – PbS) (Gesso – CaSO4.2H2O) (Minério de Zinco – ZnS) 4 - M i n e r a i s 34 Pirita (Minério de Enxofre – FeS2) lmenita (Minério de Titânio – FeTiO3) Cassiteria (Minério de Estanho – SnO2) Cinábrio (Minério de Mercúrio – HgS) UTILIZAÇÃO ECONÔMICA DOS MINERAIS Os minerais são extremamente importantes, do ponto de vista econômico, porque todos os materiais inorgânicos do comércio ou são minerais, ou substâncias derivadas deles. O uso dos minerais estão agrupados sob as seguintes classificações: 1 – Minerais de interesse gemológico 2 – Minerais ornamentais 3 – Abrasivos 4 – Fluxos 5 – Refratários 6 – Cerâmica, Vidro, Esmalte 7 – Fertilizantes 8 – Aparelhos Ópticos e Científicos 9 – Minérios de Metais 4 - M i n e r a i s 35 Minerais de Interesse Gemológico As propriedadesfísicas dos minerais, que os tornam valiosos como pedras preciosas são, a cor, o brilho, e a dureza. O valor pode ser atribuído a uma só destas propriedades. Ex.: Diamante, Coríndon (Rubi (vermelho) – Safira (azul)), Berilo (Esmeralda (verde) – Água-marinha (azul-verde)), Turmalina, Topázio, Quartzo (Incolor, Ametista, Citrino, etc.) Minerais Ornamentais Usa-se para fins ornamentais. Ex.: Calcita, Jade, Gipsita. Abrasivos Utilizados, devido a sua dureza, como abrasivo, para cortar, serrar, moer ou para fazer lixas. Ex.: Diamante, Coríndon, Opala, Quartzo, Granada. Fluxos São minerais utilizados em operação de fusão para tornar a escória mais fluida. Ex.: Calcita, Fluorita, Quartzo. Refratários Minerais que resistem a altas temperaturas, para revestimento de fornos, para fins de isolamento térmico e elétrico. Ex.: Magnesita, Dolomita, Cromita, Zircão, Talco, Mica. Cerâmica, Vidro, Esmalte Fabricação de tijolos, telhas, porcelana, vidro e revestimento de esmalte. Ex.: Quartzo, Feldspato, Nefelina, Fluorita. Fertilizantes Muitos elementos são necessários para o crescimento das plantas, mas os essenciais são: o fósforo, o potássio e o nitrogênio. Estes elementos são encontrados em certos minerais. 4 - M i n e r a i s 36 Ex.: Apatita (fósforo), Silvita (potássio), Nitro de Sódio (Salitre do Chile) (nitrogênio). Aparelhos Ópticos e Científicos Utilizados na fabricação de lentes, prismas, acessórios de microscópios, manômetros para pressão. Ex.: Quartzo, Fluorita, Gipsita, Mica, Turmalina Minérios de Metais Utilizados como matéria prima para a retirada dos metais. Ex.: Bauxita - Alumínio Estibnita - Antimônio Galena - Chumbo Cobaltina - Cobalto Calcopirita - Cobre Cassiterita - Estanho Hematita - Ferro Magnesita - Magnésio Pirolusita - Manganês Cinábrio - Mercúrio Ilmenita - Titânio Wolframita - Tungstênio Uraninita - Urânio Esfalerita - Zinco 4 - M i n e r a i s 37 UTILIZAÇÃO INDUSTRIAL DE ALGUNS MINERAIS Hematita (Fe2O3) = Forma os principais depósitos ferríferos brasileiros. Magnetita (Fe3O4) = Minério de Ferro. Pirita (FeS2) = Matéria-prima para a fabricação do Ácido Sulfúrico (H2SO4). Galena (PbS) = Mais importante minério de chumbo. Esfalerita (Blenda) (ZnS) = Mais importante minério de zinco. Calcita (CaCO3) = Mineral formador de calcários e mármores. Calcopirita (CuFeS2) = Principal minério de cobre. Fluorita (CaF2) = Utilizada na fabricação do Ácido Fluorídrico (HF). Ilmenita (FeTiO3) = Maior fonte de Titânio. Gipsita (CaSO4.2H2O) = Utilizada na fabricação do gesso e no cimento. Caolim (Argila) = Utilizado na indústria cerâmica (porcelana). Diamante (C) = Gemológico , indústria de abrasivo. Quartzo (SiO2) = Lentes e prismas de instrumentos ópticos. Muscovita ( KAl2(Al,Si3O10(OH)2 ) = Isolante térmico e elétrico. Talco ( Mg3Si4O10(OH)2 ) = Inseticidas, indústria cerâmica, papel e borracha, Zircão (ZrSiO4) = Refratário (ZrO2), indústria nuclear. Magnesita (MgCO3) = Indústria química, indústria de refratários. Cinábrio (HgS) = Venenoso minério de mercúrio. Nicolita (NiAs) = Minério de Níquel. Molibdenita (MoS2) = Minério de Molibdênio. Ouro Nativo (Au) = Minério de Ouro. 4 - M i n e r a i s 38 IMPORTÂNCIA DOS MINERAIS Atualmente os minerais e as rochas têm uma grande importância econômica. Como podemos, por exemplo, verificar que, se considerarmos uma residência cerca de aproximadamente 90 % ou mais, dos materiais utilizados na sua construção, são produtos derivados de minerais ou rochas. Basicamente, apenas os materiais derivados da madeira, não são obtidos a partir de minerais ou rochas. ELEMENTO SUBSTÂNCIA MINERAL 1 – Tijolos e Telha Areia, Argila 2 – Calha Zinco, Alumínio 3 – Laje Areia, Calcário (cimento), Ferro, Granito (brita) 4 – Caixa d’água Petróleo (PVC) - Amianto 5 – Fiação Cobre, Petróleo (plástico) 6 – Canos e Torneiras Ferro, Chumbo, Cobre, Petróleo (plástico) 7 – Vidros Quartzo 8 – Esquadrias Bauxita (Alumínio) 9 – Piso Granito, Mármore 10 – Impermeabilização Xisto Betuminoso (betume) 11 – Pintura Pigmentos de Titânio 12 – Pia Mármore, Níquel/Cromo/Ferro (aço inox) 13 – Louça Sanitária Argila, Caulim 14 – Botijão de Gás Gás Natural, Ferro 15 – Lâmpada Tungstênio (filamento), Quartzo (vidro) 4 - M i n e r a i s 39 UNIDADES DE MEDIDAS A unidade básica de medida das gemas é o “kilate” (quilate ou carat). É definido como 1/5 do grama e não deve ser confundido com o termo “kilate” utilizado para a definição da pureza do ouro. Em 1907, o Comitê Internacional de Pesos e Medidas definiu o “kilate” como 0,20 gramas. Tendo em vista o avanço do comércio de pedras pequenas, menores que um kilate, foi necessário subdividi-lo em 100 “pontos”. De maneira geral, uma gema é comercializada em “kilate” quando lapidada e em gramas ou até em quilogramas, quando em estado bruto. Quando é usado para pedras preciosas, como o diamante, um Quilate representa um peso igual a duzentos miligramas. Aplicado ao ouro, entretanto, o quilate é uma medida de pureza do metal, e não de peso. Um quilate de ouro é o total de seu peso dividido por 24. A pureza do ouro é expressa pelo número de partes de ouro que compõem a barra, pepita ou jóia. O ouro de um objeto com dezesseis partes de ouro e oito de outro metal é de dezesseis quilates. O ouro puro tem 24 quilates.
Compartilhar