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GRUPO SULFUROS, SIMPLES Y COMPUESTOS
MINERALOGIA DESCRIPTIVA
INTRODUCCION
Los sulfuros constituyen una importante clase de minerales que comprenden la mayoría de las menas minerales; con ellos se clasifican también los seleniuros, teluros, arseniuros y antimoniuros, similares a los sulfuros. Ninguno de los muchos minerales existentes en este grupo es esencial en petrografía.
El color amarillo oscuro inequívoco no se parece a ningún otro mineral. En cuanto al olor, esto ocurre cuando el agua se mezcla con el sulfuro y una cantidad pequeña de gas del sulfuro del hidrógeno.
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Son compuestos de diversos minerales combinados con el azufre. En química, un
sulfuro es la combinación del azufre con uno o más
elementos metálicos o con un radical (con As, Sb, Se y
Te). De modo que se incluyen también ars eniuros,
antimoniuros, seleniuros y telururos, así como sulfosales
(sulfuros dobles de un metal y un metaloide).
Constituyen una clase importante de minerales ya que la
mayoría de ellos son importantes menas metálicas.
Las sulfosales son tambien minerales que contienen
azufre pero estructuralmente diferentes a los sulfuros, y
pueden considerarse en cierto modo como sulfuros dobles. Asi, una solfosal
común, mena de cobre, como la enargita (cu3AsS4) podria representarse como un
sulfuro de cobre y de arsénico (3Cu2S – As2O3).
Los sulfuros de hierro como marcasita y especialmente pirita son relevantes desde
el punto de vista del medio ambiente ya que en su reaccion con los agentes
atmosféricos, frecuentemente con participación microbiológica, se oxidan,
originándose ácido sulfúrico y soluciones férricas muy agresivas para otros
sulfuros. Esto da lugar a dos impactos medioambientales importantes, como la
generación de aguas ácidas y la contaminación por metales.
Los sulfuros simples suelen cristalizar en sistemas cúbico y hexagonal, mientras
que las sulfosales son de baja simetría (rómbico, monoclínico).
El tipo de enlace que presentan estos compuestos es sobre todo covalente,
aunque muchos de ellos poseen un marcado carácter metálico (algunos son casi
aleaciones). También existen sulfuros (los más simples) con un cierto carácter
iónico. Las leyes de la estequiometría, muchas veces, parecen no cumplirse, pero
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hay que tener en cuenta que son frecuentes las asociaciones en cadena y los
grupos complejos (sulfosales).
Ejemplo de minerales de los que forman parte los sulfuros son la pirita (bisulfito de
hierro); calcopirita (sulfuro de hierro y cobre); galena (sulfuro de plomo); blenda
(sulfuro de cinc); cinabrio (sulfuro de mercurio); antimonita (sulfuro de antimonio) y
rejalgar (sulfuro de arsénico).
Por su parte, las sulfosales son minerales compuestos de plomo, plata y cobre
combinados con azufre y algún otro mineral como el arsénico, bismuto o
antimonio. Un ejemplo de sulfosal es la pirargirita.
Piritas en pentagonododecaedros
(“piritoedrios”) y cubos
Galena bien cristalizada de Linares
(Jaén)
PROPIEDADES FISICAS
Aspecto y brillo metálico.
Densidades elevadas (hasta 9).
Algunos opacos. Algunos transmiten la luz en los bordes.
Los minerales no opacos de la clase: cinabrio, rejalgar, oropimiente,
esfalerita; tienen índices de refracción elevados y son transparentes, en
secciones muy delgadas.
Coloraciones características, (colores vivos y rayas determinantes)
Elevados índices de refracción.
Gran conductividad calorífica y eléctrica. Algunos son semiconductores.
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La dureza depende de la estructura. Los sulfuros con estructuras en cadena
y los estratificados son los más blandos (1 a 2), mientras que los covalentes
son los más duros (6 a 7).
CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS
Los sulfuros de metales pesados suelen tener un producto de solubilidad
muy bajo, por lo cual son muy insolubles. Como regla general, se puede
decir que, cuanto más noble sea un metal, más estables e insolubles serán
los sulfuros que forme.
Los sulfuros muy insolubles se podrán formar a cualquier pH, pero para que
se formen los sulfuros más solubles es necesario que el pH sea mayor.
Como los aniones son grandes, se pueden polarizar fácilmente y los
enlaces que se establecen en estos compuestos tienen un carácter
homopolar mayor que los correspondientes compuestos oxigenados.
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Debido a ello, sus propiedades son más parecidas a las de los metales y
elementos nativos.
Si se considera la serie de combinaciones de un elemento dado con S, Se y
Te, las propiedades metálicas del compuesto aumentan a medida que el
anión aumenta de número atómico. Lo mismo ocurre si se comparan los
compuestos de la serie As, Sb y Bi. Por ejemplo, la bismutinita tiene un
brillo metálico más intenso que la antimonita, mientras que el oropimente es
traslúcido y los cristales poseen brillo adamantino.
GENESIS DE LOS SULFUROS
La mayor parte de los minerales de esta clase se encuentran en yacimientos de
origen hidrotermal, tanto de alta (hipotermales), como de media (mesotermales) y
de baja temperatura (epitermales). Los elementos metálicos procedentes de focos
magmáticos, se depositan cuando bajan las presiones y las temperaturas. Estos
compuestos son transportados en disolución, hasta que al bajar más la
temperatura y aumentar la disociación del SH2, se forman los aniones sulfuro. La
presencia simultánea del sulfuro y de los cationes metálicos en disolución provoca
la precipitación de los sulfuros metálicos en el momento que se alcanza el
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producto de solubilidad. También se forman sulfuros en rocas sedimentarias y en
formaciones carboníferas (piritas, marcasitas). En estos últimos casos la
descomposición, en condiciones anaerobias, de sustancias orgánicas de origen
biológico, han favorecido la reducción de los compuestos de azufre a SH2. En
algunos casos, la formación de sulfuros está relacionada con procesos
bacterianos. En cuanto a las paragénesis, se puede decir que es muy normal,
dado el tipo de formación, que en yacimientos hidrotermales coexistan varios
sulfuros (también arseniuros y Sulfosales), como por
ejemplo pirita, galena, calcopirita, blenda, tetraedrita, etc. Estos yacimientos son
relativamente abundantes. Las gangas que suelen acompañar a estos minerales
son el cuarzo, la fluorita, la baritina y carbonatos como calcita, dolomita y ankerita.
EMPLEO
Son empleados como menas metálicas. Para la obtención de metales a partir de
los sulfuros es necesario someterlos a procesos de metalurgia extractiva. Para el
beneficio de las menas suele ser necesaria una concentración previa.
Una vez obtenido el óxido metálico se le somete a reducción (con carbón u otros
reductores) y se obtiene el metal correspondiente.
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Aunque la pirita y la marcasita son potenciales menas de hierro, no se emplean
para este fin, debido al elevado contenido en azufre que empeora la calidad
del hierro. Sin embargo, la pirita se emplea para la obtención de ácido sulfúrico.
Pirita, mena del azufre Galena, mena del plomo
Cinabrio, mena del mercurio
CLASIFICACION
Existen dos direcciones convencionales para los sulfuros:
1. Sulfuros metálicos, en los que los metales de transición coordinan con el
azufre.
2. Sulfosales, en los que los semimetales As Y Sb ocupan algunas de las
posiciones del metal.
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Esta división es algo artificial y una alternativa es distinguir entre sulfuros
simples y complejos. Los primeros incluyen la mayor parte de los sulfuros
metálicos y algunas de las Sulfosales, y los sulfuros complejos incluyen la
mayor parte de las Sulfosales convencionales y algunos de los sulfuros
metálicos.
En general las estructuras de los sulfuros simples tienen el azufre y otros
elementos no metálicos formando un empaquetado compacto y el metal
ocupando los huecos. La distinción en ellos se basa en si los huecos
tetraédricos, octaédricos o ambos están ocupados.
Una gran mayoría de las estructuras de los sulfuros complejos consiste de
grupos, bandas o capas de unidades de sulfuros simples formando un
empaquetado compacto y unidas por enlaces tipo molecular fuertemente
direccionales.
SULFUROS SIMPLES: En muchos sulfuros simples se encuentra una
coordinación tetraédrica u octaédrica regular alrededor del azufre; como la
esfalerita, calcopirita, galena, cinabrio, argentita.
Esfalerita o Blenda –ZnS
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Propiedades:
Color: Negro pardusco a ámbar Raya: Parda Brillo: Resinoso Dureza: 3,5-4 Sistema: Cubico Forma: Tetraédrico
Yacimiento: La mena más importante de zinc, está asociada con la galena, pirita, marcasita, calcopirita, calcita y dolomita. Por su yacimiento y modo de origen está íntimamente ligado con la galena. Está ampliamente distribuida, pero se encuentra especialmente en filones y depósitos de caliza de irregular situación.
Los yacimientos europeos más notables son los distritos mineros de plata y oro de Checoslovaquia y Rumania; Alston moor y otros lugares de los distritos mineros de plomo al norte de Inglaterra; en Binnenthal, Suiza; grandes depósitos de zinc en los estados unidos se encuentran en Missouri, Colorado, Montana, Wisconsin y Kansas. Es un mineral abundante en España abundan en Santander, Navarra
Empleo: El uso principal de zinc metálico, es la galvanización del hierro; Obtención del latón, aleación del cobre con el zinc; el óxido de zinc para la fabricación de pintura; el cloruro de zinc para la conservación de la madera
Etimología: Proviene del griego, que significa traidor
Calcopirita – CuFeS2
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Propiedades:
Color: Amarillo Bronce
Raya: Raya negra grisácea
Brillo: Metálico
Dureza: 3.5
Sistema: Tetragonal
Forma: Seudotetraédrico
Yacimiento:
Es el mineral de cobre más corriente y una de las fuentes más importantes de este
metal. Aparece especialmente en filones metálicos, especialmente del tipo de
temperatura alta. Está asociado con la pirita, pirrotina, blenda, galena, cuarzo,
calcita, etc.
Tenemos entre las localidades que se explota la calcopirita como principal mena de
cobre: Cornwall, Inglaterra; Falun, Suecia; África del Sur; Chile; en España la más
importante la provincia de Huelva
Empleo:
Importante mena de cobre
Etimología:
Derivado de las palabras griegas que significan latón y de pirita
Galena-- PbS
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Propiedades:
Color: Negro a gris plomizo Raya: gris plomizo Brillo: Metálico Dureza: 2 Sistema: Ortorrómbico Forma: Columnar.
Yacimiento:
La galena es un sulfuro muy corriente que se encuentra, que se encuentra en filones asociados con la blenda, pirita, marcasita, calcopirita, cerusita, anglesita, dolomita, etc. Una gran parte de producción de plomo se obtiene como producto secundario de menas beneficiadas especialmente por su contenido de plata. La galena se puede hallar también en depósitos sedimentarios y en depósitos metamórficos de contacto.
Yacimientos notables de este mineral son: Cumberlang, Inglaterra; Broken Hill, Australia; Friburg, Sajonia; Missouri, Kansas, Oklahoma, Illinois, Wisconsin en E.E.U.U.
Empleo:
Prácticamente es la única fuente de plomo y una importante mena de plata
Mena de cobalto
Etimología: Deriva del nombre latino dado originalmente a las menas de plomo.
Cinabrio - HgS
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Propiedades:
Color: Rojo Raya: Escarlata Brillo: Metálico Dureza: 2,5 Sistema: Trigonal Forma: romboédrico
Yacimiento:
Es la mena más importante del mercurio, pero se halla en cantidad apreciable solo en algunos lugares. Como impregnaciones y filones de relleno, pero cerca de rocas volcánicas y fuentes termales depositados en la superficie.
Las localidades más importantes son Almadén, España; Huancavelica, Perú; en Estados unidos están en California, New Idria, en San Benito, County Napa, Nevada, Utah, Oregón, Kansas.
Empleo:
La principal aplicación del mercurio fue en el proceso de amalgamación para recuperar el oro y la plata de otros minerales. Se utiliza en los termómetros, barómetros y otros aparatos científicos y eléctricos, en Estados unidos se utiliza el vapor de mercurio para la producción de energía y además se utiliza para usos militares.
Etimología:
Se supone que proviene de la India, donde este nombre se aplica a una resina roja.
Argentita— SAg2
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Propiedades:
Color: Negro
Raya: Negra y brillante
Brillo: Metálico
Dureza: 2
Sistema: Cubico
Forma: Octaédrica
Yacimiento:
Importante mineral primario. Se encuentra en filones asociada a la plata natural,
plata roja, polibasita, estefanita. La argentita es una mena importante de plata en las
minas de Guanajuato y en otras partes de México, Perú, Chile y Bolivia. Localidades
europeas importantes son Friburgo, en Sajonia, Joamchisthal, en bohemia;
kongsberg, en Noruega. En los Estados unidos una mena importante en Nevada , al
igual que en Colorado
Empleo:
Importante mena de plata
Etimología: Proviene del latín argentum, que significa plata.
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SULFUROS COMPLEJOS: En sulfuros más complejos, así como en
Sulfosales, pueden encontrarse poliedros de coordinación distorsionada;
como la pirita, la cobaltina, o la arsenopirita.
Arsenopirita-- FeAsS
Propiedades:
Color: Blanco plateado Raya: Negra grisácea Brillo: Metálico Dureza: 2,5 Sistema: Ortorrómbico Forma: Cristales rómbicos
Yacimiento:
La arsenopirita, contiene el 43% de arsénico, 34,3% de hierro y un 19.7% de azufre, su tenacidad es frágil. Se presenta en filones de casiterita y en filones hidrotermales. Existen importantes explotaciones en Suecia y Noruega. De su origen se puede deciar que aparece en pegmatitas; hidrotermal en yacimientos metalíferos a alta temperatura y gneises y esquistos de mica.
Las localidades más importantes son Obira(Japón), en Alemania; Tevistock, Devon (Reino Unido); Llallagua ( Bolivia); Dalgenorsk( Rusia)
Empleo:
Se aplica para la extracción de arsénico, puede ser explotable por su contenido en oro, plata, cobalto y níquel. Se asocia a pirita, oro, pirrotina, siderita, calcopirita, menas de cobre-cobalto-níquel.
Etimología: Contracción del antiguo término pirita arsenical
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Cobaltina—SAs (Co, Fe)
Propiedades:
Color: Blanco tendiendo a rojo
Raya: Negra grisácea
Brillo: Metálico
Dureza: 6-6,4
Sistema: Cúbico
Forma: Tetraédrico
Yacimiento:
La cobaltina se forma normalmente en depósitos de altas temperaturas, como
diseminaciones en rocas metamórficas, o en filones con otros minerales de cobalto
y niquel.
Yacimientos notables de este mineral son Tunaberg, Suecia y Cobalto, Ontario. El
país de mayor producción de cobalto hoy en día es el Congo Belga, donde están
asociadas las menas oxidadas de cobre y cobalto.
Empleo:
Mena de cobalto
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Pirita –FeS2
Propiedades:
Color: Amarillo metálico pálido Raya: Negra verdosa o pardusca Brillo: metálico Dureza: 6-6,5 Sistema: Cubico Forma: En cubos estriados
Yacimiento:
La pirita es el sulfuro más corriente y extendido. Se forma tanto a altas y bajas temperaturas. Aparecen como segregación magmático directa y como mineral accesorio en las rocas ígneas. También en metamorfismo de contacto y en filones. La pirita es un mineral muy común en las rocas sedimentarias ya sea de origen primario o secundario.
Se hallan grandes depósitos en Rio tinto y en otros lugares de España, También en Portugal. En los Estados Unidos los depósitos más importantes de pirita se encuentran en prince willian , Luisa y Pulaski, Virginia, donde aparecen en grandes masas lenticulares concordantes con la foliación de los esquistos, en el condado de San Lawrence, Nueva York; en diversos lugares de California, Colorado y Arizona
Empleo:
La pirita se beneficia frecuentemente por el oro o cobre asociado con ella. Principalmente se utiliza para administrar azufre para la producción del ácido sulfúrico , el gas SO2 que desprende al aplicarle calor se emplea mucho en la preparación de la pulpa de madera para la fabricación de papel
Etimología: Deriva de la palabra griega piros que significa fuego
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CONCLUSIONES
La mayor parte de los minerales sulfuros tienen como génesis a los yacimientos de
origen hidrotermal, tanto de alta (hipotermales), como de media (mesotermales) y
de baja temperatura (epitermales). Estos minerales de depositan cuando bajan las
presiones y temperaturas. Estos compuestos son transportados en disolución,
hasta que al bajar más la temperatura y aumentar la disociación del SH2, se
forman los aniones sulfuro.
En conclusión la mayoría de los compuestos de azufre son opacos, tiene un
elevado peso específico y presentan un brillo metálico característico, tienen una
particularidad de ser buenos conductores del calor y de la electricidad
En consecuencia la mayor parte de los sulfuros, arseniuros y sulfosales son
sensibles, en mayor o menor medida, a la acción de los agentes químicos de la
alteración. Los sulfuros que mejor resisten estos procesos son los más estables
frente al agua, los ácidos y los medios oxidantes, es decir los de metales más
nobles (cinabrio, esperrilita, laurita,etc.). Pero la mayor parte de los minerales de
esta clase son inestables frente a las condiciones de meteorización.
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ANEXOS
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BIBLIOGRAFIA
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- KLEIN C. (1997) Manual de mineralogía 4ta Edición. Editorial
Reverté. España, Barcelona.
- POZO M. & CARRETERO I. (2007) Mineralogía aplicada – Salud
y ambiente. Editorial Thomson. España, Madrid.
- MARTINEZ J. & MARTIN J. (1995) Sulfuros y sulfosales de
Metales Nobles. Editorial Raycar. España, Madrid.
- MARCOS C. Mineralogia tema 24 - elementos, sulfuros y
sulfosales (Pdf)