La wulfenita es un mineral de molibdato de plomo con la fórmula Pb Mo O 4 . Se puede encontrar con mayor frecuencia como cristales tabulares delgados con un color rojo anaranjado brillante a amarillo anaranjado, a veces marrón, aunque el color puede ser muy variable. En su forma amarilla, a veces se le llama "mineral de plomo amarillo".
Wulfenita | |
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General | |
Categoría | Mineral de molibdato |
Fórmula (unidad de repetición) | PbMoO 4 |
Clasificación de Strunz | 7.GA.05 |
Sistema de cristal | Tetragonal |
Clase de cristal | Dipiramidal (4 / m) Símbolo HM : (4 / m) |
Grupo espacial | Yo 4 1 / a |
Celda unitaria | a = 5,433, c = 12,110 [Å]; Z = 4 |
Identificación | |
Color | Amarillo anaranjado, amarillo, amarillo miel, naranja rojizo, raramente incoloro, gris, marrón, verde oliva e incluso negro |
Hábito de cristal | Tabular delgado a piramidal |
Hermanamiento | Gemelos en el [001] común |
Escote | En {011}, distinto; en {001}, {013}, indistinto |
Fractura | Irregular a subconcoidal |
Tenacidad | Frágil |
Escala de Mohs de dureza | 3 |
Lustre | Adamantina, resinosa |
Racha | blanco |
Diafanidad | Transparente a opaco |
Gravedad específica | 6.5-7.0 |
Propiedades ópticas | Uniaxial (-), puede ser anormalmente biaxial |
Índice de refracción | n ω = 2.405 n ε = 2.283 |
Birrefringencia | δ = 0,122 |
Pleocroísmo | Débil; naranja y amarillo |
Fluorescencia ultravioleta | Ninguno |
Otras características | Las muestras pueden ser piezoeléctricas |
Referencias | [1] [2] [3] |
Cristaliza en el sistema tetragonal , a menudo como cristales rechonchos, piramidales o tabulares. También se presenta como masas granulares terrosas. Se encuentra en muchas localidades, asociado con minerales de plomo como mineral secundario asociado con la zona oxidada de depósitos de plomo. También es un mineral secundario de molibdeno y es buscado por los recolectores.
Descubrimiento y ocurrencia
La wulfenita se describió por primera vez en 1845 para un incidente en Bad Bleiberg , Carintia , Austria . [1] Fue nombrado por Franz Xavier von Wulfen (1728-1805), un mineralogista austriaco. [2]
Ocurre como un mineral secundario en depósitos de plomo hidrotermal oxidado . Ocurre con cerusita , anglesita , smithsonita , hemimorfita , vanadinita , piromorfita , mimetita , descloizita , plattnerita y varios óxidos de hierro y manganeso. [2]
Una localidad destacada para la wulfenita es la mina Red Cloud en Arizona. Los cristales son de color rojo intenso y suelen estar muy bien formados. La localidad de Los Lamentos en México produjo cristales tabulares anaranjados muy gruesos.
Otra localidad es Mount Peca en Eslovenia. Los cristales son amarillos, a menudo con pirámides y bipirámides bien desarrolladas . En 1997, el cristal fue representado en un sello del Correo de Eslovenia . [4]
Las localidades menos conocidas de wulfenita incluyen: Sherman Tunnel, St. Peter's Dome , distritos mineros de Tincup-Tomichi-Moncarch, la mina Pride of America y la mina Bandora en Colorado . [5]
También se encuentran pequeños cristales en Bulwell y Kirkby-in-Ashfield , Inglaterra. Estos cristales se encuentran en un horizonte de galena -wulfenita-asfaltita uranífera en una piedra caliza magnesiana . La wulfenita encontrada en esta área es similar en propiedades (secuencia paragenética, bajo contenido de plata y antimonio de las galenas y ausencia de piromorfita) a las wulfenitas de los Alpes y puede tener un origen similar. [6]
Cristalografía
La wulfenita cristaliza en el sistema tetragonal y posee proporciones axiales casi iguales; como resultado, se considera cristalográficamente similar a la scheelita (CaWO 4 ). [7] [8] La wulfenita se clasifica por una simetría cristalina piramidal-hemiédrica ( tetragonal dipiramidal ) (C 4 h). Por lo tanto, la celda unitaria se forma colocando puntos en los vértices y centros de las caras de los romboides con bases cuadradas y los ejes cristalográficos coinciden en direcciones con los bordes de los romboides. Dos de estas celosías se interpenetran de manera que un punto del primero es diagonal al segundo y un cuarto de la distancia entre los dos segundos.
Existe una solución sólida extensa entre los dos miembros terminales wulfenita y estolcita (PbWO 4 ), de manera que las composiciones de tungsteno-wulfenita varían desde 90% de wulfenita y 10% de estolcita a chillagita (64% de wulfenita, 36% de estolcita) y así sucesivamente. [9] No obstante, la Comisión de Nuevos Minerales y Nombres de Minerales de la Asociación Mineralógica Internacional ha considerado que las soluciones sólidas no requieren nuevos nombres. La nomenclatura correcta del estado sólido 90:10 es wulfenita- I 4 1 / a y el estado sólido 64:36 es wulfenita- I 4. [9] La estructura del sistema wulfenita- I 4 1 / a se puede describir como un empaquetamiento estrecho de aniones tetraédricos MoO 4 2− y cationes Pb 2+ . [9] En la red, los aniones MoO 4 2− están ligeramente distorsionados, aunque las longitudes de los enlaces permanecen iguales y los oxígenos están enlazados a través de enlaces Pb-O. Cada átomo de plomo tiene una coordinación de ocho con el oxígeno y dos distancias de enlace Pb-O ligeramente diferentes. Esta estructura se parece mucho a la de la wulfenita pura. [9]
La estructura de la wulfenita- I 4 también es muy similar a la de la wulfenita- I 4 1 / a, pero tiene una distribución desigual de tungsteno y molibdeno que puede explicar el hemihedrismo observado . [9]
Se argumenta que no existe una brecha de miscibilidad en la solución sólida de wulfenita-estolzita a temperatura ambiente debido al tamaño y forma casi idénticos de los iones MoO 4 2− y WO 4 2− , sin embargo, se han hecho argumentos a favor de la existencia de un brecha de miscibilidad a temperaturas más altas. [9]
Hemihedrismo
Los cristales de wulfenita suelen ser más tabulares y más delgados que los de scheelita , sin embargo, los cristales más piramidales y prismáticos muestran un hemimorfismo distinto . [10]
Termodinámica y reactividad
La capacidad calorífica , la entropía y la entalpía de la wulfenita se determinaron teniendo en cuenta la existencia de soluciones sólidas y la inclusión de impurezas . Los valores reportados son los siguientes: Cp ° (298.15) = 119.41 ± 0.13 J / molK, S ° (298.15) = (168.33 ± 2.06) J / molK, ΔH ° = (23095 ± 50) J / mol. [11]
Cuando se fuerza a través de un tubo hacia una llama , la wulfenita se desintegra de forma audible y se fusiona fácilmente. Con la sal de fósforo, se obtienen perlas de molibdeno. Con soda sobre carbón produce un glóbulo de plomo. Cuando el mineral en polvo se evapora con HCl, se forma óxido molibdico . [10]
El molibdeno se puede extraer de la wulfenita triturando el mineral a una malla 60-80, mezclando el mineral con NaNO 3 o NaOH, calentando la mezcla a aproximadamente 700 ° C (descomponiéndose), lixiviando con agua, filtrando, recolectando los residuos insolubles que pueden incluir Fe , Al , Zn , Cu , Mn , Pb , Au y Ag , luego la solución de NaMoO 4 se agita con una solución de MgCl 2 , se filtra, CaCl 2 o FeCl 2 o cualquier otro cloruro se agrega a la solución de Mo y se calienta y se agita, se filtra y se recoge el producto deseado. El proceso completo está patentado por la Union Carbide y Carbon Corp . [12]
Síntesis
Se ha demostrado que la wulfenita se forma sintéticamente mediante la sinterización de molibdita con cerusita, así como la de molibdita con óxido de plomo. A continuación se describen ambos métodos de síntesis.
Síntesis de molibdita y cerusita:
El análisis térmico de la mezcla 1: 1 de molibdita y cerusita mostró primero los picos característicos de la cerusita. Hay un pico endotérmico agudo a 300 ° C, que ocurre durante la deshidratación de la hidrocerusita asociada con la cerusita. Un segundo pico a 350 ° C es el primer paso de la disociación de cerusita en PbO * PbCO 3 . Más tarde, a 400 ° C, un pico endotérmico medio representa el segundo paso de la disociación en óxido de plomo. Estas transiciones implican una disminución de la masa, que se produce en pasos. Primero, la deshidratación de la hidrocerusita está marcada por su pérdida de OH constitucional y luego es la liberación de dióxido de carbono durante la disociación de la cerusita. La formación de wulfenita ocurre a 520 ° C, como se observa en el pico exotérmico. La reacción entre los óxidos de plomo y el molibdeno tiene lugar a 500-600 ° C, junto con la formación de molibdato de plomo.
Los picos endotérmicos a 880 y 995 ° C quizás denotan la vaporización y fusión de óxidos de molibdeno y plomo sin reaccionar. Un pequeño pico a 1050 ° C representa la fusión del propio producto de wulfenita, mientras que un pico aún más pequeño a 680 ° C puede indicar cierta vaporización de molibdita a medida que el óxido de molibdeno se volataliza a 600-650 ° C.
Esta reacción ocurre de la siguiente manera:
350 ° C: 2PbCO 3 → PbO * PbCO 3 + CO 2
400 ° C: PbO * PbCO 3 → 2PbO + CO 2
500-520 ° C: MoO 3 + PbO → PbMoO 4 (wulfenita)
Síntesis a partir de molibdita y óxido de plomo:
El análisis térmico de molibdita y mezclas de óxido de plomo en una proporción de 1: 1 sugiere que la formación de wulfenita ocurre a 500 ° C, como puede verse por un pico exotérmico a esta temperatura. La investigación microscópica de los productos muestra que a 500 ° C, la wulfenita es el producto principal, mientras que a 950 ° C, la wulfenita es el único componente del producto, ya que los granos de molibdita y óxido de plomo se funden y se volatilizan. Un pico endotérmico pequeño a 640 ° C puede representar el inicio de la vaporización, y un pico endotérmico grande y agudo a 980 ° C indica la fusión y volatilización de los óxidos de molibdeno y plomo sin reaccionar.
Características de la wulfenita sintética:
La wulfenita sintética tendrá la siguiente composición: 61,38% de PbO y 38,6% de MoO 3 . Esta síntesis le dará muestras de wulfenita que es de color amarillo pálido en secciones delgadas y es ópticamente negativa. Cristaliza en el sistema tetragonal, en forma de cristales tabulares cuadrados y con una clara división en {011}. Los cristales también muestran transparencia y brillo adamantino. Los datos de difracción de rayos X, las dimensiones de celda calculadas, las constantes y los ángulos ópticos axiales de la wulfenita sintética son consistentes con los del mineral natural. [13]
Coloración
La wulfenita pura es incolora, pero la mayoría de las muestras muestran colores que van desde un amarillo cremoso hasta un rojo intenso y nítido. Algunas muestras incluso muestran azules, marrones y negros. La coloración amarilla y roja de las wulfenitas es causada por pequeños rastros de cromo. Otros han sugerido que si bien el plomo agrega pequeños colores, quizás el molibdato contribuya al color amarillo de la wulfenita. [14]
Estudios más recientes sugieren que aunque la fuente de una coloración fuerte es la presencia de impurezas extrínsecas, la no estequiometría en las subredes catiónicas y aniónicas también juega un papel importante en la coloración de los cristales. Tyagi y col. (2010) encontraron que una razón para la coloración en la wulfenita es la impureza extrínseca, ya que pudieron hacer crecer cristales que mostraban rojo, verde y varios tonos de amarillo simplemente cambiando la pureza de las cargas iniciales. También postularon que la presencia de Pb 3+ no es la causa de la coloración. Debido a que los cristales que crecieron en un ambiente de Ar son de color amarillo claro, sugieren que la concentración de oxígeno intersticial puede ser otra causa en la coloración de la wulfenita. Tyagi y col. tenga en cuenta, sin embargo, que el Mo está en un estado de valencia más bajo cuando está en ambiente de Ar, lo que significa que es Mo 5+ en lugar de Mo 6+ . Esto sugiere que la concentración de sitios Mo 5+ también es una causa de la coloración. [15]
Talla y col. (2013) postula que las trazas de cromo de hecho juegan un papel en la determinación de la coloración de la wulfenita. Aquí, el grupo aniónico CrO 4 2- sustituye al grupo MoO 4 2- en la posición tetraédrica. Descubrieron que tan solo 0,002 átomos por unidad de fórmula (apfu) de Cr 6+ en sustitución de Mo 6+ es suficiente para dar como resultado una muestra de color naranja. Los valores de apfu de Cr 6+ de 0,01 pudieron dar como resultado un color rojo. Talla y col. continuó enfatizando que los colores resultan de un cambio de intensidad de absorción más que de un cambio de posición espectral. [dieciséis]
Galería
Grupo de hojas de wulfenita translúcidas de color caramelo de la mina Glove, Arizona, EE. UU.
Una placa de cristales de wulfenita de color marrón chocolate muy afilados de 1,5 cm de borde
Wulfenita de México
Un rico revoltijo de cristales tabulares de wulfenita de color marrón rojizo llena la cavidad en la matriz de gossan similar a una geoda en este espécimen
Espécimen de wulfenita de la Mina Ojuela, Mapimi, Durango, México
Ejemplar de la Mina Ojuela, Mapimí, Durango, México
Cristales de colores intensos a 1,7 cm, de Los Lamentos Mts (Sierra de Los Lamentos), Municipio de Ahumada, Chihuahua, México
Un cristal amarillo alargado en sus lados, con una pequeña cerusita adherida al frente.
Un grupo clásico de hojas de wulfenita de color caramelo, ricamente espolvoreadas con botrioides de mimetita verde oliva
Wulfenita de la mina Jianshan, Xinjiang, China
Wulfenita de la mina Tsumeb (mina Tsumcorp), Tsumeb, región de Otjikoto (Oshikoto), Namibia
Cristales rojos de wulfenita
Ver también
- Lista de minerales con nombres de personas
- Tungsteno
- Stolzita
- Scheelita
Referencias
- ^ a b Mindat
- ^ a b c Manual de mineralogía
- ^ Datos webmineral
- ^ Gašperšič, Primož. "Rudnik svinca in cinka v Mežici" [Mina de plomo y zinc en Mežica]. En Šmid Hribar, Mateja; Torkar, Gregor; Golež, Mateja; et al. (eds.). Enciklopedija naravne in kulturne dediščine na Slovenskem - DEDI (en esloveno) . Consultado el 12 de marzo de 2012 .
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