Metal·lúrgia i siderúrgia/Mineral

Mineral

Pirita

Un mineral és un sòlid homogeni que es presenta de manera natural i que ha estat format com a resultat de la interacció de processos geològics tant de tipus físic com químic. Els minerals es caracteritzen per tenir una estructura interna molt ordenada (cristal·lina) i una composició química i unes propietats físiques determinades. El terme mineral té en compte no només la composició química del material, sinó també la seva estructura, per això una mateixa composició química es pot presentar en dos materials completament diferents, la manera com es disposen a l'espai els àtoms i molècules determinarà les seves propietats, un exemple seria el grafit i el diamant, tots dos formats exclusivament per àtoms de carboni. En canvi cal diferenciar mineral de roca.Les roques, en canvi, són agregats de minerals i/o mineraloides (amb propietats similars als minerals però sense estructura cristal·lina), i no tenen una composició química determinada. La mineralogia és la ciència que s'encarrega de l'estudi dels minerals, composició química, estructura cristal·lina, característiques físiques, gènesi, transformació i aprofitament per l'home.

Es coneixen milers de formes de minerals, des dels compostos per element químics o sals senzilles, fins als més complexos, com alguns tipus de silicats. Normalment, els compostos orgànics no es consideren minerals, to i que estrictament parlant, el petroli o el gas natural, formats per processos geològics, ho serien. El cas del mercuri, és especial, és reconegut com a mineral per l'IMA per raons històriques. Finalment, els materials creats per l'home, com per exemple els diamants artificials, no són considerats minerals tot i que tinguin les mateixes propietats.

Mineria

La mineria és l'extracció de minerals valuosos i altres materials geològics de la terra, generalment d'un jaciment. Aquestes extraccions de materials consisteixen en minerals base, metalls preciosos, ferro, urani, carbó, diamants, pedra calcària, esquists bituminosos, sal gemma i potassa. La mineria en un sentit més ampli comprèn l'extracció de qualsevol recurs no renovable (per exemple, petroli, gas natural, o fins i tot l'aigua).

Els metalls són materials que s'obtenen a partir de minerals que formen part de les roques. Per exemple, el metall ferro s'extreu de minerals de ferro, com la magnetita o la siderita.

Els minerals, que s'extreuen de les mines, es componen de dues parts:

• Mena: és la part útil del mineral, de la qual s'extreu el metall.
• Ganga: és la part no útil del mineral. Aquesta part es rebutja. La ganga ha separar-se de la MENA.

Mena

Mena d'or.

Una mena és una formació rocosa que conté una concentració suficient de minerals aptes per a la mineria. Els materials continguts a aquesta mena han de ser:

• Valuosos.
• Tenir una bona concentració, per justificar econòmicament la seva explotació.
• Extraïbles de la roca que els conté amb tècniques de processament de minerals.

Ganga

La ganga és el materials que es descarta al extreure la mena d'un jaciment de mineral, es descarta aquesta part del material per la seva falta de valor econòmic al mercat o per ser massa costos el seu aprofitament. És possible que un mineral que es consideri ganga en un jaciment sigui d'interès en un altre, o que la millora en les tècniques extractives o els usos industrials faci rendible el processament de materials anteriorment considerats ganga. La rendibilitat d'una mena depèn de la seva riquesa en el metall esperat així com de la forma que es presenti. Si la mena i la ganga es troben barrejats, i els processos físics i químics de separació i preparació són massa costosos, la mena pot no ser rendible. Tampoc ho és la mena el volum de la qual és minso, o aquella la situació de la qual impedeix una explotació accessible.

Extracció

Les mines poden ser dividides seguint diversos criteris. El més ampli té en compte si les tasques es desenvolupen per sobre o per sota de la superfície, dividint-les, respectivament, en mines a cel obert i en mines subterrànies.

Mina a cel obert

• Mina a cel obert, Les mines a cel obert, o mines a tall obert, són aquelles el procés extractiu de les quals es realitza a la superfície del terreny, i amb maquinàries mineres de gran mida. Chuquicamata és la mina a cel obert més gran del món. Altres mines són: l'amagada i Pasqua Llepi a Xile, Ernest Henry (Austràlia), Mines De Riotinto a Alumbrera (Argentina) i Mines De Tharsis (Espanya), el Cerrejón (Colòmbia, la més gran d'aquest tipus al món, amb una extensió de 69.000 hectàrees i capacitat de producció de carbó al 2007, estimada en 31.1 milions de tones mètriques). Les tasques característiques d'aquest sistema d'explotació són els: bancs, bermas, pista, talús final, talús de treball, plaça, curta, etc. L'excavació es produeix a l'aire lliure, aprofundint a la terra i originant una fondalada. Un exemple són les mines de Riu Negre (Huelva), en les quals l'extracció de pirites cupríferes va començar fa 3.000 anys i d'on en el passat es van obtenir or, plata i coure.

• Mina subterrània, La mineria subterrània o de clot desenvolupa la seva activitat per sota de la superfície a través de tasques subterrànies. En termes comparatius, la maquinària que s'usa en la mineria subterrània és molt més petita que la que s'utilitza a cel obert, a causa de les limitacions que imposa la mida de les galeries i altres tasques. Les tasques característiques d'aquest sistema d'explotació són els: túnels, cavernes, bocamina o emboquille, caserna, galeria, pou, xemeneia, etc. L'excavació es produeix mitjançant pous i galeries que s'excaven sota terra. Un exemple són les mines de Súria (Barcelona), d'on s'han extret silvina i carnalita. En les mines subterrànies poden haver riscos per a la salut, si es produeix el fenomen anomenat aire enrarit.

Refino

Refino del petroli.

La refinació és el procés de purificació d'una substància. El terme s'utilitza generalment d'un recurs natural que és gairebé en una forma utilitzable, però que és més útil en la seva forma pura. Per exemple, la majoria de tipus de petroli natural es crema directament del sòl, però crema malament i ràpidament tapar un motor amb els residus i subproductes. El terme és ampli, i pot incloure transformacions més dràstiques, com la reducció del mineral a metall .

La refinació de líquids s'aconsegueix sovint per destil lació o fraccionament. Els gasos poden ser refinat d'aquesta manera, així, en ser refredats i / o comprimits fins a quedar liquats. Els gasos i els líquids també es poden refinar per extracció amb un dissolvent selectiu que s'esvaeix ja sigui la substància d'interès, o les impureses no desitjades.

Molts sòlids es poden refinar pel creixement de cristalls en una solució de la substància impura; l'estructura regular del vidre tendeix a afavorir el material desitjat i excloure altres tipus de partícules.

L'ús de silici i altres semiconductors en electrònica depèn d'un control precís de les impureses, per la qual cosa s'han desenvolupat tècniques especials com la refinació per zones. Altres materials que se solen refinar són els metalls, els sucres i els olis.

Minerals d'ús Tècnic

Exemple de Mineral: Magnetita.

Els principals materials d'ús tècnic són els metalls. Els materials metàl.lics els utilitza l'ésser humà des de temps prehistòrics i estan presents en totes les activitats econòmiques avui en dia.

Tipus de minerals

Els minerals es solien classificar en l'antiguitat amb criteris del seu aspecte físic; Teofrast, al segle III aC C., va crear la primera llista sistemàtica qualitativa coneguda; Plini el Vell (segle I), en la seva "Història Natural", va realitzar una Sistemàtica Mineral, treball que, a l'edat mitjana, va servir de base a Avicenna; Linné (1707-1778 ) va intentar idear una nomenclatura fonamentant-se en els conceptes de gènere i espècie, però no va tenir èxit i va deixar d'usar-se en el segle XIX, amb el posterior desenvolupament de la química, el químic suec Axel Cronstedt (1722-1765) va elaborar la primera classificació de minerals en funció de la seva composició, el geòleg nord-americà James Dana, el 1837, va proposar una classificació considerant l'estructura i composició química. La classificació més actual es fonamenta en la composició química i l'estructura cristal dels minerals. Les classificacions més utilitzades són les de Strunz i Kostov.

Referències

• Minerals (anglès)
• Mineraltown (català)