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Criolita

La criolita ( Na3AlF6 , hexafluoroaluminato de sodio ) es un mineral poco común identificado con el otrora gran depósito de Ivittuut , en la costa oeste de Groenlandia , extraído comercialmente hasta 1987. [8]

Se utiliza en la reducción ("fundición") del aluminio, en el control de plagas y como tinte.

Historia

La criolita fue descrita por primera vez en 1798 por el veterinario y médico danés Peder Christian Abildgaard (1740-1801); [9] [10] se obtuvo de un depósito de la misma en Ivigtut (ortografía antigua) y el cercano fiordo Arsuk, en el suroeste de Groenlandia. [11] El nombre se deriva de las palabras griegas κρύος (cryos) = escarcha, y λίθος (lithos) = piedra. [12] La Pennsylvania Salt Manufacturing Company utilizó grandes cantidades de criolita para fabricar compuestos de flúor y sosa cáustica , incluido el ácido fluorhídrico en sus fábricas de Natrona, Pensilvania , y en su planta química integrada en Cornwells Heights, Pensilvania , durante los siglos XIX y XX. [ cita requerida ]

Históricamente se utilizó como mineral de aluminio y más tarde en el procesamiento electrolítico de la bauxita, un mineral de óxido rico en aluminio (que es en sí mismo una combinación de minerales de óxido de aluminio como la gibbsita , la boehmita y la diáspora ). La dificultad de separar el aluminio del oxígeno en los minerales de óxido se superó mediante el uso de criolita como fundente para disolver el mineral o los minerales de óxido. La criolita pura se funde a 1012 °C (1285 K ) y puede disolver los óxidos de aluminio lo suficientemente bien como para permitir una fácil extracción del aluminio por electrólisis . Todavía se necesita una energía sustancial tanto para calentar los materiales como para la electrólisis, pero es mucho más eficiente energéticamente que fundir los propios óxidos. Como la criolita natural ahora es demasiado rara para usarse con este propósito, el fluoruro de sodio y aluminio sintético se produce a partir del mineral común fluorita . [ cita requerida ]

En 1940, antes de entrar en la Segunda Guerra Mundial, Estados Unidos participó en la protección de la mina de criolita más grande del mundo en Ivittuut, Groenlandia, para que no cayera bajo el control de la Alemania nazi. [13]

Ubicaciones de origen

Mina de criolita de Ivigtut , Groenlandia , verano de 1940

Además de Ivittuut , en la costa oeste de Groenlandia , donde una vez se encontró criolita en cantidades comerciales, también se han reportado pequeños depósitos de criolita en algunas áreas de España , al pie de Pikes Peak en Colorado , Francon Quarry cerca de Montreal en Quebec , Canadá y también en Miask, Rusia . [14] [15]

Usos

La criolita fundida se utiliza como disolvente del óxido de aluminio ( Al2O3 ) en el proceso Hall-Héroult , empleado en el refinado del aluminio . Disminuye el punto de fusión del óxido de aluminio de 2000–2500 °C a 900–1000 °C y aumenta su conductividad [16] , con lo que la extracción de aluminio resulta más económica. [17]

La criolita se utiliza como insecticida y pesticida . [18] También se utiliza para dar a los fuegos artificiales un color amarillo. [19]

Propiedades físicas

Celda unitaria de la criolita . Los átomos de flúor (amarillo) están dispuestos en octaedros alrededor de los átomos de aluminio (rojo). Los iones de sodio (violeta) ocupan los intersticios entre los octaedros.

La criolita se presenta en forma de cristales prismáticos monoclínicos , vidriosos, incoloros, de color blanco rojizo a gris negruzco . Tiene una dureza de Mohs de 2,5 a 3 y una gravedad específica de aproximadamente 2,95 a 3,0. Es translúcida a transparente con un índice de refracción muy bajo de aproximadamente 1,34, que es muy cercano al del agua ; por lo tanto, si se sumerge en agua, la criolita se vuelve esencialmente invisible. [7]

Referencias

  1. ^ Warr, LN (2021). "Símbolos minerales aprobados por IMA–CNMNC". Revista Mineralógica . 85 (3): 291–320. Código Bibliográfico :2021MinM...85..291W. doi : 10.1180/mgm.2021.43 . S2CID  235729616.
  2. ^ Manual CRC de química y física , 83.ª edición, págs. 4-84.
  3. ^ Gaines, Richard V.; Skinner, H.; Catherine W.; Foord, Eugene E.; Mason, Brian; Rosensweig, Abraham (1997). La nueva mineralogía de Dana: el sistema de mineralogía de James Dwight Dana y Edward Salisbury Dana (octava edición, completamente reescrita y con muchas mejoras). Nueva York: Wiley. ISBN 978-0-471-19310-4.
  4. ^ "Criolita: información y datos sobre minerales de criolita". Mindat.org . 3 de octubre de 2010 . Consultado el 25 de octubre de 2020 .
  5. ^ "Datos minerales de criolita". Webmineral.com . Consultado el 25 de octubre de 2010 .
  6. ^ "Criolita" (PDF) . Manual de mineralogía . Consultado el 25 de octubre de 2010 .
  7. ^ ab Klein, Cornelis; Hurlbut, Cornelius S. (1985). Manual de mineralogía: (según James D. Dana) (20.ª ed.). Nueva York: Wiley. ISBN 0-471-80580-7.
  8. ^ "Eclipse Metals compra una mina histórica única de criolita en Groenlandia". im-mining.com . Consultado el 11 de julio de 2022 .
  9. ^ Abildgaard (1799). "Norwegische Titanerze und andre neue Fossilien" [Minerales de titanio noruegos y otros fósiles nuevos [es decir, cualquier cosa extraída de la tierra])]. Allgemeines Journal der Chemie (en alemán). 2 : 502. In der ordentlichen Versammlung der königl. Gesellschaft der Wissenschaften am 1. Februar dieses Jahres statttete Hr. Prof. Abildgaard einen Bericht über die Norwegischen Titanerze und über die von ihm mit densalben angestellten Analysen ab. Zugleich theilte er auch eine Nachricht von einer vor wenigen Jahren aus Grönland nach Dänemark gebrachten besonders weißen spathartigen Miner mit. Einer damit angestellten Untersuchung zu folge bestand sie aus Thonerde und Flußspathsäure. Eine Verbindung, von welcher noch kein ähnliches Beyspiel im Mineralreich vorgekommen ist. Sie hat den Namen Chryolit erhalten, weil sie vor dem Löthrohre wie gefrorne Salzlauge schmilzt.(En la sesión ordinaria de la Sociedad Real de Ciencias [danesa] del 1 de febrero de este año, el profesor Abildgaard presentó un informe sobre los minerales de titanio noruegos y sobre el análisis que había realizado de ellos. También comunicó la noticia de un mineral especialmente blanco, parecido al espato, que fue traído hace varios años desde Groenlandia a Dinamarca. Según una investigación realizada sobre él, está compuesto de alúmina y ácido fluorhídrico. Un compuesto del que aún no se ha encontrado ningún ejemplar similar en el reino mineral. Recibió el nombre de "criolita" porque bajo un soplete, se derrite como salmuera congelada.)
  10. ^ Abildgaard, ordenador personal (1800). "Om Norske Titanertser og om en nye Steenart fra Grönland, som bestaaer af Flusspatsyre og Alunjord" [Sobre los minerales de titanio noruegos y un nuevo mineral de Groenlandia, compuesto de ácido fluorhídrico y alúmina]. Det Kongelige Danske Videnskabers-Selskabs (La Real Sociedad Científica Danesa) . Tercera serie (en danés). 1 : 305–316. [De la pág. 312] Han har kaldt denne grönlandske Steen Kryolith o Iissteen formelst dens Udseende, y fordi den smelter saa meget let for Blæsröret.(A esta piedra groenlandesa la ha bautizado como criolita o piedra de hielo por su aspecto y porque se derrite muy fácilmente bajo el soplete.)
  11. ^ El estadista y científico brasileño José Bonifácio de Andrada e Silva también analizó la criolita:
    • d'Andrada (1800). "Kurze Angabe der Eigenschaften und Kennzeichen einiger neuen Fossilien aus Schweden und Norwegen, nebst einigen chemischen Bemerkungen über dieselben" [Breve descripción de las propiedades y características de algunos minerales nuevos de Suecia y Noruega, junto con algunas observaciones químicas sobre los mismos]. Allgemeine Journal der Chemie (en alemán). 4 : 28–39.La criolita ( Chryolit ) se analiza en las páginas 37 y 38. De la pág. 38: "Dieses sonderbare Fossil besteht aus Thonerde, Fluẞspathsäure und ein klein wenig Kali. Er kommt vor in Grönland,..." ( Este extraño mineral se compone de alúmina, ácido fluorhídrico y muy poco carbonato de potasio. Se encuentra en Groenlandia,...)
    • Reimpreso en francés: d'Andrada (1800). "Des caractères et des propriétés de plusieurs nouveaux minéraux de Suède et de Norwège, avec quelques observaciones chimiques faites sur ces sustancias" [Las características y propiedades de varios minerales nuevos de Suecia y Noruega, con algunas observaciones químicas sobre estas sustancias]. Journal de Physique, de Chimie, et d'Histoire Naturelle et des Arts (en francés). 51 : 239–246.
    • Reimpreso en inglés: d'Andrada (1802). "Breve nota sobre las propiedades y caracteres externos de algunos fósiles de Suecia y Noruega; junto con algunas observaciones químicas sobre los mismos". Journal of Natural Philosophy, Chemistry and the Arts . 5 : 193–196, 211–213. Véase “Criolita” en las págs. 212-213.
  12. ^ Albert Huntington Chester, Diccionario de los nombres de los minerales, incluyendo su historia y etimología (Nueva York, Nueva York: John Wiley & Sons, 1896), pág. 68.
  13. ^ Revista, Smithsonian. "Cómo este pueblo minero abandonado en Groenlandia ayudó a ganar la Segunda Guerra Mundial". Revista Smithsonian . Consultado el 26 de marzo de 2023 .
  14. ^ "CRYOLITE (fluoruro de aluminio y sodio)". www.galleries.com . Consultado el 7 de octubre de 2020 .
  15. ^ "Criolita | mineral". Enciclopedia Británica . Consultado el 7 de octubre de 2020 .
  16. ^ Cassayre, Laurent; Palau, Patrice; Chamelot, Pierre; Massot, Laurent (11 de noviembre de 2010). "Propiedades de los electrolitos de fusión a baja temperatura para el proceso de electrólisis del aluminio: una revisión" (PDF) . Journal of Chemical & Engineering Data . 55 (11): 4549–4560. doi :10.1021/je100214x.
  17. ^ Totten, George E.; MacKenzie, D. Scott (2003). Manual de aluminio: Volumen 2: Producción de aleaciones y fabricación de materiales. vol. 2. Nueva York, NY: Marcel Dekker, Inc. ISBN 0-8247-0896-2.
  18. ^ Rao, JR; Krishnayya, PV; Rao, PA (2000). "Eficacia de la criolita contra las principales plagas de lepidópteros de la coliflor". Boletín de Protección Vegetal . 52 (3/4): 16–18. ISSN  0378-0449 . Consultado el 17 de junio de 2021 .
  19. ^ Helmenstine, Anne Marie. "Cómo funcionan los colores de los fuegos artificiales y los productos químicos que producen colores vivos". ThoughtCo . Consultado el 1 de septiembre de 2019 .