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Criolita

La criolita ( Na 3 Al F 6 , 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 el refinado 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 en Ivigtut (ortografía antigua) y el cercano fiordo de Arsuk, en el suroeste de Groenlandia. [11] El nombre se deriva de las palabras del idioma griego κρύος (cryos) = escarcha y λίθος (lithos) = piedra. [12] La Pennsylvania Salt Manufacturing Company utilizó grandes cantidades de criolita para producir soda cáustica y compuestos de flúor , 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 necesaria ]

Históricamente se utilizó como mineral de aluminio y más tarde en el procesamiento electrolítico de la bauxita, un mineral rico en óxido de aluminio (en sí mismo una combinación de minerales de óxido de aluminio como gibbsita , boehmita y 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 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 mediante electrólisis . Todavía se necesita una cantidad considerable de energía tanto para calentar los materiales como para la electrólisis, pero es mucho más eficiente energéticamente que fundir los propios óxidos. Como la criolita natural es ahora demasiado rara para usarse con este propósito, el fluoruro de sodio y aluminio sintético se produce a partir del mineral común fluorita . [ cita necesaria ]

En 1940, antes de entrar en la Segunda Guerra Mundial, Estados Unidos se involucró 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

La mina de criolita Ivigtut , Groenlandia , verano de 1940

Además de Ivittuut , en la costa oeste de Groenlandia , donde alguna vez se encontró criolita en cantidades comerciales, también se han informado 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 (Al 2 O 3 ) en el proceso Hall-Héroult , utilizado 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] , lo que hace que la extracción de aluminio sea 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 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 como cristales monoclínicos prismáticos vítreos, incoloros, de color blanco rojizo a gris negruzco . Tiene una dureza Mohs de 2,5 a 3 y una gravedad específica de aproximadamente 2,95 a 3,0. Es translúcido a transparente con un índice de refracción muy bajo de aproximadamente 1,34, muy cercano al del agua ; por 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 Bib : 2021MinM...85..291W. doi : 10.1180/mgm.2021.43 . S2CID  235729616.
  2. ^ Manual CRC de Química y Física , 83.ª edición, p. 4–84.
  3. ^ Gaines, Richard V.; Skinner, H. Catherine W.; Foord, Eugene E.; Masón, Brian; Rosensweig, Abraham (1997). La nueva mineralogía de Dana: el sistema de mineralogía de James Dwight Dana y Edward Salisbury Dana (octavo, completamente reescrito y muy ampliado). 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 de 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, Cornelio S. (1985). Manual de mineralogía: (según James D. Dana) (20ª ed.). Nueva York: Wiley. ISBN 0-471-80580-7.
  8. ^ "Eclipse Metals compra una mina de criolita histórica única 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 Real Sociedad de Ciencias [danesa] el 1 de febrero de este año, el Prof. Abildgaard presentó un informe sobre los minerales de titanio noruegos y sobre el análisis realizado por ellos. También comunicó un aviso de un mineral especialmente blanco , mineral parecido a un 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 ejemplo similar en el ámbito mineral. el nombre "criolita" porque bajo una cerbatana 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.(Ha llamado a esta piedra groenlandesa criolita o piedra de hielo debido a su apariencia y porque se derrite muy fácilmente con una cerbatana).
  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 aviso sobre las propiedades y caracteres externos de algunos fósiles de Suecia y Noruega; junto con algunas observaciones químicas sobre los mismos". Revista de Filosofía Natural, Química y Artes . 5 : 193–196, 211–213. Consulte "Criolita" en las páginas 212 y 213.
  12. ^ Albert Huntington Chester, Diccionario de nombres de minerales, incluida su historia y etimología (Nueva York, Nueva York: John Wiley & Sons, 1896), p. 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. ^ "CRIOLITA (fluoruro de aluminio y sodio)". www.galerías.com . Consultado el 7 de octubre de 2020 .
  15. ^ "Criolita | mineral". Enciclopedia Británica . Consultado el 7 de octubre de 2020 .
  16. ^ Cassayre, Laurent; Palaos, 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) . Revista de datos de ingeniería y química . 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, Nueva York: 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 las sustancias químicas que crean colores vivos". PensamientoCo . Consultado el 1 de septiembre de 2019 .