La limonita ( / ˈ l aɪ m ə ˌ n aɪ t / ) es un mineral de hierro que consiste en una mezcla de óxido-hidróxidos de hierro (III) hidratados en composición variable. La fórmula genérica se escribe frecuentemente como FeO(OH)· n H 2 O , aunque esto no es del todo exacto ya que la proporción de óxido a hidróxido puede variar bastante. La limonita es uno de los tres principales minerales de hierro , los otros son la hematita y la magnetita , y se ha extraído para la producción de hierro desde al menos el año 400 a.C. [4] [5]
La limonita lleva el nombre de la palabra griega antigua λειμών ( leimṓn [leː.mɔ̌ːn] ), que significa " prado húmedo ", o λίμνη ( límnē [lím.nɛː] ), que significa "lago pantanoso", como una alusión a su aparición como hierro de pantano. mineral en prados y marismas . [6] En su forma marrón, a veces se le llama hematita marrón [7] o mineral de hierro marrón . [8]
La limonita es relativamente densa con una gravedad específica que varía de 2,7 a 4,3. [9] Suele ser de color marrón amarillento de medio a oscuro. La veta de limonita en un plato de porcelana sin esmaltar es siempre de color marrón amarillento, carácter que la distingue de la hematita con una veta roja o de la magnetita con una veta negra. La dureza es bastante variable, oscilando entre 1 y 5. En una sección delgada aparece de color rojo, amarillo o marrón y tiene un alto índice de refracción, de 2,0 a 2,4. Los minerales de limonita son fuertemente birrefringentes, pero el tamaño de los granos suele ser demasiado pequeño para que sea detectable. [10]
Aunque originalmente se definió como un solo mineral, la limonita ahora se reconoce como un término de campo para una mezcla de minerales de óxido de hierro hidratados relacionados , [11] entre ellos goethita , lepidocrocita , [10] akaganeita , [12] y jarosita . [13] La determinación de la composición mineral precisa es práctica sólo con técnicas de difracción de rayos X. [10] Los minerales individuales en la limonita pueden formar cristales , pero la limonita no, aunque los especímenes pueden mostrar una estructura fibrosa o microcristalina , [14] y la limonita a menudo se presenta en formas concrecionarias o en masas compactas y terrosas; a veces mamilar, botrioidal , reniforme o estalactítica. Debido a su naturaleza amorfa y a su presencia en áreas hidratadas, la limonita a menudo se presenta como arcilla o lutita. Sin embargo, existen limonita pseudomorfas de otros minerales como la pirita . [9] Esto significa que la meteorización química transforma los cristales de pirita en limonita hidratando las moléculas, pero la forma externa del cristal de pirita permanece. También se han formado pseudomorfos de limonita a partir de otros óxidos de hierro, hematita y magnetita; de la siderita carbonatada y de silicatos ricos en hierro como los granates almandinos .
La limonita generalmente se forma a partir de la hidratación de hematita y magnetita, de la oxidación e hidratación de minerales de sulfuro ricos en hierro y de la erosión química de otros minerales ricos en hierro como olivino , piroxeno , anfíbol y biotita . [10] A menudo es el principal componente de hierro en los suelos lateríticos , y los minerales de laterita de limonita son una fuente de níquel y potencialmente cobalto y otros metales valiosos, presentes como oligoelementos. [15] [16] A menudo se deposita en corrientes de escorrentía de las operaciones mineras.
Los minerales de limonita ricos en níquel representan las mayores reservas de níquel. Estos minerales se clasifican como depósitos de mineral de níquel laterítico . [17]
Uno de los primeros usos fue como pigmento . La forma amarilla produjo el ocre amarillo por el que Chipre era famoso, [18] mientras que las formas más oscuras produjeron tonos más terrosos. Al tostar la limonita se transformó parcialmente en hematita, produciendo ocres rojos, sombras tostadas y sienas . [19] El mineral de hierro de pantano y las lutitas de limonita se extraen como fuente de hierro.
Las capas de hierro o gossans de óxido de hierro silíceo generalmente se forman como resultado de la oxidación intensiva de los depósitos de minerales de sulfuro . [20] Estos gossans fueron utilizados por los buscadores como guías para encontrar minerales enterrados.
La limonita se extraía por su contenido auxiliar de oro. La oxidación de los depósitos de sulfuros que contenían oro , a menudo daba lugar a la concentración de oro en el óxido de hierro y en el cuarzo de los gossans. El oro de las vetas primarias se concentró en las limonitas de las rocas profundamente erosionadas. En otro ejemplo, las formaciones de hierro profundamente erosionadas de Brasil sirvieron para concentrar el oro con la limonita de los suelos resultantes.
La limonita fue uno de los primeros materiales utilizados como pigmento por los humanos y se puede ver en pinturas rupestres y pictografías del Neolítico . [21]
Si bien el primer mineral de hierro probablemente fue hierro meteórico , y la hematita era mucho más fácil de fundir , en África, donde se produce la primera evidencia de metalurgia del hierro, [ dudoso ] la limonita es el mineral de hierro más frecuente. Antes de la fundición, a medida que se calentaba el mineral y se eliminaba el agua, cada vez más limonita se convertía en hematita. A continuación, el mineral se trituraba mientras se calentaba por encima de los 1250 °C, [22] temperatura a cuya temperatura el hierro metálico comienza a pegarse y las impurezas no metálicas se desprenden en forma de chispas. [ dudoso ] Se desarrollaron sistemas complejos, especialmente en Tanzania, para procesar limonita. [23] No obstante, la hematita y la magnetita siguieron siendo los minerales elegidos cuando la fundición se hacía mediante bombachos , y fue sólo con el desarrollo de los altos hornos en el siglo I a. C. en China [24] y alrededor del año 1150 d. C. en Europa, [25] que el mineral de hierro marrón de la limonita podría aprovecharse al máximo.
En Estados Unidos se extraían mineral de hierro de pantano y limonita, pero esto terminó con el desarrollo de técnicas mineras avanzadas.
Los gosans de limonita auríferos se extrajeron productivamente en el distrito minero del condado de Shasta, California . [20] Se extrajeron depósitos similares cerca de Rio Tinto en España y Mount Morgan en Australia . En el cinturón de oro de Dahlonega en el condado de Lumpkin, el oro de Georgia se extraía de suelos lateríticos o saprolíticos ricos en limonita .
A medida que los depósitos de saprolita se han agotado en muchos sitios mineros, la limonita se ha convertido en la fuente más importante de níquel para su uso en baterías densas en energía.
