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 con frecuencia como FeO(OH)· n H 2 O , aunque esto no es del todo exacto ya que la relación 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 recibe su 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 mineral de hierro de pantano 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 medio a oscuro. La veta de limonita en una placa de porcelana sin esmaltar siempre es de color marrón amarillento, una característica que la distingue de la hematita con una veta roja o de la magnetita con una veta negra. La dureza es bastante variable, y va de 1 a 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 los tamaños de grano suelen ser demasiado pequeños para que esto 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] akaganeíta , [12] y jarosita . [13] La determinación de la composición mineral precisa es práctica solo con técnicas de difracción de rayos X. [10] Los minerales individuales en 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 su ocurrencia en áreas hidratadas, la limonita a menudo se presenta como una arcilla o lutita. Sin embargo, existen pseudomorfos de limonita después 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; a partir 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 la hematita y la magnetita, de la oxidación e hidratación de minerales de sulfuro ricos en hierro y de la meteorización química de otros minerales ricos en hierro como el olivino , el piroxeno , el anfíbol y la biotita . [10] A menudo es el principal componente de hierro en suelos lateríticos , y los minerales de laterita de limonita son una fuente de níquel y potencialmente de cobalto y otros metales valiosos, presentes como oligoelementos. [15] [16] A menudo se deposita en corrientes de escorrentía de operaciones mineras.
Los minerales de limonita ricos en níquel representan las mayores reservas de níquel. Dichos 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 los pantanos y las lutitas de limonita se extraen como fuente de hierro.
Las capas de hierro o gossans de óxido de hierro silíceo se forman típicamente como resultado de la oxidación intensiva de depósitos de mineral de sulfuro . [20] Estos gossans fueron utilizados por los prospectadores como guías hacia el mineral enterrado.
La limonita se extraía por su contenido auxiliar de oro. La oxidación de los depósitos de sulfuro que contenían oro , a menudo daba como resultado la concentración de oro en el óxido de hierro y el cuarzo de los gossans. El oro de las vetas primarias se concentraba en las limonitas de las rocas profundamente meteorizadas. En otro ejemplo, las formaciones de hierro profundamente meteorizadas 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]
Aunque es probable que el primer mineral de hierro fuera hierro meteórico y la hematita fuera mucho más fácil de fundir , en África, donde se encuentra la primera evidencia de metalurgia del hierro, [ dudoso – discutir ] 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. Luego, el mineral se machacaba mientras se calentaba por encima de los 1250 °C, [22] temperatura a la que el hierro metálico comienza a pegarse y las impurezas no metálicas se desprenden en forma de chispas. [ dudoso – discutir ] Se desarrollaron sistemas complejos, en particular en Tanzania, para procesar la limonita. [23] Sin embargo, la hematita y la magnetita siguieron siendo los minerales de elección cuando la fundición se hacía en hornos , y fue solo con el desarrollo de los altos hornos en el siglo I a. C. en China [24] y alrededor de 1150 d. C. en Europa, [25] que el mineral de hierro marrón de limonita pudo usarse de manera más provechosa.
En Estados Unidos se extraían minerales de hierro de pantano y limonita, pero esto terminó con el desarrollo de técnicas de minería avanzadas.
En el distrito minero del condado de Shasta, California , se extrajeron de forma productiva depósitos de limonita aurífera . [20] Se extrajeron depósitos similares cerca de Rio Tinto en España y Mount Morgan en Australia . En el cinturón aurífero de Dahlonega en el condado de Lumpkin, Georgia, se extrajo oro de suelo laterítico o saprolítico rico en limonita .
Como 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 con alta densidad energética.
