La niquelina o niccolita es un mineral que se compone principalmente de arseniuro de níquel (NiAs). Este mineral natural contiene aproximadamente un 43,9 % de níquel y un 56,1 % de arsénico en masa, pero su composición puede variar ligeramente. [2]
Suelen estar presentes pequeñas cantidades de azufre , hierro y cobalto , y a veces el arsénico es sustituido en gran parte por antimonio . Este último forma una serie isomorfa con la breithauptita (antimonuro de níquel).
Los mineros medievales que buscaban cobre en los Montes Metálicos alemanes a veces encontraban un mineral rojo, que superficialmente se parecía al mineral de cobre. Al intentar la extracción, no se producía cobre y, posteriormente, los mineros sufrían una misteriosa enfermedad. Culpaban a un travieso duende de la mitología alemana, Nickel (similar al viejo Nick ) por acosar al cobre (en alemán: Kupfer). [5] Este equivalente alemán de "cobre-níquel" se utilizaba ya en 1694 (otros sinónimos alemanes antiguos son Rotnickelkies y Arsennickel ).
En 1751, el barón Axel Fredrik Cronstedt intentó extraer cobre del mineral kupfernickel y obtuvo en cambio un metal blanco al que llamó "níquel", en honor al duendecillo. [6] En alemán moderno, Kupfernickel y Kupfer-Nickel designan la aleación cuproníquel .
Los nombres dados posteriormente al mineral, niquelina de FS Beudant , 1832, y niccolita, de JD Dana, 1868, hacen referencia a la presencia de níquel ; en latín, niccolum.
En 1971, la Asociación Mineralógica Internacional recomendó el uso del nombre niquelina en lugar de niccolita. [7]
El compuesto principal de la niquelina, el arseniuro de níquel (NiAs), se puede preparar mediante la combinación directa de los elementos:
Ni(s) + As(s) → NiAs(s) [8]
La niquelina se forma por modificación hidrotermal de rocas ultramáficas y depósitos minerales asociados , y puede formarse por reemplazo de sulfuros que contienen níquel y cobre (reemplazando a la pentlandita y en asociación con sulfuros de cobre y arsénico), o por metasomatismo de rocas ultramáficas sin sulfuro, donde los fluidos metasomáticos introducen azufre, carbonato y arsénico. Esto generalmente da como resultado conjuntos minerales que incluyen millerita , heazelwoodita y pentlandita metamórfica - pirita a través de sulfuración y arsenopirita-niquelina-breithauptita asociada.
Los minerales asociados incluyen: arsenopirita , barita , plata , cobaltita , pirrotita , pentlandita , calcopirita , breithauptita y maucherita . La niquelina se transforma en annabergita (una capa de arseniato de níquel verde) al exponerse al aire húmedo.
La mayoría de estos minerales se pueden encontrar en las áreas que rodean Sudbury y Cobalt , Ontario . Otras localidades incluyen el flanco oriental del domo Widgiemooltha, Australia Occidental, a partir de conjuntos alterados de pentlandita-pirita-pirrotita dentro de las minas de níquel Mariners, Redross y Miitel, donde la niquelina se produce por alteración regional con Au-As-Ag y metasomatismo de carbonato. Otras apariciones incluyen dentro de minas de níquel modificadas de manera similar del área de Kambalda .
La celda unitaria de la niquelina se utiliza como prototipo de un grupo de sólidos cristalinos con estructuras cristalinas similares. [9] La estructura consta de dos subredes interpenetrantes: una subred hexagonal primitiva de níquel y una subred hexagonal compacta de arsénico. Cada átomo de níquel está coordinado octaédricamente con seis átomos de arsénico, mientras que cada átomo de arsénico está coordinado prismáticamente trigonal con seis átomos de níquel. [10] Los compuestos que adoptan la estructura de NiAs son generalmente los calcogenuros , arseniuros , antimonuros y bismutos de metales de transición . [ cita requerida ]
Los siguientes son los miembros del grupo de la niquelina: [3]
La niquelina rara vez se utiliza como fuente de níquel debido a la presencia de arsénico, que es perjudicial para la mayoría de las técnicas de fundición y molienda. Cuando los depósitos de mineral de sulfuro de níquel se han alterado para producir niquelina, a menudo la presencia de arsénico hace que el mineral no sea rentable cuando las concentraciones de As alcanzan varios cientos de partes por millón. Sin embargo, el mineral de níquel que contiene arsénico se puede tratar mezclándolo con fuentes de mineral "limpias" para producir una materia prima mezclada que el molino y la fundición pueden manejar con una recuperación aceptable.
El principal problema para el tratamiento de la niquelina en molinos de níquel construidos de manera convencional es la gravedad específica de la niquelina en comparación con la de la pentlandita. Esto hace que el mineral sea difícil de tratar mediante la técnica de flotación por espuma. Dentro de la propia fundición, la niquelina contribuye a un alto contenido de arsénico que requiere reactivos y fundentes adicionales para separarlo del metal níquel.