La vanadinita es un mineral perteneciente al grupo de los fosfatos de las apatitas , con la fórmula química Pb 5 ( V O 4 ) 3 Cl . Es uno de los principales minerales industriales del metal vanadio y una fuente menor de plomo . Mineral denso y quebradizo, suele encontrarse en forma de cristales hexagonales rojos . Es un mineral poco común, formado por la oxidación de yacimientos de mineral de plomo como la galena . Descubiertos por primera vez en 1801 en México , desde entonces se han desenterrado depósitos de vanadinita en América del Sur, Europa, África y América del Norte.
La vanadinita es un mineral poco común que solo se produce como resultado de alteraciones químicas en un material preexistente. Por ello se le conoce como mineral secundario. Se encuentra en climas áridos y se forma por oxidación de minerales de plomo primarios. La vanadinita se encuentra especialmente asociada con el sulfuro de plomo, galena . Otros minerales asociados incluyen wulfenita , limonita y barita . [3] [5]
Fue descubierto originalmente en México por el mineralogista español Andrés Manuel del Río en 1801. Llamó al mineral "plomo pardo" y afirmó que contenía un nuevo elemento, al que primero llamó pancromio y luego eritronio. Sin embargo, más tarde se le hizo creer que no se trataba de un elemento nuevo, sino simplemente de una forma impura de cromo. En 1830, Nils Gabriel Sefström descubrió un nuevo elemento al que llamó vanadio. Más tarde se reveló que se trataba de un metal idéntico al descubierto anteriormente por Andrés Manuel del Río. El "plomo marrón" de Del Río también fue redescubierto, en 1838 en Zimapán, Hidalgo , México, y fue nombrado vanadinita por su alto contenido de vanadio. Otros nombres que desde entonces se le han dado a la vanadinita son johnstonita y vanadato de plomo. [6]
La vanadinita se presenta como mineral secundario en la zona oxidada de los depósitos que contienen plomo; el vanadio se lixivia a partir de silicatos de pared de roca . Los minerales asociados incluyen mimetita , piromorfita , descloizita , mottramita , wulfenita , cerusita , anglesita , calcita , barita y varios minerales de óxido de hierro . [4]
Los depósitos de vanadinita se encuentran en todo el mundo, incluidos Austria , España , Escocia , los Montes Urales , Sudáfrica , Namibia , Marruecos , Argentina , México y cuatro estados de los Estados Unidos : Arizona , Colorado , Nuevo México y Dakota del Sur . [3] [5] [7]
Los depósitos de vanadinita se encuentran en más de 400 minas en todo el mundo. Las minas de vanadinita notables incluyen las de Mibladen y Touisset en Marruecos; Tsumeb , Namibia; Córdoba , Argentina; y el condado de Sierra , Nuevo México, y el condado de Gila, Arizona , en Estados Unidos. [8]
La vanadinita es un clorovanadato de plomo con la fórmula química Pb 5 (VO 4 ) 3 Cl. Está compuesto (en peso) por 73,15% de plomo, 10,79% de vanadio, 13,56% de oxígeno y 2,50% de cloro. Cada unidad estructural de vanadinita contiene un ion cloro rodeado por seis iones de plomo divalentes en las esquinas de un octaedro regular , con uno de los iones de plomo proporcionado por una molécula de vanadinita contigua. La distancia entre cada ion de plomo y cloro es de 317 picómetros . La distancia más corta entre cada ion de plomo es 4,48 Å. El octaedro comparte dos de sus caras opuestas con las de las unidades vecinas de vanadinita, formando una cadena continua de octaedros. Cada átomo de vanadio está rodeado por cuatro átomos de oxígeno en las esquinas de un tetraedro irregular . La distancia entre cada átomo de oxígeno y vanadio es 1,72 o 1,76 Å. Tres tetraedros de oxígeno se unen a cada uno de los octaedros de plomo a lo largo de la cadena. [2] [9] [10]
Los cristales de vanadinita se ajustan a un sistema de simetría hexagonal . Esta estructura interna a menudo se refleja en la forma externa hexagonal de los cristales. Los cristales suelen tener forma de prismas hexagonales cortos, pero también se pueden encontrar como pirámides hexagonales, masas redondeadas o cortezas. Una celda unitaria de vanadinita, la unidad divisible más pequeña que posee la misma simetría y propiedades, tiene la forma de un prisma hexagonal. La celda unitaria de vanadinita está compuesta por dos de sus moléculas y tiene las dimensiones a = 10,331 Å y c = 7,343 Å, donde a es la longitud de cada lado del hexágono y c es la altura del prisma. El volumen de cada celda unitaria de vanadinita, dado por la fórmula V = a 2 c sin(60°), es 678,72 Å 3 . [2] [5]
La vanadinita pertenece al grupo de los fosfatos de la apatita y forma una serie química con los minerales piromorfita (Pb 5 (PO 4 ) 3 Cl) y mimetita (Pb 5 (AsO 4 ) 3 Cl), con los cuales puede formar soluciones sólidas. . Mientras que la mayoría de las series químicas implican la sustitución de iones metálicos, esta serie sustituye sus grupos aniónicos; fosfato (PO 4 ), arseniato ( As O 4 ) y vanadato (VO 4 ). Las impurezas comunes de la vanadinita incluyen fósforo , arsénico y calcio , donde estos pueden actuar como un sustituto isomórfico del vanadio (en los dos primeros casos) o del plomo (en el segundo). La vanadinita, cuando contiene una gran cantidad de impureza de arsénico, se conoce como endlichita. [3] [5]
La vanadinita suele ser de color rojo brillante o rojo anaranjado, aunque a veces es marrón, marrón rojizo, gris, amarillo o incolora. Su color distintivo lo hace popular entre los coleccionistas de minerales. Su raya puede ser de color amarillo pálido o amarillo pardusco. La vanadinita puede ser transparente , translúcida u opaca , y su brillo puede variar desde resinoso hasta adamantino . La vanadinita es anisotrópica , lo que significa que algunas de sus propiedades difieren cuando se miden a lo largo de diferentes ejes. Cuando se miden perpendicular y paralelo a su eje de anisotropía, sus índices de refracción son 2,350 y 2,416 respectivamente. Esto le da una birrefringencia de 0,066. [2] [3] [5]
La vanadinita es muy frágil y produce pequeños fragmentos concoideos cuando se fractura . Su dureza es de 3 a 4 en la escala de Mohs , aproximadamente la misma que la de una moneda de cobre. La vanadinita es particularmente pesada para ser un mineral translúcido. Tiene una masa molar de 1416,27 g / mol y su gravedad específica puede oscilar entre 6,6 y 7,2 debido a las impurezas. [3] [5] [7]
Junto con la carnotita y la roscoelita , la vanadinita es uno de los principales minerales industriales del elemento vanadio , que puede extraerse mediante tostación y fundición . La vanadinita también se utiliza ocasionalmente como fuente de plomo. Un proceso común para extraer vanadio comienza con el calentamiento de vanadinita con sal (NaCl) o carbonato de sodio (Na 2 CO 3 ) a aproximadamente 850 °C para producir vanadato de sodio (NaVO 3 ). Este se disuelve en agua y luego se trata con cloruro de amonio para dar un precipitado de metavanadato de amonio de color naranja . Luego se funde para formar una forma cruda de pentóxido de vanadio (V 2 O 5 ). La reducción del pentóxido de vanadio con calcio da vanadio puro. [11]
