introduzione LR - Dipartimento di Scienze Biologiche, Geologiche e

MINERALOGIA APPLICATA
RAGIONI DI UNA DISCIPINA
-Enormi quantità di minerali s.l. sono usati ogni giorno dalla società industriale
-Molte cose hanno derivazione da minerali o connessione con minerali.
- Alcuni minerali hanno un ruolo importante nelle problematiche ambientali o
sulla salute
-Minerali usati come tali per proprietà loro specifiche. Esempio: diamante
(gemma o abrasivo), talco Mg3(OH)2Si4O10 (addittivo, lubrificante ecc.) ematite
e limonite Fe2O3 e FeO(OH)+CaFe(OH) (pigmenti)
-Gli stessi e altri minerali (molti di più) hanno altre utilizzazioni. Es: ematite
e limonite per estrarre ferro; calcopirite CuFeS2 per estrarre rame; cassiterite
SnO2 per estrarre stagno.
-Ciascun minerale può avere vari usi applicativi esempio limonite ed ematite
(v. sopra); minerali di rame (metallurgia, leghe per elettricità, coperture, veicoli,
base chimica per pesticidi, coloranti, ecc; minerali argillosi, p.es.
Al2(OH)2Si4O10•nH2O [smectite] come assorbente, scambianti, sgrassanti, per
ceramiche, come additivi ecc.
1) per l’utilizzo diretto con arricchimento,
selezione, purificazione, riprecipitazione.
Es. gemme, oro, talco, smeriglio, TiO2,
CaCO3 ecc.
Minerali utili
naturali:
2) utilizzati per l’estrazione di metalli, per
la preparazione di leghe, acidi e basi, ecc.
Es. rame, zinco, ferro, FeTi..., NaOH,
HCl, H2SO4 ecc.
3) per la preparazione di composti nuovi.
Es. cementi, ceramiche, periclasio e altri
refrattari, SiC e altri abrasivi, ZnO e altri
pigmenti, TiO2 ecc.
1 lbs = 0.45 kg
L'UTILIZZO DEI MINERALI
VARIA NEL TEMPO
Alcuni esempi
•zircone ZrSiO4 da secoli usato solo
in gioielleria. Negli ultimi decenni
grande produzione di biossido di
zirconio ZrO2 refrattario e per
cavarne Hf vicariante di Zr: zircone
(Zr, Hf)SiO4, fino al 16% HfO2; forte
assorbente di elettroni, usato nei
reattori nucleari.
• Columbite
(Fe,Mn)(Nb,Ta)2O6
accompagna la cassiterite SnO2.
Ora è importante sorgente di Nb
(acciai e leghe resistenti alla
corrosione, leghe super conduttrici) o
per Ta (componenti elettronici,
abrasivi artificiali). Riprese di utilizzo
di vecchie discariche di cassiterite,
per recupero di un minerale allora
non utile, ora prezioso; oltre a
sfruttamento diretto.
•minerali s.l. che perdono valore
tecnologico, acquistano valore storico.
Per esempio selce e ossidiana e altre
pietre, usate nella tecnologia della
preistoria, hanno perso questa funzione
da 3-4000 anni, ma ora hanno un valore
culturale
nella
paleoantropologia,
archeologia.
•materie prime che perdono e
riacquistano
valore.
Rocce
bituminose, antica fonte di petrolio,
sono state soppiantate dal petrolio.
Potranno riacquistare valore in caso di
forte crisi petrolifera e aumento dei
prezzi o esaurimento del petrolio. Sono
una riserva ora non economica, ma
suscettibile di diventarlo
DEFINIZIONI DISCIPLINARI
scopo della Mineralogia Applicata:
Mineralogia è lo studio dei costituenti omogenei naturali della terra, di solito
inorganici, nella loro composizione, struttura, forma, proprietà, modi di
formazione, modi di associazione.
Ma questo studio può essere esteso anche ai:
a - Costituenti extraterrestri (meteoriti, luna)
b - Composti di sintesi, artificiali simili a minerali prodotti industrialmente:
1- per utilizzo tecnologico (ceramiche, cementi ecc)
2 - nelle fasi di estrazione e lavorazione dei minerali senso lato
(scorie, ceneri)
c - minerali sintetici, artificiali.
Molti minerali artificiali sono uguali ad altri naturali mentre altri non lo sono.
In ogni modo lo studio dei minerali artificiali o di sintesi è identico a quello dei
minerali naturali.
La Mineralogia applicata è quindi anche un allargamento del campo della
Mineralogia s.s., divenendo in parte Scienza dei Materiali.
Comprende i minerali utili naturali, i materiali di estrazione (metalli, elementi,
composti), i minerali di sintesi, quelli che si ottengono nelle lavorazioni o
minerali di processo.
Dobbiamo quindi allargare e rendere più elastica la definizione classica di
Minerale, indicando quale
minerale una “sostanza naturale, usualmente solida, di solito inorganica,
omogenea entro certi limiti, che ha solitamente una ben definita struttura
cristallina e una composizione chimica compresa in limiti ben definiti”.
Per la Mineralogia applicata dobbiamo aumentare questa elasticità e
comprendere anche minerali del linguaggio comune cioè aggregati di minerali
purché utili all'applicazione.
Ancora di più, dobbiamo considerare i biominerali, cioè i minerali derivati da
attività biologica: nelle ossa, nei denti, nei calcoli; nell'interazione tra licheni e
calcari (ossalati); non solo i minerali dei gusci, madrepore, spugne ecc.!
Nei minerali naturali a definizione allargata é anche arduo dare un limite tra
Mineralogia e Petrografia applicata.
Saranno inevitabili sovrapposizioni, anche se si può indicare che:
Mineralogia applicata è ciò che prevede processi di estrazione, purificazione,
trasformazione chimica fisica e si rivolge ai minerali di partenza, ai minerali di
processo e a parte dei prodotti finali.
La Mineralogia applicata può anche sovrapporsi o giustapporsi alla
Giacimentologia, che studia i giacimenti minerari, cioè le concentrazioni
economiche e subeconomiche di minerali s.l. utili di minerali metallici e non
metallici.
La Mineralogia applicata si occupa anche dei processi di trasformazione, in
quanto questi producono minerali di sintesi, e dei prodotti relativi e anche delle
finalità d'uso dei prodotti.
Invece Petrografia applicata è soprattutto lo studio dei materiali (rocce) come
sono, come vengono utilizzate e lavorate, come si alterano con l'uso.