Limonita

Limonita () es un mineral de hierro que consiste en una mezcla de hidróxidos de óxido de hierro (III) hidratados en composición variable. La fórmula genérica se escribe con frecuencia como FeO(OH)·nH₂O, aunque esto es 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 hematita y magnetita, y se extrae para la producción de hierro desde al menos 2500 AP.

Nombres

Bog ore

La limonita recibe su nombre de la palabra griega λειμών (/leː.mɔ̌ːn/), que significa "prado húmedo", o λίμνη (/lím.nɛː/), que significa “lago pantanoso” en alusión a su presencia como mineral de hierro de pantano en prados y marismas. En su forma marrón, a veces se le llama hematita marrón o mineral de hierro marrón.

Características

La limonita es relativamente densa con una gravedad específica que varía de 2,7 a 4,3. Por lo general, es de color marrón amarillento medio a oscuro. La raya de limonita en un plato de porcelana sin esmaltar es siempre de color marrón amarillento, un carácter que la distingue de la hematita con raya roja o de la magnetita con raya negra. La dureza es bastante variable, oscilando entre 1 y 5. En secciones delgadas aparece como rojo, amarillo o marrón y tiene un alto índice de refracción, 2,0 - 2,4. Los minerales de limonita son fuertemente birrefringentes, pero los tamaños de grano suelen ser demasiado pequeños para que esto sea detectable.

Aunque originalmente se definió como un solo mineral, limonita ahora se reconoce como un término de campo para una mezcla de minerales de óxido de hierro hidratado relacionados, entre ellos goethita, lepidocrocita, akaganeita y jarosita. La determinación de la composición mineral precisa es práctica solo con técnicas de difracción de rayos X. Los minerales individuales en la limonita pueden formar cristales, pero la limonita no, aunque los especímenes pueden mostrar una estructura fibrosa o microcristalina, y la limonita a menudo se presenta en formas concrecionarias o en masas compactas y terrosas; a veces mamilares, botrioidales, reniformes o estalactíticas. Debido a su naturaleza amorfa y su presencia en áreas hidratadas, la limonita a menudo se presenta como arcilla o lutita. Sin embargo, existen pseudomorfos de limonita después de otros minerales como la pirita. Esto significa que la meteorización química transforma los cristales de pirita en limonita al hidratar 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 almandino.

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  Limonite deposited from mine runoff

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  Galena y limonita

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  Limonite pseudomorfos después del granate

Formación

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 meteorización química de otros minerales ricos en hierro como el olivino, el piroxeno, el anfíbol y la biotita. A menudo es el principal componente de hierro en los suelos lateríticos, y los minerales de limonita laterita son una fuente de níquel y, potencialmente, de cobalto y otros metales valiosos, presentes como elementos traza. A menudo se deposita en las corrientes de escorrentía de las operaciones mineras.

Usos

Limonite concretion from the spoil bank of a uranium mine

Los minerales de limonita ricos en níquel representan las mayores reservas de níquel. Dichos minerales se clasifican como depósitos de mineral de níquel laterítico.

Uno de los primeros usos fue como pigmento. La forma amarilla producía el ocre amarillo por el que Chipre era famosa, mientras que las formas más oscuras producían tonos más terrosos. Tostar la limonita la transformó parcialmente en hematita, produciendo ocres rojos, sombras tostadas y sienas. El mineral de hierro de los pantanos y las lutitas de limonita se extraen como fuente de hierro, aunque la extracción comercial de ellos ha cesado en los Estados Unidos.

Capas de hierro o gosans de óxido de hierro silíceo se forman normalmente como resultado de la oxidación intensiva de los depósitos de mineral de sulfuro. Estos gossans fueron utilizados por los buscadores como guías para el mineral enterrado. Además, la oxidación de esos depósitos de sulfuro que contenían oro, a menudo resultó en la concentración de oro en el óxido de hierro y el cuarzo de los gossans. Los gossans de limonita auríferos se extrajeron productivamente en el distrito minero del condado de Shasta, California. 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 extrajo de suelo laterítico o saprolita rico en limonita. El oro de las vetas primarias se concentró en las limonitas de las rocas profundamente erosionadas. En otro ejemplo, las formaciones de hierro profundamente meteorizadas de Brasil sirvieron para concentrar el oro con la limonita de los suelos resultantes.

Historia

Si bien el primer mineral de hierro probablemente fue hierro meteórico y la hematita era mucho más fácil de oler, en África, donde se encuentra la primera evidencia de metalurgia del hierro, la limonita es el mineral de hierro más frecuente. Antes de la fundición, a medida que se calentaba el mineral y se expulsaba el agua, cada vez más limonita se convertía en hematita. Luego, el mineral se machacaba mientras se calentaba por encima de los 1250 °C, a cuya temperatura el hierro metálico comienza a adherirse y las impurezas no metálicas se desprenden en forma de chispas. Se desarrollaron sistemas complejos, especialmente en Tanzania, para procesar limonita. No obstante, la hematita y la magnetita siguieron siendo los minerales preferidos cuando la fundición se realizaba en hornos, y solo con el desarrollo de los altos hornos en el siglo I a. C. en China y alrededor del año 1150 d. C. en Europa, se pudo utilizar el mineral de hierro marrón de la limonita. a la mejor ventaja.

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.