Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Departamento de Engenharia de Minas

Geologia de Engenharia I

Mineralogia - Estudo dos Minerais

Prof. Rodrigo Peroni

Abril 2003

1. MINERALOGIA DESCRITIVA Minerais Essenciais (Principais): São grupos de minerais que compõem a maioria da

mineralogia das rochas. São aqueles minerais que definem, classificam e caracterizam uma rocha.

Minerais Acessórios: São grupos de minerais que participam das rochas como elementos menores ou traços. Geralmente são os minerais que definem características tecnológicas e econômicas específicas de uma formação rochosa. Ocorrem em percentagem pouco significativa e não influem na classificação da rocha.

A classificação dos minerais é baseada comumente na composição química.

Classes:

Elementos nativos - 20 elementos que ocorrem não combinados;

Sulfetos - combinação de metais com S, maioria dos min metálicos;

Sulfatos - combina elementos com S e O2;

Óxidos e/ou hidróxidos - combina metais c/Oy ou (OH)y;

Silicatos - combina elementos com Six . Oy;

Halóides - inclui cloretos, fluoretos, brometos e iodetos;

Carbonatos - inclui a presença de CO3;

Fosfatos - inclui a presença de PO4;

Outros - molibdenatos, tungstatos, nitratos e boratos.

1.1. ELEMENTOS NATIVOS

Excetuando-se os gases livres da atmosfera, encontra-se no estado nativo somente cerca de vinte elementos, que podem ser divididos em metais, semimetais e não-metais. Os metais nativos mais comuns constituem três grupos isoestruturais:

i. o grupo do ouro: ouro, prata, cobre e chumbo;

Os elementos do grupo do ouro pertencem à mesma família na classificação periódica dos elementos e portanto possuem propriedades químicas semelhantes, todos são suficientemente inertes para ocorrerem livres na natureza. Quando não estão combinados com outros elementos os átomos desse grupo estão unidos em estruturas cristalinas por ligações metálicas (relativamente fracas).

As propriedades semelhantes dos membros desse grupo originam-se da estrutura comum. Todos são apresentam dureza relativamente baixa, são maleáveis, dúcteis e sécteis. Todos são excelentes condutores de calor e eletricidade, tendo pontos de fusão bem baixos. Possuem densidades elevadas.

ii. o grupo da platina: platina, paládio, irídio e ósmio;

Os elementos do grupo da platina são elementos mais duros e têm pontos de fusão mais elevados do que o do grupo do ouro.

iii. o grupo do ferro: ferro e ferro-níquel.

Os cristais dos metais do grupo do ferro, embora isométricos, têm um retículo cúbico de corpo centrado em que cada átomo toca os outros oito átomos circundantes.

Os semimetais nativos formam dois grupos iso-estruturais, são comparativamente frágeis e piores condutores de calor e de eletricidade do que os metais nativos. Estas propriedades refletem um tipo de ligação intermediária entre a metálica e a covalente.

i. classe escalenoédrica hexagonal: arsênio, antimônio e o bismuto; ii. Classe trapezoédrica-trigonal: selênio e telúrio.

Os não-metais mais importantes são o carbono, sob forma de diamante e grafita e o enxofre.

Principais elementos nativos: Ouro, Prata, Cobre, Platina, Ferro, Enxofre, Diamante e a Grafita.

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Ouro: D=2.5 a 3, d=19.3, Au , Brilho = Opaco, Cor = Amarelo dependendo da pureza Uso = Joalherias instrumentos científicos, Ocorrência = Ocorre em pequenas quantidades e é muito comum em filões.

Prata: D=2.5 a 3, d=10, Ag , Brilho = Metálico, Cor = Branco da prata, Uso = Minério de prata e também com propósitos ornamentais. Ocorrência = A prata nativa é distribuída em pequenas quantidades principalmente na zona oxidada dos depósitos do minério.

Cobre: D=2.5 a 3, d=8.9, Cu , Brilho = Opaco, Cor = Vermelho do cobre, Uso = Minério secundário de cobre. Ocorrência = Encontra-se amplamente em filões de cobre, mas geralmente em pequenas quantidades.

Platina: D=4 a 4.5, d=2.1 a 4.5, Pt , Brilho = Reluzente, Cor = Cinzento do aço, Uso = Em aparelhos químicos, equipamentos elétricos e joalheria. Ocorrência = É um metal raro que ocorre quase sempre no estado nativo.

Ferro: D=4.5, d=7.3 a 7.9, Fe , Brilho = Opaco, Cor = Cinzento do aço ao negro, Uso = Muito utilizado pela indústria. Ocorrência = Ocorre, escassamente, como ferro terrestre e nos meteoritos.

Arsênio: D=3,5, d=5.7 a 4.5, Pt , Brilho = quase metálico (em superfície recente), Cor = branco do estanho (na fratura recente).

Enxofre: D=1.5 a 2.5, d=2.05 a 2.09, S , Brilho = Resinoso, Cor = Amarelo do enxofre, Uso = Principalmente na indústria química na fabricação de ácido sulfúrico. Ocorrência = Ocorre normalmente nas bordas das crateras dos vulcões extintos e ativos, ou próximo delas, onde se depositou dos gases emanados das fumarolas.

Diamante: D=10, d=3.5, C , Brilho = Adamantino, Cor = Amarelo-pálido ou incolor, Uso = Na indústria e também em pequenos cristais para cortar o vidro. Ocorrência = Encontra-se diamantes geralmente nas areias e cascalhos dos leitos dos rios.

Grafita: D=1 a 2, d=2.2, C , Brilho = Metálico, Cor = Negro a cinzento do aço, Uso = Fabricação de cadinhos refratários para as indústrias do aço. Ocorrência = Ocorre normalmente em rochas metamórficas como os calcários cristalinos, xistos e gnaisses.

1.2. SULFETOS

Os sulfetos formam importante classe de minerais que incluem a maioria dos minérios metálicos. Os sulfetos podem ser divididos em pequenos grupos estruturais, não sendo possível generalizar-se amplamente com relação à sua estrutura. Muitos sulfetos têm ligação iônica, ao passo que outros, exibindo as propriedades dos metais têm ligação metálica. Reúnem-se nesta classe aqueles minerais cuja composição é a combinação não oxigenada de metais e metalóides com S, As, Sb, Bi, Se e Te; compreende os sulfetos simples e duplos e os sulfossais. Fisicamente caracterizam-se por seu aspecto metálico, pesos específicos elevado e pela sua opacidade.

Principais minerais: Galena, Esfarelita, Calcopirita, Estanita, Pirrotita, Nicolita, Covelita, Estilbita, Pirita, Molibdenita e a Bornita.

Galena (PbS2): D=2.5, d=7.4 a 7.6, PbS , Brilho = Metálico reluzente, Cor = Cinza do chumbo, Uso = minério de chumbo e um minério importante de prata, Ocorrência = É um sulfeto metálico muito comum, encontrado em veios, associada a esfarelita, pirita, marcassita, calcopirita, dolomita, calcita, quartzo, barita e fluorita.

Esfarelita (ZnS): D=3.5, d=3.9 a 4.1, ZnS , Brilho = Não-metálico, Cor = Geralmente amarela, indo castanho para o negro, Uso = Minério de Zinco. Ocorrência = Geralmente associada a galena, pirita, calcopirita, calcita e dolomita. É encontrada também em filões de rochas ígneas e nos depósitos metamórficos de contato.

Calcopirita (CuFeS2): D=3.5 a 4, d=4.1 a 4.3, CuFeS2 , Brilho = Metálico, Cor = Amarelo do latão, Uso = minério de cobre, Ocorrência = Encontra-se distribuído em veios metálicos e associado a pirita, pirrotita, esfarelita, galena, quartzo, calcita, dolomita, siderita, e vários minerais de cobre.

Estanita: D=4, d=4.4, PbS , Brilho = Metálico, Cor = Cinza do aço ao negro do ferro, Uso = minério secundário de estanho, Ocorrência = Ocorre nos veios contendo estanho com a cassiterita, calcopirita, wolframita, pirita e quartzo.

Pirrotita (FexS): D=4, d=4.58 a 4.65, Fe1-xS, Brilho = Metálico, Cor = Bronze pardacento, Uso = é explorada por causa do seu níquel associado, Ocorrência = Ocorre associada a pentlandita, calcopirita e outros sulfetos na rochas ígneas básicas.

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Nicolita: D=5 a 5.5, d=7.78, NiAs , Brilho = Metálico, Cor = Vermelho do Cobre, pálido, Uso = minério de níquel de menor importante, Ocorrência = A nicolita, com outros arsenietos e sulfetos de níquel, pirrotita e calcopirita.

Covelita (CuS): D=1.5 a 2, d=4.6 a 4.76, CuS , Brilho = Metálico, Cor = Azul anil ou mais escura, Uso = minério secundário de cobre , Ocorrência = Não é um mineral muito abundante, geralmente associada a calcocita, calcopirita, bornita e enargita sendo derivada dela por alteração.

Estilbita: D=2, d=4.52 a 4.62, Sb2S3 , Brilho = Metálico, Cor = Cinza do chumbo a preto, Uso = Minério de Antimônio, Ocorrência = Associada com rochas intrusivas e a outros minerais como a galena, esfarelita, barita, ouro.

Pirita (FeS2): D=6.5, d=5.02, FeS2 , Brilho = Metálico reluzente, Cor = Amarelo do latão, Uso = Geralmente explorada pelo ouro ou pelo cobre associado, Ocorrência = Associada com a calcopirita, esfarelita e a galena.

Molibdenita (MoS2): D=1 a 1.5, d=4.62 a 4.73, MoS3 , Brilho = Metálico, Cor = Cinza do chumbo, Uso = Minério de Molibdênio, Ocorrência = Ocorre com os minérios de estanho e tungstênio nos depósitos de alta temperatura.

Bornita (Cu5FeS4): D=3, d=5.06 a 5.08, Cu5FeS4 , Brilho = Metálico, Cor = Bronze pardacento, Uso = Minério de Cobre, Ocorrência = Encontra-se usualmente associada a outros minerais de cobre em depósitos hipógenos.

1.3. SULFATOS

Um grande grupo de minerais ocorrem como sulfatos, porém poucos são comuns. São minerais que possuem em sua fórmula química o radical SO4.

Os sulfatos dividem-se em: anidros, básicos e hidratados.

Os anidros mais importantes e comuns são os do grupo da barita, que possuem densidade relativa diretamente proporcional ao peso atômico.

Entre os sulfatos hidratados o gipso é o mais importante e abundante.

Principais minerais: Barita, celestita, anglesita, gipso e epsomita.

Barita: D=3 a 3.5, d=2.32, BaSO4, Brilho = Vítreo, Cor = Branca com matrizes claras, azul, vermelho, Incolor, Uso = Principal fonte de bário utilizado na produção de substância., Ocorrência = Ocorre geralmente como mineral de ganga nos filões metálicos, associada especialmente com minérios de prata, chumbo, cobre, cobalto, manganês e antimônio. Encontrada em veios no calcário, junto à calcita, ou como massas residuais na argila que recobre o calcário.

Celestita: D = 3 a 3,5, d = 4,5, SrSO4, Brilho = Vítreo a nacarado, Cor = Incolor, branca, Azul pálido, Uso = Empregado na preparação de nitrato de estrôncio para fogos de artifício e balas traçadoras, Ocorrência = Encontra-se no calcário ou arenito, ou em ninhos e cavidades revestidas nessas rochas. Associada com a calcita, dolomita, gipso, halita, enxofre, fluorita.

Anglesita: D = 3, d = 6,2 a 6,4, PbSO4, Brilho = Adamantino quando pura e opaco quando terrosa, Cor = Incolor, branca, cinzenta, matizes pálidos de amarelo, Uso = Minério secundário de chumbo, Ocorrência = Encontrada nas porções superiores, oxidadas, dos veios de chumbo, associada com a galena, cerussita, esfarelita, hemimorfita e óxido de ferro.

Gipso: D = 2, d = 2,32, CaSO4.2H2O, Brilho = Usualmente vítreo; também nacarado e sedoso, Cor = Incolor, branco, cinzento, vários matizes do amarelo, vermelho, castanho por causa das impurezas, Uso = Usado principalmente na produção de gesso, Ocorrência = Mineral comum amplamente distribuído nas rochas sedimentares, muitas vezes em camadas espessas.

Epsomita: D= 2 a 2,5, d = 1,68, MgSO47H2O, Brilho = Vítreo a terroso. Cor = Incolor a branca, transparente a translúcido, Uso = O mineral epsomita tem pouco uso, pois o sal de epsom comercial é fabricado a partir de outros minerais magnesianos, Ocorrência = Está depositada, usualmente, como uma eflorescência sobre as rochas, nas galerias das minas e sobre as paredes das cavernas.

1.4. ÓXIDOS E HIDRÓXIDOS

Os óxidos classificam-se em óxidos simples, óxidos múltiplos, óxidos contendo hidroxila e hidróxidos. Dentro da estrutura da classificação, existem grupos minerais importantes, notadamente,

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os grupos da hematita, do espinélio e do rutilo. Cada um destes grupos contém um ou mais minerais de importância econômica.

Dentro da classe dos óxidos estão os principais minérios de ferro (hematita e magnetita), de cromo (cromita), de manganês (pirolusita, manganita e psilomelana), de estanho (cassiterita) e de alumínio (bauxita).

Principais minerais: Óxidos - Zincita, Hematita, Ilmenita, Rutilo, Pirolusita, Cassiterita, Goethita, Magnetita, Cromita, Columbita-Tantalita, Hidróxidos – Psilomelana, Limonita, Bauxita.

Zincita: D=4 a 4.5, d=5.6, ZnO , Brilho = Sub-adamantino, Cor = Vermelho intenso a amarelo alaranjado, Uso = minério de zinco, Ocorrência = Geralmente associada a franklita e a willenita.

Hematita: D=5.5 a 6.5, d=5.26, Fe2O3 , Brilho = Metálico, Cor = castanho avermelhado a preto, Uso = minério de ferro, Ocorrência = Ocorre nos depósitos metamórficos de contato e nas rochas ígneas feldspáticas como o granito.

Ilmentita : D=5.5 a 6, d=4.7, FeTiO3 , Brilho = Metálico a sub-metálico, Cor = preto do ferro, Uso = minério de Titânio, Ocorrência = Ocorre em camadas e em massas lenticulares em gnaisses e associada a magnetita.

Rutilo: D=6 a 6.5, d=4.18 a 4.25, TiO3 , Brilho = Adamantino a sub-metálico, Cor = Vermelho, castanho avermelhado a preto, Uso =revestimento de hastes de solda, Ocorrência = Encontra-se o rutilo nos granitos, pegmatitos, gnaisses, mica xistos e associados a magnetita, zircão e monazita.

Pirolusita: D=1 a 2, d=4.75, MnO2 , Brilho = Metálico, Cor = preto do ferro, Uso = minério de manganês, Ocorrência = Encontrado em filões com quartzo e vários minerais metálicos.

Cassiterita: D=6 a 7, d=6.8 a 7.1, SnO2 , Brilho = adamantino a sub-metálico e fosco, Cor = Castanho ou preto, Uso = minério de estanho, Ocorrência = Encontrado em veios com cassiterita, turmalina, topázio, a fluorita e a apatita.

Goethita: D=5 a 5.5, d=4.37, HFeO2 Brilho = Adamantino a opaco, Cor = Castanho amarelado a castanho escuro, Uso = minério de ferro, Ocorrência = Encontra-se grandes quantidades de goethita como mantos lateríticos residuais.

1.5. SILICATOS

São minerais que contém o radical SiOY em sua estrutura.

Essa é a classe mineral mais importante e de maior ocorrência na natureza. Cerca de 25% dos minerais conhecidos e 40% dos minerais comuns são silicatos. Praticamente todos os minerais que formam as rochas ígneas são silicatos, constituindo, então mais de 90% da crosta terrestre. Assim, principalmente a crosta terrestre continental é formada por uma estrutura básica de Si, O e Al, cujos interstícios são preenchidos por outros elementos como Fe, Ca, Mg, Na, K,...

Minerais formados essencialmente por grupos tetraédricos SiO2, que estão unidos entre si diretamente ou por meio de cationtes. São os componentes mais importantes das rochas e constituem, com o quartzo, 95% da parte conhecida da crosta terrestre; é a parte mais rica em espécies, e devido à facilidade de sua investigação óptica, constitui uma das classes melhor conhecidas. Fisicamente são reconhecidos com muita facilidade pela sua falta de cor própria, brilhos não metálicos, risco branco, elevado índice de dureza e pelo seu aspecto geral bastante característico.

A maioria dos silicatos é encontrada como constituintes das rochas eruptivas, formados a temperaturas e pressões elevadas, via de regra, em amplas zonas de variação de ambas, com estruturas densas e carentes de água.

Pelo contrário, nas rochas sedimentares devido a ação do ácido carbônico que, nas condições ambientais, destrói os silicatos, não existe formação destes minerais, senão que há fases de transformação dos mesmos, de estruturas geralmente em camadas, com grande quantidade de água de constituição e embebição. Exemplo disto o encontramos nas argilas.

As propriedades cristaloquímicas dos minerais devem-se, às especiais características do grupo SiO4 e ao tipo de arcabouço que resulta de suas uniões ou junções. Sintetizando, podemos considerar todo silicato como sendo um esqueleto de tetraedros SiO4, cheio de cationtes, em alguns casos, com cationtes e água, em outros, sem nada, como acontece com o quartzo.

A disposição dos grupos SiO4 pode se referir a cinco esquemas gerais:

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Principais formadores de rochas são: quartzo, feldspatos, micas, piroxênios e anfibólio.

Quartzo: D = 7, d = 2.65, SiO2, Brilho = Vítreo às vezes gorduroso em algumas variedades, Cor = A cor da origem a diferentes variedades (cristal de rocha, ametista, quartzo rosa, quartzo enfumaçado, citrino, quartzo leitoso, olho-de-gato), Uso = O quartzo tem muitos e variados usos. Suas formas coloridas são largamente usadas como gemas e pedras ornamentais, Ocorrência = Um dos principais constituintes das rochas ácidas.

Micas: As micas cristalizam no sistema monoclínico, os cristais são, de ordinário, tabulares, com planos basais bem desenvolvidos e com um contorno rômbico ou hexagonal tendo ângulos de 60o a 120o , aproximadamente. As micas caracterizam-se por uma clivagem {001} altamente perfeita. Existe substituição iônica limitada entre os diferentes membros. Todavia, é freqüente que dois membros do grupo cristalizem juntos em posição paralela na mesma placa do cristal, com a clivagem estendendo-se através de ambos. Tem como principais variedades: a muscovita, biotita, lepidolita, marganita, flogobita.

Piroxênios: Os piroxênios incluem um número de espécies que se cristalizam nos sistemas ortorrônbico e monoclínico, sendo, entretanto, estreitamente relacionados na estrutura cristalina. Os piroxênios formam uma série, na qual os membros são estritamente análogos, do ponto de vista químico, aos da família dos anfibólios. Principais minerais são: família da enstatita, diopsídio, espodumênio, jadeíta, egirita, augita.

Anfibólios: Os minerais mais comuns da família dos anfibólios cristalizam-se nos sistemas ortorrômbico e monoclínico. Quimicamente formam um grupo paralelo à família dos piroxênios, todavia os anfibólios contêm a hidroxila. Os anfibólios e piroxênios assemelham-se muito entre si e distinguem-se pela clivagem. Os principais minerais são: antofilita, tremolita, hornblenda, arfvedsonita.

Feldspatos: Os feldspatos formam um dos grupos minerais mais importantes. São silicatos de alumínio com potássio, sódio e cálcio e, raramente, bário. Podem pertencer aos sistemas monoclínico ou triclínico, mas os cristais dos diferentes sistemas assemelham-se entre si estritamente nos ângulos e nos hábito cristalino. Todos eles apresentam clivagens boas em duas direções que fazem entre si um ângulo de 90o ou próximo de 90o. A dureza é em torno de 6 e a densidade relativa vai de 2,55 a 2,76.

OUTROS SILICATOS IMPORTANTES

Sodalita: D = 5.5 A 6, d = 2.15 A 2.3, Na4(AlSiO4)3Cl Brilho = Vítreo, Cor = Azul, Branco, Verde, Uso = Corante de roupa, Ocorrência = É um mineral formador de rocha e á associado com a nefelina, cancrinita, e outros feldspatóides.

Caulinita: D = 2 a 2.5, d = 2.6 a 2.63, Al4(Si4O10)(OH)8 Brilho = Terroso, opaco, Cor = Branco, Uso = É uma substância industrial, natural e de muita importância na fabricação de tijolos , Ocorrência = É de ocorrência ampla, principal constituinte do caulim.

Turmalina: D = 7 a 7.5, d = 3 a 3.25, XY3Al6(Bo3)3 X=Na, Ca, Y=Al, Fe3+, Li, Mg, Brilho = Vítreo a resinoso, Cor = Preta, Parda, Matizes do vermelho, rosa azul e amarelo, Uso = Pedra semi-preciosa, Ocorrência = Em pegmatitos graníticos e nas rochas que circundam, imediatamente, esses depósitos. Associadas principalmente com albita, microclínio, muscovita, quartzo.

Berilo: D = 7.5 a 8, d = 2.75 a 2.80, Be3Al2(Si6O18) Brilho = Vítreo , Cor = Verde azulado, amarelo do ouro, rosa branco ou incolor, Uso = Gema de várias cores e também grande fonte de berílio, Ocorrência = Em rochas graníticas tanto em drusas como em diques pegmatíticos com micas, xistos associado com minério de estanho. O berilo possui também a variedade esmeralda.

Olivina: D = 6.5 a 7, d = 3.27 a 4.37, (Mg.Fe)1(SiO4) Brilho = Vítreo , Cor = Verde de oliva a verde acinzentado, castanho, Uso = Como a variedade verde clara, o peridoto, a olivina tem um emprego como gema , Ocorrência = Mineral formador de rocha bastante comum, encontrado principalmente em rochas ígneas ferromagnesianas escuras como o gabro, o peridotito e o basalto.

Granada: D = 6.5 a 7.5, d =3.5 a 4.6, A3B2 (SiO4)3 A=Ca, Mg, Fe ferroso e Mg bivalente, B= Al, Fe férrico, Ti ou Cr, Brilho = Vítreo a resinoso , Cor = Vermelho, castanho, amarelo, branco e verde escuro, Uso = Gema relativamente barata, Ocorrência = Ocorre como constituinte acessório de algumas rochas metamórficas e ígneas. É geralmente encontrado com mica xisto, hornblenda xisto e gnaisse.

Epidoto: D = 6 a 7, d = 3.35 a 3.45, Ca2(AlFe)Al2O(SiO4)(Si2O7)(OH) Brilho = Vítreo , Cor = Verde amarelo a verde escuro, cinza ou preto, Uso = Gema, Ocorrência = Em rochas cristalinas como gnaisse e anfibolito e vários xistos.

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Topázio: D = 8, d = 3.04 a 3.05, Al2(SiO6)(F,OH)2 ,Brilho = Vítreo , Cor = Incolor, amarelo, roseo, amarelo do vinho, azulado e esverdeado, Uso = Gema, Ocorrência = Encontrado nas cavidades das larvas riolíticas e nos granitos.

Cianita: D = 5, d = 3.55 a 3.66, AlAlO(SiO4) ,Brilho = Vítreo a nacarado , Cor = Azul, branco, cinzento ou verde, Uso = Em velas de motores e porcelanas altamente refratados, Ocorrência = Mineral acessório do gnaisse muitas vezes com a granada, estaurolita e coríndon.

Espodumênio: D = 6.5 a 7, d = 3.15 a 3.20, LiAl9SiO2)6 x Li2O ,Brilho = Vítreo , Cor = Branco, cinza, róseo, amarelo, verde, Uso = Fonte de Lítio, Ocorrência = Encontrado em diques de pegmatitos.

Hornblenda: D = 5 a 6, d = 3.2, Ca2Na(Mg,Fe2/)4(Al,Fe3/,Ti)(Al,SiO4)8O22(O,OH)2 ,Brilho = Vítreo , Cor = Matizes de verde escuro a verde, Ocorrência = Mineral formador de rocha, ocorrendo tanto nas rochas ígneas, quanto nas metamórficas.

Talco: D = 1, d = 2.7 a 2.8, Mg3(SiO3)2(OH)2 ,Brilho = nacarado a gorduroso , Cor = Verde da maçã, cinza, branco, verde, Uso = Tampos de mesa de laboratório e aparelhos sanitários. É conhecido como pedra sabão, Ocorrência = De origem secundária, formado pela alteração dos silicatos de magnésio; Olivinas, Piroxênios e Anfibólios.

Petalita: D = 6 a 6.5, d = 2.4, Li(AlSiO4O10) ,Brilho = Nacarado , Cor = Incolor, Branco, Cinzento, Uso = Minério importante de lítio, Ocorrência = Encontrado em pegmatitos, nos quais está associado ao quartzo e aos minerais portadores de lítio: Espodumênio, Turmalina e lepdolita.

1.6. HALÓIDES

A classe química dos halóides caracteriza-se pela predominância dos íons halogênicos eletronegativos, Cl-, Br-, F- e I-. Esses íons são grandes, carregados fracamente e de fácil polarização. Quando se combinam com cátions de baixa valência, relativamente grandes e fracamente polarizados, cátions e íons comportam-se quase como se fossem corpos perfeitamente esféricos.

Os halóides isométricos têm dureza relativamente baixa, pontos de fusão moderados a altos e são maus condutores de calor e eletricidade no estado sólido.

Principais minerais. Halita, Silvita, Fluorita e Carnalita.

Halita: D = 2,5, d = 2,16, NaCl, B = Transparente a translúcido, C = incolor ao branco, quando impura pode exibir tonalidades amarelo, vermelho, azul e púrpura, Uso: Maior uso na indústria química como fonte de sódio e de cloro. Ocorrência: Ocorre, muitas vezes em camadas e massas irregulares extensas, precipitadas das águas dos oceanos inter-estratificadas com rochas sedimentares.

Silvita: D = 2, d = 1,99, KCl, B = Transparente, C = Incolor ou branco, tonalidades de azul, amarelo ou vermelho quando impura, Uso = Principal fonte de compostos de potássio, usado largamente como fertilizantes, Ocorrência: Mesmo caso da halita sendo mais rara por se precipitar depois que a mesma.

Fluorita: D = 4, d = 3,18, CaF2, B = Vítreo, C = verde-claro, amarelo, verde-azulado e purpúreo, também incolor, branco, rosa, azul e castanho, Uso = Usada principalmente como fluxona fabricação do aço, na manufatura de vidros opalescentes, na esmaltação de utensílios de cozinha, Ocorrência = Encontrado em veios nos quais é o mineral principal, seja como mineral de ganga, associado a minérios de metais.

Carnalita: D = 1, d = 1,6, KMgCl3.6H2O, B = Não-metálico, brilhante, gorduroso, C = Branco-leitoso, muitas vezes avermelhado, Uso = Fonte de compostos de potássio, e magnésio, Ocorrência = Associada à halita, à silvita.

1.7. CARBONATOS

Os principais membros dessa classe formam duas séries isomorfas, por exemplo, a calcita e aragonita, que possuem igual composição química, CaCO3, apresentando exemplo típico de dimorfismo. São os minerais que contém o íon carbonato em suas estruturas. Constituintes das rochas calcárias, certos carbonatos decompõem-se em presença de H (efervescência em ácido). Em cavernas calcárias formam, por precipitação, estalactites e estalagmites.

Principais minerais: Calcita, Dolomita, Magnesita, Aragonita, Witherita, Malaquita e Azurita.

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Calcita: D=3.0, d=2.72, CaCO3 , Brilho = vítreo a terroso, Uso = fabricação de cimento, Ocorrência = Em massas rochosas sedimentares enormes e espalhadas amplamente, sendo o único mineral presentes em certos calcários.

Magnesita: D=3.5, d=4.3, MgCO3 , Brilho = vítreo, Cor = branco cinzento a castanho, Uso = fabricação de tijolos, fonte de magnésia, para fabricação de produtos químicos e minério de magnésio metálico Ocorrência = geralmente em veios e massas irregulares.

Aragonita: possuem características similares à calcita, porém, cristalizando-se no sistema ortorrômbico. Ocorrência = encontra-se depositada em fontes termais associadas a camadas de gipso e depósito de minerio de ferro.

Witherita: D=3.5, d=4.3, BaCO3 , Brilho = vítreo, Uso = fonte de menor importância de bário. Ocorrência = É um mineral raro, geralmente encontrado em veios associados à galena.

Malaquita: D=3.5 a 4.0, d=3.9 a 4.03, Cu2 (CO3)2(OH)2 , Brilho = Vítreo adamantino, Cor = verde brilhante, Uso = minério de cobre, Ocorrência = associada a azurita, cuprita, óxido de ferro e vários sulfetos de cobre e de ferro; encontrada usualmente em veios de cobre que penetram no calcário.

Azurita: D=3.5 a 4.0, d=3.77, Cu2 (CO3)2(OH)2, Brilho = Vítreo, Cor = azul celeste, Uso = minério de cobre de menor importância. Ocorrência = geralmente associada a malaquita, mas também encontrada em forma de cristais.

Dolomita: D=3.5 a 4.0, d=2.85, Ca Mg(CO3)2 , Brilho = Vítreo a nacarado, Cor = branco cinzento, castanho ou preto. Uso = pedras de construção e minério potencial de manganês. Ocorrência = Ocorre geralmente sob forma de massas rochosas como calcário dolomítico ou mármore dolomítico, também encontrado em veios de zinco e chumbo que atravessam o calcário.

2. APLICAÇÕES EM ENGENHARIA DO CONHECIMENTO DOS MINERAIS (MINERALOGIA) As rochas e minerais industriais (RMI) que se empregam na fabricação de materiais de

construção são, entre outros: areias, cascalhos e toda classe de rochas britadas como agregados; calcário e argila, gesso e materiais pozolânicos para cimentos; argilas, feldspatos, quartzo, caulim e outros minerais para a fabricação de telhas, tijolos, louças, porcelana; granitos, mármores, ardósias, calcários, serpentinas e outras rochas como rocha ornamental; gessos e cal como aglomerantes; materiais asfálticos; areias silicosas e diversos óxidos e carbonatos na fabricação de vidro; crisotila, anfibólios, sepiolita, wollastonita e outros minerais na fabricação de fibrocimentos; pedra-pomes, perlita, vermiculita, argila, ardósia e outras rochas na fabricação de elementos leves ou isolantes.

Nas obras de engenharia, os agregados podem conter determinados minerais que podem influir na durabilidade da rocha, a composição mineralógica pode ter influência na massa específica da rocha, na porosidade e na absorção de água.

Conhecimento da reatividade dos minerais para evitar reações químicas indesejáveis com substâncias químicas do cimento.

Determinados minerais hidrofílicos (quartzo) são prejudiciais à adesividade do concreto betuminoso, permitindo o descolamento da película de betume do agregado e a conseqüente deterioração do concreto.

Inalterabilidade dos minerais constituintes resistentes ao intemperismo evitando o desgaste acelerado do agregado e diminuição de resistência mecânica.

Em placas de revestimento os minerais constituintes das rochas devem possuir alta resistência ao intemperismo e a agentes químicos agressivos quando usado em revestimento externos, os minerais devem possuir baixa capacidade de absorção de líquidos, visando evitar manchamentos e também impedir a sua deterioração, os minerais devem apresentar baixos coeficientes de dilatação térmica para garantir a estabilidade do revestimento, os minerais devem possuir alta resistência ao desgaste para serem utilizadas em pisos.

Para não tornar interminável a descrição, pode atribuir-se às matérias-primas para isolantes, entre as quais se encontram os asbestos e amiantos (fibras de serpentina ou anfibólios), a sepiolita, a pedra-pomes, a perlita, as argilas e ardósias expandidas e outros materiais. Também os abrasivos, materiais usados para desgaste, entre os quais se encontram o diamante, o coríndon, as granadas, os feldspatos, o quartzo, a pedra-pomes e muitos outros minerais, dependendo da dureza do material a desgastar. Os lubrificantes, que se empregam para diminuir o coeficiente de atrito entre superfícies sólidas; entre esses o grafite, o talco e o caulim; os pigmentos fabricados a partir de ocres, minerais

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de titânio e outros; os adensadores, como a barita, e as cargas ou enchimentos, como o caulim, o talco e o carbonato de cálcio.

Denominam-se rochas e minerais industriais (RMI) os materiais naturais (e, ocasionalmente, resíduos da indústria ou da construção) que são empregados na atividade humana, não para obter metais ou energia, mas pelas suas propriedades físicas, químicas ou ornamentais, manifestas no mineral ou rocha tal qual são extraídas ou após uma transformação não metalúrgica. Não existem limites definidos para a classificação das rochas e minerais industriais, devido a que muitos minerais (berilo, cromita, rutilo, ilmenita, hematita, zircão) têm usos metalúrgicos e não metalúrgicos, à possível inclusão ou não dos materiais de construção e do significativo grupo das gemas, etc. Existe uma enorme polêmica sobre se o termo rochas e minerais industriais é análogo ao de minerais não metálicos. Uma classificação possível, atribuída a Kuzvart (1984), é a que considera rochas e minerais industriais:

a) As matérias-primas que se empregam na indústria na sua forma mineral, após diversos tratamentos (por exemplo, talco, asbesto, diamante) ou na forma de rocha (diatomita, bentonita, ocre).

b) As matérias-primas que são fonte de elementos não metálicos (pirita como fonte de enxôfre, fluorita como fonte de flúor, apatita como fonte de fósforo, etc.) ou que servem para a fabricação de compostos simples (boratos para a fabricação de ácido bórico).

c) As matérias-primas de aspecto não metálico de onde são obtidos metais ou seus compostos (berilo como fonte de berílio, magnesita como fonte de magnésio, espodumênio como fonte de lítio).

d) Os materiais de construção (argila, areia, cascalho, granito, mármore, matéria-prima para a fabricação de cimentos).

Uma classificação, necessariamente simples, das RMI e seus jazimentos mais comuns, é a seguinte:

a) Jazimentos magmáticos: Diamante, olivina, apatita, feldspatos, pedra natural para construção.

b) Jazimentos pegmatíticos: Feldspato, quartzo, monazita, berilo, criolita, muscovita, gemas.

c) Jazimentos metassomáticos de contato (tipo skarn): Berilo, crisoberilo, fenacita, minerais de boro, grafite, crisotila, talco, granadas.

d) Carbonatitos: Flogopita, apatita, vermiculita.

e) Jazimentos hidrotermais: Apatita, flogopita, quartzo, fluorita, barita, witherita, caulim, serpentina.

e) Depósitos de sublimação: Enxofre, sassolita.

f) Jazimentos metamórficos: Grafite, esmeril, gemas, andaluzita, sillimanita, cianita, mármores, ardósias.

g) Jazimentos residuais: Caulim, lateritas, bauxitas, halloysita, bentonita,ocres, magnesita, zeólita, vermiculita.

h) Jazimentos aluvionares, coluvionares e eluvionares: Diamante, gemas,granada, cromita, andaluzita, monazita, feldspatos, quartzo, areias,cascalhos, argilas.

i) Jazimentos sedimentares biogénicos ou bioquímicos: Adubo, diatomita,enxôfre, pirita, fosfatos, dolomita, calcários, nitratos.

j) Jazimentos evaporíticos: Sal gema, sais potássicos, gesso, magnesita,boratos, sais de lítio, thenardita, glauberita, carbonato de cálcio.

2.1. O QUARTZO

2.1.1. USOS O emprego do quartzo na indústria é função do conteúdo de impurezas, defeitos no cristal e

outras normas específicas que cada segmento industrial requer. Os cristais de melhor qualidade são destinados à indústria óptica, eletrônica e de instrumentação, enquanto os de qualidade inferior destinam-se à indústria em geral (abrasivos, cerâmica, metalúrgica ). Para uso no segmento eletro-eletrônico, vidros ópticos, tubos para lâmpadas halógenas ou fibras ópticas, têm sido utilizadas como matéria prima, lascas de alta pureza ou pó de quartzo. Este é obtido a partir do beneficiamento de lascas de quartzo de qualidade inferior ou do beneficiamento de pegmatito ou alasquito. O cristal

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natural, embora tenha sido substituído, desde o início da década de setenta, pelo quartzo cultivado em autoclave, ainda é utilizado na confecção de sementes-mãe para o crescimento do quartzo cultivado. As lascas de quartzo de alta pureza são usadas diretamente na produção de quartzo cultivado, quartzo fundido, cerâmicas especiais, e filler para microcircuitos de alta integração. A partir do pó de quartzo obtido de lascas variadas ou da concentração de quartzo de pegmatitos, produz-se o quartzo fundido. Este é um material não cristalino, transparente e que retém muitas das propriedades ópticas e de resistência química do quartzo, mas que não possui mais a sua propriedade piezelétrica, perdida após o processo de fusão. O quartzo fundido possui um mercado bastante sofisticado, compreendendo uma linha de produtos da maior relevância: indústria óptica, indústria de equipamentos elétricos, indústria química de base, equipamentos e aparelhagem científica e de precisão, fibra óptica.

2.1.2. VANTAGEM COMPARATIVA O Brasil detém grandes reservas de quartzo, sendo possuidor não só dos maiores depósitos

como daqueles de melhor qualidade. É razoável supor que minérios de melhor qualidade resultem em um custo de produção menor, o que confere ao País uma vantagem na produção desse bem mineral, traduzida por sua expressiva participação na produção mundial. Segundo estimativas do DNPM, em 1999 o Brasil participou com cerca de 80% do mercado mundial de lascas como nutriente, atendendo demandas do Japão, Reino Unido, Alemanha e China. No entanto, a vantagem comparativa do Brasil possuir grandes reservas de quartzo é apenas parcialmente aproveitada, pois o País não dominou ainda o ciclo de capacitação tecnológica para manufaturar os produtos nas qualidades e purezas desejadas. O Brasil é um dos maiores produtores mundiais de silício metalúrgico, mas importa todo o silício de grau eletrônico que consome. Produz-se monocristal de silício, mas a partir da importação de silício grau eletrônico. Produz-se fibra óptica, mas importa-se o tubo de quartzo fundido de grau óptico.