Wollastonita

La wollastonita es un mineral com√ļn con la composici√≥n qu√≠mica CaSiO3, m√°s espec√≠ficamente Ca3 [Si3O9].

¬ŅQu√© es la wollastonita?

Químicamente, este es un silicato de calcio natural o la sal de calcio del ácido metasilícico.

Este mineral, por lo tanto, pertenece a la clase mineral de silicatos y germanatos.

La fórmula química de la wollastonita es CaSiO3 РCa3 [Si3O9]

Car√°cteristicas de la Wollastonita

Ficha tecnica

Wollastonita

Fórmula química: CaSiO3 РCa3[Si3O9] Dureza: 4.5 a 5 en la escala de Mohs
Densidad: 2.8 a 2.9 (g / cm3)
Transparencia: transl√ļcida a opaca.
Color: Blanco a gris√°ceo trasl√ļcido
Raya: Blanca
Sistema cristalino: Triclínico (en raras ocasiones, como parawollastonita, en sistema monoclínico)
Punto de fusi√≥n: 1.540 ¬įC
Brillo: brillante, nacarado en superficies de escisión.
Habito: Fibroso

Su estructura cristalina consiste en cadenas de (SiO3) 2, que están unidas entre sí a través de los cationes de calcio.

Como un silicato monocatenario, es parte de los inosilicatos, pero no pertenece al grupo mineral de los piroxenos, que a menudo se usa erróneamente como sinónimo de silicatos monocatenarios, sino a los piroxenoides (similares a los piroxenos), ya que (SiO3) 2 cadenas en Sigue su estructura cristalina otro patrón de enlace.

Está formado por metamorfosis de contacto de piedra caliza y es un componente formador de roca de la roca metamórfica skarn.

Propiedades fisicas de la Wollastonita

El mineral wollastonita es incolora y cristaliza en el sistema de cristal triclínico.

Su dureza en la escala de Mohs varia entre 4.5 y 5, mientras que su peso especifico es de 2.8 a 2.9 g / cm3.

Se trata de un mineral con un alto punto de fusion, aproximadamente los 1540¬įC.

Su color varia entre un blanco y varios tonos traslucidos de gris. Su brillo oscila entre brillante y nacarado en las superficies de escisión. La Wollastonita mineral presenta un habito Fibroso.

Usos y aplicaciones de la wollastonita

Debido a sus cristales fibrosos a agujas y su alto punto de fusi√≥n (1540 ¬į C), este material ofrece una amplia gama de aplicaciones t√©cnicas. Entonces, ¬Ņpara qu√© sirve la wollastonita?

Su producción se realiza mediante la reacción del óxido de calcio (CaO, cal quemada) con dióxido de silicio (SiO 2, cuarzo o gel de sílice).

Uno de los principales usos de la wollastonita es la industria de la cer√°mica, donde se utiliza para mejorar las propiedades mec√°nicas de la cer√°mica blanca.

Debido a su alto punto de fusi√≥n, act√ļa como un sustituto de las fibras de asbesto.

Por lo general, se usa en electrodos de soldadura, materiales aislantes  y ropa protectora resistente al fuego.

Si bien las fibras de asbesto se encuentran entre los agentes cancerígenos, las fibras hechas con este mineral no representan un riesgo para la salud, ya que se disuelven en unos pocos días a unas pocas semanas en el cuerpo.

En la industria de los pl√°sticos, se usa principalmente como relleno en termopl√°sticos.

Entre otras cosas, sirve para mejorar la rigidez y la resistencia a la flexión de los poliésteres, poliamidas y polipropilenos.

Del mismo modo, se utiliza en resinas de reacción como las resinas epoxi para evitar las grietas causadas por el encogimiento.

Existen numerosos nombres comerciales para este mineral, incluidos Kemolit, Hycon y Tremin.

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Etimología, historia y origen de la Wollastonita

El nombre de esta roca se remonta a J. L√©man, quien mencion√≥ por primera vez el nombre en 1818 en el ¬ęDictionnaire d’histoire naturione applelle√©e aux arts de Nouveau √† l’agriculture¬Ľ cuando describ√≠a rocas, m√°s espec√≠ficamente un Skarn de Dognecea en la parte rumana del Banat.

Sin embargo, la primera descripci√≥n del mineral fue realizada en 1793 por el mineralogista austriaco A. St√ľtz en la New Institution of the k.-k. Naturalien-Sammlung zu Wien, que se llama el mineral Tafelspath.

El soporte tenía piezas de mano de muestras de roca disponibles del Banat, pero no está asegurado si éstas también eran de Dognecea. Sin embargo, hoy Dognecea es considerada una localidad tipo de Tafelspath o Wollastonite.

El cambio de nombre de Tafelspath en Wollastonita por Léman fue concebido como un reconocimiento a los méritos científicos del famoso naturalista inglés William Hyde Wollaston (1766-1828).

Desde la fundación de la Asociación Mineralógica Internacional (IMA) en 1958, la wollastonita se ha convertido en el nombre de mineral reconocido internacionalmente para el CaSiO3 natural.

Clasificación de la Wollastonita

Habito de la Wollastonita

La novena edici√≥n de la clasificaci√≥n de Strunz’schen Mineral v√°lida desde 2001 y utilizada por la Asociaci√≥n Mineral√≥gica Internacional (IMA) asigna wollastonita-1A y la variedad -2M tambi√©n en la clase de ¬ęsilicatos y germanatos¬Ľ y all√≠ en el departamento de ¬ęcadena y Cintas de silicatos (inosilicatos) ¬ę.

Sin embargo, esta divisi√≥n se subdivide a√ļn m√°s seg√ļn el tipo de formaci√≥n de la cadena, de modo que este mineral de acuerdo con su estructura en la subdivisi√≥n ¬ęsilicatos de cadena y cinta con 3-peri√≥dicas cadenas simples y m√ļltiples¬Ľ se puede encontrar, donde se denomina ¬ęgrupo wollastonita¬Ľ con el sistema. -No. 9.DG.05 y los otros miembros Bustamite, Cascandite, Ferrobustamit, Pektolith, S√©randit y Tanohatait.

La mineralog√≠a de Dana, que se usa predominantemente en pa√≠ses de habla inglesa, tambi√©n clasifica a la wollastonita-1A, a la wollastonita-2M y a la wollastonita-3A-4A-5A-7A en la clase de ¬ęsilicatos y germanatos¬Ľ y luego a la divisi√≥n de ¬ęcadena de minerales de silicato¬Ľ.

Aqu√≠ tambi√©n est√°n en el nombre de ellos ¬ęgrupo de wollastonita¬Ľ con el sistema no. 65.02.01 y los otros miembros Bustamite, Ferrobustamite, Pektolith, S√©randit, Cascandit, Denisovit y Tanohatait dentro de la subdivisi√≥n ¬ęCadenas de silicatos: cadenas simples no ramificadas, W = 1 con cadenas P = 3¬Ľ.

Estructura cristalina de la wollastonita

En la naturaleza, esta roca normalmente ocurre como wollastonita-1T. La wollastonita-1T cristaliza en el sistema de cristal tricl√≠nico (clase triclinic-pinacoidal; 1) en el grupo espacial P1 (n√ļmero de grupo espacial 2) con seis unidades de f√≥rmula en la celda unitaria (Z = 6).

El √ļnico elemento de simetr√≠a en la estructura de cristal es un centro de inversi√≥n que replica los √°tomos mediante el reflejo de puntos.

Los centros de inversión están ubicados en las esquinas, en los centros de superficie y en el centro de la celda unitaria.

La estructura cristalina contiene tres átomos de calcio y silicio cristalográficamente distinguibles, así como nueve átomos de oxígeno diferentes.

Distinguir cristalográficamente significa que estos átomos no son interconvertibles por los elementos de simetría existentes (en este caso, el centro de inversión).

Ambiente de coordinación de los cationes Ca2 + y Si4 +

Propiedades quimicas de la wollastonita

Como en casi todos los silicatos, el silicio está rodeado por cuatro átomos de oxígeno en forma de tetraedro.

Sin embargo, estos tetraedros de SiO4 no están aislados en la estructura cristalina, sino que están unidos a cadenas (consulte la siguiente sección).

Las distancias oxígeno-silicio son entre 157 y 166 pm, lo que corresponde a las distancias usuales en silicatos.

Los átomos de calcio están rodeados cada uno por seis átomos de oxígeno en forma de octaedros distorsionados, las distancias calcio-oxígeno están entre 227 y 255 pm.

Patrón de ligamiento de las cadenas de silicato

Aunque la este mineral pertenece a los silicatos monocatenarios (inosilicatos), el patrón de unión de los tetraedros de SiO4 dentro de la cadena de silicato difiere del de los piroxenos más abundantes.

La diferencia se hace evidente cuando se compara la wollastonita con la enstatita de piroxeno (MgSiO3).
La unión de los tetraedros de SiO 4 tiene lugar en todos los silicatos de cadena a través de esquinas tetraédricas comunes, es decir, a través de átomos de oxígeno comunes.

Para que se forme una cadena, cada silicio tiene que compartir dos de los √°tomos de ox√≠geno de su tetraedro con los √°tomos de silicio vecinos, por lo que estos √°tomos de ox√≠geno ¬ęsolo¬Ľ le pertenecen a la mitad.

Esto da como resultado una relación de silicio a oxígeno de 1: 3 en la cadena, que también se refleja en la fórmula química de los silicatos de cadena (wollastonita: CaSiO3, enstatita: MgSiO3).

Estas cadenas son virtualmente infinitas, est√°n limitadas solo por el tama√Īo del cristal.

Las cadenas ahora se pueden diferenciar a√ļn m√°s por la orientaci√≥n de los tetraedros de SiO4. Mientras que en la enstatita y en todos los dem√°s piroxenos se repite el mismo motivo despu√©s de dos tetraedros, el patr√≥n de la cadena en wollastonita viene dado por tres tetraedros.

En t√©rminos simples, en la enstatita, los tetraedros con un pico muestran alternativamente ¬ęarriba¬Ľ y ¬ęabajo¬Ľ, mientras que en wollastonita un tetraedro con las puntas ¬ęabajo¬Ľ, los dos siguientes, sin embargo, ¬ęhacia arriba¬Ľ.

En el caso de los piroxenos, por lo tanto, se habla de una ¬ęcadena doble¬Ľ, la wollastonita tiene una ¬ęcadena triple¬Ľ.

Dado que el motivo subyacente de las cadenas en wollastonita consiste en tres tetraedros, la fórmula química también se suele triplicar, Ca3 [Si3O9].

Las cadenas infinitas (SiO3) 2 corren en la estructura cristalina de wollastonita en la dirección [010], es decir, en la dirección del eje b cristalográfico.

El motivo de la cadena de tres tetraedros se repite después de las 732 pm, que corresponde exactamente a la constante de celosía de la celda unitaria en la dirección del eje b.

La disposición más complicada de los tetraedros en wollastonita se produce debido a la mayor necesidad de espacio de los cationes Ca 2+ (Ca 2+ es más grande que los cationes Mg 2+ y Fe 2+ frecuentemente presentes en los piroxenos) en la estructura cristalina.

Influencia de la estructura sobre las propiedades macroscópicas

Habito fibroso de la Wollastonita

Sobre la base de la estructura cristalina, se pueden explicar algunas propiedades macroscópicas de este mineral.

Los monocristales de wollastonita tienen un hábito fibroso o similar a una aguja, ya que los cristales crecen preferentemente en la dirección del eje b cristalográfico, que corresponde a la orientación de las cadenas de silicato en la estructura cristalina.

Si se rompe una aguja de este mineral en el medio, es decir, se rompe las cadenas de silicato, se producen superficies de fractura desiguales, mientras que bajo una carga mecánica hay superficies de corte paralelas paralelas al eje b ({100} perfecto, {001} y {102} buena escisión) surgir.

Esto también puede explicarse por las condiciones de enlace químico en el cristal. Mientras que el silicio y el oxígeno están conectados por enlaces covalentes (enlaces atómicos), existe un enlace iónico entre el calcio y el oxígeno, que se basa en una interacción puramente electrostática y, por lo tanto, representa el enlace más débil.

Variaciones y polimorfos

La wollastonita existe en varias modificaciones con la misma fórmula química pero diferentes estructuras cristalinas, de las cuales solo dos ocurren en la naturaleza.

Dado que todas las modificaciones son químicamente idénticas, también se denominan polimorfos.

El nombre de wollastonita sin aditivo generalmente describe con mucho la forma m√°s com√ļn, la wollastonita-1T de cristalizaci√≥n tricl√≠nica (1 significa ¬ęla primera forma¬Ľ, T para tricl√≠nica), que a veces se denomina wollastonita-1A o őĪ-CaSiO3. En la literatura inglesa tambi√©n existe el nombre Wollastonite-Tc (Tc = Triclinic).

La segunda forma natural es la wollastonita monocl√≠nica-2M (2 = ¬ęla segunda forma¬Ľ, M = monocl√≠nica), que ocurre con mucha menos frecuencia que la wollastonita tricl√≠nica-1T.

Los sin√≥nimos de wollastonita-2M son paravollastonita y, en realidad, intrascendentes, tambi√©n őĪ-CaSiO3.

El t√©rmino őĪ-CaSiO3 se usa para wollastonita-1T y wollastonita-2M, ya que ambos se consideran modificaciones criog√©nicas.

Sin embargo, la wollastonita-2M generalmente no coexiste con la wollastonita-1T, pero está contenida en rocas metamórficas formadas a muy baja presión durante la metamorfosis.

La modificaci√≥n a alta temperatura se conoce como pseudo-wollastonita (a veces tambi√©n wollastonita-4A) o ő≤-CaSiO3 y es estable solo a temperaturas superiores a 1120 ¬į C.

La pseudowollastonita tambi√©n cristaliza de forma monocl√≠nica, pero tiene una estructura pseudoortort√≥mbica debido a su √°ngulo ő≤ muy cercano a 90 ¬į de su c√©lula unitaria.

Mientras que la wollastonita-1T y la wollastonita-2M pertenecen a los silicatos monocatenarios (inosilicatos), los silicatos en pseudowollastonita forman estructuras en forma de anillo.

La pseudowollastonita pertenece al grupo de los silicatos cíclicos (ciclosilicato). La disposición de los tetraedros de SiO4 es más comparable a la estructura de benitoita (BaTi [Si3O9]).

Se obtuvieron modificaciones adicionales en experimentos de alta presión de wollastonita-1T, todos ellos cristalizan triclínicamente, lo que a su vez produce cambios en las estructuras cristalinas.

Las modificaciones de alta presión incluyen las variedades 3T, 4T, 5T y 7T.

Yacimientos mas importantes

La wollastonita se produce en todo el mundo en numerosas localidades y también está degradada para uso industrial.

Las siguientes cifras para la producción en 2016 se refieren al Informe Mundial de Minerales del British Geological Survey 2012-2016:

  • China, 950,000 t
  • India, 166.168 t
  • M√©xico, 63.683 t
  • USA, 60,000 t
  • Espa√Īa, 13.553 t
  • Finlandia, 10.000 t
  • Canad√°, 6.000 t
  • Australia, 1.797 t

Ubicaciones sin degradación comercial

  • Sajonia (Alemania)
  • Banat (Rumania)
  • Vesubio y Monte Somma (Italia)
  • Franklin (Nueva Jersey, EE.UU.)

Los minerales extraidos de Franklin (Nueva Jersey) a menudo se caracterizan por una fluorescencia azul a blanca bajo la influencia de la luz UV.

Esto, al igual que la fluorescencia en el mineral fluorita, es causado por cantidades muy peque√Īas de cationes de europio (Eu2 +) en las posiciones de calcio en la red cristalina.

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