Mineral primario de plomo que a veces se extrae por su contenido en plata
Galena: Fotografía de un bonito cristal cúbico de galena con cristales de calcita adyacentes. El cristal de galena mide unos cinco centímetros de lado. Recogido en la mina Sweetwater, Condado de Reynolds, Missouri. Espécimen y foto por Arkenstone / www.iRocks.com.
¿Qué es la galena?
La galena es un mineral de sulfuro de plomo con una composición química de PbS. Es el principal mineral de plomo del mundo y se extrae de un gran número de yacimientos en muchos países. Se encuentra en rocas ígneas y metamórficas en vetas hidrotermales de media a baja temperatura. En las rocas sedimentarias se presenta en forma de vetas, cementos de brechas, granos aislados y como sustituto de la caliza y la dolomía.
La galena es muy fácil de identificar. Los trozos recién rotos presentan un clivaje perfecto en tres direcciones que se cruzan a 90 grados. Tiene un claro color plateado y un brillante lustre metálico. La galena se empaña hasta adquirir un color gris apagado. Debido a que el plomo es un elemento primario en la galena, el mineral tiene una alta gravedad específica (7,4 a 7,6) que se nota inmediatamente al recoger incluso pequeños trozos. La galena es blanda, con una dureza Mohs de 2,5+, y produce una veta de color gris a negro. Los cristales son comunes y suelen ser cubos, octaedros o modificaciones.
Estructura de la galena: La galena tiene una composición química de PbS. Esto significa que contiene un número igual de iones de plomo y de sulfuro. Los iones están dispuestos en un patrón cúbico que se repite en todas las direcciones. Esta estructura es la que hace que los cristales de galena tengan una forma cúbica y hace que la galena se rompa en tres direcciones en ángulo recto.
Propiedades físicas de la galena
Galena argentífera: Galena argentífera de Coeur d’Alene, Idaho. El espécimen mide aproximadamente 2-1/2 pulgadas (6,4 centímetros) de ancho. La galena argentífera tiene un contenido de plata que a menudo es lo suficientemente alto como para que la galena se extraiga como un mineral de plata. Algunas minas de galena reciben más ingresos de su plata que de su producción de plomo.
Galena argentífera – El mineral de plata
El espécimen típico de galena tiene aproximadamente un 86,6% de plomo y un 13,4% de azufre en peso. Sin embargo, algunos ejemplares de galena contienen hasta un porcentaje de plata en peso. Se denominan “galena argentífera” por su contenido en plata. En estos especímenes, la plata puede sustituir al plomo en la estructura atómica de la galena, o puede aparecer en pequeños granos de minerales de plata incluidos en la galena.
La plata dentro de la galena altera la estructura cristalina, lo que a menudo hace que la galena tenga caras de corte curvadas. Este pequeño conocimiento puede ser una poderosa herramienta de prospección. Además de la plata, la galena puede contener pequeñas cantidades de antimonio, arsénico, bismuto, cadmio, cobre y zinc. A veces el selenio sustituye al azufre en la galena.
Fragmentos de escisión de la galena: Una de las propiedades más diagnósticas de la galena es su capacidad de romperse por escisión en tres direcciones que se cruzan en ángulo recto. Esto forma fragmentos de clivaje de forma cúbica y rectangular. Esta foto muestra trozos de galena triturada que muestran claramente el clivaje en ángulo recto. Este clivaje característico se debe a la estructura interna cúbica del mineral, como se muestra arriba. Foto copyright iStockphoto / Tyler Boyes.
Valor de la galena: Algunas minas producen más ingresos por el contenido de plata de su galena que por el de plomo. Supongamos que tenemos una mina que produce galena argentífera con una composición media de 86% de plomo, 13% de azufre y sólo 1% de plata (como se muestra en el diagrama de la izquierda). Si el precio de la plata es de 25 dólares por onza troy y el precio del plomo es de 1 dólar por libra avoirdupois, el valor del plomo en una tonelada de mineral será de 1720 dólares, mientras que el valor de la plata en esa misma tonelada de mineral será de 7292 dólares (como se muestra en el diagrama de la derecha). La pequeña cantidad de plata tiene un enorme impacto en los ingresos porque, a los precios asumidos, la plata es 364 veces más valiosa que un peso igual de plomo. Es fácil entender por qué las empresas mineras se entusiasman con la galena argentífera. Aunque la galena es el mineral que se extrae y el plomo constituye la mayor parte del producto, estas minas suelen llamarse “minas de plata”.
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Fundición de metales: La galena es uno de los minerales más fáciles de fundir. Simplemente se puede colocar en un fuego y luego se puede recuperar el plomo de debajo de las cenizas cuando el fuego se apaga. Los arqueólogos han encontrado pruebas de que el plomo se fundía ya en el año 6500 a.C. en la actual Turquía [1]. Los romanos refinaron pequeñas cantidades de plata a partir del plomo hace unos 2000 años [2]. Imagen de dominio público de Georgius Agricola.
Fundición de la galena
La galena es muy fácil de fundir. Si las rocas que contienen galena se colocan en un fuego, el plomo se puede recoger de debajo de las cenizas después de que el fuego se apague. La gente ha aprovechado esta sencilla fundición durante miles de años. Los arqueólogos han encontrado cuentas y estatuas de plomo en Turquía que se remontan a unos 6.500 años antes de Cristo [1]. El plomo es probablemente el primer metal que se procesó a partir de un mineral. Los antiguos romanos fabricaban tuberías de plomo y las utilizaban para la fontanería interior. (Plumbum es la palabra latina para el plomo. La palabra “fontanería” y nuestro uso de “Pb” como símbolo químico del plomo provienen de los antiguos romanos).
Los antiguos griegos y romanos fueron capaces de separar la plata del plomo hace unos 2000 años [2]. Muchos de los lingotes de plomo romanos llevaban la inscripción “Ex Arg” o “Ex Argent” para indicar que la plata había sido separada del plomo. Los griegos eran capaces de desplumar el plomo hasta un 0,02% de plata y los romanos hasta un 0,01% [3]. Es sorprendente que fueran capaces de darse cuenta de que el plomo contenía plata y asombroso que fueran capaces de desarrollar un método de refinado tan eficiente.
Alteración de la galena
La galena se deteriora fácilmente. Las superficies frescas de la galena se empañan rápidamente, pasando de un brillo metálico plateado a un color gris apagado o negro apagado. Cuando se expone a la intemperie o se entierra en el suelo, la galena se convierte rápidamente en anglesita, cerusita, piromorfita u otro mineral de plomo. Estos minerales se utilizan a menudo en la prospección. Cuando se encuentran en la superficie, a menudo revelan que la galena está presente debajo.
¿Realmente “nieva” galena en Venus?
El planeta Venus tiene un entorno inhóspito en el que los volcanes expulsan gases sobrecalentados a la atmósfera. El azufre y el plomo se encuentran entre los gases emitidos por los volcanes de Venus. Permanecen en fase gaseosa hasta que están lo suficientemente altos en la atmósfera como para condensarse.
En 2004, investigadores de la Universidad de Washington en St. Louis proporcionaron pruebas plausibles de que la “nieve de metales pesados” -que es muy probablemente una combinación de sulfuro de plomo (galena) y sulfuro de bismuto- cae en las elevaciones más altas de Venus [4].
Radio de cristal de galena: Uno de los usos más interesantes de la galena fue en las primeras radios de cristal. El funcionamiento de estas radios requería convertir la corriente alterna en una corriente continua pulsante. Para ello, se utilizaba un material semiconductor que limitaba el flujo de electricidad a una sola dirección. La corriente alterna fluía a través de un cable, conocido como bigote de gato, hacia un cristal semiconductor, que solía ser un cristal de galena, que sólo permitía el flujo en una única dirección. Derechos de autor de la imagen iStockphoto / Greg_H.
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Usos de la galena
La galena es un mineral muy importante porque sirve de mena para la mayor parte de la producción mundial de plomo. La galena tiene muy pocos usos más allá de su servicio como mineral, pero eso no debe disminuir su importancia para la sociedad.
El principal uso del plomo en la actualidad es en las baterías de plomo-ácido que se utilizan para arrancar los automóviles. La batería típica de un automóvil contiene unos seis kilos de plomo y debe sustituirse cada cuatro o cinco años. Sólo en Estados Unidos hay miles de millones de estas baterías. Las baterías de plomo también se utilizan como fuentes de alimentación de reserva para redes informáticas, instalaciones de comunicación y otros sistemas críticos. El plomo es también uno de los metales utilizados en los sistemas de almacenamiento de energía asociados a la generación de energía y a los vehículos híbridos.
La mejor manera de aprender sobre los minerales es estudiar con una colección de pequeños especímenes que se puedan manipular, examinar y observar sus propiedades. En la tienda de Geology.com hay colecciones de minerales baratas.
Seguridad con el plomo
Muchos usos del plomo y de los compuestos de plomo se han dejado de utilizar o se han reducido significativamente en las últimas décadas en respuesta a las preocupaciones por la salud. Algunos de estos usos incluyen el plomo en las pinturas residenciales, los combustibles para vehículos de motor, las soldaduras, la munición, los pesos de pesca, los esmaltes cerámicos, los pesticidas, los cosméticos, el vidrio, los plásticos, las aleaciones y muchos otros productos. Por esta razón, muchas escuelas han eliminado la galena de los kits de minerales para estudiantes y la han sustituido por un mineral con un nivel de preocupación menor.
