Una fuente de titanio, un pigmento blanco en la pintura, una causa de “ojos” y “estrellas” en las gemas.
Cuarzo rutilado: Una piedra de cuarzo rutilado. El rutilo puede aparecer como cristales en forma de aguja en minerales como el cuarzo, el corindón, el granate y la andalucita. Derechos de autor de la imagen iStockphoto / Coldmoon_photo.
¿Qué es el rutilo?
El rutilo es un mineral de óxido de titanio con una composición química de TiO2. Se encuentra en rocas ígneas, metamórficas y sedimentarias de todo el mundo. El rutilo también se presenta como cristales en forma de aguja en otros minerales.
El rutilo tiene un elevado peso específico y a menudo se concentra por la acción de las corrientes y las olas en “arenas minerales pesadas” que existen hoy en día en depósitos tanto en tierra como en el mar. Gran parte de la producción mundial de rutilo se extrae de estas arenas.
El rutilo se utiliza como mineral de titanio, se tritura para obtener un polvo blanco que se utiliza como pigmento en las pinturas y se procesa para su uso en una multitud de productos. Las redes de cristales de rutilo en forma de aguja producen los “ojos” y las “estrellas” de muchas gemas, como el rubí estrella y el zafiro estrella.
Arenas de minerales pesados: Las excavaciones poco profundas en Folly Beach, Carolina del Sur, dejan al descubierto finas capas de arenas de minerales pesados. Estas arenas suelen ser una fuente de rutilo natural. Fotografía de Carleton Bern, United States Geological Survey.
Aparición geológica del rutilo
El rutilo aparece como mineral accesorio en rocas ígneas plutónicas como el granito y en rocas ígneas de origen profundo como la peridotita y la lamproita. En las rocas metamórficas, el rutilo es un mineral accesorio común en el gneis, el esquisto y la eclogita. A veces se encuentran cristales bien formados de rutilo en pegmatitas y skarn.
El rutilo y otros minerales metálicos se extraen juntos de depósitos sedimentarios conocidos como “arenas de minerales pesados”. Estos sedimentos proceden de la meteorización de rocas ígneas y metamórficas que contienen abundantes granos diminutos de minerales de alta gravedad específica como el rutilo, la ilmenita, la anatasa, la brookita, el leucoxeno, la perovskita y la titanita (también conocida como esfena).
A medida que estas rocas se desgastan, sus partículas minerales más resistentes son arrastradas al medio costero marino, donde son clasificadas y concentradas según su densidad por la acción de las olas y las corrientes. Cuando las condiciones son adecuadas y los minerales pesados son abundantes, estos sedimentos pueden convertirse en depósitos mineros.
Minería de minerales pesados: Las excavadoras extraen arenas de minerales pesados en la mina Concord, en el centro-sur de Virginia. Estas arenas que contienen hasta un 4% de minerales pesados se excavan y luego se procesan para extraer rutilo, ilmenita, leucoxeno y circón. Las arenas fueron meteorizadas y erosionadas a partir de una exposición de anortosita a poca distancia. Foto del Servicio Geológico de los Estados Unidos.
Minería del rutilo
Las arenas de minerales pesados se extraen en el medio marino poco profundo mediante barcos que dragan los sedimentos, separan los granos de minerales pesados, retienen los minerales pesados a bordo y descargan la fracción de sedimentos más ligeros de vuelta al fondo.
Las arenas de minerales pesados también se encuentran en tierra en depósitos sedimentarios que se acumularon en épocas en las que el nivel del mar era mucho más alto que el actual. Estos sedimentos se extraen, se procesan para eliminar los minerales pesados y se devuelven a un paisaje que se recupera a su topografía original.
Arena de minerales pesados: Un concentrado de minerales pesados procedente de una operación minera en tierra en Georgia. Se compone de granos del tamaño de una arena, principalmente de rutilo, ilmenita y circón.
Polimorfos e impurezas
El rutilo es la forma natural más abundante de TiO2. Existen numerosos polimorfos que incluyen la anatasa y la brookita. El hierro (Fe+2) sustituye a veces al titanio en algunos ejemplares de rutilo. Cuando esto ocurre, es necesario equilibrar una diferencia de valencia entre el hierro y el titanio, y ese equilibrio se consigue a menudo mediante la sustitución de otro titanio por niobio (Nb+5) y/o tantalio (Ta+5). La sustitución de estos elementos aumenta el peso específico del rutilo y provoca un color negro tanto en el mineral como en su veta.
Propiedades físicas del rutilo
Cuarzo rutilado: Gema facetada tallada en cuarzo rutilado. Los largos cristales prismáticos con un brillo metálico dorado son de rutilo. Espécimen y foto de Arkenstone / www.iRocks.com.
El rutilo y la gemología
Más que cualquier otro mineral, el rutilo tiene una afinidad por crecer como cristales en forma de prisma dentro de otros minerales. Los prismas largos de rutilo aparecen en muchos minerales gema diferentes. El cuarzo, el corindón (rubí y zafiro), el granate y la andalucita son algunos de los más conocidos.
A veces estas agujas son gruesas y claramente visibles dentro de la gema, como en muchos ejemplares de cuarzo rutilado. Estas agujas producen atractivas e interesantes gemas novedosas cuando tienen un color y una disposición agradables. Ver la foto adyacente de cuarzo rutilado.
La estrella de la India: Esta gema es un zafiro estrella de 563,35 quilates, tallado a partir de un bruto encontrado en Sri Lanka. Es de color azul grisáceo y ha sido tallado para mostrar una estrella tanto en la parte superior como en la inferior. Se expone en el Museo Americano de Historia Natural de Nueva York. Foto de Wikimedia Commons por Daniel Torres, Jr.
En algunas gemas, como el rubí y el zafiro, los reflejos de la luz procedentes de una red de finos cristales de rutilo dentro de un cabujón debidamente tallado producen una hermosa “estrella” de luz en la superficie de la gema. Las gemas de rubí y zafiro con esta estrella se conocen en el sector como “gemas fenomenales”, y el fenómeno de la estrella se conoce como “asterismo”. Véase la foto adyacente de un zafiro estrellado de color azul claro llamado “La estrella de la India”.
En otras gemas, una dirección de cristales paralelos formará una línea de luz en la superficie de la gema conocida como “ojo de gato”. El fenómeno que produce el ojo de gato se conoce como “chatoyance”, y las gemas que presentan este fenómeno se denominan “chatoyant”. La gema más conocida por su chatoyancia es el crisoberilo ojo de gato.
Cuarzo rutilado con ojo de gato: Un cabujón tallado en cuarzo rutilado extraído en Brasil. Las agujas de rutilo son de color dorado y tienen una textura tan gruesa que se pueden ver claramente muchas agujas individuales. El cabujón mide aproximadamente 12 x 16 milímetros.
Usos del rutilo
Los principales usos del rutilo y del óxido de titanio hecho a partir del rutilo son: la fabricación de pigmentos de óxido de titanio, la fabricación de cerámica refractaria y la producción de titanio metálico. El uso del rutilo para fabricar pigmentos toca la vida de casi todas las personas en los Estados Unidos de muchas maneras casi todos los días.
Cuando se tritura finamente y se procesa para eliminar las impurezas, el rutilo se convierte en un polvo blanco brillante que sirve como un excelente pigmento. Se utiliza para hacer pintura suspendiendo el polvo en un líquido. El líquido sirve de soporte en la aplicación de la pintura, y se evapora para depositar una capa de óxido de titanio en el objeto que se ha pintado. Los pigmentos de óxido de titanio adquirieron gran importancia en la industria de la pintura en 1978, cuando el gobierno de Estados Unidos prohibió el uso de pigmentos con base de plomo en los productos de pintura de consumo.
Los pigmentos de óxido de titanio se utilizan para producir el color blanco en los plásticos, y se emplean para fabricar papel de alto brillo. El óxido de titanio da a estos productos un color resistente a la decoloración. Además, el óxido de titanio no es tóxico y es químicamente estable. Estas propiedades permiten que se utilice como pigmento en alimentos, cosméticos, productos farmacéuticos y muchos productos de consumo, como la pasta de dientes.
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Rutilo sintético
El rutilo tiene un índice de refracción muy alto, una fuerte dispersión y un brillo adamantino. Son propiedades ópticas que pueden dar lugar a una gran piedra preciosa, y estas propiedades en el rutilo rivalizan o superan las del diamante. Por desgracia, el rutilo natural rara vez tiene la claridad y el color necesarios para servir de gema alternativa al diamante.
Sin embargo, el rutilo sintético puede hacerse casi incoloro con una claridad excelente. Cuando se produjo por primera vez en las décadas de 1940 y 1950, se cortó en gemas y se vendió como un simulador de diamante llamado “Titania”. Alcanzó cierta popularidad al principio, pero ésta empezó a desvanecerse cuando los compradores descubrieron que el rutilo sintético sufría lesiones por abrasión en poco tiempo: el rutilo tiene una dureza Mohs de 6, frente a la dureza del diamante, de 10.
