Menas de hierro

MENAS DE HIERRO
Diego López Pereiro
1. Definición de mena:
Una mena es un mineral del que se puede extraer un elemento, generalmente un metal, por
contenerlo en cantidad suficiente para ser aprovechado. Así, se dice que un mineral es mena
de un metal cuando, mediante minería, es posible extraer ese mineral de un yacimiento, y
luego, mediante metalurgia, obtener el metal de ese mineral.
Siempre asociado al concepto de mena, aparece el de ganga, que es el conjunto de minerales
que, en un yacimiento, se encuentra en la roca explotada junto a la mena.
2. Hierro y menas de hierro:
El hierro es uno de los metales que más abunda en la Naturaleza, donde aparece forma de
óxido, carbonato, sulfuro o silicato. En rarísimas ocasiones se presenta en estado nativo. El
hierro ocupa el cuarto lugar entre los cuerpos simples que forman la corteza terrestre, con un
5,08 %, precedido por el Oxígeno, el Silicio y el Aluminio.
Solamente cuatro minerales se pueden utilizar industrialmente en la actualidad: tres óxidos
que se conocen generalmente con los nombres de magnetita, hematites y limonita, y el
carbonato denominado siderita.
En algunos casos, se utiliza como materia prima para fabricar el hierro los residuos de la
tostación de piritas.
Para los silicatos, todavía no se ha descubierto un procedimiento para extraerles el hierro.
Las principales características de los minerales de hierro son las siguientes:
Denominación
Magnetita
Hematites
Limonita
Siderita
Fórmula
química
Fe3O4
Fe203
2 Fe2O3 3 H2 0
Fe CO3
Riqueza teórica
en hierro en %
72,4
70,0
60,0
48,3
Peso específico
5,0
4,9
4,5
3,7
Color
más
frecuente
Negro gris
Rojo
Amarillo rojizo
Pardo
Normalmente, se consideran ricos en hierro, los que tienen más de un 55 % de Fe y pobres los
de un contenido inferior al 30 %.
Los principales factores que determinan o influyen en la posibilidad de explotar los
yacimientos de mineral de hierro, son los siguientes:
1. Situación geográfica.
2. Riqueza del mineral.
3. Reservas del yacimiento.
4. Composición y naturaleza de la ganga.
5. Condiciones físicas, principalmente porosidad o compacidad.
6. Grado de pureza (contenidos en P y S principalmente).
7. Grado de humedad y de elementos volátiles, agua combinada y CO2 que suelen contener.
3. Magnetita (óxido ferroso- férrico)
Es uno de los minerales más ricos en hierro que hay en la Naturaleza, por detrás de la wustita
(FeO) que es más rara de encontrar, ya que solo aparece en ambientes que estuvieron
expuestos a condiciones reductoras; y, si no fuera acompañado de impurezas, su composición
sería de 72,4 % de hierro y 27,6 % de oxígeno si no estuviera acompañado de impurezas; pero
en algunas ocasiones, debido a la gran proporción de ganga, el mineral de magnetita, se
presenta sólo con 25 a 50 % de hierro.
La magnetita es un mineral muy duro, de color pardo, casi negro, posee un brillo ligeramente
metálico y cristaliza en el sistema cúbico. Por atraer a la aguja imantada y por poseer
propiedades magnéticas, recibe el nombre de magnetita.
Con frecuencia, la magnetita aparece asociada, en ciertas rocas ígneas, con cantidades
apreciables de cromo, titanio y cinc, formando cromita, ilmenita y frankilita, y a veces se
presenta en las arenas de las playas mezclada con la ilmenita o hierro titanado.
Por su difícil reducción, generalmente se somete la magnetita a una calcinación oxidante antes
de su carga en los hornos altos, que transforma el Fe3O4 en Fe2O3. Su magnetismo se
aprovecha en ocasiones en la concentración por medios magnéticos.
Los yacimientos más importantes se encuentran en Suecia, Norteamérica, Rusia, Argelia y
Australia.
4. Hematites (Óxido férrico)
Es el mineral de hierro más abundante, y el más importante porque además de su abundancia,
tiene un buen comportamiento en el horno para fabricar arrabio o fundición.
Su fórmula química es Fe2O3 y, aunque teóricamente tiene un 70 % de Fe y un 30 % de O2, en
la práctica posee de 50 a 68% de Fe.
Nos encontraremos seis tipos principales de este mineral:
 Hematites roja ordinaria: Es de color rojo o morado y es la más abundante, además,
es el más codiciado de los minerales de hierro por su gran riqueza en metal, elevada
pureza y relativa facilidad de reducción. El óxido férrico anhidro es conocido también
con el nombre de hematites roja, porque, al ser rayado este mineral con un objeto
duro, da siempre una raya de color rojo característico, siendo el polvo que se
desprende también de color rojo.
 Hematites roja micácea: Aparecen como masas retorcidas muy características.
 Hematites roja oolítica: Contiene pequeños granos de mineral, con ganga arcillosa.
 Hematites roja terrosa: Cuando está mezclado con arcillas y se usa para pinturas.
 Hierro oligisto: Es de color negro brillante y aparece mezclado con la hematites roja y
la magnetita.
 Hierro especular: Constituido por delgadas capas brillantes de carácter laminar.
5. Limonita (Óxido férrico tri-hidratado)
Es un tipo de óxido férrico hidratado, también llamado hematites parda, con tres moléculas de
agua. La limonita, contiene un 60 % de hierro y 40 % de oxigeno. En la práctica el hierro va
desde un 30 hasta un 56 %.
Se clasifican en cuatro tipos:




Limonita ordinaria: Es blanda, mancha los dedos y al rayarla, aparece una raya de
color pardo amarillento. Las más arcillosas, son conocidas como ocres amarillos.
Puede aparecer tanto con una alta pureza, como casi completamente impurificado.
Limonitas estalactítica: Mineral de estructura fibrosa y forma esférica. Posee un brillo
metálico superficial y su color es negruzco o pardo.
Limonita oolítica: Aparece en granos con forma de guisante, acompañados por un
material calcáreo, silicioso o arcilloso. Son de muy baja reducción, y su riqueza es
baja y varía entre un 28 y un 36 % de hierro.
Limonita terrosa de lagos y pantanos: Son limonitas terrosas de formación reciente,
producidos por depósitos de aguas ferruginosas. Ocupan, normalmente, grandes
extensiones de bajo espesor (<50 cm.). A veces aparecen en masas y su color varia del
pardo al negro. Su explotación es fácil y barata. Suelen contener mucha sílice, y otras
veces aparecen mezclados con fosfato de hierro.
6. Siderita (carbonato de hierro)
Este mineral, cuya fórmula es CO3Fe contiene teóricamente 48,2 % de hierro y 37,9 % de
anhídrido carbónico. En la práctica, sin embargo, su porcentaje de hierro suele variar de 30 a
45 % por ir acompañado con una cierta cantidad de ganga. El contenido en carbonato es bajo,
pero aumenta después de ser calcinados.
Existen tres variedades:
 Hierro espático o siderita: Mineral compacto con fractura cristalina muy típica. Es de
un color blanco amarillento, que a veces varia a anaranjado y rojo oscuro. Suele
encontrarse formando grandes filones. Una vez calcinado es muy fácil reducirlo en el
alto horno. A veces hay zonas donde el carbonato no se ha transformado totalmente en
óxido hidratado, y así, tiene un aspecto entre hematites parda y el carbonato.
 Esferosiderita granular: Tiene un aspecto esferoidal, diferente de la siderita. Hay dos
clases: el Clayband y el Blackband.
 Esferosiderita arcillosa (Clayband): Es de carácter oolítico, es muy fosforosa, y solo
sirve para fabricar fundiciones en instalaciones básicas. Su color varía del gris a rojo.
 Esferosiderita carbonosa (Blackband): Contiene importantes cantidades de hulla, es
de color oscuro o negro, y puede considerarse mineral combustible. Su materia
carbonosa va desde 1 hasta 25 %. Las que tienen más materia carbonosa, son
consumibles, porque arden con bastante facilidad.
7. Sulfuros de hierro
Estos minerales, prácticamente, no se emplean en siderurgia. Esto es debido a que es muy
difícil eliminar la importante cantidad de azufre que contienen (del orden del 2 %) y que para
los aceros es muy pernicioso. También suelen contener en ocasiones arsénico, que es también
muy perjudicial.
Los cuatro minerales más frecuentes son:
 Pirita de hierro: Es el sulfuro de hierro S2Fe que aparece con relativa frecuencia en la
naturaleza sólo o mezclado con otros minerales.
 Marcasita o pirita blanca: Tiene un color blanco más claro que la pirita ordinaria.
 Pirrotina o pirita magnética: Es un sulfuro de hierro magnético amarillo rojizo.
 Arsenopirita (Mispickl): Es un sulfuro arseniuro de hierro (Fe S As) de color blanco
plateado. Nunca se puede usar como mineral de Fe por su alto contenido en arsénico.
Bibliografía:
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Fabricación de Hierro, Aceros y Fundiciones. 1ª Ed. 1978 (J. Apraiz Barreiro)
Wikipedia (http://es.wikipedia.org/wiki/Portada)
Diccionario Geológico
(http://www.estrucplan.com.ar/contenidos/geologia/DiccionarioGeologico/Index.asp)
Metalurgia (http://sifunpro.tripod.com/metal.htm)
Oligisto
(http://www.montes.upm.es/Dptos/DptoSilvopascicultura/Edafologia/guia/Fichas/oligi
sto.html)
Limonita
(http://www.montes.upm.es/Dptos/DptoSilvopascicultura/Edafologia/guia/Fichas/limo
nita.html)
Apuntes de clase.