Corindón: Propiedades, dureza y usos

¿Qué es el corindón?

El corindón es un mineral que se distingue por su dureza, durabilidad y cristales hexagonales en forma de barril. Es uno de los minerales más duros que existen, después del diamante en la escala de dureza de Mohs. También es la forma cristalina del óxido de aluminio (Al² O³), compuesto principalmente de aluminio y oxígeno. Sin embargo, puede contener trazas de impurezas como cromo (Cr), hierro (Fe), vanadio (V) y titanio (Ti), responsables de la aparición de la variedad de color en el corindón. Por ejemplo, menos del 1 % de cromo en el corindón da como resultado un color de rosa a rojo. Sin la impureza, el mineral parecería incoloro.

Un cristal de corindón (var. rubí) en calcita. Su color proviene de las trazas de cromo.

Aparte de la dureza y el hábito hexagonal del corindón, los tipos específicos de rocas y el entorno geológico donde se originó ayudan a confirmar su presencia en una región en particular. En general, el corindón se forma en ambientes geológicos ricos en aluminio pero pobres en sílice. Se puede encontrar como mineral accesorio en ciertas rocas plutónicas y volcánicas (p. ej., pegmatitas y sienitas desilicatadas) como producto de la solidificación del derretimiento. También puede ocurrir naturalmente a través del metamorfismo de rocas ricas en alúmina (por ejemplo, piedra caliza cristalina, mármol, esquisto de mica, gneis) bajo presión y temperatura de moderadas a altas (500 a 800ºC ). Una forma de que se forme es cuando la circulación del fluido hidrotermal transforma la composición y la mineralogía de dos litologías diferentes en contacto, como son las rocas ígneas y las calizas.

Las gemas de corindón se extraen de depósitos de grava de gemas. Algunos de los depósitos más ricos se encuentran en Birmania, India, Sri Lanka y Afganistán. Su densidad y dureza facilitan su separación de arcilla, grava y otros materiales.

Propiedades del corindón

El corindón se presenta como un mineral naturalmente transparente a opaco y posee un brillo adamantino, vítreo y nacarado. La dureza del corindón es 9 en la escala de Mohs, solo superada por el diamante, y es una de las piedras preciosas comerciales más duraderas. Tiene una raya blanca cuando se raya en una placa de rayas y muestra una fractura irregular o concoide debido a su hendidura no dominante. Además, también tiene una densidad inusualmente alta de 4,02 g/cm³, lo que facilita su recuperación mediante métodos de lavado similares a los que se utilizan para recuperar el oro.Un cristal de corindón tiene un hábito de crecimiento hexagonal distinto que se estrecha en ambos extremos. Sus cristales son grandes, bien formados y delimitados por prismas hexagonales que le dan forma de tonel. Su forma, dureza y densidad se atribuyen en parte a la disposición densa de enlaces fuertes y cortos entre los átomos de oxígeno y los iones de aluminio.

Un corindón sin cortar (var. ruby) exhibe un hábito de crecimiento hexagonal que se estrecha en ambos extremos.

Tipos de corindón

Como se mencionó en las secciones anteriores, la presencia de impurezas da como resultado varias variedades de color de corindón. Ocurre cuando otros elementos de transición, como Fe², Fe³, Ti⁴, Cr³ y V³, sustituya el aluminio. El corindón puro e incoloro todavía existe de forma natural, pero ocurre raramente. El corindón, en general, tiene un valor de dispersión bajo y no emite destellos de diferentes colores como los diamantes, razón por la cual el valor del corindón se basa en la intensidad del color que muestra. El rubí y el zafiro son las variedades de corindón más conocidas debido a su conocida aplicación en joyería. Pero el corindón también puede presentarse en otros colores, incluidos incoloro, rosa, amarillo, gris, marrón dorado e incluso rosa anaranjado. Obtenga más información sobre sus diferentes tipos en las secciones posteriores.

Rubíes

Los rubíes son las variedades rojas de corindón causadas por pequeñas cantidades de cromo (Cr). No existe un límite oficial sobre la cantidad de Cr requerida para formar rubíes, pero normalmente tienen hasta ~1 por ciento en peso de Cr² O³. El cromo sustituye al aluminio, creando amplias bandas de absorción de violeta, verde-amarillo y un poco de la región azul. Por lo tanto, el mineral absorbe todos los colores excepto el rojo, lo que explica por qué el rubí parece rojo a los ojos humanos. Además, la presencia de corindón hace que el mineral emita fluorescencia cuando se somete a la luz ultravioleta. A medida que los rayos UV ingresan al mineral, se vuelven a emitir a un nivel de energía más bajo en el espectro rojo, lo que intensifica el color rojo en condiciones de luz diurna.

Un cristal de rubí natural.

Zafiros azules

Los zafiros azules son otra variedad de corindón, que ocurre cuando los pares de Fe² y Ti⁴ sustituyen a Al³. Solo requiere alrededor de ~0.01 por ciento en peso de hierro y titanio para producir el distintivo color azul intenso. Un proceso llamado transferencia de carga de intervalo, caracterizado por el intercambio continuo de electrones entre Fe y Ti, crea una absorción intensa en el espectro electromagnético en el que se absorben todos los colores excepto el azul.

El Logan Sapphire: un zafiro de 422,98 quilates de Sri Lanka

Zafiros de lujo

Todas las demás variedades de corindón con calidad de gema, excepto el rojo y el azul, se denominan zafiros de fantasía . Se forman a partir de la combinación de otros elementos o de la presencia de cationes menores en el mineral. Por ejemplo, el hierro en corindón produce un zafiro amarillo, mientras que pequeñas cantidades de vanadio forman zafiros morados. El corindón multicolor también ocurre debido a la zonificación, en referencia a las diferentes concentraciones de elementos en varias partes del mineral.

Algunos zafiros incluso exhiben asterismo, una característica óptica que se muestra como una estrella de seis o doce puntas. Se generan cuando minerales largos y delgados como el rutilo (óxido de titanio, TiO²) se convierten en inclusiones en el corindón. Los especímenes con estas inclusiones se cortan y pulen en forma redonda para enfatizar el efecto del asterismo.

Asterismo en un zafiro tallado y pulido

Tratamientos Realizados sobre Corindón

El corindón extraído aún no tiene calidad de gema y necesita someterse a tratamientos y procesos específicos para mejorar su calidad general. Un tratamiento común realizado en minerales de corindón en bruto es el tratamiento térmico. Se utiliza para cambiar e intensificar los colores de rubíes y zafiros, y aumentar su claridad. Durante el tratamiento térmico, las inclusiones se eliminan y se convierten en parte del cristal, lo que ayuda a intensificar sus colores. Es posible gracias al alto punto de fusión del corindón (~2000 ºC), en el que las inclusiones sólidas comienzan a derretirse sin derretir el propio corindón.

Otro tratamiento realizado para el corindón es el tratamiento de difusión. Se trata de forzar un elemento no asociado inicialmente con el cristal en su estructura utilizando gradientes de calor, presión y químicos, produciendo finalmente varios colores en el cristal original. Por ejemplo, los zafiros incoloros se tratan con berilio (Be) para crear un zafiro Padparadscha sintético, una piedra preciosa con un color salmón inusual.

Zafiro Padparadscha tallado y pulido, con un color que va del rosa al naranja

¿Para qué se utiliza el corindón?

El corindón tiene varias aplicaciones. Algunos de estos incluyen lo siguiente:

• Se utiliza como piedra preciosa en piezas de joyería debido a su intenso color y durabilidad.
• Su dureza lo convierte en un excelente abrasivo. Debido a esto, el corindón de calidad no gema se usa en papel de lija, limas de uñas, lijadoras de banda y otros abrasivos industriales. Sus otras aplicaciones incluyen material de endurecimiento en pisos de concreto de alta resistencia y materiales antideslizantes en puentes. En la mayoría de los casos, sin embargo, se utiliza corindón sintético para estas aplicaciones en lugar del corindón natural.
• Su alto punto de fusión lo hace muy útil para materiales refractarios como revestimientos de hornos, losas refractarias, crisoles, rodillos y otros muebles para hornos.
• Su transparencia y durabilidad lo hacen imprescindible en equipos ópticos y espaciales. Se cultivan grandes cristales de corindón sintético y se convierten en finas láminas. Eventualmente se usan como ventanas de aviones, cristales de relojes, ventanas de transbordadores espaciales, telescopios, cubiertas protectoras de dispositivos electrónicos y más.

Resumen de la lección

El corindón es un mineral que se distingue por su dureza, durabilidad y cristales hexagonales en forma de barril. Se presenta como un mineral naturalmente transparente a opaco con un brillo adamantino, vítreo y nacarado. Tiene una fractura irregular y concoide debido a su clivaje no dominante. También tiene una densidad de 4,02 g/cm³, lo que facilita su recuperación mediante métodos de lavado. Es la forma cristalina del óxido de aluminio (Al²O³), compuesto principalmente por aluminio y oxígeno. Pero puede contener trazas de impurezas como cromo (Cr), hierro (Fe), vanadio (V) y titanio (Ti), que son responsables de la aparición de diferentes colores. Por ejemplo, pequeñas cantidades de cromo forman rubíes , que son las variedades rojas de corindón.Los zafiros azules , por otro lado, se forman debido a que el hierro y el titanio sustituyen al aluminio. Todas las demás variedades de corindón con calidad de gema se denominan zafiros de lujo .

El corindón tiene varias aplicaciones. El corindón de calidad gema se utiliza en piezas de joyería debido a sus colores intensos y su durabilidad. Antes de ser utilizadas como piedras preciosas, normalmente se someten a un tratamiento térmico, mientras que algunas utilizan un tratamiento de difusión para mejorar su calidad general. La dureza del corindón también lo convierte en un excelente abrasivo, que se encuentra en papel de lija, limas de uñas, lijadoras de banda y otros abrasivos industriales. También es un componente esencial de los materiales refractarios debido a su alto punto de fusión. El corindón sintético también se utiliza en óptica y equipos espaciales, como telescopios, ventanas de transbordadores espaciales, cubiertas protectoras de dispositivos electrónicos, etc.