Universidad Nacional de San Agustn de Arequipa

FACULDADE DE CINCIAS NATURALES Y FORMALES

ESCUELA PROFESIONAL DE FSICA

PROCESO DE SEPARACION QUIMICA DE CRISTALES DE ZIRCON EN MINERALES ENCONTRADOS EN LA REGION DE AREQUIPA

AUTOR: Oseda Allcca Julio cesarASESOR: Mgs. Pr. Figueroa Vildoso Pedro AlanCO- ASESOR: Lic. Grande Ccalla Juan CarlosAREQUIPA2015

1. DATOS NOMINALES:AREA DE INVESTIGACIONFsica nuclearDATOS NOMINALESALUMNO: Oseda Allcca Juilo CesarASESOR:CO ASESOR Prof. Mgs. Figueroa Vildoso PedroLic. Grande Ccalla Juan Carlos

2. FUNDAMENTO DEL PROYECTOFORMULACION DEL PROYECTOLa datacin por trazas de fisin se aplican en minerales como la apatita, zircn, el titanita, epidota; entre otros, ya que estos son minerales que tienen en su composicin pocas ppm de istopos de uranio, istopos que decaen naturalmente para generar una secuencia de defectos de cristal, con lo cual es posible calcular y verificar la variacin temporal de ltimos eventos trmicos en la zona (Airton, 2008)El trabajo de encontrar los cristales de zircn (ZrSiO4) es muy importante pues en ello se puede calcular la densidad de huellas de fisin nuclear espontanea, este dato es a su vez uno de las variables que involucra la ecuacin de edad ( datacin por huellas de fisin nuclear). Hoy en da en nuestro pas, no se tiene laboratorios dedicados a la separacin de minerales con fines de investigacin y en especfico como minerales de zircn o apatito; por tanto, para poder encaminar investigacin sobre datacin mediante huellas de fisin en cristales de zircn. Se necesita, justamente contar con dichos cristales. El trabajo de encontrar cristales de zircn es el primer paso en la datacin mediante huellas de fisin.El fin del trabajo es encontrar los cristales de zircn y realizar observaciones mediante el microscopio ptico; de esa forma dar los primeros pasos para la datacin minerales. no solo eso, sino tambin verificar la cristalografa del zircn, que se conoce por teora.

3. ANTECDENTES

El mtodo de trazos de fisin, MTF, es un mtodo de datacin que se ha estudiado durante unos 40 aos. Young, en 1958, fue el primer investigador en dar cuenta que los materiales dielctricos registran el paso de partculas cargadas que, que se mueven, relativamente a altas energas, la ionizacin deja un rastro (huella) en estos materiales. Estos rasgos se observaron primero a travs de un microscopio electrnico de transmisin. Sin embargo, a partir de los aos 60 empezaron a nacer citas sobre trazas de fisin, los cuales ha contribuido al desarrollo de MTF . Obras como RL Fleischer y RM Walker, General Electric ( EE.UU. ) encontraron: La posibilidad de revelar qumicamente rasgos resultantes de daos de la radiacin producida por las partculas cargadas a lo largo de sus rutas en los slidos; vale la pena mencionar que el desarrollo qumico permiti la observacin de los rasgos a travs de microscopios pticos comunes, aunque las primeras observaciones de traza en minerales se han hecho en el microscopio electrnico.(Airton, 2008)

4. OBJETIVOSa. OBJETIVO GENERAL Obtener cristales de zircn (ZrSiO4) mediante separacin de minerales por diferencia de densidades

b. OBJETIVOS ESPECIFICOS Identificar zonas de Arequipa donde hay depsitos de minerales que contienen cristales zircn Preparacin de la muestra para el proceso de separacin Desarrollar los procesos necesarios para la separacin de minerales, como zircn Aprender a manejar insumos qumicos peligrosos para emplear separacin de minerales por densidades Contrastar los conocimientos tericos concernientes a los temas de estructura cristalina del zircon, desarrollados en el curso de introduccin a la fsica del estado solido

5. FORMULACION DE HIPOTESISEl tipo de mineral con que se est trabajando, granodiorita, es el indicado, pues en ellos se puede hallar cristales de zircn. Se garantiza la presencia de cristales de zircn en este mineral mediante: caracterizacin del mineral (anlisis qumico) y la segunda es contar con la experiencia en reconocimiento de minerales, de profesionales gelogos; las publicaciones cientficas, tambin nos indican los minerales y lugares geolgicos donde se puede hallar minerales que contienen cristales de zircn .El proceso de separacin se tiene en publicaciones de papers, trabajos de tesis de graduacin, etc. (Tenorio, 1992)

6. JUSTIFICACION DEL PROYECTOComo todo trabajo de investigacin, este trabajo tendr como objetivo repercutir en el desarrollo de la ciencia en la universidad y por ende en el pas. El encontrar los cristales de zircn es uno de los primeros pasos para poder hallar la edad de la muestra, o sea la roca; por tanto el tiempo en que ocurri los eventos geolgicos, caractersticas de su entorno. Hoy en da se cuenta con trabajos geolgicos concernientes a la datacin de roca, pero mediante un mtodo relativo, mas no empleando un mtodo absoluto; por lo tanto el presente trabajo ser de gran ayuda para poder determinar de manera ms precisa, tiempos en que se ha desarrollado eventos geolgicos del entorno donde se ha recogido la muestra. Este tipo de trabajo, en la escuela profesional a un no se ha desarrollado en los laboratorios de la escuela, debido a que el rea de fsica nuclear no cuenta con los equipos necesarios y el ambiente adecuado; pero estos no han sido mucho problema para el grupo que hoy en da est trabajando en su implementacin con recursos propios; es as que ya se tiene en un 70% de los equipos y herramientas implementadas para el objetivo de este trabajo.

7. MARCO TEORICO

7.1 EL ZIRCON

El Zircn es el mineral ms antiguo conocido de la tierra y uno de los minerales ms abundantes en la corteza terrestre. Se form como primer producto de cristalizacin de rocas magmticas como el granito o de rocas alcalinas como las pegmatitas o la sienita. El anlisis de la forma del cristal y de los bordes permite sacar conclusiones sobre su gnesis.La frmula del circn puede variar puesto que el circonio o el silicio de su estructura pueden ser sustituidos por otros elementos; se han encontrado casos con un contenido en xido de hafnio (HfO2), hasta del 30%, hasta un 12% de xido de torio (ThO2) o un1,5% de xido de uranio (U3O8 ). (Ibaez, 1992)

FIGURA 7.1. Cristal de zircn ( FUENTE: http://es.wikipedia.org/wiki/Zirc%C3%B3n)

7.2 SEPARACION DE MINERALES POR DIFERENCIA DE DENSIDAES

FIGURA 7.2. El proceso de separacin de minerales de zircn por diferencia de densidades

Para poder aplicar este mtodo es necesario tener conocimiento de las caractersticas del cristal a separar, principalmente de su densidad. En el caso de Zircn: . Por eso el lquido a emplear ser uno de densidad intermedia, tal como bromo formo (CHBr3) , (Airton, 2008)

8. FACTIBILIDADEl proceso de separacin de minerales mediante diferencia de densidades, es un mtodo que se puede llevar a cabo en un laboratorio de estudios qumicos; pues se utiliza insumos qumicos peligrosos; se puede contar con el asesoramiento en manipulacin de insumos qumicos, por parte de un profesional qumico. Los equipos e instrumentos utilizados en este proceso estn siendo implementadas en el laboratorio de huellas de fisin, es as que se cuenta con un 60% del total que se necesita; para la adquisicin de estos, la fuentes econmicas son los mismos trabajadores de dicho laboratorio, especialmente del encargado.

9. METODOLOGIA

El proceso que se sigue para poder separar los cristales de zircn, del mineral que lo contiene (granodiorita) se utiliza insumos qumico, los insumos que se necesita son lquidos pesados tales como: diodometano (CH2I2) benzil Benzoato (CHCHOCCH) , bromoformo (CHBr3), agua pura, Oxalato de sodio (Na2C2O4) etc. Los equipos son en su mayora de laboratorio qumico: pera de decantacin, embudo de decantacin, soporte universal, vasos de precipitados, papel filtro, microscopio ptico La separacin sigue el siguiente diagrama:

Figura 9.1. Diagrama de flujo, que sigue el proceso de separacin de los cristales de zircn, del mineral que los contiene. Este mineral contiene otro cristal importante: el APATITO, que tambin es de gran utilidad para la datacin mediante trazos de fisin. (Tomado y modificado de. (Tenorio, 1992) )

10. CRONOGRAMANmeros de Semanas del presente semestre

actividades12345678910111213141516

Revisin bibliogrficoxxxxxxxxxxxxXxxx

Exposicin del plan de proyectox

Recojo de muestraxx

Caracterizacin (anlisis qumico)x

Preparacin de la muestraxxx

Acondicionamiento de las herramientas y equipos a utilizarxxxxxxxxx

Adquisicin y acondicionamiento de insumos qumicosxxxx

Practica de manejo de insumos qumicos en el proceso de separacinxxX

Practica de separacinXx

Prcticas de separacin grano a grano en el microscopioxx

Presentacin de resultadosx

11. PRESUPUESTO

Inversin en:Costo S/

Salida de campo.500

Equipos de campo200

Equipos de laboratorio1500

Insumos qumicos500

Servicio en asesoramiento300

Adquisicin de informacin50

Impresin y presentacin de informes100

Total a invertir3150

12. BIBLIOGRAFIA

- Airton, N. C. (2008). Metodos de trazos de fision en zircon. 117.- Ibaez Asensio sara, G. B. (1992). NESOCILICATOS. - Tenorio, H. L. (1992). datacion de zircon por el metodo de trazos de fision. Mexico.D.F.

13. APENDICE.

Fuente: ecodiario.eleconomista.es/.../Cristales-con-3000-millones-de-anos-que-re.

Zircn

General

CategoraMineralesnesosilicatos

Clase9.AD.30 (Strunz)

Frmula qumicaZrSiO4

Propiedades fsicas

ColorIncoloro, amarillo, rojo, verde, azul, violeta, negro

RayaBlanca

LustreDe vitrioso a adamantino

TransparenciaDe transparente a opaco

Sistema cristalinoTetragonal

Hbito cristalinotabular a prismtico, granos irregulares, masivo

MaclaEn {101}

ExfoliacinIndistinta, en {110} y {111}

FracturaDe concoidal a desigual

Dureza7,5

TenacidadFrgil

Densidad4,6-4,7 g/cm3

ndice de refraccinno= 1,848 - 1,926; ne= 1,855 - 1,985

Birrefringencia = 0.0470.055

PleocrosmoDbil

Propiedades pticasUniaxial (+)

Punto de fusin2.420C

SolubilidadInsoluble

FluorescenciaS

RadioactividadS

FUENTE: http://es.wikipedia.org/wiki/Zirc%C3%B3n

Granodiorita deEslovaquia.

TipogneaPlutnica

Texturapollein

[editar datos en Wikidata]

http://es.wikipedia.org/wiki/Granodiorita

Email donde deben enviar sus proyectosjosevegaramirez@yahoo.espfigueroav@gtmail.comRolando Perca