Blog

Mineraal van de maand: Boraten, interessante mineralen uit een minder bekende groep

Auteur: Herman van Dennebroek

Afb. 1. Jeremejewiet, lengte 19mm. Ameib ranche, Erongo gebergte, Namibië.

Kleurrijke mineralen zijn bij veel verzamelaars, zowel beginners als gevorderden, favoriet. Bij mooi gekleurde mineralen zal niet zo snel aan boraatmineralen worden gedacht. Sterker nog, veel verzamelaars denken bij boraten vooral aan witte of doorschijnende kleurloze materialen. Deze gedachtegang is onjuist. Er zijn wel degelijk gekleurde en goed gekristalliseerde boraatmineralen. Een nadeel is wel dat mooi gekleurde boraten meestal klein en zeldzaam zijn, hetgeen betekent dat ze niet makkelijk te vinden of te koop zijn. Als ze al aangeboden worden op een beurs zijn deze boraten prijzig.

In dit artikel wordt enige algemene informatie over de boraatmineralen gegeven. Tevens worden verschillende boraatmineralen getoond waaronder enkele kleurrijke en/of zeldzame boraten.

De elementen boor en zuurstof

De boraten vormen de 6e klasse in het indelingssysteem van Strunz.
De boraatmineralen zijn opgebouwd uit de elementen boor en zuurstof en vormen een [BO3]3--groep. Drie relatief grote zuurstofatomen vormen een complex dat in een vlak gerangschikt is op een zodanige manier dat er in het midden plaats is voor een kleiner atoom. In dit geval het booratoom. Een dergelijke rangschikking noemt men een “planaire driehoeksgroep”. Zie afbeelding figuur 1.


Chemische structuur

De chemische structuur van de boraten kan nogal ingewikkeld zijn. De [BO₃]³⁻-groepen in boraten kunnen via gedeelde zuurstofatomen gekoppeld worden tot grotere structurele eenheden zoals groepen, ketens, lagen en ander soortige raamwerken Daarnaast bestaat er ook tetraëdrisch samengestelde boor in [B(O,OH)4]⁻-groepen, die vergelijkbaar zijn met de structuren van SiO4 in de silicaatmineralen. Een voorbeeld van deze laatste wordt getoond in afbeelding 2.

De indeling van de boraten is gebaseerd op de structuur van de boraatcomplexen.
Er zijn ruim 120 mineralen die tot de boraten gerekend worden. Er zijn zelfs twee boraat mineralen die edelsteenwaardig kunnen zijn: jeremejewiet en sinhaliet.

Afb. 2 henmiliet, Ca2Cu[B(OH)4]2(OH)4, een voorbeeld van een boor mineraal met tetraëdrisch samengestelde boor in [B(O,OH)4]– groepen. Grootste kristal 3 mm. Vindplaats: Fuka mijn, Bitchū, prefectuur Okayama, Japan. De matrix bestaat uit of pentahydroboriet of olshanskyiet.

Een voorbeeld van een boraat met een zeer eenvoudige structuur is sassoliet met de chemische formule  H3BO3. De vloeistof “boorzuur” heeft dezelfde chemische samenstelling.

Afb. 3 Ook het mineraal ludwigiet, heeft een betrekkelijk eenvoudige samenstelling. Ludwigiet, Mg2Fe3+(BO3)O2, met dolomiet en pyriet. Beeldbreedte 5,4 cm. Vindplaats: Brosso Mijn, Calea, Lessolo, Italië.

Er zijn twee ontstaanswijzen:

1. secundaire boraatafzettingen; 2. Vorming in gesteenten

Secundaire boraten worden vaak geconcentreerd in heet en verdampt boraat-houdend water van extreem zoute en droge gebieden op aarde. Vele van de in zout- en boraatafzettingen gevormde boraten lijken op elkaar, zeker als ze niet in zichtbare kristallen worden aangetroffen, maar als kleurloze of witte massa’s, die zacht zijn of brokkelig. Meerder mineralen uit deze groep zijn redelijk makkelijk oplosbaar in water. Sommige verliezen ook zelf water en worden daardoor wit van kleur of vallen uiteen. Borax, Na2(B4O5)(OH)4·8H2O, is hiervan het bekendste voorbeeld. Het wordt gevonden als heldere kleurloze kristallen die al snel water verliezen waarbij aan de buitenkant een witte laag ontstaat. Als veel kristalwater is verdampt, is het totale kristal wit en omgezet naar tincalconiet, Na2(B4O7)·5H2O

Secundaire boraten zijn ontstaan in de boraatafzettingen van Californië, Italië, China, Egypte, Kazachstan, Turkije, Argentinië. Het betreft o.a.

  • de natrium houdende boraten: borax, kerniet, tincalconiet, metaboriet, larderelliet en ulexiet;
  • de calcium houdende boraten: priceiet (vroeger pandermiet geheten), meyerhofferiet, inyoiet, probertiet, hydroboraciet, howliet en inderboriet.
  • de magnesium houdende boraten waarvan boraciet de bekendste is.

Boraten gevormd in gesteenten; boraat mineralen kristalliseren uit in metamorfe (skarn)gesteenten en andere gesteenten die bij relatief hoge temperatuur zijn ontstaan. Meestal in kleine hoeveelheden. Ze zijn meestal donkerder, minder oplosbaar en gevarieerder van uiterlijk dan de secundaire boraten. Het gaat o.a. om de mineralen ludwigiet, vonseniet, hambergiet, jeremejewiet (in pegmatieten), sinhaliet en het relatief zeldzame mineraal roweiet.

Een aantal secundaire boraten in beeld:

Afb. 4 Boraciet, Mg3(B7O13)Cl. Vindplaats: Boulby mijn, Loftus, Redcar and Cleveland, North Yorkshire, Engeland. Grootte 6 x 4 cm. Opgebouwd uit sferische bolletjes van enkele millimeter grootte.
Afb.5
Afb. 5 Priceiet (vroeger pandermiet), Ca2B5O7(OH)5·H2O. Grootte: 6 x 5 x 1,3 cm. Vindplaats: Mezarbaşı deposit, district Bigadiç, prov. Balikesir, Turkije. Dit compacte materiaal werd wel gebruikt om carvings van de snijden. Hardheid is laag; 3-3,5.
Afb.6
Afb. 6 Ulexiet, NaCa[B5O6(OH)6]·5H2O. Grootte: 7 x 4 x 1,5 cm. Vindplaats: Öngünevi deposit, district Bigadiç, prov. Balikesir, Turkije. Vezelige structuur. Als de vezels parallel liggen en helder zijn heeft het mineraal het effect van lichtgeleiding en wordt televisie steen genoemd.
Afb.7
Afb. 7 Colemaniet, Ca[B3O4(OH)3]·H2O. met een overtrek van een ander boor mineraal??? Grootte: 9 x 4 x 3 cm. Vindplaats opgave: Etibank mijn, prov. Kestelek, Turkije (Zie info in kader).
Afb.8
Afb. 8 Howliet, Ca2B5SiO9(OH)5. Grootte: 3 x 2 cm. Vindplaats: Kurtpınarı mijn, Faraşköy, distr. Bigadiç, prov. Balikesir, Turkije. Howliet nodules worden vaak gebruikt om turkoois te imiteren. Het mineraal neemt makkelijk in water opgeloste kleurstof op.
Vindplaats informatie.
De colemaniet van afbeelding 7 & 9, heb ik in 1983 gekocht. Toentertijd werd als vindplaats opgegeven Etibankmijn, provincie Kestelek. Deze vindplaats wordt op Mindat.org niet genoemd. Wel noemt Mindat in de lijst met colemaniet vindplaatsen de Kestelek mijn, district Mustafakemalpaşa, provincie Bursa.
Verder vermeldt Mindat “A borate mine owned by Etibank”.
“Eti Maden” is een Turks staatsbedrijf dat zich richt op mijnbouw en chemische producten, met een focus op boorproducten. Het werd opgericht in 1935 als Etibank, ter financiering van de ontginning van Turkse natuurlijke hulpbronnen; in 1993 werden de bankactiviteiten van het bedrijf geprivatiseerd en werden de mijnbouwactiviteiten gescheiden onder de naam Eti Holding A.Ş. In 2004 werd het bedrijf opnieuw herstructureerd en kreeg het de naam Eti Mine Works.Op Wikipedia wordt Kestelijk beschreven als een gemeente in de provincie Bursa in Turkije.Het vermoeden bestaat dat de vroegere vindplaatsopgave nu beschreven kan worden als: Kestelek mijn (eigendom van Etibank), district Mustafakemalpaşa, provincie Bursa.
Afb. 9 Colemaniet, Ca[B3O4(OH)3]·H2O. Transparante en sterk glanzende kristallen van dezelfde vindplaats als afb. 10. Grootte: 3,5 x 2,5 x 2 cm.

Een aantal zeldzame en gekleurde boraten in beeld

Afb. 10 Rhodiziet, KBe4Al4(B11Be)O28. Grootste kristal is 1 cm. Vindplaats Tsilaizina pegmatiet, Sahanivotry Manandona, district Antsirabe II, Vakinankaratra, Madagascar.
Afb. 11 Jeremejeviet, Al6(BO3)5(F,OH)3 in foitiet (toermalijn). Vindplaats: Ameib ranch, Erongo gebergte, Namibië. Beeldbreedte 20 mm.
Afb. 12 Roweiet, Ca2Mn2+2B4O7(OH)6 met johnbaumiet (wit) en gele andradiet. Beeldbreedte 3,5 x 2,7 cm. Vindplaats: ShijangshanShalonggou afzettingen, Hexigten Banner, Binnen Mongolie, China.
Afb. 13 Volkovskiet, KCa4[B5O8OH]4[B(OH)3]2Cl·4H2O. Hoogte 2,5 cm. Vindplaats: Salt Springs, Sussex, prov. New Brunswick, Canada. Het specimen komt uit een boorkern van de kaligroeve Denisan Potican.

Gaudefroyiet - Afb 14
Afb. 14 Gaudefroyiet, Ca₄Mn3+2-3(BO3)3(CO3)(O,OH)3, naaldvormige kristallen met fijnkorrelige hematiet. Grootte 5 × 2 cm. Vindplaats: N’Cwaning II mijn, Kalahari Mangaanveld, Kaapprovincie, Zuid-Afrika.

Gaudefroyiet - Afb 15
Afb. 15 Gaudefroyiet, Ca4Mn3+2-3(BO3)₃(CO3)(O,OH)3, met andradiet en calciet. Grootste kristal is 4,5 mm lang. Vindplaats: N’Cwaning II mijn, Kalahari Mangaanveld, Kaapprovincie, Zuid-Afrika.

 

Geschiedenis

In Europa waren het de Etrusken die boormineralen wonnen bij de natuurlijk ontstane vulkanische poelen  (Lagoni) in Toscane. Zij gebruikten het materiaal om hun prachtige vazen te emailleren.
Vanaf 1818 slaagde Francesco Larderel er in om boorzuur te halen uit  de poelen in Toscane. Tegenwoordig worden de vulkanische bronnen alleen nog gebruikt om elektriciteit mee op te wekken. Toscane werd een belangrijke leverancier van borax.
In 1857 werd in een meer bij Clear Lake, Amerika, borax gevonden. Later werd de naam van het meer veranderd in Borax meer. In 1864 begon de productie van borax. Men produceerde zo veel dat de import uit Toscane stil kwam te liggen. Er volgden nog meer ontdekkingen van meren met boorhoudende mineralen. De bekendste ontsluiting is die van Death Valley bij Furnace Creek. Er werd in 1882 begonnen met de exploitatie en verwerking door de Coleman Company. De resten van Harmony Boraxmijn verwerkingsinstallatie zijn te bezichtigen. Indrukwekkend zijn de grote wagens die door een span van 20 muildieren getrokken werden. Over een afstand van meer dan 200 km werd de gewonnen borax getransporteerd naar de bewoonde wereld en op de terugweg werd water mee genomen. In Californië zijn meerdere afzettingen van colemaniet en andere borium houdende mineralen gevonden. Bij Boron ontstond op grote schaal mijnbouw van colemaniet en kerniet en de verwerkingsindustrie voor borium. Later werd dit gebied overvleugeld met een nog rijkere vindplaats: het Searles Lake.

Turkije is het belangrijkste borium producerende land in de wereld, op de tweede plaats komen de Verenigde Staten.

Harmony Borax Works in Death Valley, USA
Afb. 16. Harmony Borax Works in Death Valley, USA
Kerniet, Na2[B4O6(OH)2] · 3H2O
Afb. 17. Kerniet, Na2[B4O6(OH)2]·3H2O. Lengte: 12 cm. Boron, Kern County, Californië, USA.

 

Toepassingen van borium

Borium heeft diverse toepassingen, zowel in de industrie als in de landbouw en de gezondheidszorg.

Industriële toepassingen:

  • Glas en Keramiek: Boriumverbindingen verbeteren de thermische en chemische weerstand van glas en keramiek, en verlagen het smeltpunt.
  • Brandvertragers: Bepaalde boriumverbindingen worden gebruikt om de ontvlambaarheid van materialen te verminderen, waardoor ze brandveiliger worden.
  • Wasmiddelen en Reinigingsmiddelen: Borax, een boorverbinding, wordt gebruikt als ingrediënt in wasmiddelen en schoonmaakmiddelen.
  • Metallurgie: Borium wordt toegevoegd aan staal en andere metalen om hun mechanische eigenschappen te verbeteren.
  • Kernenergie: Boriumverbindingen worden gebruikt in kernreactoren als neutronenabsorbeerders.
  • Glasvezel: Borium wordt gebruikt in glasvezel voor isolatie en in sterke constructiematerialen.
  • Ruimtevaart: Boriumverbindingen kunnen worden gebruikt als brandstofadditief om de prestaties van raketmotoren te verbeteren.

Landbouwtoepassingen:

  • Meststof: Borium is een essentiële micronutriënt voor planten en wordt gebruikt om boorarme bodems te corrigeren, wat de opbrengst en kwaliteit van gewassen kan verbeteren.

Gezondheidstoepassingen:

  • Botgezondheid: Borium helpt bij het behoud van sterke botten en soepele gewrichten door de calcium- en magnesiumspiegels te reguleren.
  • Hormonale balans: Borium lijkt invloed te hebben op de aanmaak van steroïdhormonen, zoals geslachtshormonen en vitamine D.
  • Mogelijke ondersteuning bij artritis en artrose: Boriumsupplementen worden onderzocht voor hun mogelijke rol bij het verminderen van ontstekingen en pijn bij artritis en artrose.

N.B. Bovenstaande lijst is gemaakt m.b.v. AI en vervolgens met persoonlijk vergaarde informatie aangevuld.

 Gebruikte literatuur en bronnen

  • Minerals and their Localities, door J.H. Bernard en J. Hyršl; 3e editie. uitg. Granit
  • Lehrbuch der Mineralogie; Rösler; uitg. VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig
  • De systematiek van mineralen: V CARBONATEN, BORATEN EN NITRATEN door  W.R. Moorer. (1989). Gea, 22(4), 103–104.
  • Mineralen voor de mens door C.S Hurlbut Jr. Vertaald door D.P. Erdbrink. Uitgeverij Contact, Amsterdam/Standaard Uitgeverij, Antwerpen
  • Larderello and Monte Amiata; Electric power by endogenous steam/ Uitgave van Ente Nationale per l’energia elettrica
  • www.mindat.org – Alle chemische formules in dit artikel zijn afkomstig van Mindat
  • https://www.mineralienatlas.dehttps://www.mineralienatlas.de
Gerelateerde berichten
Back To Top