Características físicas y químicas de la baddeleyita (zirconia monoclínica) en entornos naturales: descripción general y estudio de caso

Este informe proporciona una descripción general de la ocurrencia natural, las características físicas y la composición química del mineral baddeleyita, idealmente ZrO2. Un estudio de la literatura muestra que la baddeleyita está muy extendida en la naturaleza como un mineral traza, pero tiene una composición bastante limitada de 87-99% en peso de ZrO2, con la mayor parte del resto compuesto de FeO, TiO2 y HfO2. La baddeleyita natural es invariablemente monoclínica debido a las bajas concentraciones de cationes grandes como Ca e Y. Aunque las concentraciones de Th y U son bajas (generalmente <1500 ppm U y <100 ppm Th), la dosis acumulada de desintegración alfa alcanza 0.1-1.1 × 1016 mg–1 para muestras con edades de 1-2 × 109 años Los datos disponibles también sugieren que la baddeleyita es altamente duradera en fluidos acuosos. En el caso de las aplicaciones en forma de residuos nucleares, es necesario examinar con más detalle tanto los efectos de daño por radiación como la durabilidad de la baddeleyita. Un estudio de caso de baddeleyita del complejo de carbonatita Jacupiranga del sur de Brasil proporciona información adicional sobre la química de los cristales, la durabilidad y los efectos de daño por radiación del mineral. Este trabajo muestra que baddeleyite puede incorporar hasta un 4,1% en peso de Nb2O5 y un 1,2% en peso de Ta2O5. La incorporación de Nb5+ y Ta5 + se compensa parcialmente con la incorporación de hasta 0,4% en peso de MgO y 0,3% en peso de FeO en una sustitución de carga equilibrada de la forma 3Zr↔2 (Nb, Ta) + (Mg, Fe). Mecanismos de sustitución similares pueden permitir la incorporación de Np5+ en las fases ZrO2 de las matrices de combustible y residuos. El mineral es altamente resistente a la alteración hidrotermal que afectó a los cristales de uranpirocloro asociados. Muchos de los cristales de baddeleyita están parcialmente encerrados dentro de los granos de uranpirocloro que contienen 19-26% en peso de UO2 y 0,3-3,5% en peso de ThO2. Estos cristales de baddeleyita recibieron dosis máximas de partículas alfa de 3-4, 5 × 1016 mg−1 dentro de los 10 µm del límite de grano de uranpirocloro, pero la irradiación intensa no ha afectado la integridad estructural ni la durabilidad acuosa del mineral.

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Este informe proporciona una descripción general de la ocurrencia natural, las características físicas y la composición química del mineral baddeleyita, idealmente ZrO2. Un estudio de la literatura muestra que la baddeleyita está muy extendida en la naturaleza como un mineral traza, pero tiene una composición bastante limitada de 87-99% en peso de ZrO2, con la…

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