Vsebina
- Kaj je Ilmenite?
- Geološki pojav
- Kemična sestava Ilmenita
- Fizikalne lastnosti ilmenita
- Uporabe Ilmenita
- Ilmenit na Luni
Ilmenit: Primerek množičnega ilmenita iz Saint-Urbaina, Quebec, Kanada. Masivni ilmenit se lahko tvori kot material za polnjenje žil ali med magmatsko segregacijo. Ta primerek je približno 4 centimetra (10 centimetrov) v premeru.
Kaj je Ilmenite?
Ilmenit je pogost dodatni mineral v magnetnih kamninah, usedlinah in sedimentnih kamninah v mnogih delih sveta. Apollonski astronavti so v lunarnih kamninah in luninem regolitu našli veliko ilmenita. Ilmenit je črni železov-titanov oksid s kemično sestavo FeTiO3.
Ilmenit je primarna ruda titana, kovina, potrebna za izdelavo različnih visokozmogljivih zlitin. Večina rudnega ilmenita po vsem svetu se uporablja za proizvodnjo titanovega dioksida, TiO2, pomemben pigment, beljenje in poliranje abraziva.
Težek mineralni pesek: Plitvo kopanje na Folly Beachu v Južni Karolini izpostavlja tanke plasti težko-mineralnih peskov. Večina danes rudenega ilmenita je iz peskov s težko koncentracijo mineralov. Avtor fotografije Carleton Bern, Združeni ameriški geološki zavod.
Rudarstvo težkih mineralov: Bagri odstranijo težke mineralne peske v rudniku Concord v južni osrednji Virginiji. Slabo utrjeni peski, ki vsebujejo približno 4% težkih mineralov, se izkopljejo in obdelajo, da se odstranijo ilmenit, levkoksen, rutil in cirkon. Pesek je bil od zunaj izpostavljen anorthocitu, ki je bil oddolžen in izbrušen, in je bil izbruhnjen. Fotografijo ameriškega geološkega zavoda.
Geološki pojav
Večina ilmenita se tvori med počasnim hlajenjem magmatskih komor in je koncentrirana skozi proces magmatske segregacije. Velika podzemna magma komora lahko traja stoletja, da se ohladi. Ko se ohladi, se bodo pri določeni temperaturi začeli tvoriti kristali ilmenita. Ti kristali so težji od okoliških talin in se potopijo na dno magme komore.
To povzroči kopičenje ilmenita in podobno temperaturnih mineralov, kot je magnetit, v plasti na dnu magmatske komore. Te kamnine, ki vsebujejo ilmenit, so pogosto gabro, norit ali anorthosit. Ilmenit kristalizira tudi v žilah in votlinah in se včasih pojavlja kot dobro oblikovani kristali v pegmatitih.
Ilmenite ima visoko odpornost na vremenske vplive. Ko kamnine, ki vsebujejo ilmenitno vreme, zrnje ilmenita razpršijo s sedimentom. Velika specifična teža teh zrn povzroči, da se med transportom toka ločijo in se kopičijo kot "težki mineralni peski." Ti peski so črne barve in jih geologi zlahka prepoznajo. "Iskanje črnega peska" je že dolgo metoda iskanja težkih mineralnih nahajališč. Večina komercialno proizvedenega ilmenita se pridobiva z izkopom ali izkopavanjem teh peskov, ki jih nato predelajo, da odstranijo težka mineralna zrna, kot so ilmenit, levkoksen, rutil in cirkon.
Ilmenit: Primerek množičnega ilmenita iz Normanvilla v Južni Avstraliji. Vzorec je premer približno 3 cm (7,6 centimetra).
Kemična sestava Ilmenita
Ilmeniti idealna kemična sestava je FeTiO3. Vendar se pogosto oddalji od te sestave, ker vsebuje spremenljive količine magnezija ali mangana. Ti elementi nadomeščajo železo v popolni trdni raztopini. Med ilmenitom (FeTiO) obstaja trdna raztopina3) in geikielit (MgTiO3). V tej seriji različne količine magnezijevih nadomestkov za železo v kristalni strukturi mineralov. Druga serija trdne raztopine obstaja med ilmenitom in pirofaniitom (MnTiO3), z manganom, ki nadomešča železo. Pri visokih temperaturah obstaja tretja serija trdne raztopine med ilmenitom in hematitom (Fe2O3).
Ilmenit: Primerek množičnega ilmenita iz kraja Kragero na Norveškem. Vzorec je velik približno 10 centimetrov.
Ilmenit črnega peska: Ilmenitski pesek iz Melbourna na Floridi. Vzorci so zrna velikosti peska.
Najboljši način za spoznavanje mineralov je preučevanje z zbirko majhnih primerkov, s katerimi lahko ravnate, pregledujete in opazujete njihove lastnosti. V trgovini so na voljo poceni zbirke mineralov.
Fizikalne lastnosti ilmenita
Ilmenit je črni mineral s submetalnim do kovinskim sijajem. S samo pogledom ga zlahka zamenjamo s hematitom in magnetitom. Razlikovanje je enostavno. Hematit ima rdečo črto, medtem ko ilmenit ima črno. Magnetit je močno magnetni, medtem ko ilmenit ni magnetni. Občasno je ilmenit šibko magneten, morda iz majhnih količin vključenega magnetita.
Ilmenit je ponavadi trpežnejši od drugih mineralov v magnetnih kamninah, v katerih je obilo. Iz tega razloga so drobovi, ki nastanejo pri vremenskih vplivih teh kamnin, še posebej bogati z ilmenitom. Zaradi razmeroma visoke specifične teže se ta skoncentrira v nahajališčih, kot so zlato, dragulji in drugi težki minerali.
Pigmenti in polirne spojine: Prah iz titanovega dioksida skrbno obdelamo, da odstranimo nečistoče in ga razvrstimo po velikosti delcev. Nato se prodaja za uporabo kot belil, pigmenti in polirne spojine. Na sliki je sod s kamnito ploščo, ki se je pravkar odprl z debelo belo peno laka iz kovinskih oksidov.
Lunar Ilmenite Basalt: Astronavti astronavti so na več lokacijah na Luni našli bazalte, bogate z ilmenitom. Referenčni blok spodaj desno je en kubični centimeter. Slika NASA.
Uporabe Ilmenita
Ilmenit je primarna ruda kovine titana. Majhne količine titana v kombinaciji z nekaterimi kovinami bodo ustvarile trajne, trdne in lahke zlitine. Te zlitine se uporabljajo za izdelavo najrazličnejših visoko zmogljivih delov in orodij. Primeri vključujejo: dele zrakoplova, umetne sklepe za ljudi in športno opremo, kot so okvirji za kolesa. Približno 5% izkopanega ilmenita se porabi za proizvodnjo kovine iz titana. Nekateri ilmenit se uporablja tudi za proizvodnjo sintetičnega rutila, oblike titanovega dioksida, ki se uporablja za proizvodnjo belih, odsevnih pigmentov.
Večina preostalega ilmenita se uporablja za izdelavo titanovega dioksida, inertnega, belega, odsevnega materiala. Najpomembnejša uporaba titanovega dioksida je mola. Whitings so beli, odsevni materiali, ki se zmeljejo v prah in uporabljajo kot pigmenti. Ti pigmenti proizvajajo belo barvo in svetlost barve, papirja, lepila, plastike, zobne paste in celo hrane.
Titanov dioksid se uporablja tudi za izdelavo praškov z natančno nadzorovanim območjem velikosti delcev. Ti praški se uporabljajo kot poceni brusilni abrazivi pri različnih lapidarnih delih, ki vključujejo prebijanje kamenja, vezanje, kabinovanje, izdelavo krogel in oblaganje. Brusilni materiali iz titanovega oksida se uporabljajo v številnih drugih panogah.
Lunar Ilmenite Regolith: Apollo astronavti so našli nahajališča luninega regolita, sestavljena večinoma iz ilmenita v črni barvi in peska (črno) in mafijskega vulkanskega stekla (oranžna). Slika NASA.
Ilmenit na Luni
Astronavti astronavti so na več lokacijah na Luni našli bazalte, bogate z ilmenitom. Večina teh bazaltov je bila izredno stara, tvorila se je vsaj 3 milijarde let nazaj. Te kamnine so pogosto vsebovale več kot 10% titanovega dioksida (TiO2). Minerali, ki so prisotni v teh kamninah, so bili večinoma feldspari in pirokkseni, naslednjih pa je v izobilju ilmenit.
Nekateri vzorci luninega regolita so vsebovali znatne količine ilmenita. Nastala je v delcih, ki segajo od finega blata do grobega peska. Mislili so, da je bil ilmenit med udarnimi dogodki osvobojen lunarnih bazaltov.
Vzorci luninega regolita, zbrani v kraterju Shorty, so vsebovali mešanico vulkanskih steklenih krogel in ilmenitnih zrn. Depozit je bil slojevit s spodnjo plastjo, sestavljeno večinoma iz ilmenita in drugih črnih neprozornih materialov. Ta se je stopnjevala navzgor do zgornje plasti, imenovane "oranžna tla", ki je bila sestavljena večinoma iz krogličastih kroglic oranžnega vulkanskega stekla z manjšimi količinami ilmenita. Zrna so bila večinoma manjša od 1/2 milimetra. Menili smo, da je ta regolit nastajal s pomočjo izbruha vulkanskih izbruhov v zgodnji lunarni zgodovini.