Conţinut
- Ce este Ilmenitul?
- Apariția geologică
- Compoziția chimică a ilmenitului
- Proprietățile fizice ale Ilmenitului
- Utilizările Ilmenitei
- Ilmenit pe Lună
ilmenite: Un exemplar de ilmenit masiv din Saint-Urbain, Quebec, Canada. Ilmenitul masiv poate fi format ca material de umplere a venelor sau în timpul segregării magmatice. Acest exemplar are o lungime de aproximativ 10 centimetri.
Ce este Ilmenitul?
Ilmenitul este un mineral accesoriu comun în roci igiene, sedimente și roci sedimentare în multe părți ale lumii. Astronauții Apollo au găsit ilmenit abundent în rocile lunare și în regulitul lunar. Ilmenitul este un oxid negru de fier-titan cu o compoziție chimică de FeTiO3.
Ilmenitul este minereul primar de titan, un metal necesar pentru a realiza o varietate de aliaje de înaltă performanță. Cea mai mare parte a ilmenitului extras din întreaga lume este utilizat pentru fabricarea dioxidului de titan, TiO2, un pigment important, abraziv și lustruitor.
Nisipuri grele: Săpa superficială la Folly Beach, Carolina de Sud, expune straturi subțiri de nisipuri minerale grele. Cea mai mare parte a ilmenitului extins astăzi este din nisipuri cu o concentrație minerală grea. Fotografie de Carleton Bern, Studiul Geologic al Statelor Unite.
Minerirea mineralelor grele: Excavatoarele îndepărtează nisipurile grele minerale de la Mina Concord din sud-centrul Virginiei. Nisipurile consolidate slab care conțin aproximativ 4% minerale grele sunt excavate și prelucrate pentru a îndepărta ilmenitul, leucoxenul, rutilul și zirconul. Nisipurile au fost dezgropate și erodate dintr-o expunere anortocită la mică distanță. Fotografie realizată de Sondajul Geologic al Statelor Unite.
Apariția geologică
Majoritatea ilmenitelor se formează în timpul răcirii lente a camerelor de magmă și este concentrată prin procesul de segregare magmatică. O cameră mare de magmă subterană poate dura secole pentru a se răci. Pe măsură ce se răcește, cristalele de ilmenit vor începe să se formeze la o temperatură specifică. Aceste cristale sunt mai grele decât topita din jur și se scufundă în partea de jos a camerei magmatice.
Acest lucru face ca mineralele cu temperaturi similare și similare, cum ar fi magnetita, să se acumuleze într-un strat din partea inferioară a camerei magmatice. Aceste roci purtătoare de ilmenit sunt adesea gabbro, norit sau anortozit. Ilmenitul se cristalizează de asemenea în vene și cavități și apare uneori ca cristale bine formate în pegmatite.
Ilmenitul are o rezistență ridicată la intemperii. Când rocile care conțin vreme ilmenită, boabele de ilmenit se dispersează cu sedimentul. Gravitatea specifică ridicată a acestor boabe îi determină să se separe în timpul transportului în flux și să se acumuleze ca „nisipuri minerale grele”. Aceste nisipuri sunt de culoare neagră și sunt ușor recunoscute de geologi. „Prospectarea nisipului negru” a fost de mult timp o metodă de a găsi depozite de placi minerale grele. Cea mai mare parte a ilmenitului comercial este recuperată prin săparea sau dragarea acestor nisipuri, care sunt apoi prelucrate pentru a îndepărta boabele minerale grele, cum ar fi ilmenitul, leucoxenul, rutilul și zirconul.
ilmenite: Un exemplar de ilmenit masiv din Normanville, Australia de Sud. Eșantionul are aproximativ 3,6 cm (7,6 centimetri).
Compoziția chimică a ilmenitului
Compoziția chimică ideală Ilmenites este FeTiO3. Cu toate acestea, adesea se îndepărtează de acea compoziție conținând cantități variabile de magneziu sau mangan. Aceste elemente înlocuiesc fierul în soluție solidă completă. Există o serie de soluții solide între ilmenit (FeTiO3) și geikielite (MgTiO3). În această serie, cantități variabile de înlocuitori de magneziu pentru fier în structura cristalelor minerale. O a doua serie de soluții solide există între ilmenit și pirofanit (MnTiO)3), cu mangan care înlocuiește fierul. La temperaturi ridicate, există o a treia serie de soluții solide între ilmenit și hematit (Fe2O3).
ilmenite: Un exemplar de ilmenit masiv din Kragero, Norvegia. Proba este de aproximativ 10 centimetri.
Nisip negru Ilmenit: Nisip ilmenit din Melbourne, Florida. Specimenele sunt boabele de mărimea nisipului.
Cel mai bun mod de a afla despre minerale este să studiezi cu o colecție de exemplare mici pe care le poți gestiona, examina și observa proprietățile lor. În magazin se găsesc colecții ieftine de minerale.
Proprietățile fizice ale Ilmenitului
Ilmenitul este un mineral negru cu un luciu submetalic la metalic. Dintr-o simplă privire, acesta poate fi confundat cu hematit și magnetită. Diferențierea este ușoară. Hematitul are o dungă roșie, în timp ce ilmenitul are o dungă neagră. Magnetita este puternic magnetică, în timp ce ilmenitul nu este magnetic. Ocazional, ilmenitul este slab magnetic, posibil din cantități mici de magnetită inclusă.
Ilmenitul este de obicei mai durabil decât celelalte minerale din rocile igiene în care este abundent. Din acest motiv, resturile de intemperii produse în timpul intemperiilor acestor roci sunt deosebit de bogate în ilmenit. Greutatea specifică relativ ridicată o determină să se concentreze în depozitele de placi precum aurul, pietrele și alte minerale grele.
Pigmenți și compuși de lustruit: Pulberea de dioxid de titan este prelucrată cu atenție pentru a îndepărta impuritățile și clasificată în funcție de mărimea particulelor. Acesta este apoi vândut pentru a fi folosit ca piure, pigmenți și compuși de lustruit. Imaginea este un butoi de rocă tocmai deschis cu o spumă albă groasă de lac de oxid de metal.
Bazalt Ilmenit Lunar: Astronauții Apollo au găsit bazale bogate în ilmenite în mai multe locații de pe Lună. Blocul de referință din dreapta jos este de un centimetru cub. Imagine realizată de NASA.
Utilizările Ilmenitei
Ilmenitul este minereul primar al metalului din titan. Cantități mici de titan combinate cu anumite metale vor produce aliaje ușoare durabile, de mare rezistență. Aceste aliaje sunt utilizate pentru fabricarea unei piese și unelte de înaltă performanță. Exemple includ: piese de zbor, articulații artificiale pentru oameni și echipamente sportive, cum ar fi rame pentru biciclete. Aproximativ 5% din ilmenitul extras este utilizat pentru a produce metal de titan. Unele ilmenite sunt, de asemenea, utilizate pentru a produce rutil sintetic, o formă de dioxid de titan folosit pentru a produce pigmenți albi, foarte reflectanți.
Cea mai mare parte a ilmenitului rămas este utilizat pentru a produce dioxid de titan, un material inert, alb, puternic reflectant. Cea mai importantă utilizare a dioxidului de titan este ca miercure. Albusurile sunt materiale albe, puternic reflectante, care sunt măcinate cu o pulbere și folosite ca pigmenți. Acești pigmenți produc o culoare albă și luminozitate în vopsea, hârtie, adezivi, materiale plastice, pastă de dinți și chiar alimente.
Dioxidul de titan se folosește și pentru fabricarea pulberilor cu o gamă de mărime a particulelor controlată strâns. Aceste pulberi sunt utilizate ca abrazivi de lustruit ieftin într-o varietate de lucrări lapidare, care include caderea rocilor, împletirea, varza, confecționarea sferelor și fațetarea. Abrazivele cu oxid de titan sunt utilizate în multe alte industrii.
Regimul Ilmenitului Lunar: Astronauții Apollo au găsit zăcăminte de regulit lunar compuse în mare parte din ilmenit argintiu-negru (negru) și sticlă vulcanică mafică (portocaliu). Imagine realizată de NASA.
Ilmenit pe Lună
Astronauții Apollo au găsit bazale bogate în ilmenite în mai multe locații de pe Lună. Majoritatea acestor bazalturi erau extrem de vechi, formându-se cu cel puțin 3 miliarde de ani în urmă. Aceste roci conțineau adesea peste 10% dioxid de titan (TiO)2). Mineralele prezente în aceste roci au fost în mare parte feldspari și piroxeni, cu ilmenit în abundență.
Unele probe de regolit lunar conțineau cantități semnificative de ilmenit. A apărut în particule care variază de la siltul fin până la nisip grosier. Se considera că ilmenitul a fost eliberat de bazalurile lunare în timpul evenimentelor de impact.
Probele de regulit lunar colectate la Shorty Crater conțineau un amestec de sfere de sticlă vulcanică și boabe de ilmenit. Depozitul a fost stratificat cu un strat de fund compus în mare parte din ilmenit și alte materiale negre opace. Aceasta s-a clasat în sus până la un strat superior, cunoscut sub numele de „sol portocaliu”, care era compus în mare parte din mărgele în formă sferică din sticlă vulcanică portocalie cu cantități minime de ilmenit. Cerealele aveau în cea mai mare parte dimensiuni mai mici de 1/2 milimetru. Se credea că acest regolit a fost produs prin crearea unor erupții vulcanice în timpul istoriei lunare timpurii.