Ilmenite - Ilmenite

Ilmenit
Ilmenit z Miassu, Ilmen Mts, Čeljabinská oblast, jižní Ural, Uralská oblast, Rusko. 4,5 x 4,3 x 1,5 cm
Všeobecné
Kategorie	Oxidový minerál
Vzorec (opakující se jednotka)	oxid titaničitý, FeTiO 3
Strunzova klasifikace	4. CB.05
Dana klasifikace	04.03.05.01
Krystalový systém	Trigonální
Krystalová třída	Kosočtverečný ( 3 ) Symbol HM : ( 3 )
Vesmírná skupina	R 3
Jednotková buňka	a = 5,08854 (7) c = 14,0924 (3) [A]: Z = 6
Identifikace
Barva	Železo-černá; šedá s nahnědlým odstínem v odraženém světle
Krystalový zvyk	Granulovaná až masivní a lamelární exoluce v hematitu nebo magnetitu
Twinning	{0001} jednoduché, {10 1 1} lamelové
Výstřih	chybí; rozloučení na {0001} a {10 1 1}
Zlomenina	Konchoidální až subkonchoidální
Houževnatost	Křehký
Mohsova stupnice tvrdosti	5–6
Lesk	Kovové až submetalické
Pruh	Černá
Diaphaneity	Neprůhledný
Specifická gravitace	4,70–4,79
Optické vlastnosti	Jednoosý ( -)
Dvojlom	Silný; O = narůžověle hnědá, E = tmavě hnědá (dvojlom)
Další vlastnosti	slabě magnetický
Reference

Krystalová struktura ilmenitu

Ilmenit je minerál oxidu titaničitého a železa s idealizovaným vzorcem FeTiO
₃. Je to slabě magnetická černá nebo ocelově šedá pevná látka. Z obchodního hlediska je ilmenit nejdůležitější rudou titanu . Ilmenit je hlavním zdrojem oxidu titaničitého , který se používá v barvách, tiskařských barvách, tkaninách, plastech, papíru, opalovacích krémech, potravinách a kosmetice.

Struktura a vlastnosti

Ilmenit krystalizuje v trigonálním systému. Krystalová struktura ilmenitu se skládá z uspořádaného derivátu struktury korundu ; v korundu jsou všechny kationty identické, ale v ilmenite ionty Fe ²⁺ a Ti ⁴⁺ zaujímají střídavé vrstvy kolmé na osu trigonálu c. Ilmenit, který obsahuje železná centra s vysokou rotací , je paramagnetický.

Ilmenit je obecně uznávána v pozměněných vyvřelinách přítomností bílého pozměnění výrobku, pseudo-minerální leukoxenu . Ilmenity jsou často lemovány leukoxenem, který umožňuje odlišit ilmenit od magnetitu a jiných oxidů železa a titanu. Příklad zobrazený na obrázku vpravo je typický pro ilmenit lemovaný leukoxenem.

V odraženém světle jej lze od magnetitu odlišit výraznějším odrazovým pleochroismem a hnědorůžovým nádechem.

Vzorky ilmenitu vykazují slabou odezvu na ruční magnet.

Objev

V roce 1791 William Gregor objevil ilmenit v proudu, který protéká údolím jižně od vesnice Manaccan ( Cornwall ), a poprvé identifikoval titan jako jednu ze složek ilmenitu.

Minerální chemie

Ilmenite z Frolandu, Aust-Agder, Norsko; 4,1 x 4,1 x 3,8 cm

Ilmenit a hematit za normálního světla

Ilmenit a hematit pod polarizovaným světlem

Ilmenit nejčastěji obsahuje značné množství hořčíku a manganu a celý chemický vzorec lze vyjádřit jako (Fe, Mg, Mn, Ti) O
3. Ilmenit tvoří pevný roztok s geikielitem ( MgTiO
₃) a pyrofanit ( MnTiO
₃), které jsou magnesianskými a manganiferními koncovými členy řady tuhých roztoků .

Ačkoli se objevují důkazy o úplném rozsahu minerálních chemikálií v (Fe, Mg, Mn, Ti) O
3systému přirozeně se vyskytujícího na Zemi, je velká většina ilmenitů omezena na blízko k ideálnímu FeTiO
₃složení, s menšími molárními procenty Mn a Mg. Klíčová výjimka je v ilmenitech kimberlitů, kde minerál obvykle obsahuje velké množství molekul geikielitu, a v některých vysoce diferencovaných felsických horninách mohou ilmenity obsahovat značné množství molekul pyrofanitu.

Při vyšších teplotách bylo prokázáno, že mezi ilmenitem a hematitem existuje úplné pevné řešení . Při nižších teplotách existuje mezera mísitelnosti , což má za následek koexistenci těchto dvou minerálů v horninách, ale žádné pevné řešení. Tato koexistence může mít za následek exsoluční lamely v ochlazených ilmenitech s větším množstvím železa v systému, než kolik může být homogenně uloženo v krystalové mřížce.

Změněný ilmenit tvoří minerál leukoxen , důležitý zdroj titanu v ložiskách rudy těžkých minerálních písků. Leucoxen je typickou složkou pozměněného gabra a dioritu a obecně svědčí o ilmenitu v nezměněné hornině.

Parageneze

Opennes ilmenitový důl Tellnes, Sokndal , Norsko

Ilmenit je běžný pomocný minerál nacházející se v metamorfovaných a vyvřelých horninách . Nachází se ve velkých koncentracích ve vrstvených průniku, kde se tvoří jako součást kumulované vrstvy v silikátové stratigrafii vniknutí. Ilmenit se obecně vyskytuje v pyroxenitické části takových průniků (úroveň „pyroxen-in“).

Hořečnatá ilmenit svědčí o kimberlitic paragenezi a tvoří součást Maríd asociace minerálů ( slídy - amfibolu - rutilové -ilmenite- diopsid ) kompletaci glimmerite xenoliths . Manmaniferous ilmenit se nachází v granitických horninách a také v karbonatitových průsecích, kde může také obsahovat anomální niob .

Mnoho mafic vyvřeliny obsahují zrna srostlé magnetitu a ilmenitu, vytvořené podle oxidací z ulvospinel . Ilmenit se také vyskytuje jako diskrétní zrna, typicky s trochou hematitu v pevném roztoku , a mezi těmito dvěma minerály existuje kompletní pevný roztok při teplotách nad asi 950 ° C.

Titan byl poprvé identifikován Williamem Gregorem v roce 1791 v ilmenitu z údolí Manaccan v Cornwallu v jihozápadní Anglii.

Ilmenit je pojmenovaný po místě jeho objevu v Ilmensky horách , v blízkosti Miass , Rusko .

Zpracování a spotřeba

Většina ilmenitu se těží na výrobu oxidu titaničitého . V roce 2011 bylo z tohoto materiálu vyrobeno asi 47% celosvětově vyrobeného oxidu titaničitého. Ilmenit a/nebo oxid titaničitý se používají při výrobě kovového titanu .

Oxid titaničitý se nejvíce používá jako bílý pigment a hlavní spotřební průmyslovou sférou pro pigmenty TiO ₂ jsou barvy a povrchové nátěry, plasty a papír a lepenka. Spotřeba TiO ₂ na obyvatele v Číně je asi 1,1 kilogramu za rok, ve srovnání s 2,7 kilogramu v západní Evropě a ve Spojených státech.

Ilmenit lze převést na oxid titaničitý pigmentové kvality buď síranovým procesem nebo chloridovým procesem .

Ilmenit lze také vylepšit a vyčistit na rutil pomocí Becherova procesu .

Ilmenitové rudy lze také tavit na tekuté železo a strusku bohatou na titan.

Ilmenitová ruda je používána jako tavidlo oceláři k vykládání žáruvzdorných materiálů vysokých pecí.

Ilmenitový písek se také používá jako pískovací prostředek při čištění forem pro tlakové lití.

Ilmenit lze použít k výrobě ferrotitanu pomocí aluminotermické redukce.

Výroba surovin

V roce 2011 byla největším světovým producentem ilmenitové rudy Austrálie s přibližně 1,3 miliony tun produkce, následovala Jižní Afrika, Kanada, Mosambik, Indie, Čína, Vietnam, Ukrajina, Norsko, Madagaskar a Spojené státy.

Ačkoli většina ilmenitu se získává z těžkých ložisek nerostných písků , ilmenit lze také získat z vrstevnatých rušivých zdrojů nebo zdrojů titanové rudy „z tvrdé skály“.

Prvními čtyřmi výrobci ilmenitu a rutilu v roce 2010 byly Rio Tinto Group , Iluka Resources , Exxaro a Kenmare Resources , které dohromady tvořily více než 60% světových dodávek.

Dvě největší otevřené ilmenitové doly na světě jsou:

• Tyto Tellnes důl se nachází v Sokndal , Norsku a provozují Titania AS (ve vlastnictví Kronos Worldwide Inc.) s 0,55 kapacitou MTPA a 57 Mt obsahoval TiO
  ₂ rezervy.
• Důl Lac Tio skupiny Rio Tinto Group se nachází poblíž Havre Saint-Pierre v kanadském Quebecu s kapacitou 3 Mtpa a rezervami 52 Mt.

Mezi hlavní těžby ilmenitových minerálních písků patří:

• Richards Bay Minerals v Jižní Africe , ve většinovém vlastnictví skupiny Rio Tinto Group.
• Důl Moma společnosti Kenmare Resources v Mozambiku .
• Těžební operace společnosti Iluka Resources v Austrálii včetně Murray Basin, Eneabba a Capel .
• The Kerala Minerals & Metals Ltd (KMML), Indian Rare Earths (IRE), VV Mineral doly in India.
• Důl Grande Cote společnosti TiZir Ltd. v Senegalu
• Důl QIT Madagascar Minerals , který je většinovým vlastníkem skupiny Rio Tinto Group, která zahájila výrobu v roce 2009 a očekává se, že vyprodukuje 0,75 Mtpa ilmenitu, což se v příštích fázích potenciálně rozšíří na 2 Mtpa.

Mezi atraktivní hlavní potenciální ložiska ilmenitu patří:

• Ložisko magnetitu a ilmenitu Karhujupukka v Kolari v severním Finsku s přibližně 5 Mt zásobami a rudou obsahující asi 6,2% titanu.
• Ložisko magnetit-železo-titan-vanadové rudy Balla Balla v Pilbaře v Západní Austrálii , které obsahuje 456 milionů tun horizontu kumulované rudy s tříděním 45% Fe , 13,7% TiO
  ₂a 0,64% V.
  ₂Ó
  ₅, jedno z nejbohatších magnetit-ilmenitových rudních těles v Austrálii
• Vklady minerálních písků Coburn, WIM 50, Douglas, Pooncarie v Austrálii .
• Straky Titano-magnetit (železo-titan-vanad-chrom) ložiska ve východní Quebec z Kanady s asi 1 miliarda tun, obsahující asi 43% Fe, 12% TiO 2, 0,4% V2O5, a 2,2% Cr2O3.
• Ložisko Longnose v severovýchodní Minnesotě je považováno za „největší a nejbohatší ložisko ilmenitu v Severní Americe“.

Většina produkce ilmenitové rudy z Kanady, Jižní Afriky a Norska je určena k aplikaci titaniferové strusky .

Lunární ilmenit

Ilmenit byl nalezen v měsíčních horninách a je obvykle velmi obohacen o hořčík podobný kimberlitické asociaci. V roce 2005 NASA použila Hubbleův vesmírný teleskop k vyhledání míst bohatých na ilmenit. Tento minerál by mohl být nezbytný pro případnou měsíční základnu , protože ilmenit by poskytoval zdroj železa a titanu pro stavbu struktur a nezbytnou extrakci kyslíku.

Reference

Prameny

• Hayes, Tony (2011), Titanium Dioxide: A Shining Future Ahead (PDF) , Euro Pacific Canada, s. 5 , vyvoláno 16. srpna 2012