Obsah
- Čo je Ilmenite?
- Geologický výskyt
- Chemické zloženie Ilmenitu
- Fyzikálne vlastnosti Ilmenitu
- Použitie Ilmenitu
- Ilmenite na Mesiaci
ilmenit: Vzorka mohutného ilmenitu z Saint-Urbain, Quebec, Kanada. Masívny ilmenit sa môže vytvoriť ako materiál na vyplnenie žíl alebo počas magmatickej segregácie. Táto vzorka má priemer približne 4 palce (10 centimetrov).
Čo je Ilmenite?
Ilmenit je bežným doplnkovým minerálom v vyvrelých horninách, sedimentoch a sedimentárnych horninách v mnohých častiach sveta. Astronómovia Apolla našli hojný ilmenit v lunárnych skalách a v lunárnom regolite. Ilmenit je čierny oxid železitý a titaničitý s chemickým zložením FeTiO3.
Ilmenit je primárnou rudou titánu, kovu potrebného na výrobu rôznych vysokovýkonných zliatin. Väčšina ilmenitu ťaženého na celom svete sa používa na výrobu oxidu titaničitého, TiO2, dôležitý abrazívny pigment, treska belasá a leštiaca.
Ťažký minerálny piesok: Plytké kopanie na Folly Beach v Južnej Karolíne odhaľuje tenké vrstvy ťažkých minerálnych pieskov. Väčšina dnes ťažených ilmenitov je z pieskov s vysokou koncentráciou minerálov. Fotografia Carleton Bern, Geologický prieskum Spojených štátov.
Ťažobné nerasty: Rýpadlá odstraňujú ťažké minerálne piesky v bani Concord v južnej centrálnej Virgínii. Slabo konsolidované piesky obsahujúce asi 4% ťažkých minerálov sa vyťažia a spracujú na odstránenie ilmenitu, leukoxénu, rutilu a zirkónu. Piesky boli zvetrané a erodované z anortocitovej expozície na krátku vzdialenosť. Foto geologického prieskumu Spojených štátov.
Geologický výskyt
Väčšina ilmenitov sa tvorí počas pomalého ochladzovania magmatických komôr a je koncentrovaná procesom magmatickej segregácie. Veľká podzemná magmatická komora sa môže ochladiť stáročia. Po ochladení sa kryštály ilmenitu začnú tvoriť pri špecifickej teplote. Tieto kryštály sú ťažšie ako okolitá tavenina a klesajú na dno magmatickej komory.
To spôsobuje, že sa ilmenit a minerály podobnej teploty, ako napríklad magnetit, hromadia vo vrstve na dne magmatickej komory. Tieto horniny nesúce ilmenit sú často gabbro, norit alebo anorthosite. Ilmenit tiež kryštalizuje v žilách a dutinách a niekedy sa vyskytuje aj ako dobre formované kryštály v pegmatitoch.
Ilmenit má vysokú odolnosť proti poveternostným vplyvom. Keď sa horniny obsahujúce ilmenitové počasie, zrnká ilmenitu rozptýlia so sedimentom. Vysoká hustota týchto zŕn spôsobuje, že sa počas transportu prúdia segregujú a hromadia sa ako „ťažké minerálne piesky“. Tieto piesky sú čiernej farby a geológovia ich ľahko rozpoznajú. „Výhľad čierneho piesku“ je už dlho metódou na nájdenie ťažkých ložísk minerálov. Väčšina komerčne vyrábaného ilmenitu sa získava vyťažením alebo bagrovaním týchto pieskov, ktoré sa potom spracúvajú na odstránenie ťažkých minerálnych zŕn, ako je ilmenit, leukoxén, rutil a zirkón.
ilmenit: Vzorka mohutného ilmenitu z Normanvillu v južnej Austrálii. Vzorka má priemer približne 3 palce (7,6 centimetrov).
Chemické zloženie Ilmenitu
Ideálne chemické zloženie Ilmenitov je FeTiO3, Z tohto zloženia sa však často líši tým, že obsahuje rôzne množstvá horčíka alebo mangánu. Tieto prvky nahrádzajú železo v kompletnom pevnom roztoku. Medzi ilmenitom (FeTiO) existuje rad pevných roztokov3) a geikielit (MgTiO3). V tejto sérii premenlivé množstvo horčíka nahrádza železo v kryštálovej štruktúre minerálov. Medzi ilmenitom a pyrofanitom (MnTiO) existuje druhá séria pevných roztokov3), pričom mangán nahrádza železo. Pri vysokých teplotách existuje tretia séria pevných roztokov medzi ilmenitom a hematitom (Fe2O3).
ilmenit: Vzorka mohutného ilmenitu z Kragera v Nórsku. Vzorka má priemer približne 4 palce (10 centimetrov).
Čierny piesok Ilmenit: Ilmenitový piesok z Melbourne na Floride. Vzorky sú zrná veľkosti piesku.
Najlepší spôsob, ako sa dozvedieť o mineráloch, je študovať so zbierkou malých vzoriek, s ktorými môžete zaobchádzať, skúmať ich a pozorovať ich vlastnosti. V obchode je k dispozícii lacná kolekcia minerálov.
Fyzikálne vlastnosti Ilmenitu
Ilmenit je čierny minerál so submetalickým až kovovým leskom. Na prvý pohľad sa dá ľahko zamieňať s hematitom a magnetitom. Rozlišovanie je ľahké. Hematit má červený pruh, zatiaľ čo ilmenit má čierny pruh. Magnetit je silne magnetický, zatiaľ čo ilmenit nie je magnetický. Občas je ilmenit slabo magnetický, pravdepodobne z malého množstva zahrnutého magnetitu.
Ilmenit je zvyčajne trvanlivejší ako iné minerály v vyvrelých horninách, v ktorých je hojný. Z tohto dôvodu sú zvyšky zvetrávania vzniknuté počas zvetrávania týchto hornín obzvlášť bohaté na ilmenit. Jeho pomerne vysoká špecifická hmotnosť spôsobuje, že sa koncentruje v usadeninách, ako je zlato, drahokamy a iné ťažké minerály.
Pigmenty a leštiace zlúčeniny: Prášok oxidu titaničitého sa starostlivo spracováva na odstránenie nečistôt a klasifikuje sa podľa veľkosti častíc. Potom sa predáva na použitie ako treska belasá, pigmenty a leštiace zlúčeniny. Obrázok je barel barel práve otvoril s hustou bielou penou z oxidu kovu.
Čadič lunárnych Ilmenitov: Astronauti Apolla našli bazaltu bohatého na ilmenity na viacerých miestach na Mesiaci. Referenčný blok v pravom dolnom rohu je jeden centimeter kubický. Obrázok NASA.
Použitie Ilmenitu
Ilmenit je primárnou rudou kovového titánu. Malé množstvo titánu v kombinácii s niektorými kovmi vytvorí trvanlivé, vysokopevnostné a ľahké zliatiny. Tieto zliatiny sa používajú na výrobu najrôznejších vysokovýkonných dielov a nástrojov. Príklady zahŕňajú: časti lietadiel, umelé kĺby pre ľudí a športové vybavenie, ako sú rámy bicyklov. Asi 5% ťažby ilmenitu sa používa na výrobu kovového titánu. Niektoré ilmenity sa tiež používajú na výrobu syntetických rutilov, čo je forma oxidu titaničitého, ktorá sa používa na výrobu bielych vysoko reflexných pigmentov.
Väčšina zostávajúceho ilmenitu sa používa na výrobu oxidu titaničitého, inertného bieleho, vysoko reflexného materiálu. Najdôležitejšie použitie oxidu titaničitého je treska merlang. Bielidlá sú biele, vysoko reflexné materiály, ktoré sa melú na prášok a používajú sa ako pigmenty. Tieto pigmenty vytvárajú bielu farbu a jas v farbách, papieri, lepidlách, plastoch, zubných pastách a dokonca aj potravinách.
Oxid titaničitý sa tiež používa na výrobu práškov s prísne kontrolovaným rozsahom veľkosti častíc. Tieto prášky sa používajú ako lacné leštiace abrazíva v rôznych lapidárskych prácach, ktoré zahŕňajú omývanie hornín, lapovanie, kabeláž, výrobu guľôčok a fazetovanie. Abrazíva na báze oxidu titaničitého sa používajú v mnohých ďalších priemyselných odvetviach.
Lunárny Ilmenite Regolith: Astronómovia Apolla našli ložiská lunárneho regolitu zložené prevažne z bahnitého ilmenitu (čierna) a sopečného skla mafického (oranžová). Obrázok NASA.
Ilmenite na Mesiaci
Astronauti Apolla našli bazaltu bohatého na ilmenity na viacerých miestach na Mesiaci. Väčšina týchto bazálov bola veľmi stará a tvorila sa najmenej pred 3 miliardami rokov. Tieto horniny často obsahovali viac ako 10% oxidu titaničitého (TiO2). Minerály prítomné v týchto horninách boli väčšinou živce a pyroxény, ďalšie boli hojne ilmenity.
Niektoré vzorky lunárneho regolitu obsahovali významné množstvo ilmenitu. Vyskytlo sa v časticiach od jemného bahna po hrubý piesok. O ilmenite sa predpokladalo, že bol oslobodený od lunárnych bazálov počas nárazových udalostí.
Vzorky lunárneho regolitu odobraté v kráteru Shorty obsahovali zmes guľôčok sopečného skla a ilmenitových zŕn. Ložisko sa stratifikovalo spodnou vrstvou zloženou väčšinou z ilmenitu a ďalších čiernych nepriehľadných materiálov. Toto stúpalo smerom hore k hornej vrstve známej ako „oranžová pôda“, ktorá bola zložená väčšinou z guľovitých guľôčok z oranžového vulkanického skla s malými množstvami ilmenitu. Zrná boli väčšinou menšie ako 1/2 milimetra. Predpokladalo sa, že tento regolit vznikol pomocou horúcich sopečných erupcií počas skorej lunárnej histórie.