Tartalom
- Mi az Ilmenite?
- Geológiai előfordulás
- Az Ilmenit kémiai összetétele
- Az Ilmenite fizikai tulajdonságai
- Az Ilmenite felhasználásai
- Ilmenite a Holdon
Titánvas: Egy hatalmas ilmenit mintája Saint-Urbain-ból, Quebec, Kanada. A hatalmas ilmenit kialakulhat vénat töltő anyagként vagy magmás szegregáció során. Ez a minta kb. 10 cm átmérőjű.
Mi az Ilmenite?
Az ilmenit egy általános kiegészítő ásványi anyag a fakó kőzetekben, üledékekben és üledékes kőzetekben a világ számos részén. Az Apollo űrhajósok bőséges ilmenitet találtak a holdkövekben és a holdi regolitban. Az Ilmenite egy fekete vas-titán-oxid, FeTiO kémiai összetételével3.
Az ilmenit az elsődleges titánérc, fém, amely különféle nagy teljesítményű ötvözetek előállításához szükséges. A világon bányászott ilmenit nagy részét titán-dioxid (TiO) előállítására használják2, fontos pigment, vékonybajszú tőkehal és csiszolóanyag.
Nehéz ásványi homok: A dél-karolinai Folly Beach sekélyes ásása vékony réteg nehéz ásványi homokot rejt magában. A ma bányászott ilmenit nagy része homokból származik, amelynek ásványi anyagkoncentrációja nagy. Fénykép: Carleton Bern, az Egyesült Államok Geológiai Szolgálata.
Bányászat nehéz ásványok: Kotrógépek eltávolítják a nehéz ásványi homokot a Concord-bányában Virginia dél-középső részén. Körülbelül 4% nehéz ásványokat tartalmazó gyengén konszolidált homokot ástak ki és dolgoznak fel az ilmenit, a leucoxene, a rutile és a cirkon eltávolítására. A homokot viharverte és eltávolította az anortokita expozíciótól, egy rövid távolságra. Fotó: az Egyesült Államok Geológiai Szolgálata.
Geológiai előfordulás
A legtöbb ilmenit a magma kamrák lassú hűtése során képződik, és a magmatikus szegregáció folyamatán koncentrálódik. Egy nagy földalatti magma kamra évszázadokig tarthat, amíg lehűtik. Miközben lehűl, az ilmenit kristályai egy meghatározott hőmérsékleten kezdenek kialakulni. Ezek a kristályok nehezebbek, mint a környező olvadék, és a magma kamra aljára süllyednek.
Ennek következtében az ilmenit és hasonló hőmérsékleten működő ásványok, mint például a magnetit, felhalmozódnak egy rétegben a magma kamra alján. Ezek az ilmenit hordozó kőzetek gyakran gabbro, kívánatos vagy anortoszit. Az ilmenit a vénákban és üregekben is kristályosodik, és néha jól kialakult kristályokként fordul elő pegmatitokban.
Az Ilmenite nagy mértékben ellenáll az időjárásnak. Amikor ilmenit időjárást tartalmazó kőzetek, az ilmenit szemcsék szétszóródnak az üledékben. Ezeknek a gabonaféléknek a nagy fajsúlya miatt elválasztják őket az áramlás szállítása során és felhalmozódnak „nehéz ásványi homokként”. Ezek a homokok fekete színűek és a geológusok könnyen felismerhetők. A "fekete homok kutatása" régóta módszer a nehéz ásványi táptalajok megtalálására. A legtöbb kereskedelmi forgalomban előállított ilmenit a homok ásásával vagy kotrásával nyerhető vissza, amelyet azután feldolgoznak a nehéz ásványi szemcsék, például az ilmenit, a leucoxén, a rutil és a cirkon eltávolításához.
Titánvas: Masszív ilmenit mintája Normanville-ből, Dél-Ausztrália. A minta átmérője körülbelül 7,6 centiméter.
Az Ilmenit kémiai összetétele
Az Ilmenites ideális kémiai összetétele a FeTiO3. Azonban gyakran eltér az összetételtől, mivel változó mennyiségű magnéziumot vagy mangánt tartalmaz. Ezek az elemek helyettesítik a vasat teljes szilárd oldatban. Szilárd oldat-sorozat létezik az ilmenit (FeTiO3) és geikielit (MgTiO3). Ebben a sorozatban változó mennyiségű magnézium helyettesíti a vasat az ásványok kristályszerkezetében. Egy második szilárd oldat-sorozat létezik az ilmenit és a pirofanit között (MnTiO3), a mangán helyettesíti a vasat. Magas hőmérsékleten létezik egy harmadik szilárd oldat-sorozat az ilmenit és a hematit (Fe2O3).
Titánvas: Egy hatalmas ilmenit mintája Kragero-ból, Norvégiából. A minta kb. 10 hüvelyk (10 hüvelyk) átmérőjű.
Fekete homok Ilmenite: Ilmenit homok Melbourne-ből, Florida. A minták homok méretű szemcsék.
Az ásványi anyagok megismerésének legjobb módja egy olyan apró példányok gyűjteményének tanulmányozása, amelyekkel kezelni tudja, megvizsgálhatja és megfigyelheti azok tulajdonságait. Olcsó ásványgyűjtemények érhetők el az áruházban.
Az Ilmenite fizikai tulajdonságai
Az Ilmenite fekete ásvány, szubmetall vagy fémes csillogással. Csak egy pillantással könnyen összetéveszthető hematitdal és magnetittel. A megkülönböztetés könnyű. A hematit vörös, míg az ilmenit fekete csíkkal rendelkezik. A magnetit erősen mágneses, míg az ilmenit nem mágneses. Időnként az ilmenit gyengén mágneses, valószínűleg kis mennyiségben tartalmaz magánt.
Az ilmenit általában tartósabb, mint az ásványi kőzetekben található többi ásványi anyag, amelyben bőséges. Ezért ezeknek a szikláknak az időjárása során keletkező időjárási törmelék különösen gazdag ilmenitben. Viszonylag magas fajsúlya miatt placer lerakódásokba koncentrálódik, például arany, drágakövek és más nehéz ásványok.
Pigmentek és polírozó vegyületek: A titán-dioxid port gondosan feldolgozzák a szennyeződések eltávolítása érdekében, és a részecskeméret szerint osztályozzák. Ezután vékonybajszú tőkehal, pigmentek és polírozószerként történő felhasználásra adják el. A kép egy kőzettartó hordó, amelyet éppen egy vastag, fehér fém-oxid-lencsével nyitottak meg.
Lunar Ilmenite Basalt: Az Apollo űrhajósai ilmenitben gazdag bazaltokat találtak a Hold több pontján. A referenciablokk a jobb alsó sarokban egy köbcentiméter. A NASA képe.
Az Ilmenite felhasználásai
Az ilmenit a titánfém elsődleges ércje. Kis mennyiségű titán, bizonyos fémekkel kombinálva tartós, nagy szilárdságú, könnyű ötvözeteket eredményez. Ezeket az ötvözeteket sokféle nagy teljesítményű alkatrész és szerszám előállításához használják. Példaként említhetők a repülőgépek alkatrészei, az emberek műcsonkjai és a sporteszközök, például a kerékpárkeretek. A bányászott ilmenit körülbelül 5% -át titánfém előállítására használják. Néhány ilmenitet szintén szintetikus rutil előállítására használnak, amely titán-dioxid olyan formája, amelyet fehér, erősen fényvisszaverő pigmentek előállításához használnak.
A fennmaradó ilmenit nagy részét titán-dioxid előállítására használják, amely egy közömbös, fehér, erősen visszaverő anyag. A titán-dioxid legfontosabb felhasználása vékonybajszú tőkehalként történik. A vékonykefe fehér, erősen fényvisszaverő anyag, amelyet porrá őrölnek és pigmentekként használnak. Ezek a pigmentek fehér színű és fényességet eredményeznek festékben, papírban, ragasztókban, műanyagokban, fogkrémekben és akár ételekben is.
A titán-dioxidot porok előállításához is használják, szorosan szabályozott részecskeméret-tartományban. Ezeket a porokat olcsó polírozó csiszolóanyagként használják különféle lapidary munkák során, beleértve a kőzet megdörzsölését, fóliázását, kábelezését, gömbkészítését és arclapozását. A titán-oxid csiszolóanyagokat sok más iparban használják.
Lunar Ilmenite Regolith: Az Apollo űrhajósai holdi regolit lerakódásokat találtak, amelyek főleg iszap-homok méretű ilmenitből (fekete) és mafikus vulkáni üvegből (narancs) állnak. A NASA képe.
Ilmenite a Holdon
Az Apollo űrhajósai ilmenitben gazdag bazaltokat találtak a Hold több pontján. Ezeknek a basztaknak a többsége rendkívül öreg volt, legalább 3 milliárd évvel ezelőtt alkotva. Ezek a kőzetek gyakran több mint 10% titán-dioxidot (TiO2). Az ezekben a kőzetekben található ásványi anyagok elsősorban földpárok és piroxének voltak, a következőkben ilmenit volt jelen.
A holdregolit néhány mintája jelentős mennyiségű ilmenitet tartalmazott. A részecskékben fordult elő, a finom iszaptól a durva homokig. Úgy gondolták, hogy az ilmenit felszabadult a holdbázisoktól az ütközési események során.
A Shorty Craternél gyűjtött holdi regolit mintái vulkáni üveggömbök és ilmenit szemcsék keverékét tartalmazták. A lerakódást rétegezték egy alsó réteggel, amely főként ilmenitből és más fekete átlátszatlan anyagból állt. Ez felfelé egy "narancssárga talajnak" nevezett felső rétegre besorolódott, amely főként gömb alakú, narancssárga vulkáni üveggyöngyökből állt, kevés mennyiségű ilmenittel. A szemek többnyire kevesebb, mint fél milliméter voltak. Ezt a regolitot úgy vélte, hogy a korai holdtörténet során vulkáni kitörésekkel készítették.