Minerály

Ilmenite



Černý minerální oxid titaničitý. Primární ruda titanu, zdroj oxidu titaničitého.


Ilmenite: Ukázka masivního ilmenitu z Saint-Urbain, Quebec, Kanada. Masivní ilmenit může být vytvořen jako materiál vyplňující žíly nebo během magmatické segregace. Tento vzorek má průměr přibližně 4 palce (10 centimetrů).

Co je Ilmenite?

Ilmenit je běžný vedlejší minerál v vyvřelých horninách, sedimentech a sedimentárních horninách v mnoha částech světa. Astronauti Apolla našli hojnost ilmenitu ve měsíčních skalách a v lunárním regolitu. Ilmenit je černý oxid železitý a titaničitý s chemickým složením FeTiO3.

Ilmenit je primární ruda titanu, kovu potřebného k výrobě řady vysoce výkonných slitin. Většina ilmenitu těženého na celém světě se používá k výrobě oxidu titaničitého, TiO2, důležitý pigment, bělidlo a leštící brusivo.

Těžký minerální písek: Mělké kopání na Folly Beach v Jižní Karolíně odhaluje tenké vrstvy těžkých minerálních písků. Většina dnes těžených ilmenitů pochází z písků se silnou koncentrací minerálů. Fotografie Carleton Bern, Geologický průzkum Spojených států.

Těžba těžkých nerostů: Rýpadla odstraňují těžké minerální písky v dole Concord v jižní centrální Virginii. Slabě konsolidované písky obsahující asi 4% těžkých minerálů jsou vytěženy a zpracovány za účelem odstranění ilmenitu, leucoxenu, rutilu a zirkonu. Písky byly zvětralé a erodované po expozici anortocitu na krátkou vzdálenost. Foto geologického průzkumu Spojených států.

Geologický výskyt

Většina ilmenitových forem se vyskytuje během pomalého chlazení magmatických komor a je koncentrována procesem magmatické segregace. Velká podzemní magmatická komora může ochladit staletí. Jak se ochladí, krystaly ilmenitu se začnou tvořit při specifické teplotě. Tyto krystaly jsou těžší než okolní tavenina a klesají ke dnu magmatické komory.

To způsobuje akumulaci ilmenitu a minerálů podobné teploty, jako je magnetit, ve vrstvě na dně magmatické komory. Tyto horniny nesoucí ilmenity jsou často gabbro, norite nebo anorthosite. Ilmenit také krystalizuje v žilách a dutinách a někdy se vyskytuje také jako dobře vytvořené krystaly v pegmatitech.

Ilmenite má vysokou odolnost vůči povětrnostním vlivům. Když se skály obsahující ilmenitové počasí rozptýlí zrna ilmenitu se sedimentem. Vysoká měrná hmotnost těchto zrn způsobuje, že se během transportu proudu segregují a hromadí jako „těžké minerální písky“. Tyto písky jsou černé barvy a geologové je snadno rozpoznají. „Vyhledávání černého písku“ je dlouhou dobu metodou hledání těžkých ložisek rudých nerostů. Většina komerčně vyráběného ilmenitu se získává vytěžením nebo bagrováním těchto písků, které se potom zpracovávají za účelem odstranění těžkých minerálních zrn, jako je ilmenit, leukoxen, rutil a zirkon.

Ilmenite: Ukázka masivního ilmenitu z Normanville v jižní Austrálii. Vzorek je přibližně 3 palce (7,6 centimetrů) napříč.

Chemické složení Ilmenitu

Ideálním chemickým složením Ilmenite je FeTiO3. Často se však od tohoto složení liší tím, že obsahuje různá množství hořčíku nebo manganu. Tyto prvky nahrazují železo v kompletním pevném roztoku. Mezi ilmenitem (FeTiO) existuje řada pevných řešení3) a geikielit (MgTiO3). V této sérii proměnná množství hořčíku nahrazuje železo v krystalové struktuře minerálu. Mezi ilmenitem a pyrophanitem (MnTiO) existuje druhá řada pevných roztoků3), přičemž mangan nahrazuje železo. Při vysokých teplotách existuje mezi ilmenitem a hematitem třetí série pevných roztoků (Fe2Ó3).

Ilmenite: Ukázka masivního ilmenitu z Kragera v Norsku. Vzorek má průměr přibližně 4 palce (10 centimetrů).

Černý písek Ilmenite: Ilmenitský písek z Melbourne na Floridě. Vzorky jsou zrna pískové velikosti.

Nejlepší způsob, jak se dozvědět o minerálech, je studovat se sbírkou malých vzorků, které můžete zpracovat, zkoumat a pozorovat jejich vlastnosti. V obchodě jsou dostupné levné sbírky minerálů.

Fyzikální vlastnosti Ilmenitu

Ilmenit je černý minerál se submetalickým až kovovým leskem. Na první pohled se dá snadno zaměnit s hematitem a magnetitem. Rozlišení je snadné. Hematit má červený pruh, zatímco ilmenit má černý pruh. Magnetit je silně magnetický, zatímco ilmenit není magnetický. Občas je ilmenit slabě magnetický, pravděpodobně z malého množství obsaženého magnetitu.

Fyzikální vlastnosti Ilmenitu

Chemická klasifikaceOxid
BarvaČerná
PruhČerná
LeskKovové, submetalické
DiaphaneityNeprůhledný
VýstřihŽádný
Mohsova tvrdost5,5 až 6
Specifická gravitace4,7 až 4,8
Diagnostické vlastnostiPruh; někdy slabě magnetické.
Chemické složeníOxid titaničitý železa - FeTiO3.
Někdy má významné množství hořčíku a manganu v pevném roztoku se železem, čímž se získá složení (Fe, Mg, Mn) TiO3
Crystal SystemŠestiúhelník
PoužitíPrimární ruda titanu. Menší zdroj železa. Používá se k výrobě oxidu titaničitého.

Ilmenit je obvykle trvanlivější než ostatní minerály v vyvřelých horninách, ve kterých je hojný. Z tohoto důvodu jsou zvětralé trosky vzniklé během zvětrávání těchto hornin obzvláště bohaté na ilmenit. Jeho relativně vysoká měrná hmotnost způsobuje, že se soustřeďuje na ložiska štěrbin, jako je zlato, drahokamy a další těžké minerály.

Pigmenty a leštící sloučeniny: Prášek z oxidu titaničitého je pečlivě zpracován, aby se odstranily nečistoty a roztříděn podle velikosti částic. Poté se prodává pro použití jako bělení, pigmenty a leštící sloučeniny. Obraz je barel sklenice barel právě otevřel s hustou bílou pěnou z oxidu kovu lesk.

Lunární Ilmenitský čedič: Astronauti Apolla našli na mnoha místech na Měsíci bazalty bohaté na ilmenity. Referenční blok vpravo dole je jeden centimetr krychlový. Obrázek NASA.

Použití Ilmenite

Ilmenit je primární ruda kovového titanu. Malé množství titanu v kombinaci s některými kovy vytvoří trvanlivé, vysoce pevné a lehké slitiny. Tyto slitiny se používají k výrobě nejrůznějších vysoce výkonných dílů a nástrojů. Příklady zahrnují: části letadel, umělé klouby pro člověka a sportovní vybavení, jako jsou rámy kol. Asi 5% těžby ilmenitu se používá k výrobě kovového titanu. Některý ilmenit se také používá k výrobě syntetického rutilu, což je forma oxidu titaničitého používaného k výrobě bílých, vysoce reflexních pigmentů.

Většina zbývajícího ilmenitu se používá k výrobě oxidu titaničitého, inertního, bílého, vysoce reflexního materiálu. Nejdůležitější použití oxidu titaničitého je jako treska bezvousá. Bělicí prostředky jsou bílé, vysoce reflexní materiály, které se mele na prášek a používají se jako pigmenty. Tyto pigmenty vytvářejí bílou barvu a jas v barvě, papíru, lepidlech, plastech, zubní pastě a dokonce i v potravinách.

Oxid titaničitý se také používá k výrobě prášků s přísně kontrolovaným rozsahem velikosti částic. Tyto prášky se používají jako levná leštící brusiva v řadě lapidárních prací, které zahrnují omílání hornin, lapování, kabelování, výrobu kuliček a fasetování. Abraziva oxidu titaničitého se používají v mnoha dalších průmyslových odvětvích.

Lunar Ilmenite Regolith: Astronauti Apolla našli ložiska lunárního regolitu složeného převážně z bahenního kamene (černé) a iluminitu (mafického) vulkanického skla (oranžové). Obrázek NASA.

Ilmenite na Měsíci

Astronauti Apolla našli na mnoha místech na Měsíci bazalty bohaté na ilmenity. Většina těchto bazaltů byla extrémně stará a tvořila se alespoň před 3 miliardami let. Tyto horniny často obsahovaly více než 10% oxidu titaničitého (TiO2). Minerály přítomné v těchto horninách byly většinou živce a pyroxeny, další byly hojně ilmenity.

Některé vzorky měsíčního regolitu obsahovaly významné množství ilmenitu. Vyskytlo se v částicích od jemného bahna po hrubý písek. Předpokládalo se, že ilmenit byl osvobozen od lunárních bazaltů během nárazových událostí.

Vzorky lunárního regolitu shromážděné v kráteru Shorty obsahovaly směs sopečných skleněných koulí a ilmenitových zrn. Ložisko bylo vrstveno spodní vrstvou složenou převážně z ilmenitu a dalších černých neprůhledných materiálů. Toto odstupňovalo se nahoru k horní vrstvě, známé jako „oranžová půda“, která byla složena převážně z kulovitých korálků oranžové sopečného skla s malým množstvím ilmenitu. Zrna byla většinou menší než 1/2 milimetrů. Tento regolith byl myšlenka k byli produkováni kašnoucí sopečnými erupcemi během časné lunární historie.