Minerály

Rutile



Zdroj titanu, bílý pigment v barvě, příčina „očí“ a „hvězd“ v drahokamech.


Rutilovaný křemen: Omletý kámen z křemene v rozmělněné podobě. Rutil se může vyskytovat jako jehličkovité krystaly v minerálech, jako je křemen, korund, granát a andalusit.

Co je to Rutile?

Rutil je minerál oxidu titaničitého s chemickým složením TiO2. Nachází se v vyvřelých, metamorfovaných a sedimentárních horninách po celém světě. Rutil se také vyskytuje jako jehličkovité krystaly v jiných minerálech.

Rutil má vysokou měrnou hmotnost a je často koncentrován proudem a vlnou v „těžkých minerálních pískech“, které dnes existují jak na pevnině, tak na moři. Z těchto písků se těží velká část rutilní produkce na světě.

Rutil se používá jako ruda titanu, je rozdrcen na bílý prášek, který se používá jako pigment v barvách, a zpracovává se pro použití v mnoha produktech. Sítě jehličkovitých rutilových krystalů vytvářejí „oči“ a „hvězdy“ v mnoha drahokamech, jako je například rubín a safír.

Těžký minerální písek: Mělké kopání na Folly Beach v Jižní Karolíně odhaluje tenké vrstvy těžkých minerálních písků. Tyto písky jsou často zdrojem přírodního rutilu. Fotografie Carleton Bern, Geologický průzkum Spojených států.

Geologický výskyt rutilu

Rutil se vyskytuje jako doplňkový minerál v plutonických vyvřelých horninách, jako je žula, a v hlubinných vyvřelých horninách, jako je peridotit a lamproit. V metamorfovaných horninách je rutil běžným doplňkovým minerálem v rulech, břidlech a eklogitu. Dobře tvarované krystaly rutilu se někdy vyskytují v pegmatitu a ve skarze.

Rutil a řada dalších minerálů z kovové rudy se těží společně ze sedimentárních ložisek známých jako „těžké minerální písky“. Tyto sedimenty jsou odvozeny od zvětrávání vyvřelých a metamorfovaných hornin, které obsahují hojná drobná zrna minerálů s vysokou specifickou tíhou, jako je rutil, ilmenit, anatas, brookit, leukoxen, perovskit a titanit (také známý jako sfen).

Jak tyto horniny počasí, jejich odolnější minerální částice jsou vyplaveny do mořského pobřežního prostředí, kde jsou tříděny a koncentrovány podle jejich hustoty vlnou a proudem. Pokud jsou podmínky správné a těžké minerály jsou hojné, mohou se tyto sedimenty stát těžitelnými ložisky.

Těžba těžkých nerostů: Rýpadla odstraňují těžké minerální písky v dole Concord v jižní centrální Virginii. Tyto písky obsahující až asi 4% těžkých minerálů jsou vykopány a následně zpracovány za účelem odstranění rutilu, ilmenitu, leucoxenu a zirkonu. Písky byly zvětralé a erodované z expozice anorthosite na krátkou vzdálenost. Foto geologického průzkumu Spojených států.

Rutilní těžba

Těžké minerální písky jsou těženy v mělkém mořském prostředí loděmi, které bagrují sedimenty, oddělují těžká minerální zrna, zadržují těžké minerály na palubě a vypouštějí lehčí sedimentovou frakci zpět na dno.

Těžké minerální písky se také nacházejí na souši v sedimentárních ložiscích, která se hromadí v době, kdy hladina moře byla mnohem vyšší než dnes. Tyto sedimenty se těží, zpracovávají k odstranění těžkých minerálů a vracejí se do krajiny, která se regeneruje podle původní topografie.

Těžký minerální písek: Těžký minerální koncentrát z pobřežní těžební operace v Gruzii. Skládá se z pískových zrn převážně rutilu, ilmenitu a zirkonu.

Polymorfy a nečistoty

Rutil je nejhojnější přírodní forma TiO2. Existuje mnoho polymorfů, které zahrnují anatasu a brookite. Železo (Fe+2) někdy nahrazují titan v některých vzorcích rutilu. Když k tomu dojde, vyžaduje valenční rozdíl mezi železem a titanem vyvažování - a tato rovnováha se často dosahuje nahrazením niobu (Nb)+5) a / nebo tantal (Ta+5) pro další titan. Substituce těchto prvků zvyšuje měrnou hmotnost rutilu a způsobuje černou barvu minerálu i jeho pruhů.

Fyzikální vlastnosti rutilu

Chemická klasifikaceOxid
BarvaČervená až červenohnědá, černá, žlutá až zlatá
PruhČervená až hnědá
LeskAdamantin na submetalický
DiaphaneityNeprůhledný, transparentní na tenkých okrajích
VýstřihDobrý
Mohsova tvrdost6 až 6,5
Specifická gravitace4,2 až 4,4
Diagnostické vlastnostiLesk, barva, měrná hmotnost, zvyk hranolových krystalů
Chemické složeníOxid titaničitý, TiO2
Crystal SystemTetragonální
PoužitíRuda titanu, pigmenty, inertní povlak na svařovacích tyčích

Rutilovaný křemen: Fazetový drahokam vyříznutý z křemene s upravenými křivkami. Dlouhé hranolové krystaly se zlatým leskem jsou rutilní. Vzorek a fotografie od Arkenstone / www.iRocks.com.

Rutile a gemologie

Rutil má více než snad jakýkoli jiný minerál afinitu k růstu jako krystaly ve tvaru hranolu v jiných minerálech. Dlouhé hranoly rutilu se vyskytují v mnoha různých minerálech drahokamů. Křemen, korund (rubín a safír), granát a andalusit jsou některé z těch známých.

Někdy jsou tyto jehly hrubé a jasně viditelné v drahokamu, jako v mnoha vzorcích rutilovaného křemene. Tyto jehly produkují atraktivní a zajímavé novinkové drahokamy, když mají příjemnou barvu a uspořádání. Podívejte se na sousední fotografii rutilovaného křemene.

Hvězda Indie: Tento klenot je 563,35-karátový hvězdný safír, vyřezaný z drsného nalezeného na Srí Lance. Má šedavě modrou barvu a byl vyříznut tak, aby zobrazoval hvězdu nahoře i dole. Je zobrazen v americkém přírodovědném muzeu v New Yorku. Wikimedia Commons fotka Daniel Torres, Jr.

V některých drahokamech, jako je rubín a safír, odrazy světla ze sítě jemných rutilových krystalů v řádně řezaném kabaronu vytvoří na povrchu drahokamu krásnou „hvězdu“ světla. Gem rubíny a drahokamové safíry s touto hvězdou jsou v obchodě známé jako „fenomenální drahokamy“ a jev této hvězdy je znám jako „asterismus“. Podívejte se na sousední fotografii světle modrého hvězdného safíru s názvem „Hvězda Indie“.

V jiných drahokamech vytvoří jeden směr rovnoběžných krystalů linii světla na povrchu drahokamu známého jako „kočičí oko“. Fenomén, který produkuje kočičí oko, se nazývá „chatoyance“ a drahokamy, které tento jev vykazují, se označují jako „chatoyant“. Nejznámějším klenotem pro jeho chatoyance je kočičí oko chrysoberyl.

Rutilovaný křemen s kočičím okem: Cabbochon řez z rutilovaného křemene těženého v Brazílii. Rutilní jehly jsou zlaté barvy a mají strukturu, která je tak hrubá, že je možné jasně vidět mnoho jednotlivých jehel. Kabarchon má velikost přibližně 12 x 16 milimetrů.

Použití rutilu

Primární použití rutilu a oxidu titaničitého vyrobeného z rutilu jsou: výroba pigmentů oxidu titaničitého, výroba žáruvzdorné keramiky a výroba titanového kovu. Použití rutilu k výrobě pigmentů se téměř každý den dotýká života téměř každého člověka ve Spojených státech.

Po jemném rozdrcení a zpracování za účelem odstranění nečistot se rutil stane jasně bílým práškem, který slouží jako vynikající pigment. Používá se k výrobě barev suspendováním prášku v kapalině. Kapalina slouží jako nosič při aplikaci barvy a odpařuje se, aby nanesla vrstvu oxidu titaničitého na natřený předmět. Pigmenty na bázi oxidu titaničitého se staly velmi důležitými v průmyslu barev v roce 1978, kdy vláda Spojených států zakázala používání pigmentů na bázi olova ve spotřebních nátěrových výrobcích.

Pigmenty oxidu titaničitého se používají k výrobě bílé barvy v plastech a používají se k výrobě papíru s vysokým jasem. Oxid titaničitý dává těmto produktům barvu, která je odolná vůči vyblednutí. Oxid titaničitý je také netoxický a chemicky stabilní. Tyto vlastnosti umožňují použití jako pigmentu v potravinách, kosmetice, léčivech a mnoha spotřebních výrobcích, jako je zubní pasta.

Nejlepší způsob, jak se dozvědět o minerálech, je studovat se sbírkou malých vzorků, které můžete zpracovat, zkoumat a pozorovat jejich vlastnosti. Levné sbírky minerálů jsou k dispozici v obchodě Geology.com.

Syntetický rutil

Rutil má velmi vysoký index lomu, silnou disperzi a adamantinový lesk. Jedná se o optické vlastnosti, které mohou produkovat velký drahokam, a tyto vlastnosti u rutilního rivala nebo přesahují vlastnosti diamantu. Bohužel, přírodní rutil málokdy má čistotu a barvu potřebnou, aby sloužil jako alternativní drahokam pro diamant.

Syntetický rutil však může být vyroben téměř bezbarvý s vynikající čistotou. Když byl poprvé vyroben ve 40. a 50. letech 20. století, byl rozřezán na drahokamy a prodán jako diamantový simulátor s názvem „Titania“. To dosáhlo trochu časné popularity, ale to začalo mizet, jakmile kupující zjistili, že syntetický rutil utrpěl zranění oděrem v krátké době - ​​rutil má Mohsovu tvrdost 6 ve srovnání s tvrdostí diamantu 10.