Содержание
- Что такое ильменит?
- Геологическое происхождение
- Химический состав ильменита
- Физические свойства ильменита
- Использование Ильменита
- Ильменит на Луне
ильменита: Образец массивного ильменита из Сен-Урбена, Квебек, Канада. Массивный ильменит может быть сформирован как материал для заполнения вен или во время магматической сегрегации. Этот образец примерно 4 дюйма (10 сантиметров) в поперечнике.
Что такое ильменит?
Ильменит является распространенным вспомогательным минералом в магматических породах, отложениях и осадочных породах во многих частях мира. Астронавты Аполлона обнаружили обильный ильменит в лунных породах и лунном реголите. Ильменит - черный железо-титановый оксид с химическим составом FeTiO3.
Ильменит - это первичная руда из титана, металла, необходимого для изготовления различных высокоэффективных сплавов. Большая часть добываемого во всем мире ильменита используется для производства диоксида титана, TiO2, важный пигмент, отбеливание и полировка абразива.
Тяжелый минеральный песок: Мелкие копания на Фолли Бич, Южная Каролина, обнажают тонкие слои тяжелых минеральных песков. Большая часть добываемого сегодня ильменита добывается из песков с высокой концентрацией минералов. Фото Карлтон Берн, Геологическая служба США.
Добыча тяжелых минералов: Экскаваторы удаляют тяжелые минеральные пески на шахте Конкорд в южной и центральной частях Вирджинии. Слабо закрепленные пески, содержащие около 4% тяжелых минералов, выкапываются и обрабатываются для удаления ильменита, лейкоксена, рутила и циркона. Пески выветривались и разрушались от воздействия анортоцита на небольшом расстоянии. Фото Геологической службы США.
Геологическое происхождение
Большая часть ильменита образуется при медленном охлаждении магматических очагов и концентрируется в процессе магматической сегрегации. Большая подземная магматическая камера может охлаждаться веками. По мере охлаждения кристаллы ильменита начинают формироваться при определенной температуре. Эти кристаллы тяжелее окружающего расплава и опускаются на дно магматической камеры.
Это приводит к тому, что ильменит и минералы с аналогичной температурой, такие как магнетит, накапливаются в слое на дне магматической камеры. Эти ильменитсодержащие породы часто представляют собой габбро, норит или анортозит. Ильменит также кристаллизуется в венах и полостях, а иногда встречается в виде хорошо сформированных кристаллов в пегматитах.
Ильменит обладает высокой устойчивостью к атмосферным воздействиям. Когда породы, содержащие ильменитовую погоду, зерна ильменита расходятся с осадком. Высокий удельный вес этих зерен приводит к тому, что они выделяются при транспортировке в потоке и накапливаются в виде «тяжелых минеральных песков». Эти пески черного цвета и легко распознаются геологами. «Поиск черных песков» давно является методом поиска месторождений тяжелых россыпных минералов. Большая часть промышленного производства ильменита извлекается путем выемки или выемки этих песков, которые затем обрабатываются для удаления тяжелых минеральных зерен, таких как ильменит, лейкоксен, рутил и циркон.
ильменита: Образец массивного ильменита из Норманвилля, Южная Австралия. Образец составляет около 3 дюймов (7,6 см) в поперечнике.
Химический состав ильменита
Ильменит идеального химического состава - FeTiO3, Однако он часто отходит от этой композиции, поскольку содержит различные количества магния или марганца. Эти элементы заменяют железо в полном твердом растворе. Между ильменитом (FeTiO существует ряд твердых растворов)3) и гейкиелит (MgTiO3). В этом ряду переменные количества магния замещают железо в кристаллической структуре минералов. Существует второй ряд твердых растворов между ильменитом и пирофанитом (MnTiO3), с марганцем, замещающим железо. При высоких температурах существует третий ряд твердых растворов между ильменитом и гематитом (Fe2О3).
ильменита: Образец массивного ильменита из Крагеро, Норвегия. Образец составляет около 4 дюймов (10 сантиметров) в поперечнике.
Черный песок Ильменит: Ильменит песок из Мельбурна, Флорида. Образцы - песчинки.
Лучший способ узнать о минералах - это изучить коллекцию мелких образцов, с которыми вы можете обращаться, исследовать и наблюдать их свойства. Недорогие минеральные коллекции доступны в магазине.
Физические свойства ильменита
Ильменит - черный минерал с блеском от субметаллического до металлического. Одним взглядом его легко спутать с гематитом и магнетитом. Различение легко. Гематит имеет красную полосу, а ильменит - черную. Магнетит сильно магнитный, а ильменит не магнитный. Изредка ильменит слабо магнитный, возможно, из-за небольшого количества включенного магнетита.
Ильменит обычно более долговечен, чем другие минералы в магматических породах, в которых он в изобилии. По этой причине осколки выветривания, образующиеся во время выветривания этих пород, особенно богаты ильменитом. Относительно высокая удельная масса заставляет его концентрироваться в россыпных месторождениях, таких как золото, драгоценные камни и другие тяжелые минералы.
Пигменты и полирующие составы: Порошок диоксида титана тщательно обрабатывается для удаления примесей и классифицируется по размеру частиц. Затем он продается для использования в качестве отбеливающих, пигментных и полирующих составов. Изображение представляет собой бочкообразный бочонок, только что открытый густой белой пеной из окиси металла.
Лунный ильменитовый базальт: Астронавты Аполлона обнаружили богатые ильменитом базальты в нескольких местах на Луне. Справочный блок в нижнем правом углу - один кубический сантиметр. Изображение НАСА.
Использование Ильменита
Ильменит является основной рудой металлического титана. Небольшие количества титана в сочетании с определенными металлами позволят получить долговечные, высокопрочные и легкие сплавы. Эти сплавы используются для изготовления самых разнообразных высокопроизводительных деталей и инструментов. Примеры включают в себя: детали самолета, искусственные суставы для людей и спортивное оборудование, такое как рамы для велосипедов. Около 5% добываемого ильменита используется для производства металлического титана. Некоторое количество ильменита также используется для производства синтетического рутила, формы диоксида титана, используемой для получения белых, высоко отражающих пигментов.
Большая часть оставшегося ильменита используется для производства диоксида титана, инертного, белого, высоко отражающего материала. Наиболее важным применением диоксида титана является отбеливание. Whitings - это белые, высоко отражающие материалы, которые измельчают в порошок и используют в качестве пигментов. Эти пигменты дают белый цвет и яркость краски, бумаги, клея, пластика, зубной пасты и даже продуктов питания.
Диоксид титана также используется для изготовления порошков с жестко контролируемым размером частиц. Эти порошки используются в качестве недорогих полирующих абразивов в различных лапидарных работах, которые включают в себя каменную крошку, притирку, выпуклость, создание сферы и огранку. Абразивы на основе оксида титана используются во многих других отраслях промышленности.
Лунный ильменитовый реголит: Астронавты Аполлона обнаружили отложения лунного реголита, состоящие в основном из ильменита размером с ил и песок (черный цвет) и мафического вулканического стекла (оранжевый цвет). Изображение НАСА.
Ильменит на Луне
Астронавты Аполлона обнаружили богатые ильменитом базальты в нескольких местах на Луне. Большинство из этих базальтов были очень древними, образовавшимися не менее 3 миллиардов лет назад. Эти породы часто содержат более 10% диоксида титана (TiO2). Минералы, присутствующие в этих породах, были в основном полевыми шпатами и пироксенами, ильменитом в изобилии.
Некоторые образцы лунного реголита содержали значительное количество ильменита. Это происходило в частицах от мелкого ила до крупного песка. Считалось, что ильменит был освобожден от лунных базальтов во время столкновений.
Образцы лунного реголита, собранные в кратере Коротышки, содержали смесь сфер из вулканического стекла и зерен ильменита. Месторождение было стратифицировано нижним слоем, состоящим в основном из ильменита и других черных непрозрачных материалов. Это поднялось к верхнему слою, известному как «оранжевая почва», который состоял в основном из шариков сферической формы из оранжевого вулканического стекла с небольшим количеством ильменита. Зерна были в основном размером менее 1/2 миллиметра. Считалось, что этот реголит образовался в результате извержения вулканов в начале лунной истории.