Sisältö
- Mikä on Ilmenite?
- Geologinen esiintyminen
- Ilmeniitin kemiallinen koostumus
- Ilmeniitin fysikaaliset ominaisuudet
- Ilmeniten käyttö
- Ilmeniitti kuuhun
Ilmeniitti: Näyte massiivisesta ilmeniitistä Saint-Urbainista, Quebec, Kanada. Massiivinen ilmeniitti voidaan muodostaa laskimotäyttömateriaalina tai magmaattisen erottelun aikana. Tämän näytteen poikkipinta on noin 10 tuumaa.
Mikä on Ilmenite?
Ilmeniitti on yleinen apuaine mineraalissa muinaisissa kivissä, sedimenteissä ja sedimenttikiveissä monissa osissa maailmaa. Apollon astronautit löysivät runsaasti ilmeniittia kuun kivistä ja kuun regolithista. Ilmeniitti on musta rauta-titaanioksidi, jonka kemiallinen koostumus on FeTiO3.
Ilmeniitti on titaanin ensisijainen malmi, metalli, jota tarvitaan useiden korkealaatuisten seosten valmistukseen. Suurinta osaa maailmanlaajuisesti louhitusta ilmeniitistä käytetään titaanidioksidin, TiO: n, valmistukseen2, tärkeä pigmentti, valkoturska ja hioma-aineen kiillotus.
Raskas mineraalihiekka: Matala kaivaminen Etelä-Carolinassa Folly Beachillä paljastaa ohuet kerrokset raskaasti mineraalihiekkoja. Suurin osa tänään louhitusta ilmeniitistä on peräisin hiekasta, jolla on raskas mineraalipitoisuus. Valokuva: Carleton Bern, Yhdysvaltain geologinen tutkimuslaitos.
Raskaiden mineraalien louhinta: Kaivinkoneet poistavat raskaat mineraalihiilit Concord-kaivoksesta Virginian eteläosassa. Heikosti tiivistetyt hiekat, jotka sisältävät noin 4% raskaita mineraaleja, louhitaan ja käsitellään ilmeniitin, leukokseenin, rutiilin ja zirkonin poistamiseksi. Hiekkat olivat sääolosuhteissa ja heikentyivät anortokitaattialtistuksesta lyhyen matkan päässä. Kuva: Yhdysvaltain geologinen tutkimuslaitos.
Geologinen esiintyminen
Suurin osa ilmeniiteistä muodostuu magmakammioiden hitaassa jäähdytyksessä ja konsentroidaan magmaattisen segregaation kautta. Suuri maanalainen magmakammio voi kestää vuosisatoja jäähtyä. Jäähtyessään ilmeniitin kiteet alkavat muodostua tietyssä lämpötilassa. Nämä kiteet ovat raskaampia kuin ympäröivä sulaa ja uppoavat magman kammion pohjalle.
Tämä saa aikaan ilmeniitin ja vastaavien lämpötilojen mineraalien, kuten magnetiitin, kerääntymisen kerrokseen magmakammion pohjalla. Nämä ilmeniittiä sisältävät kivet ovat usein gabro-, toivomus- tai anortosiittia. Ilmeniitti kiteytyy myös laskimoissa ja onteloissa ja esiintyy joskus hyvin muodostuneina kiteinä pegmatiiteissa.
Ilmeniitillä on korkea säänkestävyys. Kun kiviä, jotka sisältävät ilmeniittisäätä, ilmeniitin jyvät hajoavat sedimentin mukana. Näiden jyvien suuri ominaispaino aiheuttaa niiden erottumisen virtauksen kuljetuksen aikana ja kertyvän "raskaaksi mineraalihiekkaksi". Nämä hiekkavärit ovat mustia ja geologit tunnistavat ne helposti. "Mustan hiekan etsintä" on jo pitkään ollut menetelmä raskaiden mineraalien sijoittajien löytämiseksi. Suurin osa kaupallisesti tuotetusta ilmeniitistä saadaan talteen louhimalla tai ruoppaamalla näitä hiekkoja, jotka sitten prosessoidaan raskaiden mineraalijyvien, kuten ilmeniitin, leukokseenin, rutiilin ja zirkonin, poistamiseksi.
Ilmeniitti: Näyte massiivisesta ilmeniitistä Normanvillestä, Etelä-Australia. Näytteen poikkipinta on noin 7 tuumaa (7 tuumaa).
Ilmeniitin kemiallinen koostumus
Ilmenites-kemiallinen koostumus on FeTiO3. Se poikkeaa kuitenkin usein koostumuksesta sisältämällä vaihtelevia määriä magnesiumia tai mangaania. Nämä elementit korvaavat raudan täydellisessä kiinteässä liuoksessa. Ilmeniitin (FeTiO) välillä on kiinteä ratkaisusarja3) ja geeliitti (MgTiO3). Tässä sarjassa muuttuvat määrät magnesiumia korvaavat raudan mineraalien kiderakenteessa. Toinen kiinteä liuossarja on ilmeniitin ja pyrophaniten (MnTiO3), mangaanilla korvaamalla rauta. Korkeissa lämpötiloissa ilmeniitin ja hematiitin (Fe2O3).
Ilmeniitti: Näyte massiivisesta ilmeniitistä Kragerosta, Norjasta. Näytteen poikkileikkaus on noin 10 tuumaa.
Musta hiekka Ilmenite: Ilmeniittihiekka Melbournesta, Florida. Näytteet ovat hiekkakokoisia jyviä.
Paras tapa oppia mineraaleista on opiskella pienten näytteiden kokoelmalla, jota voit käsitellä, tutkia ja tarkkailla niiden ominaisuuksia. Halvat mineraalikokoelmat ovat saatavilla kaupasta.
Ilmeniitin fysikaaliset ominaisuudet
Ilmeniitti on musta mineraali, jonka kiilto on submetallisesta metalliin. Vain yhdellä silmäyksellä se voidaan helposti sekoittaa hematiitti ja magnetiitti. Erottelu on helppoa. Hematiitilla on punainen viiva, kun taas ilmeniitillä on musta viiva. Magnetiitti on voimakkaasti magneettinen, kun taas ilmeniitti ei ole magneettinen. Toisinaan ilmeniitti on heikosti magneettinen, mahdollisesti pienistä määristä mukana olevaa magnetiittia.
Ilmeniitti on yleensä kestävämpi kuin muut mineraalit tuhoisissa kallioissa, joissa sitä on runsaasti. Tästä syystä näiden kivien sään aikana syntyvä sään roska on erityisen rikas ilmeniitissä. Sen suhteellisen korkea ominaispaino aiheuttaa sen keskittymisen placer-talletuksiin kuten kulta, jalokivet ja muut raskaat mineraalit.
Pigmentit ja kiillotusyhdisteet: Titaanidioksidijauhe prosessoidaan huolellisesti epäpuhtauksien poistamiseksi ja luokitellaan hiukkaskokoittain. Sitten sitä myydään valkoturskaa, pigmenttejä ja kiillotusyhdisteitä varten. Kuva on kallioperunan tynnyri, joka avattiin juuri paksulla valkoisella vaahdolla metallioksidikiillotusta.
Lunar Ilmenite Basalt: Apollo-astronautit löysivät ilmeniittirikkaita basaalia monissa paikoissa Kuussa. Referenssilohko oikeassa alakulmassa on yksi kuutiometri. Kuva NASA.
Ilmeniten käyttö
Ilmeniitti on titaanimetallin ensisijainen malmi. Pienet määrät titaania yhdistettynä tiettyihin metalleihin tuottavat kestäviä, lujia, kevyitä seoksia. Näitä seoksia käytetään useiden korkealaatuisten osien ja työkalujen valmistukseen. Esimerkkejä ovat: lentokoneiden osat, ihmisen keinotekoiset nivelet ja urheiluvälineet, kuten polkupyörien rungot. Noin 5% louhitusta ilmeniitistä käytetään titaanimetallin tuotantoon. Joitakin ilmeniittejä käytetään myös synteettisen rutiilin, titaanidioksidimuodon, valmistukseen, jota käytetään valkoisten, heijastavien pigmenttien tuottamiseen.
Suurin osa jäljellä olevasta ilmeniitistä käytetään titaanidioksidin, inertin, valkoisen, hyvin heijastavan materiaalin valmistukseen. Titaanidioksidin tärkein käyttö on valkoturska. Valkoturskat ovat valkoisia, heijastavia materiaaleja, jotka jauhetaan jauheeksi ja käytetään pigmentteinä. Nämä pigmentit tuottavat valkoisen värin ja kirkkauden maalissa, paperissa, liimoissa, muoveissa, hammastahnassa ja jopa ruuissa.
Titaanidioksidia käytetään myös jauheiden valmistukseen, joiden hiukkaskoko on tiukasti kontrolloitu. Näitä jauheita käytetään halpoina kiillotusaineina monissa kankaatöissä, jotka sisältävät kivien hiertämisen, reunustamisen, kaapeloinnin, pallojen valmistuksen ja pinnoituksen. Titaanioksidihiontaa käytetään monilla muilla aloilla.
Lunar Ilmenite Regolith: Apollo-astronautit löysivät lunar-regolithin talletuksia, jotka koostuivat pääasiassa liete-hiekka-kokoisesta ilmeniitistä (musta) ja mafisesta vulkaanisesta lasista (oranssi). Kuva NASA.
Ilmeniitti kuuhun
Apollo-astronautit löysivät ilmeniittirikkaita basaalia monissa paikoissa Kuussa. Suurin osa näistä basaaleista oli erittäin vanhoja, muodostaen ainakin 3 miljardia vuotta sitten. Nämä kivet sisälsivät usein yli 10% titaanidioksidia (TiO2). Näissä kiveissä olevat mineraalit olivat enimmäkseen maasälpäjä ja pyrokseeneja, seuraavana ilmeniittiä runsaasti.
Jotkut kuun regolith-näytteet sisälsivät merkittäviä määriä ilmeniittia. Se tapahtui hiukkasissa, jotka vaihtelivat hienosta lietestä karkeaseen hiekkaan. Ilmeniitin ajateltiin vapautuneen kuun basaaleista törmäystapahtumien aikana.
Shorty Craterissa kerätyt kuun regolith-näytteet sisälsivät sekoituksen vulkaanista lasipalloa ja ilmeniittijyviä. Saostuma kerrostettiin pohjakerroksella, joka koostui pääasiassa ilmeniitistä ja muista mustista läpinäkymättömistä materiaaleista. Tämä luokiteltiin ylöspäin ylemmäksi kerrokseksi, joka tunnetaan nimellä "oranssi maaperä" ja joka koostui pääosin pallomaisista palloista oranssista vulkaanista lasia ja vähäisiä määriä ilmeniittia. Jyvien koko oli enimmäkseen alle 1/2 millimetriä. Tämän regolithin ajateltiin tuottavan suihkuttamalla tulivuorenpurkauksia varhaisen kuun historian aikana.