Sisältö
- Mikä on Rutiili?
- Rutiilin geologinen esiintyminen
- Rutiilikaivos
- Polymorfit ja epäpuhtaudet
- Rutiili ja geologia
- Rutiilin käyttö
- Synteettinen rutiili
Rutilates Quartz: Rypistynyt kivi turmeltunutta kvartsia. Rutiili voi esiintyä neulanmuotoisina kiteinä mineraaleissa, kuten kvartsi, korundi, granaatti ja andalusiitti. Kuvan tekijänoikeus iStockphoto / Coldmoon_photo.
Mikä on Rutiili?
Rutiili on titaanioksidimineraali, jonka kemiallinen koostumus on TiO2. Sitä esiintyy muinaisissa, muodonmuutos- ja sedimenttikiveissä kaikkialla maailmassa. Rutiili esiintyy myös neulanmuotoisina kiteinä muissa mineraaleissa.
Rutiililla on korkea ominaispaino, ja se keskittyy usein virtaus- ja aaltovaikutuksella ”raskaisiin mineraalihiekkoihin”, joita esiintyy nykyään sekä merellä että merellä. Suurin osa maailman rutiilituotannosta louhitaan näistä hiekoista.
Rutiilia käytetään titaanimalmina, se murskataan valkoiseksi jauheeksi, jota käytetään pigmenttinä maaleissa, ja sitä prosessoidaan käytettäväksi monissa tuotteissa. Neulamuotoisten rutiilikiteiden verkot tuottavat “silmät” ja “tähdet” monissa jalokiveissä, kuten tähti rubiinissa ja tähtisafiirissa.
Raskas mineraalihiekka: Matala kaivaminen Etelä-Carolinassa Folly Beachillä paljastaa ohuet kerrokset raskaita mineraalihiekkoja. Nämä hiekka ovat usein luonnollisen rutiilin lähde. Valokuva: Carleton Bern, Yhdysvaltain geologinen tutkimuslaitos.
Rutiilin geologinen esiintyminen
Rutiili esiintyy lisä mineraalina plutonisissa muinaisissa kiveissä, kuten graniitissa, ja syvän lähteen muissa kiveissä, kuten peridotiitissa ja lamproitissa. Metamorfisissa kiveissä rutiili on yleinen lisämineraali gneississä, kivessä ja eklogiitissa. Hyvin muodostettuja rutiilikiteitä löytyy joskus pegmatiitista ja skarnasta.
Rutiili ja joukko muita metallimalmin mineraaleja louhitaan yhdessä sedimenttiesiintymistä, jotka tunnetaan nimellä “raskaat mineraalihiekkat”. Nämä sedimentit ovat peräisin kosteiden ja metamorfisten kivien säänkestävyydestä, jotka sisältävät runsaasti pieniä jyviä korkean ominaispainon omaavia mineraaleja, kuten rutiili, ilmeniitti, anataasi, brookti, leukokseeni, perovskiitti ja titaniitti (tunnetaan myös nimellä sphene).
Näiden kivien säässä niiden vastustuskykyisemmät mineraalihiukkaset pestään meren rannikkoympäristöön, jossa ne lajitellaan ja väkevöidään tiheyden mukaan aallon ja nykyisen vaikutuksen perusteella. Siellä missä olosuhteet ovat oikeat ja raskaita mineraaleja on runsaasti, näistä sedimenteistä voi tulla myytäviä saostumia.
Raskaiden mineraalien louhinta: Kaivinkoneet poistavat raskaat mineraalihiilit Concord-kaivoksesta Virginian eteläosassa. Nämä hiekkat, jotka sisältävät jopa noin 4% raskaita mineraaleja, louhitaan ja käsitellään sitten rutiilin, ilmeniitin, leukokseenin ja zirkonin poistamiseksi. Hiekkat olivat sääolosuhteissa ja heikentyivät anorthosite-altistuksesta lyhyen matkan päässä. Kuva: Yhdysvaltain geologinen tutkimuslaitos.
Rutiilikaivos
Raskaat mineraalihihat louhitaan matalassa meriympäristössä alusten, jotka upottavat sedimentit, erottavat raskaat mineraalijyvät, pitävät raskaat mineraalit aluksella ja purkavat kevyemmän sedimentin osan takaisin pohjalle.
Raskaita mineraalihiekkoja löytyy myös maaperästä sedimenttiesiintymistä, jotka kertyivät aikoina, jolloin merenpinta oli paljon korkeampi kuin nykyään. Nämä sedimentit louhitaan, käsitellään raskaiden mineraalien poistamiseksi ja palautetaan maisemaan, joka palautetaan alkuperäiseen topografiaansa.
Raskas mineraalihiekka: Raskas mineraalirikaste Georgian maalla sijaitsevasta kaivostoiminnasta. Se koostuu hiekkakokoisista jyvistä, jotka koostuvat enimmäkseen rutiilista, ilmeniitistä ja zirkonista.
Polymorfit ja epäpuhtaudet
Rutiili on TiO: n yleisin luonnollinen muoto2. On olemassa lukuisia polymorfeja, joihin sisältyy anataasi ja brookite. Rauta (Fe+2) joskus titaanin korvikkeet tietyissä rutiilinäytteissä. Kun tämä tapahtuu, raudan ja titaanin valenssierot vaativat tasapainotusta - ja tämä tasapaino saavutetaan usein korvaamalla niobium (Nb+5) ja / tai tantaali (Ta+5) toiselle titaanille. Näiden alkuaineiden korvaaminen lisää rutiilin ominaispainoa ja aiheuttaa mustan värin sekä mineraalissa että sen juoksussa.
Rutilates Quartz: Särmikäs helmi leikattu turmeltuneesta kvartsista. Pitkät prismaattiset kiteet, joilla on kultainen kiilto, ovat rutiileja. Näyte ja valokuva Arkenstone / www.iRocks.com.
Rutiili ja geologia
Rutiililla on enemmän kuin kenties millään muulla mineraalilla affiniteetti kasvaa prisman muotoisina kiteinä muiden mineraalien sisällä. Rutiilin pitkät prismat esiintyvät monissa eri helmi mineraaleissa. Kvartsi, korundi (rubiini ja safiiri), granaatti ja andalusiitti ovat joitain tutumpia.
Joskus nämä neulat ovat karkeita ja selvästi näkyvissä helmassa, kuten monissa rypistetyn kvartsin näytteissä. Nämä neulat tuottavat houkuttelevia ja mielenkiintoisia uusia helmiä, kun niillä on miellyttävä väri ja järjestely. Katso vierekkäinen valokuva pilaantuneesta kvartsista.
Intian tähti: Tämä helmi on 563,35 karaatin tähden safiiri, leikattu Sri Lankasta löydetystä karkeasta. Se on väriltään harmahtavan sinistä ja se on leikattu tähden näyttämiseksi sekä ylä- että alaosassa. Se on esillä amerikkalaisessa luonnontieteellisessä museossa New Yorkissa. Wikimedia Commons -valokuva: Daniel Torres, Jr.
Joissakin jalokiveissä, kuten rubiinissa ja safiirissa, valonheijastukset hienojen rutiilikiteiden verkosta oikein leikatussa cabochonissa tuottavat kauniin valotähden jalokivin pinnalla. Tämän tähden kanssa jalokivi- ja safiirit tunnetaan kaupassa nimellä "ilmiömäisiä helmiä", ja tähden ilmiö tunnetaan nimellä "asterismi". Katso vierekkäin oleva kuva vaaleansinisestä safiirista, nimeltään “Intian tähti”.
Muissa jalokivet, yhdensuuntainen yhdensuuntainen kide muodostaa valolinjan helmen pinnalle, joka tunnetaan nimellä “kissan silmä”. Kissan silmän tuottava ilmiö tunnetaan nimellä "chatoyance", ja helmiä, jotka ilmentävät tätä ilmiötä, sanotaan olevan "chatoyant". Tuntuvin helmi sarjansa suhteen on kissan silmän krysoberyyli.
Rutilates Quartz with Cats-Eye: Kabochon leikattu turmeltuneesta kvartsista, joka louhitaan Brasiliassa. Rutiilineulat ovat kullanvärisiä ja niiden rakenne on niin karkea, että monet yksittäiset neulat ovat selvästi nähtävissä. Kabaonin koko on noin 12 x 16 millimetriä.
Rutiilin käyttö
Rutiilista ja rutiilista valmistetusta titaanioksidista pääasiallisia käyttötarkoituksia ovat: titaanioksidipigmenttien valmistus, tulenkestävien keraamien valmistus ja titaanimetallin valmistus. Rutiilin käyttö pigmenttien tekemiseen koskettaa melkein joka päivä Yhdysvaltojen jokaisen ihmisen elämää monella tavalla.
Kun hienoksi murskataan ja käsitellään epäpuhtauksien poistamiseksi, rutiilista tulee kirkkaan valkoista jauhetta, joka toimii erinomaisena pigmenttinä. Sitä käytetään maalin valmistukseen suspendoimalla jauhe nesteeseen. Neste toimii kantajana maalin levityksessä ja haihduttaa kerrosta titaanioksidia maalatulle esineelle. Titaanioksidipigmenteistä tuli erittäin tärkeä maaliteollisuudessa vuonna 1978, kun Yhdysvaltojen hallitus kielsi lyijypohjaisten pigmenttien käytön kuluttajamaalituotteissa.
Titaanioksidipigmenttejä käytetään muovien valkoisen värin tuottamiseen, ja niitä käytetään erittäin kirkkaan paperin valmistukseen. Titaanioksidi antaa näille tuotteille haalistumattoman värin. Titaanioksidi on myös myrkytön ja kemiallisesti vakaa. Nämä ominaisuudet sallivat sen käytön pigmenttinä elintarvikkeissa, kosmetiikassa, lääkkeissä ja monissa kulutustavaroissa, kuten hammastahnassa.
Paras tapa oppia mineraaleista on opiskella pienten näytteiden kokoelmalla, jota voit käsitellä, tutkia ja tarkkailla niiden ominaisuuksia. Halvat mineraalikokoelmat ovat saatavilla kaupasta.
Synteettinen rutiili
Rutiililla on erittäin korkea taitekerroin, voimakas dispersio ja adamantinen kiilto. Nämä ovat optisia ominaisuuksia, jotka voivat tuottaa suuren jalokivin, ja nämä ominaisuudet rutiili kilpailevat tai ylittävät timanttia. Valitettavasti luonnollisella rutiililla on harvoin selkeyttä ja väriä, jota tarvitaan toimimaan vaihtoehtoisena helmi timanttina.
Synteettisestä rutiilista voidaan kuitenkin tehdä lähes väritön erinomaisella selvyydellä. Kun se ensimmäisen kerran tuotettiin 1940- ja 1950-luvulla, se leikattiin jalokiveiksi ja myytiin timanttisimulanttina nimeltään Titania. Se saavutti jonkin verran varhaista suosiota, mutta se alkoi haalistua, kun ostajat huomasivat, että synteettisellä rutiililla oli hierovaurioita vain lyhyessä ajassa - rutiililla on Mohsin kovuus 6, verrattuna timantin kovuuteen 10.