Ильменит - Ilmenite
Ильменит | |
---|---|
Общий | |
Категория | Оксид минеральный |
Формула (повторяющаяся единица) |
оксид железа, титана, FeTiO 3 |
Классификация Струнца | 4.CB.05 |
Классификация Дана | 04.03.05.01 |
Кристаллическая система | Тригональный |
Кристалл класс | Ромбоэдрический ( 3 ) Символ HM : ( 3 ) |
Космическая группа | R 3 |
Ячейка | a = 5,08854 (7) c = 14,0924 (3) [Å]: Z = 6 |
Идентификация | |
Цвет | Железно-черный; серый с коричневатым оттенком в отраженном свете |
Хрустальная привычка | От гранулированных до массивных и пластинчатых распадов в гематите или магнетите |
Twinning | {0001} простой, {10 1 1} пластинчатый |
Расщепление | отсутствующий; прощание на {0001} и {10 1 1} |
Перелом | Конхоидальный до субконхоидального |
Упорство | Хрупкий |
Твердость по шкале Мооса | 5–6 |
Блеск | От металлического до субметаллического |
Полоса | Чернить |
Прозрачность | Непрозрачный |
Удельный вес | 4,70–4,79 |
Оптические свойства | Одноосный (-) |
Двулучепреломление | Сильный; O = розовато-коричневый, E = темно-коричневый (двойное лучепреломление) |
Другие характеристики | слабомагнитный |
использованная литература |
Ильменит - это минерал из оксида титана и железа с идеализированной формулой FeTiO.
3. Это слабомагнитное твердое вещество черного или стально-серого цвета. С коммерческой точки зрения ильменит является самой важной рудой титана . Ильменит является основным источником диоксида титана , который используется в красках, типографских красках, тканях, пластмассах, бумаге, солнцезащитных кремах, продуктах питания и косметике.
Структура и свойства
Ильменит кристаллизуется по тригональной системе. Кристаллическая структура ильменита состоит из упорядоченной производной структуры корунда ; в корунде все катионы идентичны, но в ильмените ионы Fe 2+ и Ti 4+ занимают чередующиеся слои, перпендикулярные тригональной оси c. Ильменит, содержащий высокоспиновые центры железа, парамагнитен.
Ильменит обычно распознается в измененных магматических породах по присутствию белого продукта гидротермальных изменений, псевдоминерального лейкоксена . Часто ильмениты окаймлены лейкоксеном, что позволяет отличить ильменит от магнетита и других оксидов железа и титана. Пример, показанный на изображении справа, типичен для ильменита с лейкоксеновой каймой.
В отраженном свете его можно отличить от магнетита по более выраженному плеохроизму отражения и коричнево-розовому оттенку.
Образцы ильменита слабо реагируют на ручной магнит.
Открытие
В 1791 году Уильям Грегор обнаружил ильменит в ручье, протекающем через долину к югу от деревни Манаккан ( Корнуолл ), и впервые определил титан как одну из составляющих ильменита.
Минеральная химия
Ильменит чаще всего содержит заметные количества магния и марганца, а полная химическая формула может быть выражена как (Fe, Mg, Mn, Ti) O
3. Ильменит образует твердый раствор с гейкиелитом ( MgTiO
3) И pyrophanite ( MnTiO
3), которые являются магнезиальными и марганцевыми концевыми членами ряда твердых растворов .
Хотя есть свидетельства полного спектра химического состава минералов в (Fe, Mg, Mn, Ti) O
3система, встречающаяся в природе на Земле, подавляющая часть ильменитов ограничена до уровня, близкого к идеальному FeTiO
3состав с незначительными мольными процентами Mn и Mg. Ключевым исключением являются ильмениты кимберлитов, где минерал обычно содержит большое количество молекул гейкиелита, а в некоторых высокодифференцированных кислых породах ильмениты могут содержать значительные количества молекул пирофанита.
Было продемонстрировано, что при более высоких температурах существует полный твердый раствор между ильменитом и гематитом . Существует разрыв в смешиваемости при более низких температурах, в результате чего эти два минерала сосуществуют в породах, но не в твердом растворе. Это сосуществование может привести к образованию ламелей распада в охлажденных ильменитах с большим количеством железа в системе, чем может быть однородно размещено в кристаллической решетке.
Измененный ильменит образует минерал лейкоксен , важный источник титана в месторождениях тяжелых минеральных песков и руд. Лейкоксен является типичным компонентом измененных габбро и диоритов и обычно указывает на наличие ильменита в неизмененной породе.
Парагенезис
Ильменит - распространенный акцессорный минерал, обнаруживаемый в метаморфических и магматических породах . Он обнаружен в больших концентрациях в слоистых интрузиях, где он образует часть кумулятивного слоя в силикатной стратиграфии интрузии. Ильменит обычно встречается в пироксенитовой части таких интрузий (уровень «пироксен»).
Magnesian ильменит является показателем кимберлитового парагенезиса и образует часть MARID ассоциации минералов ( слюды - амфиболового - рутил -ilmenite- диопсид ) сборка glimmerite ксенолитов . Марганцевый ильменит встречается в гранитных породах, а также в интрузиях карбонатитов, где он также может содержать аномальный ниобий .
Многие мафические вулканические породы содержат зерна сросшихся магнетита и ильменита, образующиеся при окислении в ульвошпинели . Ильменит также встречается в виде дискретных зерен, обычно с некоторым количеством гематита в твердом растворе , а полный твердый раствор существует между двумя минералами при температурах выше примерно 950 ° C.
Титан был впервые обнаружен Уильямом Грегором в 1791 году в ильмените из долины Манаккан в Корнуолле , на юго-западе Англии.
Ильменит назван в честь места его открытия в Ильменских горах , недалеко от Миасса , Россия .
Обработка и потребление
Большая часть ильменита добывается для производства диоксида титана . В 2011 году около 47% диоксида титана, производимого в мире, было произведено из этого материала. Ильменит и / или диоксид титана используются в производстве металлического титана .
Диоксид титана чаще всего используется в качестве белого пигмента, и основными отраслями промышленности, потребляющими пигменты TiO 2, являются краски и поверхностные покрытия, пластмассы, бумага и картон. Потребление TiO 2 на душу населения в Китае составляет около 1,1 кг в год по сравнению с 2,7 кг в Западной Европе и США.
Сырье |
TiO 2 Содержание |
Процесс |
---|---|---|
(%) | ||
Руда | <55 | Сульфат |
Руда | > 55 | Хлористый |
Руда | <50 | Плавка (шлак) |
Синтетический рутил | 88-95 | Хлористый |
Хлоридный шлак | 85-95 | Хлористый |
Сульфатный шлак | 80 | Сульфат |
Ильменит можно превратить в диоксид титана пигментного качества либо сульфатным, либо хлоридным способом .
Ильменит также может быть улучшен и очищен до рутила с использованием процесса Бехера .
Ильменитовые руды также могут быть преобразованы в жидкое железо и богатый титаном шлак с помощью процесса плавки.
Ильменитовая руда используется сталеварами в качестве флюса для облицовки огнеупоров пода доменных печей.
Ильменитовый песок также используется в качестве пескоструйного средства при очистке штампов для литья под давлением.
Ильменит может быть использован для производства ферротитана путем алюминотермического восстановления.
Производство сырья
Год | 2011 г. | 2012-13 |
---|---|---|
Страна | USGS | Прогнозируемый |
Австралия | 1,300 | 247 |
Южная Африка | 1,161 | 190 |
Мозамбик | 516 | 250 |
Канада | 700 | |
Индия | 574 | |
Китай | 500 | |
Вьетнам | 490 | |
Украина | 357 | |
Сенегал | - | 330 |
Норвегия | 300 | |
Соединенные Штаты | 300 | |
Мадагаскар | 288 | |
Кения | - | 246 |
Шри-Ланка | 62 | |
Сьерра-Леоне | 60 | |
Бразилия | 48 | |
Другие страны | 37 | |
Общий мир | ~ 6,700 | ~ 1,250 |
В 2011 году Австралия была крупнейшим производителем ильменитовой руды в мире с объемом производства около 1,3 миллиона тонн, за ней следуют Южная Африка, Канада, Мозамбик, Индия, Китай, Вьетнам, Украина, Норвегия, Мадагаскар и США.
Хотя большая часть ильменита извлекается из месторождений тяжелых минеральных песков , ильменит также может быть извлечен из слоистых интрузивных источников или источников титановой руды «твердой породы».
В четверку крупнейших производителей ильменита и рутилового сырья в 2010 году входили Rio Tinto Group , Iluka Resources , Exxaro и Kenmare Resources , на долю которых в совокупности приходилось более 60% мировых поставок.
Два крупнейших в мире открытых ильменитовых рудника:
- В Tellnes Моим расположен в Сокндал , Норвегии , и управляет Titania AS (принадлежащей Kronos Worldwide Inc.) с 0,55 мощностью MTPA и 57 Мт содержал TiO
2 резервы. - Рудник Lac Tio компании Rio Tinto Group, расположенный недалеко от Гавра Сен-Пьер , Квебек в Канаде, мощностью 3 млн тонн в год и запасами 52 млн тонн.
Основные операции по добыче ильменита на основе минеральных песков включают:
- Richards Bay Minerals в Южной Африке , контрольный пакет акций принадлежит Rio Tinto Group.
- Рудник Мома компании Kenmare Resources в Мозамбике .
- Добыча полезных ископаемых Iluka Resources в Австралии, включая бассейн Мюррей, Энеабба и Капел .
- The Kerala Minerals & Metals Ltd (KMML), Indian Rare Earths (IRE), Минеральные рудники VV в Индии.
- Рудник Гранд Кот в Сенегале, принадлежащий TiZir Ltd.
- Рудник QIT Madagascar Minerals , контрольный пакет акций которого принадлежит Rio Tinto Group, который начал добычу в 2009 году и, как ожидается, будет производить 0,75 млн тонн ильменита в год с возможностью увеличения до 2 млн тонн в год на будущих этапах.
К привлекательным крупным потенциальным месторождениям ильменита относятся:
- Магнетит-ильменитовое месторождение Кархуюпукка в Колари, северная Финляндия, с запасами около 5 млн тонн и рудой, содержащей около 6,2% титана.
- Месторождение магнетит-железо-титан-ванадиевая руда Балла Балла в Пилбара в Западной Австралии , содержащее 456 миллионов тонн кумулированного рудного горизонта с содержанием 45% Fe , 13,7% TiO.
2и 0,64% V
2О
5, одно из богатейших магнетит-ильменитовых рудных тел Австралии - Месторождения минеральных песков Coburn, WIM 50, Douglas, Pooncarie в Австралии .
- Титаномагнетит Magpie (железо-титан-ванадий-хром) залегает в восточной части Квебека в Канаде, где содержится около 1 миллиарда тонн, содержащих около 43% Fe, 12% TiO2, 0,4% V2O5 и 2,2% Cr2O3.
- Месторождение Лонгнос на северо-востоке Миннесоты считается «крупнейшим и богатейшим месторождением ильменита в Северной Америке».
Большая часть добываемой ильменитовой руды в Канаде, Южной Африке и Норвегии предназначена для использования в составе титаносодержащих шлаков .
Лунный ильменит
Ильменит был обнаружен в лунных породах и, как правило, сильно обогащен магнием, аналогично кимберлитовой ассоциации. В 2005 году НАСА использовало космический телескоп Хаббла для определения мест, потенциально богатых ильменитом. Этот минерал может иметь важное значение для возможной лунной базы , поскольку ильменит станет источником железа и титана для строительства структур и извлечения необходимого кислорода.
использованная литература
Источники
- Хейс, Тони (2011), Диоксид титана: блестящее будущее впереди (PDF) , Euro Pacific Canada, p. 5 , получено 16 августа 2012 г.