ilmenit - Ilmenite

ilmenit
İlmenit-155036.jpg
Miass'tan İlmenit, Ilmen Mts, Chelyabinsk Oblast', Güney Urallar, Urallar Bölgesi, Rusya. 4,5 x 4,3 x 1,5 cm
Genel
Kategori oksit minerali
Formül
(yinelenen birim)
demir titanyum oksit, FeTiO
3
Strunz sınıflandırması 4.CB.05
Dana sınıflandırması 04.03.05.01
kristal sistemi üçgen
kristal sınıfı Rhombohedral ( 3 )
HM sembolü : ( 3 )
Uzay grubu R, 3
Birim hücre a = 5.08854(7)
c = 14.0924(3) [Å]: Z = 6
Kimlik
Renk Demir-siyah; yansıyan ışıkta kahverengimsi bir renk tonu ile gri
kristal alışkanlığı Hematit veya manyetit içinde granüler ila masif ve lamelli eksolüsyonlar
Eşleştirme {0001} basit, {10 1 1} katmanlı
bölünme mevcut olmayan; {0001} ve {10 1 1}'de ayrılma
Kırık Konkoidalden konkoidal altıya
dayanıklılık Kırılgan
Mohs ölçeği sertliği 5-6
parlaklık Metalik ila submetalik
Meç Siyah
şeffaflık Opak
Spesifik yer çekimi 4,70-4,79
Optik özellikler Tek eksenli (–)
çift ​​kırılma Güçlü; O = pembemsi kahverengi, E = koyu kahverengi (çift yansıma)
Diğer özellikler zayıf manyetik
Referanslar
ilmenitin kristal yapısı

İlmenit , idealleştirilmiş FeTiO formülüne sahip bir titanyum-demir oksit mineralidir.
3
. Zayıf manyetik siyah veya çelik grisi bir katıdır. Ticari açıdan bakıldığında, ilmenit titanyumun en önemli cevheridir . İlmenit, boyalarda, matbaa mürekkeplerinde, kumaşlarda, plastiklerde, kağıtta, güneş kreminde, gıda ve kozmetikte kullanılan titanyum dioksitin ana kaynağıdır .

Yapı ve özellikler

İlmenit trigonal sistemde kristalleşir . İlmenit kristal yapısı , korundum yapısının sıralı bir türevinden oluşur ; korundumda tüm katyonlar aynıdır, ancak ilmenitte Fe 2+ ve Ti 4+ iyonları trigonal c eksenine dik değişen katmanları işgal eder. Yüksek spinli demirli merkezler içeren ilmenit paramanyetiktir.

İlmenit genel olarak bir beyaz dönüşüm ürünü, varlığıyla değiştirilmiş volkanik kaya tanınır sözde mineral lökoksen . Genellikle ilmenitlerin kenarları lökoksen ile çevrilidir, bu da ilmenitin manyetit ve diğer demir-titanyum oksitlerden ayırt edilmesini sağlar . Sağdaki resimde gösterilen örnek, lökoksen çerçeveli ilmenit için tipiktir.

Yansıyan ışıkta, daha belirgin yansıma pleokroizmi ve kahverengi-pembe bir renk tonu ile manyetitten ayırt edilebilir .

İlmenit örnekleri, bir el mıknatısına zayıf bir tepki gösterir.

keşif

1791'de William Gregor, Manaccan ( Cornwall ) köyünün hemen güneyindeki vadiden geçen bir derede ilmenit keşfetti ve ilk kez titanyumu ilmenitin bileşenlerinden biri olarak tanımladı.

mineral kimyası

Froland, Aust-Agder, Norveç'ten Ilmenite; 4,1 x 4,1 x 3,8 cm
Normal ışık altında ilmenit ve hematit
Polarize ışık altında ilmenit ve hematit

İlmenit çoğunlukla kayda değer miktarlarda magnezyum ve manganez içerir ve tam kimyasal formül (Fe,Mg,Mn,Ti)O olarak ifade edilebilir.
3
. İlmenit, geikielite ile katı bir çözelti
oluşturur ( MgTiO
3
) ve pirofanit ( MnTiO
3
) katı çözelti serisinin magnezyum ve manganlı uç üyeleridir .

(Fe,Mg,Mn,Ti)O'daki mineral kimyalarının tam aralığına dair kanıtlar olmasına rağmen ,
3
Dünyada doğal olarak meydana gelen sistem,
ilmenitlerin büyük bir kısmı ideal FeTiO2'ye yakın olacak şekilde sınırlandırılmıştır.
3
Mn ve Mg'nin küçük mol yüzdeleriyle bileşim. Önemli bir istisna, mineralin genellikle büyük miktarlarda geikielit molekülü içerdiği kimberlitlerin ilmenitlerindedir ve bazı oldukça farklılaşmış felsik kayalarda ilmenitlerin önemli miktarlarda pirofanit molekülleri içerebilir.

Daha yüksek sıcaklıklarda ilmenit ve hematit arasında tam bir katı çözelti olduğu gösterilmiştir . Daha düşük sıcaklıklarda bir karışabilirlik boşluğu vardır, bu da bu iki mineralin kayalarda bir arada bulunmasına ancak katı bir çözelti olmamasına neden olur. Bu bir arada bulunma, sistemde kristal kafes içinde homojen olarak yerleşebilecek olandan daha fazla demir ile soğutulmuş ilmenitlerde ekssolüsyon lamelleri ile sonuçlanabilir.

Değiştirilmiş ilmenit , ağır mineral kumları cevher yataklarında önemli bir titanyum kaynağı olan mineral lökokseni oluşturur . Lökoksen, altere gabro ve diyoritin tipik bir bileşenidir ve genellikle değişmemiş kayadaki ilmenitin göstergesidir.

parajenez

Tellnes açık ocak ilmenit madeni, Sokndal , Norveç

İlmenit, metamorfik ve magmatik kayaçlarda bulunan yaygın bir aksesuar mineraldir . İntrüzyonun silikat stratigrafisi içinde bir kümülat tabakasının parçası olarak oluştuğu katmanlı izinsiz girişlerde büyük konsantrasyonlarda bulunur . İlmenit genellikle bu tür izinsiz girişlerin piroksenitik kısmı ('piroksen-içeri' seviyesi) içinde oluşur.

Magnesia ilmenit göstergesidir kimberlitic minerallerin Marid birlikte (bir parajenezler ve form parçası mika - amfibol - rutil -ilmenite- diopsit bir topluluğu) Glimerit ksenolitler . Manganifer ilmenit granitik kayaçlarda ve ayrıca anormal niyobyum içerebileceği karbonatit sokulumlarında bulunur .

Birçok mafik magmatik kayaç , ulvospinelin oksidasyonu ile oluşan iç içe büyümüş manyetit ve ilmenit taneleri içerir . İlmenit ayrıca tipik olarak bazı, ayrı taneler olarak ortaya çıkar hematit içinde katı bir çözelti , ve tam bir katı çözelti ° 950 yaklaşık C'nin üzerindeki sıcaklıklarda, iki mineral arasında bulunmaktadır.

Titanyum ilk kez William Gregor tarafından 1791'de İngiltere'nin güneybatısındaki Cornwall'daki Manaccan vadisinden ilmenit içinde tanımlandı .

İlmenit keşfinden mevkiinde almıştır Ilmensky Dağları'nın yakınında, Miass , Rusya .

İşleme ve tüketim

Çoğu ilmenit, titanyum dioksit üretimi için çıkarılır . 2011 yılında dünya çapında üretilen titanyum dioksitin yaklaşık %47'si bu malzemeden üretilmiştir. Titanyum metal üretiminde ilmenit ve/veya titanyum dioksit kullanılmaktadır .

Titanyum dioksit en çok beyaz pigment olarak kullanılır ve TiO 2 pigmentleri için başlıca tüketen endüstriler boyalar ve yüzey kaplamaları, plastikler ve kağıt ve kartondur. Çin'de kişi başına TiO 2 tüketimi yılda yaklaşık 1,1 kilogram iken, Batı Avrupa ve Amerika Birleşik Devletleri için 2,7 kilogramdır.

Çeşitli ilmenit hammadde sınıfları.
Hammadde TiO
2
İçerik
İşlem
(%)
cevher <55 Sülfat
cevher >55 klorür
cevher <50 Eritme (cüruf)
sentetik rutil 88-95 klorür
klorür cürufu 85-95 klorür
sülfat cürufu 80 Sülfat

İlmenit , sülfat işlemi veya klorür işlemi yoluyla pigment dereceli titanyum dioksite dönüştürülebilir .

İlmenit ayrıca Becher prosesi kullanılarak geliştirilebilir ve rutile saflaştırılabilir .

İlmenit cevherleri ayrıca bir eritme işlemi kullanılarak sıvı demir ve titanyum açısından zengin bir cüruf haline dönüştürülebilir .

İlmenit cevheri, çelik üreticileri tarafından yüksek fırın ocak refrakterini hizalamak için bir eritken olarak kullanılır.

İlmenit kumu ayrıca basınçlı döküm kalıplarının temizliğinde kumlama maddesi olarak da kullanılır.

İlmenit, alüminotermik indirgeme yoluyla ferrotitanyum üretmek için kullanılabilir .

Hammadde üretimi

Tahmini içerdiği TiO
2
.
üretim
(Metrik tpa x 1.000,
ilmenit ve rutil)
Yıl 2011 2012-13
Ülke USGS Öngörülen
Avustralya 1.300 247
Güney Afrika 1.161 190
Mozambik 516 250
Kanada 700
Hindistan 574
Çin 500
Vietnam 490
Ukrayna 357
Senegal - 330
Norveç 300
Amerika Birleşik Devletleri 300
Madagaskar 288
Kenya - 246
Sri Lanka 62
Sierra Leone 60
Brezilya 48
Diğer ülkeler 37
toplam dünya ~6,700 ~1,250

Avustralya, 2011 yılında yaklaşık 1,3 milyon ton üretimle dünyanın en büyük ilmenit cevheri üreticisiydi ve onu Güney Afrika, Kanada, Mozambik, Hindistan, Çin, Vietnam, Ukrayna, Norveç, Madagaskar ve Amerika Birleşik Devletleri izledi.

Çoğu ilmenit, ağır mineral kumları cevher yataklarından geri kazanılsa da, ilmenit, katmanlı müdahaleci kaynaklardan veya "sert kaya" titanyum cevheri kaynaklarından da geri kazanılabilir .

2010 yılında ilk dört ilmenit ve rutil hammadde üreticisi Rio Tinto Group , Iluka Resources , Exxaro ve Kenmare Resources idi ve bunlar toplu olarak dünya tedarikinin %60'ından fazlasını oluşturuyordu.

Dünyanın en büyük iki açık döküm ilmenit madeni:

  • Tellnes Mine bulunan Sokndal , Norveç ve 0,55 MTPA kapasiteli (Kronos Worldwide Inc.'e ait) Titania A.Ş. tarafından işletilen ve 57 Mt içeriyordu TiO
    2
    rezervler.
  • Rio Tinto Group'un Kanada'da Quebec, Havre Saint-Pierre yakınlarında bulunan 3 Mtpa kapasiteli ve 52 Mt rezervli Lac Tio madeni .

Başlıca mineral kumlara dayalı ilmenit madenciliği operasyonları şunları içerir:

Cazip ana potansiyel ilmenit yatakları şunları içerir:

  • Kuzey Finlandiya'daki Kolari'deki Karhujupukka manyetit-ilmenit yatağı, yaklaşık 5 Mt rezerv ve yaklaşık %6,2 titanyum içeren cevher.
  • İçinde balla balla manyetit demir-titanyum-vanadyum cevher yatağı Pilbara'daki arasında Batı Avustralya 456 milyon ton ihtiva Kümülat % 45 tenörlü ufuk Fe ,% 13.7 TiO
    2
    ve %0.64 V
    2
    Ö
    5
    , Avustralya'daki en zengin manyetit-ilmenit cevher kütlelerinden biri
  • Coburn, WIM 50, Douglas, Pooncarie Avustralya'daki mineral kum yatakları .
  • Saksağan titano-manyetit (demir-titanyum-vanadyum, krom) doğu yatakları Quebec arasında Kanada milyar yaklaşık 1 ton% 43 Fe,% 12 TiO2,% 0.4 V2O5 ve% 2.2 Cr2O3'nun yaklaşık içeren.
  • Kuzeydoğu Minnesota'daki Longnose yatağı, "Kuzey Amerika'daki en büyük ve en zengin ilmenit yatağı" olarak kabul edilir.

Kanada, Güney Afrika ve Norveç'ten gelen çoğu ilmenit cevheri üretimi, titanlı cüruf uygulamasına yöneliktir .

Ay ilmenit

İlmenit, Ay kayalarında bulunur ve tipik olarak kimberlitik birlikteliğe benzer şekilde magnezyum açısından oldukça zengindir . 2005 yılında NASA , potansiyel olarak ilmenit açısından zengin yerleri bulmak için Hubble Uzay Teleskobu'nu kullandı. İlmenit, yapıların inşası ve temel oksijen ekstraksiyonu için bir demir ve titanyum kaynağı sağlayacağından, bu mineral nihai bir Ay üssü için gerekli olabilir .

Referanslar

Kaynaklar