Innhold
- Hva er Ilmenite?
- Geologisk forekomst
- Kjemisk sammensetning av Ilmenite
- Fysiske egenskaper ved Ilmenite
- Bruk av Ilmenite
- Ilmenite on the Moon
Ilmenitt: Et eksemplar av massiv ilmenitt fra Saint-Urbain, Quebec, Canada. Massiv ilmenitt kan dannes som et blodårefylt materiale eller under magmatisk segregering. Dette eksemplet er omtrent 10 centimeter tvers over.
Hva er Ilmenite?
Ilmenitt er et vanlig tilbehørsmineral i stollbergarter, sedimenter og sedimentære bergarter i mange deler av verden. Apollo-astronauter fant rikelig med ilmenitt i måneberg og månens regolit. Ilmenite er et svart jern-titanoksyd med en kjemisk sammensetning av FeTiO3.
Ilmenitt er den primære malmen av titan, et metall som er nødvendig for å lage en rekke høyytelseslegeringer. Det meste av den ilmenitt som er utvunnet over hele verden, brukes til å produsere titandioksid, TiO2, et viktig pigment, hvitting og poleringsmiddel.
Tung mineral sand: Grunngraving ved Folly Beach, South Carolina, utsetter tynne lag med tungt mineralsk sand. Det meste av den ilmenitt som er utvunnet i dag, er fra sand med tung mineralkonsentrasjon. Fotografi av Carleton Bern, USAs geologiske undersøkelse.
Gruvedrift tunge mineraler: Gravemaskiner fjerner tungt mineralsand ved Concord-gruven i det sørlige Virginia. Svakt konsoliderte sand som inneholder omtrent 4% tunge mineraler blir gravd ut og behandlet for å fjerne ilmenitt, leucoxene, rutile og zircon. Sanden ble forvitret og erodert fra en anorthocite eksponering et lite stykke unna. Foto av USAs geologiske undersøkelse.
Geologisk forekomst
De fleste ilmenittformer under langsom avkjøling av magakamre og konsentreres gjennom prosessen med magmatisk segregering. Et stort underjordisk magma-kammer kan ta århundrer å avkjøle seg. Når det avkjøles, vil krystaller av ilmenitt begynne å danne seg ved en spesifikk temperatur. Disse krystallene er tyngre enn smeltet rundt og synker ned til bunnen av magma-kammeret.
Dette får ilmenitt og mineraler med lignende temperatur, for eksempel magnetitt, til å samle seg i et lag i bunnen av magma-kammeret. Disse ilmenittbærende bergartene er ofte gabbro, norite eller anortositt. Ilmenitt krystalliserer også i årer og hulrom og forekommer noen ganger som velformede krystaller i pegmatitter.
Ilmenite har høy motstand mot forvitring. Når bergarter som inneholder ilmenittvær, spres ilmenittkorn med sedimentet. Den høye spesifikke tyngdekraften til disse kornene får dem til å segregeres under strømtransport og akkumuleres som "tungt mineralsk sand." Disse sandene er svarte i fargen og gjenkjennes lett av geologer. "Svart sandprospektering" har lenge vært en metode for å finne tunge mineralforekomster. Mest kommersielt produsert ilmenitt utvinnes ved å grave ut eller mudre disse sandene, som deretter behandles for å fjerne de tunge mineralkornene som ilmenitt, leukoksen, rutil og zirkon.
Ilmenitt: Et eksemplar av massiv ilmenitt fra Normanville, Sør-Australia. Prøven er omtrent 7,6 centimeter tvers over.
Kjemisk sammensetning av Ilmenite
Den ideelle kjemiske sammensetningen av Ilmenites er FeTiO3. Imidlertid avviker den ofte fra den sammensetningen ved å inneholde variable mengder magnesium eller mangan. Disse elementene erstatter jern i fullstendig solid løsning. En solid løsningsserie eksisterer mellom ilmenitt (FeTiO3) og geikielitt (MgTiO3). I denne serien, varierende mengder magnesium erstatter jern i mineralens krystallstruktur. En annen fast løsningsserie eksisterer mellom ilmenitt og pyrophanite (MnTiO3), med mangan som erstatter jern. Ved høye temperaturer eksisterer en tredje faste løsningsserie mellom ilmenitt og hematitt (Fe2O3).
Ilmenitt: Et eksemplar av massiv ilmenitt fra Kragero, Norge. Prøven er omtrent 10 centimeter tvers over.
Svart sand Ilmenite: Ilmenite sand fra Melbourne, Florida. Prøver er korn i sandstørrelse.
Den beste måten å lære om mineraler på er å studere med en samling små prøver som du kan håndtere, undersøke og observere deres egenskaper. Rimelige mineralkolleksjoner er tilgjengelige i butikken.
Fysiske egenskaper ved Ilmenite
Ilmenite er et svart mineral med en submetallisk til metallisk glans. Med bare et blikk kan det lett forveksles med hematitt og magnetitt. Differensieringen er enkel. Hematitt har en rød strek, mens ilmenitt har en svart strek. Magnetitt er sterkt magnetisk, mens ilmenitt ikke er magnetisk. Noen ganger er ilmenitt svakt magnetisk, muligens fra små mengder inkludert magnetitt.
Ilmenitt er vanligvis mer holdbart enn de andre mineralene i de stollende bergartene der det er rikelig. Av den grunn er forvitringsrester som ble produsert under forvitring av disse bergartene spesielt rike på ilmenitt. Den relativt høye spesifikke tyngdekraften gjør at den blir konsentrert i plasseravsetninger som gull, edelstener og andre tunge mineraler.
Pigmenter og poleringsmidler: Titandioksidpulver behandles nøye for å fjerne urenheter og klassifiseres etter partikkelstørrelse. Det selges deretter for bruk som hvitting, pigmenter og poleringsforbindelser. Bildet er et tønnehyllefat som nettopp er åpnet med en tykk hvit skum av metalloksydpolish.
Lunar Ilmenite Basalt: Apollo-astronauter fant ilmenitt-rike basalter flere steder på Månen. Referanseblokken nede til høyre er en kubikk centimeter. Bilde av NASA.
Bruk av Ilmenite
Ilmenitt er den primære malmen av titanmetall. Små mengder titan kombinert med visse metaller vil produsere holdbare, høye styrke, lette legeringer. Disse legeringene brukes til å produsere en rekke forskjellige ytelsesdeler og verktøy. Eksempler inkluderer: flydeler, kunstige ledd for mennesker og sportsutstyr som sykkelrammer. Cirka 5% av ilmenitten som er utvunnet brukes til å produsere titanmetall. Noe ilmenitt brukes også til å produsere syntetisk rutil, en form for titandioksid som brukes til å produsere hvite, meget reflekterende pigmenter.
Det meste av den gjenværende ilmenitten brukes til å lage titandioksid, et inert, hvitt, sterkt reflekterende materiale. Den viktigste bruken av titandioksid er som en hvitting. Whitings er hvite, sterkt reflekterende materialer som er malt til et pulver og brukt som pigmenter. Disse pigmentene gir en hvit farge og lyshet i maling, papir, lim, plast, tannkrem og til og med mat.
Titandioksid brukes også til å lage pulver med et tett kontrollert partikkelstørrelsesområde. Disse pulverene brukes som rimelige poleringsslipemidler i en rekke lapidære arbeider som inkluderer bergtrommel, lapping, kål, kulefremstilling og fasettering. Slipemidler fra titanoksid brukes i mange andre bransjer.
Lunar Ilmenite Regolith: Apollo-astronauter fant avsetninger av månegregolit som for det meste bestod av silt til sandstørrelse ilmenitt (svart) og mafisk vulkansk glass (oransje). Bilde av NASA.
Ilmenite on the Moon
Apollo-astronauter fant ilmenitt-rike basalter flere steder på Månen. De fleste av disse basaltene var ekstremt gamle, og dannet minst 3 milliarder år siden. Disse bergartene inneholdt ofte over 10% titandioksid (TiO2). Mineraler til stede i disse bergartene var for det meste feltspat og pyroxener, med ilmenitt neste i overflod.
Noen prøver av månegregolit inneholdt betydelige mengder ilmenitt. Det forekom i partikler fra fin silt til grov sand. Ilmenitten ble antatt å ha blitt frigjort fra månebasalter under innvirkningshendelser.
Prøver av månegolitt samlet ved Shorty Crater inneholdt en blanding av vulkanske glaskuler og ilmenittkorn. Avsetningen ble lagdelt med et bunnsjikt bestående hovedsakelig av ilmenitt og andre svarte ugjennomsiktige materialer. Dette graderte oppover til et øvre lag, kjent som "oransje jord", som for det meste var sammensatt av sfærisk-formede perler av oransje vulkansk glass med mindre mengder ilmenitt. Kornene var stort sett mindre enn 1/2 millimeter store. Denne regolitten ble antatt å ha blitt produsert av vulkanske vulkanutbrudd i løpet av den tidlige månens historie.