Ilmenite - Ilmenite
| Ilmenit | |
|---|---|
 Ilmenit fra Miass, Ilmen Mts, Chelyabinsk Oblast ', Southern Urals, Urals Region, Rusland. 4,5 x 4,3 x 1,5 cm
| |
| Generel | |
| Kategori | Oxid mineral |
|
Formel (gentagende enhed) |
jern titaniumoxid, FeTiO 3 |
| Strunz klassificering | 4.CB.05 |
| Dana klassificering | 04.03.05.01 |
| Krystal system | Trigonal |
| Krystal klasse | Rhombohedral ( 3 ) HM -symbol : ( 3 ) |
| Rumgruppe | R 3 |
| Enhedscelle | a = 5,08854 (7) c = 14,0924 (3) [Å]: Z = 6 |
| Identifikation | |
| Farve | Jern-sort; grå med en brunlig nuance i reflekteret lys |
| Krystal vane | Granulære til massive og lamellære eksoløsninger i hæmatit eller magnetit |
| Venskab | {0001} enkel, {10 1 1} lamellær |
| Spaltning | fraværende; afsked med {0001} og {10 1 1} |
| Knoglebrud | Conchoidal til subconchoidal |
| Vedholdenhed | Skør |
| Mohs skala hårdhed | 5–6 |
| Glans | Metallisk til submetallisk |
| Streak | Sort |
| Diaphaneity | Uigennemsigtig |
| Specifik tyngdekraft | 4,70–4,79 |
| Optiske egenskaber | Enaksial ( -) |
| Birefringence | Stærk; O = lyserød brun, E = mørkebrun (bireflektans) |
| Andre egenskaber | svagt magnetisk |
| Referencer | |
Ilmenite er et mineral af titan- jernoxid med den idealiserede formel FeTiO
3. Det er et svagt magnetisk sort eller stålgråt fast stof. Fra et kommercielt perspektiv er ilmenit den vigtigste malm af titanium . Ilmenit er hovedkilden til titandioxid , som bruges i maling, trykfarver, tekstiler, plast, papir, solcreme, mad og kosmetik.
Struktur og egenskaber
Ilmenit krystalliserer i det trigonale system. Den ilmenit krystalstruktur består af en ordnet derivat med korund struktur; i korund er alle kationer identiske, men i ilmenit indtager Fe 2+ og Ti 4+ ioner skiftevis lag vinkelret på den trigonale c -akse. Ilmenit, der indeholder jernholdige centre med høj centrifugering , er paramagnetisk.
Ilmenit er almindeligt anerkendt i ændrede vulkanske klipper ved tilstedeværelsen af et hvidt ændring produkt, pseudo-mineral leucoxen . Ofte er ilmenitter omkranset med leucoxen, som gør det muligt at skelne ilmenit fra magnetit og andre jern-titanoxider. Eksemplet vist på billedet til højre er typisk for leucoxen-kantet ilmenit.
I reflekteret lys kan det skelnes fra magnetit ved mere udtalt refleksionspleochroisme og et brunrosa skær.
Prøver af ilmenit udviser en svag reaktion på en håndmagnet.
Opdagelse
I 1791 opdagede William Gregor ilmenit, i en å, der løber gennem dalen lige syd for landsbyen Manaccan ( Cornwall ), og identificerede for første gang titanium som en af bestanddelene i ilmenit.
Mineralsk kemi
Ilmenit indeholder oftest betydelige mængder magnesium og mangan, og den fulde kemiske formel kan udtrykkes som (Fe, Mg, Mn, Ti) O
3. Ilmenit danner en solid løsning med geikielit ( MgTiO
3) og pyrophanit ( MnTiO
3), Der er magnesian og manganiferous endelige medlemmer af fast opløsning serien.
Selvom der er tegn på det komplette udvalg af mineralkemikalier i (Fe, Mg, Mn, Ti) O
3system, der naturligt forekommer på Jorden, er størstedelen af ilmenitter begrænset til tæt på den ideelle FeTiO
3sammensætning med mindre molprocenter af Mn og Mg. En central undtagelse er i ilmenitterne af kimberlitter, hvor mineralet normalt indeholder store mængder geikielitmolekyler, og i nogle meget differentierede felsiske sten kan ilmenitter indeholde betydelige mængder pyrophanitmolekyler.
Ved højere temperaturer er det blevet påvist, at der er en komplet fast opløsning mellem ilmenit og hæmatit . Der er et blandbarhedsgab ved lavere temperaturer, hvilket resulterer i en sameksistens af disse to mineraler i sten, men ingen fast løsning. Denne sameksistens kan resultere i opløsningslameller i afkølede ilmenitter med mere jern i systemet, end der kan homogent indkvarteres i krystalgitteret.
Ændret ilmenit danner mineralet leucoxen , en vigtig kilde til titan i tunge mineralsandmalmaflejringer. Leucoxen er en typisk bestanddel af ændret gabbro og diorit og er generelt tegn på ilmenit i den uændrede sten.
Paragenese
Ilmenit er et almindeligt tilbehørsmineral, der findes i metamorfe og vulkanske klipper . Det findes i store koncentrationer i lagdelt indtrængning, hvor det dannes som en del af et kumuleret lag inden for indtrængningens silikatstratigrafi. Ilmenit forekommer generelt inden for den pyroxenitiske del af sådanne indtrængen ('pyroxen-in'-niveauet).
Magnesian ilmenit indikerer kimberlitisk paragenesis og danner en del af Marid sammenslutning af mineraler ( mica - amfibol - rutil -ilmenite- diopside ) samling af glimmerite xenoliths . Manganiferous ilmenit findes i granitiske klipper og også i carbonatitindtrængninger, hvor den også kan indeholde unormalt niob .
Mange mafiske vulkanske sten indeholder korn af indgroet magnetit og ilmenit, dannet ved oxidation af ulvospinel . Ilmenit forekommer også som diskrete korn, typisk med noget hæmatit i fast opløsning , og der findes en fuldstændig fast opløsning mellem de to mineraler ved temperaturer over ca. 950 ° C.
Titanium blev identificeret for første gang af William Gregor i 1791 i ilmenite fra Manaccan -dalen i Cornwall , sydvest i England.
Ilmenite er opkaldt efter lokaliteten af dens opdagelse i Ilmensky -bjergene , nær Miass , Rusland .
Forarbejdning og forbrug
Det meste ilmenit udvindes til produktion af titandioxid . I 2011 blev omkring 47% af titandioxid produceret på verdensplan fremstillet af dette materiale. Ilmenit og/eller titandioxid anvendes til fremstilling af titaniummetal .
Titandioxid bruges mest som et hvidt pigment, og de største forbrugende industrier for TiO 2 -pigmenter er maling og overfladebelægninger, plast og papir og pap. Forbruget pr. Indbygger af TiO 2 i Kina er cirka 1,1 kilo om året sammenlignet med 2,7 kilo for Vesteuropa og USA.
| Råmateriale |
TiO 2 Indhold |
Behandle |
|---|---|---|
| (%) | ||
| Malm | <55 | Sulfat |
| Malm | > 55 | Klorid |
| Malm | <50 | Smeltning (slagge) |
| Syntetisk rutil | 88-95 | Klorid |
| Chlorid slagge | 85-95 | Klorid |
| Sulfat slagge | 80 | Sulfat |
Ilmenit kan omdannes til titandioxid af pigmentkvalitet enten via sulfatprocessen eller chloridprocessen .
Ilmenit kan også forbedres og renses til rutil ved hjælp af Becher -processen .
Ilmenitmalm kan også omdannes til flydende jern og en titanrig slagge ved hjælp af en smeltningsproces.
Ilmenitmalm bruges som en flux af stålproducenter til at føre højovn til ildfast ildsted.
Ilmenit sand bruges også som sandblæsningsmiddel til rengøring af støbeforme.
Ilmenit kan bruges til at producere ferrotitanium via en aluminoterm reduktion.
Råstofproduktion
| År | 2011 | 2012-13 |
|---|---|---|
| Land | USGS | Projiceret |
| Australien | 1.300 | 247 |
| Sydafrika | 1.161 | 190 |
| Mozambique | 516 | 250 |
| Canada | 700 | |
| Indien | 574 | |
| Kina | 500 | |
| Vietnam | 490 | |
| Ukraine | 357 | |
| Senegal | - | 330 |
| Norge | 300 | |
| Forenede Stater | 300 | |
| Madagaskar | 288 | |
| Kenya | - | 246 |
| Sri Lanka | 62 | |
| Sierra Leone | 60 | |
| Brasilien | 48 | |
| Andre lande | 37 | |
| Total verden | ~ 6.700 | ~ 1.250 |
Australien var verdens største ilmenitmalmproducent i 2011 med omkring 1,3 millioner tons produktion efterfulgt af Sydafrika, Canada, Mozambique, Indien, Kina, Vietnam, Ukraine, Norge, Madagaskar og USA.
Selvom det meste ilmenit genvindes fra tunge mineralsandmalmaflejringer , kan ilmenit også genvindes fra lagdelte påtrængende kilder eller "hård sten" titaniummalmkilder.
De fire bedste ilmenit- og rutilproducenter i 2010 var Rio Tinto Group , Iluka Resources , Exxaro og Kenmare Resources , der tilsammen tegnede sig for mere end 60% af verdens forsyninger.
Verdens to største åbne støbte ilmenitminer er:
- De Tellnes mine beliggende i Sokndal , Norge , og drives af Titania AS (ejet af Kronos Worldwide Inc.) med 0,55 MTPA kapacitet og 57 Mt indeholdt TiO
2 reserver. - Rio Tinto Groups Lac Tio-mine nær Havre Saint-Pierre , Quebec i Canada med en kapacitet på 3 Mtpa og 52 Mt reserver.
Store mineralsandsbaserede ilmenitminedrift omfatter:
- Richards Bay Minerals i Sydafrika , der ejes af Rio Tinto Group.
- Kenmare Resources 'Moma mine i Mozambique .
- Iluka Resources 'minedrift i Australien, herunder Murray Basin, Eneabba og Capel .
- Kerala Minerals & Metals Ltd (KMML), Indian Rare Earths (IRE), VV Mineralminer i Indien.
- TiZir Ltd.s Grande Cote -mine i Senegal
- QIT Madagascar Minerals mine, der ejes i størstedelen af Rio Tinto Group, som begyndte produktionen i 2009 og forventes at producere 0,75 Mtpa ilmenit, der potentielt vil udvide til 2 Mtpa i fremtidige faser.
Attraktive store potentielle ilmenitforekomster omfatter:
- Karhujupukka magnetit-ilmenit-forekomsten i Kolari, det nordlige Finland med omkring 5 Mt reserver og malm indeholdende omkring 6,2% titanium.
- Balla Balla-magnetit-jern-titanium-vanadiummalmforekomsten i Pilbara i Western Australia , der indeholder 456 millioner tons kumuleret malmhorisont med 45% Fe , 13,7% TiO
2og 0,64% V
2O
5, et af de rigeste magnetit-ilmenitmalmlegemer i Australien - Coburn, WIM 50, Douglas, Pooncarie mineralske sandaflejringer i Australien .
- Magpie titano-magnetit (jern-titanium-vanadium-krom) aflejringer i det østlige Quebec i Canada med omkring 1 milliard tons indeholdende ca. 43% Fe, 12% TiO2, 0,4% V2O5 og 2,2% Cr2O3.
- Longnose -forekomsten i det nordøstlige Minnesota anses for at være "den største og rigeste ilmenitforekomst i Nordamerika."
Størstedelen af ilmenitmalmsproduktion fra Canada, Sydafrika og Norge er bestemt til anvendelse på titanifer slagger .
Månens ilmenit
Ilmenit er fundet i Måneklipper og er typisk stærkt beriget med magnesium svarende til kimberlitisk forening. I 2005 brugte NASA Hubble-rumteleskopet til at lokalisere potentielt ilmenitrige steder. Dette mineral kan være afgørende for en eventuel månebase , da ilmenit ville give en kilde til jern og titanium til opbygning af strukturer og essentiel iltudvinding.
Referencer
Kilder
- Hayes, Tony (2011), Titanium Dioxide: A Shining Future Ahead (PDF) , Euro Pacific Canada, s. 5 , hentet 16. august 2012