Saturs
- Kas ir Ilmenīte?
- Ģeoloģiska parādība
- Ilmenīta ķīmiskais sastāvs
- Ilmenīta fizikālās īpašības
- Ilmenītes lietojumi
- Ilmenīte uz Mēness
Ilmenīte: Masīva ilmenīta paraugs no Sent-Urbainas, Kvebekā, Kanādā. Masīvu ilmenītu var veidot kā vēnu piepildīšanas materiālu vai magmatiskas segregācijas laikā. Šī parauga šķērsgriezums ir aptuveni 4 collas (10 centimetri).
Kas ir Ilmenīte?
Ilmenīts ir plaši izplatīts minerāls citur citur, klintis, nogulumi un nogulumieži. Apollo astronauti Mēness klintīs un Mēness regolītā atrada bagātīgu ilmenītu. Ilmenīts ir melna dzelzs-titāna oksīds ar FeTiO ķīmisko sastāvu3.
Ilmenīts ir galvenā titāna rūda, metāls, kas nepieciešams dažādu augstas veiktspējas sakausējumu ražošanai. Lielākā daļa visā pasaulē iegūtā ilmenīta tiek izmantota titāna dioksīda TiO ražošanai2, svarīgs pigments, merlangs un pulējošs abrazīvs līdzeklis.
Smagas minerālu smiltis: Seklajā rakšanā Folly pludmalē, Dienvidkarolīnā, tiek pakļauti plāni smago minerālu smilšu slāņi. Lielākā daļa mūsdienās iegūtā ilmenīta ir no smiltīm, kurās ir liela minerālu koncentrācija. Fotogrāfija: Karletona Berna, Amerikas Savienoto Valstu ģeoloģijas dienests.
Smago minerālu ieguve: Ekskavatori noņem smagas minerālu smiltis Concord raktuvē Virdžīnijas dienvidu centrā. Vāji nostiprinātas smiltis, kas satur apmēram 4% smago minerālu, tiek izraktas un apstrādātas, lai noņemtu ilmenītu, leikoksēnu, rutilu un cirkonu. Smiltīs bija laika apstākļi un tās tika iznīcinātas no anortocīta iedarbības nelielā attālumā. Amerikas Savienoto Valstu ģeoloģijas dienesta foto.
Ģeoloģiska parādība
Lielākā daļa ilmenīta veidojas magmas kameru lēnas dzesēšanas laikā un tiek koncentrēta magmatiskās segregācijas procesā. Liela pazemes magmas kamera var atdzist gadsimtiem ilgi. Atdziestot, noteiktā temperatūrā ilmenīta kristāli sāks veidoties. Šie kristāli ir smagāki nekā apkārtējie izkausē un nogrimst līdz magmas kameras apakšai.
Tas izraisa ilmenīta un līdzīgas temperatūras minerālus, piemēram, magnetītu, uzkrāšanos slānī magmas kameras apakšā. Šīs ilmenītus saturošās ieži bieži ir garo, vēlams vai anortosīts. Ilmenīts kristalizējas arī vēnās un dobumos un dažreiz rodas kā labi izveidoti kristāli pegmatītos.
Ilmenītei ir augsta izturība pret laikapstākļiem. Kad klintis satur ilmenīta laika apstākļus, ilmenīta graudi izklīst ar nogulumiem. Šo graudu augstais īpatsvars liek tiem nodalīties straumes transportēšanas laikā un uzkrājas kā “smagas minerālu smiltis”. Šīs smiltis ir melnā krāsā un ģeologi to viegli atpazīst. "Melno smilšu izpēte" jau sen ir metode, kā atrast smago minerālu vietiņu atradnes. Lielāko daļu komerciāli ražotā ilmenīta reģenerē, izraujot vai padziļinot šīs smiltis, kuras pēc tam apstrādā, lai noņemtu smagos minerālu graudus, piemēram, ilmenītu, leikoksēnu, rutilu un cirkonu.
Ilmenīte: Masīva ilmenīta paraugs no Normanvillas, Dienvidaustrālijas. Parauga šķērsgriezums ir aptuveni 3 collas (7,6 centimetri).
Ilmenīta ķīmiskais sastāvs
Ilmenītu ideālais ķīmiskais sastāvs ir FeTiO3. Tomēr tas bieži atšķiras no šī sastāva, jo satur mainīgu daudzumu magnija vai mangāna. Šie elementi aizvieto dzelzi pilnīgā cietā šķīdumā. Starp ilmenītu (FeTiO3) un ģeikielītu (MgTiO3). Šajā sērijā mainīgs daudzums dzelzs aizstājēju magnija minerālu kristālu struktūrā. Starp ilmenītu un pirofanītu (MnTiO.) Pastāv otra cieto šķīdumu virkne3) ar dzelzi aizvietojošu mangānu. Augstā temperatūrā starp ilmenītu un hematītu (Fe2O3).
Ilmenīte: Masīva ilmenīta paraugs no Kragero, Norvēģija. Parauga šķērsgriezums ir aptuveni 4 collas (10 centimetri).
Melno smilšu ilmenīte: Ilmenīta smiltis no Melburnas, Florida. Paraugi ir smilšu lieluma graudi.
Labākais veids, kā uzzināt par minerāliem, ir mācīties ar mazu paraugu kolekciju, ar kuru jūs varat rīkoties, pārbaudīt un novērot to īpašības. Veikalā ir pieejamas lētas minerālu kolekcijas.
Ilmenīta fizikālās īpašības
Ilmenīts ir melns minerāls ar submetālisku līdz metālisku spīdumu. Tikai ar skatienu to var viegli sajaukt ar hematītu un magnetītu. Atšķirt ir viegli. Hematītam ir sarkana svītra, savukārt ilmenītam ir melna svītra. Magnetīts ir spēcīgi magnētisks, savukārt ilmenīts nav magnētisks. Reizēm ilmenīts ir vāji magnētisks, iespējams, no neliela daudzuma tajā iekļauta magnīta.
Ilmenīts parasti ir izturīgāks nekā pārējie minerāli nedzīvajos iežos, kuros tas ir bagātīgs. Šī iemesla dēļ laika apstākļu gruveši, kas radušies šo iežu laikā, ir īpaši bagāti ar ilmenītu. Tā salīdzinoši augstais īpatsvars izraisa tā koncentrēšanos tādās nogulsnēs kā zelts, dārgakmeņi un citi smagie minerāli.
Pigmenti un pulēšanas savienojumi: Titāna dioksīda pulveri rūpīgi apstrādā, lai noņemtu piemaisījumus, un klasificē pēc daļiņu lieluma. Pēc tam to pārdod izmantošanai kā merlangam, pigmentiem un pulēšanas savienojumiem. Attēls ir klinšu mucas muca, kas tikko atvērta ar biezu baltu putu no metāla oksīda pulēšanas.
Mēness Ilmenites bazalts: Apollo astronauti vairākās vietās uz Mēness atrada ilmenītiem bagātus bazālistus. Atsauces bloks labajā apakšējā stūrī ir viens kubikcentimetrs. NASA attēls.
Ilmenītes lietojumi
Ilmenīts ir galvenā titāna metāla rūda. Neliels titāna daudzums kopā ar dažiem metāliem radīs izturīgus, augstas stiprības, vieglus sakausējumus. Šie sakausējumi tiek izmantoti visdažādāko augstas veiktspējas detaļu un instrumentu ražošanai. Kā piemērus var minēt: lidmašīnu daļas, mākslīgās locītavas cilvēkiem un sporta aprīkojumu, piemēram, velosipēdu rāmjus. Aptuveni 5% no iegūtā ilmenīta tiek izmantoti titāna metāla iegūšanai. Daži ilmenīti tiek izmantoti arī sintētiskā rutila ražošanā - titāna dioksīda formā, ko izmanto baltu, ļoti atstarojošu pigmentu ražošanai.
Lielāko daļu atlikušā ilmenīta izmanto titāna dioksīda - inerta, balta, ļoti atstarojoša materiāla - izgatavošanai. Vissvarīgākais titāna dioksīda lietojums ir merlangs. Pūtītes ir balti, ļoti atstarojoši materiāli, kas samalti līdz pulverim un izmantoti kā pigmenti. Šie pigmenti rada baltu krāsu un spilgtumu krāsās, papīrā, līmēs, plastmasās, zobu pastā un pat pārtikā.
Titāna dioksīdu izmanto arī pulveru ražošanai ar stingri kontrolētu daļiņu izmēru diapazonu. Šie pulveri tiek izmantoti kā lēti slīpēšanas abrazīvi daudzos lokdarbu darbos, kas ietver akmeņu grumšanu, ielīmēšanu, kabeļu veidošanu, lodes veidošanu un slīpēšanu. Titāna oksīda abrazīvie materiāli tiek izmantoti daudzās citās nozarēs.
Mēness Ilmenītes regolīts: Apollo astronauti atrada Mēness regolīta atradnes, kas galvenokārt sastāvēja no no smilšu līdz smilšu izmēra ilmenīta (melnā) un mafiskā vulkāniskā stikla (oranža). NASA attēls.
Ilmenīte uz Mēness
Apollo astronauti vairākās vietās uz Mēness atrada ilmenītiem bagātus bazālistus. Lielākā daļa šo basaltu bija ārkārtīgi veci, veidojot vismaz pirms 3 miljardiem gadu. Šajos iežos bieži bija vairāk nekā 10% titāna dioksīda (TiO2). Šajos iežos esošie minerāli pārsvarā bija laukšpata un piroksīni, nākamā pārpilnībā bija ilmenīts.
Daži Mēness regolīta paraugi saturēja ievērojamu daudzumu ilmenīta. Tas notika daļiņās, sākot no smalkiem dūņiem līdz rupjām smiltīm. Tika uzskatīts, ka ilmenīts trieciena laikā ir atbrīvots no Mēness bazāliem.
Īsā krāterī savāktajos Mēness regolīta paraugos bija vulkāniskā stikla sfēru un ilmenīta graudu sajaukums. Depozīts tika stratificēts ar apakšējo slāni, kas galvenokārt sastāv no ilmenīta un citiem melni necaurspīdīgiem materiāliem. Tas tika sakārtots augšpusē līdz augšējam slānim, kas pazīstams kā "oranža augsne" un kuru galvenokārt veidoja sfēriskas formas oranža vulkāniskā stikla lodītes ar nelielu daudzumu ilmenīta. Graudi lielākoties bija mazāki par 1/2 milimetru. Domājams, ka šo regolītu ir radījis vulkāna izvirdumi, kas veikti Mēness agrīnajā vēsturē.