 | Эта статья может быть дополнена текстом, переведенным на финский язык из соответствующей статьи . (Август 2015 г.) Щелкните [показать] для получения важных инструкций по переводу.
|
| Ильменит | |
|---|---|
 Ильменит из Миасса, Ильменские горы, Челябинская область, Южный Урал, Уральский регион, Россия. 4,5 х 4,3 х 1,5 см | |
| 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 | Гранулярные 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 (двулучепреломление) |
| Другие характеристики | слабомагнитный |
| Рекомендации | [1] [2] [3] |
Ильменит , также известный как манакканит , представляет собой 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 . [4] Ильменит является основным источником диоксида титана , который используется в красках, типографских красках, [5] тканях, пластмассах, бумаге, солнцезащитных кремах, продуктах питания и косметике. [6]
Структура и свойства [ править ]
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 [ править ]
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. [7]
Минеральная химия [ править ]
Ильменит чаще всего содержит заметные количества магния и марганца, а полную химическую формулу можно выразить 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 гейкилита, а в некоторых высокодифференцированных кислых породах ильмениты могут содержать значительные количества молекул пирофанита.
При более высоких температурах было показано, что между ильменитом и гематитом существует полный твердый раствор . 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 [ править ]
Ильменит - распространенный акцессорный минерал, обнаруживаемый в метаморфических и магматических породах . Он встречается 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 в»).
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 [ править ]
Большая часть ильменита добывается для производства диоксида титана . [8] В 2011 году около 47% диоксида титана, производимого в мире, было произведено из этого материала. [9] Ильменит и / или диоксид титана используются в производстве металлического титана . [10] [11]
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. [12]
| 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 может быть преобразован 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. [14]
Ильменитовая руда используется сталеварами в качестве флюса для облицовки огнеупоров пода доменных печей. [15]
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. [16]
Производство сырья [ править ]
| 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 которые в совокупности приходилось более 60% мировых поставок. [18]
Два крупнейших в мире открытых ильменитовых месторождения:
- 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 группы Rio Tinto расположен недалеко от Гавра Сен-Пьер , Квебек в Канаде, с мощностью 3 млн тонн в год и запасами 52 млн тонн. [19]
Основные операции по добыче ильменита на основе минеральных песков включают:
- Richards Bay Minerals в Южной Африке , контрольный пакет акций которой принадлежит Rio Tinto Group.
- Рудник Мома 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 Гранде Кот в Сенегале, принадлежащий TiZir Ltd. [20]
- 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.
Основные привлекательные потенциальные месторождения ильменита включают:
- 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 самых богатых магнетит-ильменитовых рудных тел Австралии [21] - Месторождения минеральных песков Coburn, WIM 50, Douglas, Pooncarie в Австралии .
- Титаномагнетит Magpie (железо-титан-ванадий-хром) залегает в восточном Квебеке 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». [22]
Большая часть добываемой ильменитовой руды в Канаде, Южной Африке и Норвегии предназначена для использования в составе титаносодержащих шлаков . [ необходима цитата ]
Лунный ильменит [ править ]
Ильменит был найден в породах Луны , [23] и , как правило , сильно обогащен магний аналогичен кимберлитовой ассоциацию. В 2005 году [24] НАСА использовало космический телескоп Хаббла для определения мест, потенциально богатых ильменитом. Этот минерал может иметь важное значение для возможной лунной базы , поскольку ильменит будет источником железа и титана для строительства структур и извлечения необходимого кислорода.
Ссылки [ править ]
- ^ Веб-минеральные данные
- ^ Справочник по минералам
- ^ Ильменит на сайте Mindat.org
- ^ Heinz Sibum, Volker Гюнтер, Oskar Roidl, Фатхи Habashi, Hans Uwe Wolf, "титан, титановые сплавы и соединения титана" в энциклопедии Ульмана промышленной химии 2005, Wiley-VCH, Weinheim. DOI : 10.1002 / 14356007.a27_095
- ^ "Sachtleben RDI-S" (PDF) .
- ^ «Продукты» . Минеральное сырье Ltd . Проверено 8 августа 2016 .
- ↑ Грегор, Уильям (1791) «Beobachtungen und Versuche über den Menakanit, einen in Cornwall gefundenen magnetischen Sand» (Наблюдения и эксперименты, касающиеся менакканита [т.е. ильменита], магнитного песка, найденного в Корнуолле), Chemische Annalen …, 1 , стр. 40–54 , 103–119.
- ^ «Основы индустрии» . Минеральное сырье Ltd . Проверено 8 августа 2016 .
- ^ Исследование рынка диоксида титана, опубликованное Ceresana, февраль 2013 г.
- Перейти ↑ Kroll, W (1940). «Производство пластичного титана». Труды Электрохимического общества . 78 : 35–47. DOI : 10.1149 / 1.3071290 .
- ↑ Секи, Ичиро (2017). «Восстановление диоксида титана до металлического титана путем нитридизации и термического разложения» . Материалы Сделки . 58 (3): 361–366. DOI : 10.2320 / matertrans.MK201601 .
- ^ "Справочник по химической экономике диоксида титана" .
- ^ а б Хейс 2011 , стр. 5.
- ↑ Писториус, ПК (январь 2008 г.), «Плавка ильменита: основы» (PDF) , Журнал Южноафриканского института горного дела и металлургии , 108
- ^ "Rio Tinto, Fer et Titane - Продукты" . Группа Рио Тинто . Дата обращения 19 августа 2012 .
- ^ Гасик, Майкл (редактор) (2013). Справочник по ферросплавам: теория и технология . Лондон: Эльзевьер. п. 429. ISBN. 978-0-08-097753-9.CS1 maint: extra text: authors list (link)
- ^ Обзор USGS 2012, стр. 174
- Перейти ↑ Hayes 2011 , p. 3.
- ^ "Шахта Лак Тио" . InfoMine . Дата обращения 16 августа 2012 .
- ^ "TiZir Limited" . Mineral Deposits Limited. Архивировано из оригинала на 2012-08-18 . Дата обращения 16 августа 2012 .
- ^ «Ванадий - AIMR 2011 - Атлас шахт Австралии» .
- ^ Kraker, Дэн. «Titanium Range? Прорыв может привести к новому виду добычи на северо-востоке Минна» . Проверено 31 мая 2017 .
- ^ Bhanoo, Sindya N. (28 декабря 2015). «На Луне обнаружен новый тип породы» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 29 декабря 2015 года .
- ^ http://news.bbc.co.uk/1/hi/magazine/4177064.stm Как создать базу на Луне. НАСА
Источники [ править ]
- Хейс, Тони (2011 г.), Диоксид титана: блестящее будущее впереди (PDF) , Euro Pacific Canada, p. 5 , получено 16 августа 2012 г.[ мертвая ссылка ]
