Contenuto
- Che cos'è ilmenite?
- Evento geologico
- Composizione chimica di Ilmenite
- Proprietà fisiche di Ilmenite
- Usi di Ilmenite
- Ilmenite sulla luna
ilmenite: Un esemplare di massiccia ilmenite di Saint-Urbain, Quebec, Canada. Ilmenite massiccio può essere formato come materiale per il riempimento delle vene o durante la segregazione magmatica. Questo esemplare misura circa 4 pollici (10 centimetri) di diametro.
Che cos'è ilmenite?
Ilmenite è un minerale accessorio comune in rocce ignee, sedimenti e rocce sedimentarie in molte parti del mondo. Gli astronauti dell'Apollo trovarono abbondante ilmenite nelle rocce lunari e nella regolazione lunare. Ilmenite è un ossido di ferro-titanio nero con una composizione chimica di FeTiO3.
Ilmenite è il minerale primario di titanio, un metallo necessario per produrre una varietà di leghe ad alte prestazioni. La maggior parte dell'ilmenite estratta in tutto il mondo viene utilizzata per produrre biossido di titanio, TiO2, un importante abrasivo a base di pigmento, merlano e lucidatura.
Sabbia minerale pesante: Scavi poco profondi a Folly Beach, nella Carolina del Sud, espongono sottili strati di sabbie minerali pesanti. La maggior parte dell'ilmenite estratta oggi proviene da sabbie con una forte concentrazione di minerali. Fotografia di Carleton Bern, Indagine geologica degli Stati Uniti.
Minerali pesanti da miniera: Gli escavatori rimuovono le sabbie minerali pesanti alla miniera del Concord nella Virginia centro-meridionale. Sabbie debolmente consolidate contenenti circa il 4% di minerali pesanti vengono scavate ed elaborate per rimuovere ilmenite, leucoxene, rutilo e zircone. Le sabbie sono state alterate ed erose da un'esposizione anorthocite a breve distanza. Foto dell'indagine geologica degli Stati Uniti.
Evento geologico
La maggior parte delle forme ilmenite durante il lento raffreddamento delle camere magmatiche si concentra attraverso il processo di segregazione magmatica. Una grande camera sotterranea di magma può richiedere secoli per raffreddarsi. Man mano che si raffredda, i cristalli di ilmenite inizieranno a formarsi a una temperatura specifica. Questi cristalli sono più pesanti della fusione circostante e affondano sul fondo della camera magmatica.
Ciò provoca l'accumulo di minerali di ilmenite e temperature simili, come la magnetite, in uno strato sul fondo della camera magmatica. Queste rocce portanti ilmenite sono spesso gabbro, norite o anorthosite. Ilmenite si cristallizza anche nelle vene e nelle cavità e talvolta si presenta come cristalli ben formati nelle pegmatiti.
Ilmenite ha un'alta resistenza agli agenti atmosferici. Quando le rocce contengono tempo di ilmenite, i granelli di ilmenite si disperdono con il sedimento. L'elevato peso specifico di questi granuli li induce a separarsi durante il trasporto del flusso e ad accumularsi come "sabbie minerali pesanti". Queste sabbie sono di colore nero e facilmente riconoscibili dai geologi. La "prospezione della sabbia nera" è stata a lungo un metodo per trovare depositi di placer minerali pesanti. La maggior parte dell'ilmenite prodotta commercialmente viene recuperata mediante scavo o dragaggio di queste sabbie, che vengono quindi elaborate per rimuovere i grani minerali pesanti come ilmenite, leucoxene, rutilo e zircone.
ilmenite: Un esemplare di massiccia ilmenite di Normanville, nell'Australia meridionale. Il campione è di circa 3 pollici (7,6 centimetri) di diametro.
Composizione chimica di Ilmenite
La composizione chimica ideale di Ilmenites è FeTiO3. Tuttavia, spesso si allontana da quella composizione contenendo quantità variabili di magnesio o manganese. Questi elementi sostituiscono il ferro in una soluzione solida completa. Esiste una serie di soluzioni solide tra ilmenite (FeTiO3) e geikielite (MgTiO3). In questa serie, quantità variabili di magnesio sostituiscono il ferro nella struttura cristallina dei minerali. Esiste una seconda serie di soluzioni solide tra ilmenite e pirofanite (MnTiO3), con manganese in sostituzione del ferro. Alle alte temperature, esiste una terza serie di soluzioni solide tra ilmenite ed ematite (Fe2O3).
ilmenite: Un esemplare di massiccia ilmenite di Kragero, Norvegia. Il campione è di circa 4 pollici (10 centimetri) di diametro.
Ilmenite di sabbia nera: Sabbia Ilmenite da Melbourne, in Florida. Gli esemplari sono granelli di sabbia.
Il modo migliore per conoscere i minerali è studiare con una raccolta di piccoli esemplari che è possibile gestire, esaminare e osservare le loro proprietà. Collezioni di minerali economiche sono disponibili nello Store.
Proprietà fisiche di Ilmenite
Ilmenite è un minerale nero con una lucentezza submetallica a metallica. Con una semplice occhiata può essere facilmente confuso con ematite e magnetite. La differenziazione è semplice. L'ematite ha una striscia rossa, mentre ilmenite ha una striscia nera. La magnetite è fortemente magnetica, mentre ilmenite non è magnetica. Occasionalmente ilmenite è debolmente magnetica, probabilmente da piccole quantità di magnetite inclusa.
Ilmenite è generalmente più resistente degli altri minerali nelle rocce ignee in cui è abbondante. Per tale motivo, i detriti causati dagli agenti atmosferici prodotti dagli agenti atmosferici di queste rocce sono particolarmente ricchi di ilmenite. Il suo peso specifico relativamente elevato fa sì che si concentri in depositi di placer come oro, gemme e altri minerali pesanti.
Pigmenti e composti lucidanti: La polvere di biossido di titanio viene accuratamente trattata per rimuovere le impurità e classificata per dimensione delle particelle. Viene quindi venduto per l'uso come melù, pigmenti e composti lucidanti. L'immagine è un barilotto di pietra appena aperto con una spessa schiuma bianca di ossido di metallo.
Basalto ilmenite lunare: Gli astronauti dell'Apollo hanno trovato basalti ricchi di ilmenite in più punti della Luna. Il blocco di riferimento in basso a destra è di un centimetro cubo. Immagine della NASA.
Usi di Ilmenite
Ilmenite è il minerale primario del metallo di titanio. Piccole quantità di titanio combinate con determinati metalli produrranno leghe durevoli, ad alta resistenza e leggere. Queste leghe sono utilizzate per produrre una vasta gamma di parti e strumenti ad alte prestazioni. Gli esempi includono: parti di aeromobili, articolazioni artificiali per l'uomo e attrezzature sportive come telai di biciclette. Circa il 5% dell'ilmenite estratto viene utilizzato per produrre metallo al titanio. Alcune ilmenite viene anche utilizzata per produrre rutilo sintetico, una forma di biossido di titanio utilizzata per produrre pigmenti bianchi altamente riflettenti.
La maggior parte dell'ilmenite rimanente viene utilizzata per produrre biossido di titanio, un materiale inerte, bianco, altamente riflettente. L'uso più importante del biossido di titanio è come merlano. I whings sono materiali bianchi, altamente riflettenti che vengono macinati in polvere e usati come pigmenti. Questi pigmenti producono un colore bianco e una brillantezza in vernice, carta, adesivi, plastica, dentifricio e persino alimenti.
Il biossido di titanio viene anche usato per produrre polveri con una gamma di dimensioni delle particelle strettamente controllata. Queste polveri sono usate come abrasivi lucidanti economici in una varietà di lavori lapidari che includono cadute di pietre, lappatura, cabbing, fabbricazione di sfere e sfaccettature. Gli abrasivi all'ossido di titanio sono utilizzati in molti altri settori.
Lunith Ilmenite Regolith: Gli astronauti dell'Apollo hanno trovato depositi di regolite lunare composti principalmente da ilmenite (nero) di dimensioni da limo a sabbia (nero) e vetro vulcanico mafico (arancione). Immagine della NASA.
Ilmenite sulla luna
Gli astronauti dell'Apollo hanno trovato basalti ricchi di ilmenite in più punti della Luna. La maggior parte di questi basalti erano estremamente vecchi, formando almeno 3 miliardi di anni fa. Queste rocce spesso contenevano oltre il 10% di biossido di titanio (TiO2). I minerali presenti in queste rocce erano principalmente feldspati e pirosseni, con ilmenite successiva in abbondanza.
Alcuni campioni di regolite lunare contenevano quantità significative di ilmenite. Si è verificato in particelle che vanno dal limo fine alla sabbia grossolana. Si pensava che l'ilmenite fosse stata liberata dai basalti lunari durante gli eventi di impatto.
Campioni di regolite lunare raccolti nel cratere di Shorty contenevano un mix di sfere di vetro vulcanico e granuli di ilmenite. Il deposito è stato stratificato con uno strato inferiore composto principalmente da ilmenite e altri materiali neri opachi. Questo gradò verso l'alto fino a uno strato superiore, noto come "terreno arancione", che era composto principalmente da perle sferiche di vetro vulcanico arancione con piccole quantità di ilmenite. I grani erano per lo più di meno di 1/2 millimetro di dimensione. Si pensava che questa regolite fosse stata prodotta da fontanelle eruzioni vulcaniche durante la prima storia lunare.