NộI Dung
- Ilmenit là gì?
- Xảy ra địa chất
- Thành phần hóa học của Ilmenit
- Tính chất vật lý của Ilmenit
- Công dụng của Ilmenit
- Ilmenite trên mặt trăng
Bất thường: Một mẫu vật ilmenit khổng lồ từ Saint-Urbain, Quebec, Canada. Ilmenit lớn có thể được hình thành như một vật liệu làm đầy tĩnh mạch hoặc trong quá trình phân tách magma. Mẫu vật này dài khoảng 4 inch (10 cm).
Ilmenit là gì?
Ilmenite là một khoáng chất phụ kiện phổ biến trong đá lửa, trầm tích và đá trầm tích ở nhiều nơi trên thế giới. Các phi hành gia Apollo đã tìm thấy ilmenit dồi dào trong đá mặt trăng và regolith mặt trăng. Ilmenite là một oxit sắt-titan đen với thành phần hóa học là FeTiO3.
Ilmenite là quặng chính của titan, một kim loại cần thiết để tạo ra nhiều loại hợp kim hiệu suất cao. Hầu hết ilmenit khai thác trên toàn thế giới được sử dụng để sản xuất titan dioxide, TiO2, một sắc tố quan trọng, lòng trắng và đánh bóng mài mòn.
Cát khoáng nặng: Đào cạn tại bãi biển Folly, Nam Carolina, phơi bày những lớp cát khoáng chất mỏng. Hầu hết các ilmenit khai thác ngày nay là từ cát với nồng độ khoáng chất nặng. Ảnh của Carleton Bern, Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ.
Khai thác khoáng sản nặng: Các máy xúc loại bỏ cát khoáng sản nặng tại mỏ Concord ở phía nam trung tâm Virginia. Các cát hợp nhất yếu chứa khoảng 4% khoáng chất nặng được khai quật và xử lý để loại bỏ ilmenit, leucoxene, rutile và zircon. Các cát đã bị phong hóa và xói mòn từ một phơi nhiễm anorthocite cách đó một quãng ngắn. Ảnh của Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ.
Xảy ra địa chất
Hầu hết các dạng ilmenit trong quá trình làm lạnh chậm các khoang magma và được tập trung thông qua quá trình phân tách magma. Một buồng magma lớn dưới lòng đất có thể mất nhiều thế kỷ để làm mát. Khi nó nguội đi, các tinh thể ilmenit sẽ bắt đầu hình thành ở một nhiệt độ cụ thể. Những tinh thể này nặng hơn sự tan chảy xung quanh và chìm xuống đáy của khoang magma.
Điều này làm cho ilmenit và các khoáng chất có nhiệt độ tương tự, chẳng hạn như từ tính, tích tụ trong một lớp ở dưới cùng của khoang magma. Những loại đá mang ilmenit này thường là gabbro, norite hoặc anorthonymous. Ilmenit cũng kết tinh trong các tĩnh mạch và sâu răng và đôi khi xảy ra dưới dạng các tinh thể được hình thành tốt trong các pegmatit.
Ilmenite có sức đề kháng cao với thời tiết. Khi đá chứa thời tiết ilmenit, các hạt ilmenit phân tán với trầm tích. Trọng lượng riêng cao của các loại ngũ cốc này khiến chúng tách biệt trong quá trình vận chuyển dòng và tích tụ thành "cát khoáng nặng". Những cát này có màu đen và dễ dàng được công nhận bởi các nhà địa chất. "Thăm dò cát đen" từ lâu đã là một phương pháp tìm kiếm các mỏ khoáng sản nặng. Hầu hết ilmenit được sản xuất thương mại được thu hồi bằng cách đào hoặc nạo vét các cát này, sau đó được xử lý để loại bỏ các hạt khoáng chất nặng như ilmenit, leucoxene, rutile và zircon.
Bất thường: Một mẫu vật ilmenit khổng lồ từ Normanville, Nam Úc. Mẫu vật có chiều dài khoảng 3 inch (7,6 cm).
Thành phần hóa học của Ilmenit
Thành phần hóa học lý tưởng của Ilmenit là FeTiO3. Tuy nhiên, nó thường rời khỏi thành phần đó bằng cách chứa một lượng magiê hoặc mangan khác nhau. Những yếu tố này thay thế cho sắt trong dung dịch rắn hoàn chỉnh. Một loạt giải pháp rắn tồn tại giữa ilmenit (FeTiO3) và geikielite (MgTiO3). Trong loạt bài này, một lượng thay thế magiê thay thế cho sắt trong cấu trúc tinh thể khoáng sản. Một loạt giải pháp rắn thứ hai tồn tại giữa ilmenit và pyrophanite (MnTiO3), với mangan thay thế cho sắt. Ở nhiệt độ cao, một loạt dung dịch rắn thứ ba tồn tại giữa ilmenit và hematit (Fe2Ôi3).
Bất thường: Một mẫu vật ilmenit lớn từ Kragero, Na Uy. Mẫu vật có chiều dài khoảng 4 inch (10 cm).
Cát đen Ilmenite: Cát Ilmenite từ Melbourne, Florida. Mẫu vật là các hạt cỡ cát.
Cách tốt nhất để tìm hiểu về khoáng sản là nghiên cứu với một bộ sưu tập các mẫu vật nhỏ mà bạn có thể xử lý, kiểm tra và quan sát các thuộc tính của chúng. Bộ sưu tập khoáng sản rẻ tiền có sẵn trong Cửa hàng.
Tính chất vật lý của Ilmenit
Ilmenite là một khoáng chất màu đen với ánh kim loại ánh kim. Chỉ với một cái liếc mắt, nó có thể dễ dàng bị nhầm lẫn với hematit và Magnetite. Sự khác biệt là dễ dàng. Hematite có một vệt đỏ, trong khi ilmenite có một vệt đen. Magnetite có từ tính mạnh, trong khi ilmenit không có từ tính. Đôi khi ilmenit có từ tính yếu, có thể từ một lượng nhỏ từ tính đi kèm.
Ilmenit thường bền hơn các khoáng chất khác trong đá lửa, trong đó nó rất phong phú. Vì lý do đó, các mảnh vụn phong hóa được tạo ra trong quá trình phong hóa của những tảng đá này đặc biệt giàu ilmenit. Trọng lượng riêng tương đối cao của nó làm cho nó trở nên tập trung trong các mỏ sa khoáng như vàng, đá quý và các khoáng chất nặng khác.
Sắc tố và hợp chất đánh bóng: Bột titan dioxide được xử lý cẩn thận để loại bỏ tạp chất và phân loại theo kích thước hạt. Sau đó nó được bán để sử dụng làm chất trắng, bột màu và các hợp chất đánh bóng. Hình ảnh là một thùng đá cốc vừa được mở ra với một lớp bọt trắng dày của chất đánh bóng oxit kim loại.
Đá bazan Ilmenit: Các phi hành gia Apollo đã tìm thấy bazan giàu ilmenit tại nhiều địa điểm trên Mặt trăng. Khối tham chiếu ở phía dưới bên phải là một centimet khối. Hình ảnh của NASA.
Công dụng của Ilmenit
Ilmenite là quặng chính của kim loại titan. Một lượng nhỏ titan kết hợp với một số kim loại nhất định sẽ tạo ra hợp kim bền, độ bền cao, nhẹ. Những hợp kim này được sử dụng để sản xuất nhiều bộ phận và công cụ hiệu suất cao. Ví dụ bao gồm: các bộ phận máy bay, khớp nhân tạo cho con người và thiết bị thể thao như khung xe đạp. Khoảng 5% ilmenit khai thác được sử dụng để sản xuất kim loại titan. Một số ilmenit cũng được sử dụng để sản xuất rutile tổng hợp, một dạng titan dioxide được sử dụng để tạo ra các sắc tố màu trắng, có độ phản chiếu cao.
Hầu hết các ilmenit còn lại được sử dụng để tạo ra titan dioxide, một vật liệu trơ, màu trắng, có độ phản xạ cao. Việc sử dụng titan dioxide quan trọng nhất là làm trắng. Whitings là màu trắng, vật liệu phản chiếu cao được nghiền thành bột và được sử dụng làm sắc tố. Những sắc tố này tạo ra một màu trắng và độ sáng trong sơn, giấy, chất kết dính, nhựa, kem đánh răng, và thậm chí cả thực phẩm.
Titanium dioxide cũng được sử dụng để tạo ra bột với phạm vi kích thước hạt được kiểm soát chặt chẽ. Những loại bột này được sử dụng như chất mài mòn đánh bóng rẻ tiền trong một loạt các công việc thô sơ bao gồm đá rơi, vạt, dây cáp, làm hình cầu, và mài mặt. Titan mài mòn oxit được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác.
Mặt trăng Ilmenite Regolith: Các phi hành gia Apollo đã tìm thấy các trầm tích của regolith mặt trăng có thành phần chủ yếu là ilmenit từ cát đến cát (màu đen) và thủy tinh núi lửa (màu cam). Hình ảnh của NASA.
Ilmenite trên mặt trăng
Các phi hành gia Apollo đã tìm thấy bazan giàu ilmenit tại nhiều địa điểm trên Mặt trăng. Hầu hết các bazan này đã rất cũ, hình thành ít nhất 3 tỷ năm trước. Những loại đá này thường chứa hơn 10% titan dioxide (TiO2). Khoáng chất có trong các loại đá này chủ yếu là fenspat và pyroxen, với ilmenit tiếp theo rất phong phú.
Một số mẫu của regolith mặt trăng có chứa một lượng ilmenit đáng kể. Nó xảy ra trong các hạt từ phù sa mịn đến cát thô. Ilmenite được cho là đã được giải phóng khỏi bazan mặt trăng trong các sự kiện tác động.
Các mẫu của regolith mặt trăng được thu thập tại Shorty Crater chứa hỗn hợp các quả cầu thủy tinh núi lửa và các hạt ilmenit. Các khoản tiền gửi được phân tầng với một lớp dưới cùng bao gồm chủ yếu là ilmenit và các vật liệu mờ đen khác. Lớp này được phân loại lên trên một lớp trên, được gọi là "đất cam", được cấu tạo chủ yếu từ các hạt hình núi lửa màu cam hình cầu với một lượng nhỏ ilmenit. Các hạt có kích thước nhỏ hơn 1/2 milimet. Regolith này được cho là đã được tạo ra bằng cách phun trào núi lửa trong lịch sử mặt trăng đầu tiên.