المعادن

إلمينيت



معدن أسود أكسيد التيتانيوم الحديدي. خام الأولية من التيتانيوم ، مصدر ثاني أكسيد التيتانيوم.


إلمينيت: عينة من ilmenite ضخمة من سان Urbain ، كيبيك ، كندا. يمكن تشكيل الإلمينيت الضخم كمادة مملوءة بالوريد أو أثناء الفصل الصهري. هذه العينة حوالي 4 بوصات (10 سم) عبر.

ما هو المينيت؟

المينيت هو معدن شائع التبعي في الصخور النارية والرواسب والصخور الرسوبية في أجزاء كثيرة من العالم. وجد رواد فضاء أبولو الإلمينيت الوفير في الصخور القمرية والقزحية القمرية. المينيت هو أكسيد التيتانيوم الأسود مع تركيبة كيميائية من FeTiO3.

Ilmenite هو خام التيتانيوم الرئيسي ، وهو المعدن اللازم لصنع مجموعة متنوعة من السبائك عالية الأداء. يتم استخدام معظم ألمينيت الملغومة في جميع أنحاء العالم لتصنيع ثاني أكسيد التيتانيوم ، تيو2، صبغة مهمة ، البياض ، وتلميع جلخ.

الرمال المعدنية الثقيلة: يكشف الحفر الضحل في فولي بيتش ، ساوث كارولينا ، طبقات رقيقة من الرمال المعدنية الثقيلة. معظم ألمينيت الملغومة اليوم هو من الرمال مع تركيز المعادن الثقيلة. الصورة: كارلتون بيرن ، هيئة المساحة الجيولوجية بالولايات المتحدة.

المعادن الثقيلة التعدين: حفارات تزيل الرمال المعدنية الثقيلة في منجم كونكورد في جنوب وسط فرجينيا. يتم حفر ومعالجة الرمال المجمعة الضعيفة التي تحتوي على حوالي 4٪ معادن ثقيلة لإزالة الإلمنيت والليوكسين والروتيل والزركون. تم تجفيف الرمال وتآكلها من التعرض للأنوثوسيت على بعد مسافة قصيرة. صورة من هيئة المساحة الجيولوجية بالولايات المتحدة.

حدوث جيولوجي

تتشكل معظم الألمينيت أثناء التبريد البارد لغرف الصهارة وتتركز من خلال عملية الفصل الصهري. غرفة الصهارة كبيرة تحت الأرض يمكن أن يستغرق قرون لتبرد. أثناء تبريده ، ستبدأ بلورات الإلمينيت في التكوين عند درجة حرارة محددة. هذه البلورات أثقل من الذوبان المحيط وتغرق في أسفل غرفة الصهارة.

هذا يتسبب في تراكم الإلمينيت والمعادن المماثلة في درجات الحرارة ، مثل المغنتيت ، في طبقة في أسفل غرفة الصهارة. غالبًا ما تكون هذه الصخور الحاملة للألمينيت جابرو أو نوريت أو أنثوسيت. يتبلور المينايت أيضًا في الأوردة وتجويف الأسنان ويحدث أحيانًا في صورة بلورات جيدة التكون في البيجمات.

إلمينيت لديه مقاومة عالية للتجوية. عندما تتساقط الصخور التي تحتوي على طقس ألمينيت ، تتفرق حبيبات الإلمنيت مع الرواسب. تؤدي الثقل النوعي العالي لهذه الحبوب إلى فصلها أثناء نقل التيار وتتراكم كـ "رمال معدنية ثقيلة". هذه الرمال سوداء اللون ويمكن التعرف عليها بسهولة من قبل الجيولوجيين. لطالما كان "استكشاف الرمال السوداء" طريقة للعثور على رواسب الغرينية المعدنية الثقيلة. يتم استرداد معظم الإلمينيت المنتج تجاريًا عن طريق حفر أو تجريف هذه الرمال ، والتي تتم معالجتها بعد ذلك لإزالة الحبوب المعدنية الثقيلة مثل الإلمنيت والليوكسين والروتيل والزركون.

إلمينيت: عينة من ilmenite ضخمة من نورمانفيل ، جنوب أستراليا. العينة حوالي 3 بوصات (7.6 سم) عبر.

التركيب الكيميائي للالمينيت

التركيب الكيميائي المثالي لـ Ilmenite هو FeTiO3. ومع ذلك ، فإنه في كثير من الأحيان يغادر من هذا التكوين عن طريق احتواء كميات متغيرة من المغنيسيوم أو المنغنيز. هذه العناصر بديلا عن الحديد في حل كامل الصلبة. توجد سلسلة حل صلبة بين الإلمينيت (FeTiO)3) والجيكليت (MgTiO3). في هذه السلسلة ، كميات متغيرة من بدائل المغنيسيوم للحديد في بنية الكريستال المعدنية. توجد سلسلة حل صلبة ثانية بين الإلمينيت والبيروفانيت (MnTiO)3) ، مع استبدال المنغنيز للحديد. في درجات الحرارة العالية ، توجد سلسلة ثالثة من المحاليل الصلبة بين الإلمينيت والهيماتيت (Fe2O3).

إلمينيت: عينة من ilmenite ضخمة من كراجيرو ، النرويج. العينة حوالي 4 بوصات (10 سم) عبر.

الرمال السوداء المينايت: رمال إلمينيت من ملبورن ، فلوريدا. العينات هي حبيبات بحجم الرمال.

أفضل طريقة للتعرف على المعادن هي الدراسة مع مجموعة من العينات الصغيرة التي يمكنك التعامل معها وفحصها ومراقبتها. مجموعات المعادن غير مكلفة متوفرة في المتجر.

الخصائص الفيزيائية للالمينيت

Ilmenite هو معدن أسود مع بريق معدني إلى معدني. مع مجرد لمحة يمكن بسهولة الخلط بينه وبين الهيماتيت والمغنتيت. التمايز سهل. الهيماتيت لديه خط أحمر ، بينما الإلمينيت له خط أسود. المغنتيت مغناطيسي بقوة ، بينما الإلمينيت ليس مغنطيسياً. أحيانًا يكون الإلمنيت مغناطيسيًا ضعيفًا ، ربما من كميات صغيرة من المغنتيت المشمول.

الخصائص الفيزيائية للالمينيت

التصنيف الكيميائيأكسيد
اللونأسود
خطأسود
بريقمعدني ، دون معدني
Diaphaneityمبهمة
انقساملا شيء
موس صلابة5.5 إلى 6
جاذبية معينة4.7 إلى 4.8
خصائص التشخيصخط؛ أحيانا ضعيفة المغناطيسي.
التركيب الكيميائيأكسيد التيتانيوم الحديدي - FeTiO3.
تحتوي في بعض الأحيان على كميات كبيرة من المغنيسيوم والمنغنيز في محلول صلب مع الحديد لإنتاج تركيبة من (Fe ، Mg ، Mn) TiO3
نظام الكريستالمسدس الشكل
الاستخداماتخام الأولية من التيتانيوم. مصدر ثانوي للحديد. تستخدم لصنع ثاني أكسيد التيتانيوم.

عادة ما يكون المينيت أكثر دواما من المعادن الأخرى الموجودة في الصخور البركانية التي تكون فيها وفيرة. لهذا السبب ، فإن الحطام التجويدي الناتج أثناء التجوية لهذه الصخور غني بالألمينيت بشكل خاص. إن ثقلها العالي نسبيا يجعلها تتركز في الرواسب الغرينية مثل الذهب والأحجار الكريمة والمعادن الثقيلة الأخرى.

أصباغ و تلميع المركبات: تتم معالجة مسحوق ثاني أكسيد التيتانيوم بعناية لإزالة الشوائب وتصنيفه حسب حجم الجسيمات. ثم يتم بيعها للاستخدام مثل البياض والأصباغ ومركبات التلميع. الصورة عبارة عن برميل بهلوان صخري تم فتحه للتو مع زبد أبيض سميك من طلاء أكسيد المعادن.

القمر البلمنت القمري: عثر رواد فضاء أبولو على البازلت الغني بالألمينيت في مواقع متعددة على سطح القمر. الكتلة المرجعية في أسفل اليمين هي سنتيمتر مكعب واحد. الصورة بواسطة ناسا.

استخدامات المينيت

المينيت هو خام المعادن التيتانيوم. تنتج كميات صغيرة من التيتانيوم مع بعض المعادن خلائط متينة وعالية القوة وخفيفة الوزن. تستخدم هذه السبائك لتصنيع مجموعة واسعة من قطع الغيار والأدوات عالية الأداء. ومن الأمثلة على ذلك: أجزاء الطائرات ، والمفاصل الاصطناعية للبشر ، والمعدات الرياضية مثل إطارات الدراجات. حوالي 5 ٪ من ألمينيت الملغومة يستخدم لإنتاج معدن التيتانيوم. يستخدم بعض الإلمينيت أيضًا في إنتاج الروتيل الصناعي ، وهو شكل من أشكال ثاني أكسيد التيتانيوم المستخدم لإنتاج أصباغ بيضاء شديدة الانعكاس.

يتم استخدام معظم الإلمينيت المتبقي في إنتاج ثاني أكسيد التيتانيوم ، وهو مادة بيضاء خاملة وعاكسة للغاية. الاستخدام الأكثر أهمية لثاني أكسيد التيتانيوم هو البياض. تعتبر البياض بيضاء ، وهي مواد عاكسة للغاية يتم طحنها بمسحوق وتستخدم كأصباغ. تنتج هذه الأصباغ لونًا أبيض وسطوعًا في الطلاء والورق والمواد اللاصقة والبلاستيك ومعجون الأسنان وحتى الطعام.

يستخدم ثاني أكسيد التيتانيوم أيضًا في صناعة مساحيق ذات نطاق جسيم محكوم بإحكام. يتم استخدام هذه المساحيق كمادة كاشطة تلميع غير مكلفة في مجموعة متنوعة من الأعمال الجبرية التي تشمل الصخور المتدحرجة ، واللف ، والكابلات ، وصناعة الكرة ، والوجه. تستخدم مزيلات أكسيد التيتانيوم في العديد من الصناعات الأخرى.

القمر القمري Regolith: عثر رواد فضاء أبولو على رواسب من رجوليت القمر يتكون معظمهم من الإلمينيت ذي الطمي إلى الرمل (الأسود) والزجاج البركاني المافيكي (البرتقالي). الصورة بواسطة ناسا.

إنسانيت على القمر

عثر رواد فضاء أبولو على البازلت الغني بالألمينيت في مواقع متعددة على سطح القمر. معظم هذه البازلت كانت قديمة للغاية ، وقد تشكلت قبل 3 مليارات سنة على الأقل. تحتوي هذه الصخور غالبًا على أكثر من 10٪ من ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO)2). المعادن الموجودة في هذه الصخور كانت في الغالب الفلسبار والبيروكسينات ، مع الإلمنيت التالي بوفرة.

بعض عينات من regolith القمر تحتوي على كميات كبيرة من ilmenite. لقد حدثت في جزيئات تتراوح بين الطمي الناعم والرمل الخشن. كان يعتقد أن الإلمنيت قد تحرر من البازلت القمري أثناء أحداث الصدمة.

عينات من regolith القمري التي تم جمعها في Shorty Crater تحتوي على مزيج من الكرات الزجاجية البركانية وحبوب ilmenite. تم ترسيب الرواسب بطبقة سفلية مكونة في الغالب من مادة الإلمنيت وغيرها من المواد المعتمة السوداء. تم تدرج هذا لأعلى إلى الطبقة العليا ، والمعروفة باسم "التربة البرتقالية" ، والتي كانت تتكون في معظمها من حبات كروية الشكل من الزجاج البركاني البرتقالي بكميات قليلة من الإلمينيت. كانت الحبوب في الغالب أقل من 1/2 ملليمتر في الحجم. كان يُعتقد أن هذا الارتجاع قد تم إنتاجه عن طريق الانفجارات البركانية النافعة خلال التاريخ القمري المبكر.