תוֹכֶן
- מה זה אילמניט?
- אירוע גיאולוגי
- הרכב כימי של Ilmenite
- תכונות פיזיות של אילמניט
- שימושים באילמנית
- אילמניט על הירח
אילמנית: דגימה של אילמניט מסיבי מסנט-אורביין, קוויבק, קנדה. אילמניט מסיבי יכול להיווצר כחומר למילוי ורידים או במהלך הפרדה מגמתית. דגימה זו רוחבה כ- 10 סנטימטרים.
מה זה אילמניט?
אילמניט הוא מינרל אביזר נפוץ בסלעים, משקעים וסלעי משקע באזורים רבים בעולם. אסטרונאוטים של אפולו מצאו אילמניט בשפע בסלעי הירח ובשליטת הירח. Ilmenite הוא תחמוצת ברזל-טיטניום שחורה עם הרכב כימי של FeTiO3.
אילמניט הוא החצב העיקרי של טיטניום, מתכת הדרושה לייצור מגוון של סגסוגות בעלות ביצועים גבוהים. מרבית האילמניט שנכרות בעולם משמש לייצור טיטניום דו חמצני, TiO2, פיגמנט חשוב, לבנה ומלטש שוחקים.
חול מינרלי כבד: חפירה רדודה בחוף פולי, דרום קרוליינה, חושפת שכבות דקות של חולות מינרלים כבדים. מרבית האילמניט שנכרת כיום הוא מחולות עם ריכוז מינרלי כבד. תצלום של קרלטון ברן, הסקר הגיאולוגי של ארצות הברית.
כריית מינרלים כבדים: חופר מסיר חולות מינרלים כבדים במכרה הקונקורד בדרום מרכז וירג'יניה. חולות מאוחדים חלשים המכילים כ -4% מינרלים כבדים נחפרים ומעובדים להסרת אילמניט, לוקוקסן, רוטיל וזירקון. החולות היו מבולבלים ונשחקים מחשיפה אנורטוציטית במרחק קצר משם. תצלום הסקר הגיאולוגי של ארצות הברית.
אירוע גיאולוגי
רוב הצורות האילמניטיות במהלך הקירור האיטי של חדרי מאגמה והיא מרוכזת בתהליך ההפרדה המגמטית. תא מגמה גדול מתחת לאדמה יכול לקחת מאות שנים להתקרר. כאשר הוא מתקרר, גבישים של אילמניט יתחילו להיווצר בטמפרטורה ספציפית. גבישים אלו כבדים יותר מההמסה שמסביב ושוקעים לקרקעית תא הקסמה.
זה גורם למינרלים של אילמניט וטמפרטורה דומה, כמו מגנטיט, להצטבר בשכבה בתחתית תא המאגמה. סלעים הנושאים את האלמניט הם לרוב gabbro, norite או anorthosite. אילמניט מתגבש גם בוורידים ובחללים ולעיתים מופיע כגבישים מעוצבים היטב בפגמיטיטים.
לאילמניט עמידות גבוהה בפני בליה. כאשר סלעים המכילים מזג אוויר אילמניטי, גרגירי אילמנית מתפזרים משקעים. הכובד הסגולי הגבוה של גרגרים אלה גורם להם להתבדל במהלך הובלת הנחל ולהצטבר כ"חולות מינרלים כבדים ". חולות אלה הם בצבע שחור וזוהים בקלות על ידי גיאולוגים. "חיפושים לחול שחור" היה זה מכבר שיטה למציאת משקעי מינרלים כבדים. מרבית האילמניט המיוצר מבחינה מסחרית מתאושש על ידי חפירה או חפירה של חולות אלה, אשר מעובדים לאחר מכן להסרת גרגרי המינרלים הכבדים כמו אילמניט, לוקוקסן, רוטיל וזירקון.
אילמנית: דגימה של אילמניט מסיבי מנורמנוויל, דרום אוסטרליה. הדגימה רוחבה כ- 7.6 סנטימטרים.
הרכב כימי של Ilmenite
ההרכב הכימי האידיאלי של Ilmenites הוא FeTiO3. עם זאת, לעתים קרובות הוא יוצא מאותו הרכב על ידי מכיל כמויות משתנות של מגנזיום או מנגן. אלמנטים אלה מחליפים ברזל בתמיסה מוצקה מלאה. קיימת סדרת פתרונות מוצקה בין ilmenite (FeTiO3) וגיקיאליט (MgTiO3). בסדרה זו, כמויות משתנות של מגנזיום תחליפים לברזל במבנה הגבישים המינרלים. סדרת פתרונות מוצקה שנייה קיימת בין אילמניט לפירופניט (MnTiO3), כשמנגן יחליף ברזל. בטמפרטורות גבוהות קיימת סדרת פתרונות מוצקה שלישית בין אילמניט והמטיט (Fe2O3).
אילמנית: דגימה של אילמניט מסיבי מקרגרו, נורבגיה. הדגימה רוחבה כ- 10 סנטימטרים.
חול שחור אילמנית: חול אילמניטי ממלבורן, פלורידה. הדגימות הן גרגירי חול.
הדרך הטובה ביותר ללמוד על מינרלים היא ללמוד עם אוסף של דגימות קטנות שתוכלו לטפל בהן, לבחון ולהתבונן בתכונותיהן. אוספי מינרלים זולים זמינים בחנות.
תכונות פיזיות של אילמניט
Ilmenite הוא מינרל שחור עם ברק תת-מתכתי עד מתכתי. במבט חטוף ניתן בקלות להתבלבל עם המטיט ומגנטיט. הבחנה קלה. המטיט יש פס אדום ואילו לאלמניט יש פס שחור. המגנטיט הוא מגנטי חזק ואילו אילמניט אינו מגנטי. לעיתים אילמניט הוא מגנטי חלש, אולי מכמויות קטנות של מגנטיט הכלול.
אילמניט בדרך כלל עמיד יותר משאר המינרלים האחרים בסלעים הנגסיים בהם הוא שופע. מסיבה זו, פסולת הבלייה שנוצרה במהלך בליה של סלעים אלה עשירה במיוחד באילמניט. כוח הכוח הספציפי הגבוה יחסית שלה גורם לו להתרכז במרבצי מקום כמו זהב, אבני חן ומינרלים כבדים אחרים.
פיגמנטים ותרכובות ליטוש: אבקת טיטניום דו חמצני מעובדת בקפידה להסרת זיהומים ומסווגת לפי גודל החלקיקים. לאחר מכן הוא נמכר לשימוש כלבנים, פיגמנטים ותרכובות ליטוש. התמונה היא חבית נפילה בסלע שזה עתה נפתחה עם קצף לבן עבה של לק תחמוצת מתכת.
בזלת אילמנית לונרית: אסטרונאוטים של אפולו מצאו בזמזי מים עשירים באלמניט במספר מיקומים על הירח. גוש ההתייחסות בצד ימין למטה הוא סנטימטר מעוקב. תמונה על ידי נאס"א.
שימושים באילמנית
אילמניט הוא החצב העיקרי של מתכת טיטניום. כמויות קטנות של טיטניום בשילוב מתכות מסוימות יפיקו סגסוגות עמידות וחזקות קלות. סגסוגות אלה משמשות לייצור מגוון רחב של חלקים וכלים בעלי ביצועים גבוהים. דוגמאות לכך כוללות: חלקי מטוסים, מפרקים מלאכותיים לבני אדם, וציוד ספורט כגון מסגרות אופניים. כ -5% מהכרייה האילמנית משמשת לייצור מתכת טיטניום. חלק מה- ilmenite משמש גם לייצור רוטיל סינטטי, סוג של דו תחמוצת טיטניום המשמש לייצור פיגמנטים לבנים ומשקפים מאוד.
מרבית האילמניט שנותר משמש לייצור טיטניום דו חמצני, חומר אינרטי, לבן, רפלקטיבי במיוחד. השימוש החשוב ביותר בטיטניום דו חמצני הוא כלבנה. ההלבנה היא חומרים לבנים ומשקפים מאוד אשר נטחנים לאבקה ומשתמשים בהם כפיגמנטים. פיגמנטים אלה מייצרים צבע לבן ובהירות בצבע, נייר, דבקים, פלסטיקה, משחת שיניים ואפילו אוכל.
טיטניום דו חמצני משמש גם לייצור אבקות עם טווח גודל חלקיקים מבוקר. אבקות אלה משמשות כחומר-ליטוש לא יקר במגוון עבודות לצניעה הכוללות נפילת סלעים, כישוף, כרוב, ייצור כדוריים ופנים. שוחקי תחמוצת טיטניום משמשים בתעשיות רבות אחרות.
לונר אילמנית רגולית: אסטרונאוטים של אפולו מצאו משקעים של רגולית ירח המורכבת ברובה מ אילמניט בגודל סחף (שחור) וזכוכית געשית מאפית (כתומה). תמונה על ידי נאס"א.
אילמניט על הירח
אסטרונאוטים של אפולו מצאו בזמזי מים עשירים באלמניט במספר מיקומים על הירח. מרבית המרתפים הללו היו ישנים ביותר, והיוו לפחות 3 מיליארד שנה. סלעים אלה הכילו לרוב מעל 10% דו תחמוצת טיטניום (TiO2). המינרלים שנמצאו בסלעים אלה היו ברובם שדות שדה ופירוקסנים, כאשר אילמניט נמצא בשפע.
כמה דוגמאות של regolith ירחי הכילו כמויות משמעותיות של ilmenite. זה התרחש בחלקיקים שנעים בין סחף עדין לחול גס. היה נדמה כי האילמניט שוחרר מבזריחי ירח במהלך אירועי השפעה.
דגימות של רגולית ירח שנאספו במכתש שורטי הכילו תערובת של כדוריות זכוכית וולקניות ודגני אילמניט. המפקד מרוטד בשכבה התחתונה המורכבת ברובה מחומר אילמניט וחומרים אטומים שחורים אחרים. זה דרג כלפי מעלה לשכבה עליונה, המכונה "אדמת תפוז", שהורכבה בעיקר מחרוזים בצורת כדורית של זכוכית וולקנית כתומה עם כמויות קלות של אילמיט. הגרגרים היו ברובם פחות מ- 1/2 מילימטר. ריגולית זו חשבה שנוצרה על ידי התפרצויות געשיות מעיינות במהלך ההיסטוריה הירחית המוקדמת.