Περιεχόμενο
- Τι είναι το Ilmenite;
- Γεωλογική εκδήλωση
- Χημική σύνθεση του λαμινίτη
- Φυσικές ιδιότητες του λαμινίτη
- Χρήσεις του λαμινίτη
- Ilmenite στη Σελήνη
Ilmenite: Ένα δείγμα μαζικού ilmenite από τον Saint-Urbain, Κεμπέκ του Καναδά. Ο μαζικός λαμινίτης μπορεί να σχηματιστεί ως υλικό πλήρωσης φλέβας ή κατά τη διάρκεια του μαγματικού διαχωρισμού. Αυτό το δείγμα είναι περίπου 4 ίντσες (10 εκατοστά) απέναντι.
Τι είναι το Ilmenite;
Ο λαμινίτης είναι ένα κοινό ανόργανο μέταλλο σε πυρίμαχους βράχους, ιζήματα και ιζηματογενή πετρώματα σε πολλά μέρη του κόσμου. Οι αστροναύτες του Απόλλωνα βρήκαν άφθονο λαμινίτη σε σεληνιακούς βράχους και σεληνιακό regolith. Ο λαμινίτης είναι ένα οξείδιο μαύρου σιδήρου-τιτανίου με χημική σύνθεση FeTiO3.
Ο λαμινίτης είναι το κύριο μετάλλευμα του τιτανίου, ένα μέταλλο που χρειάζεται να παράγει μια ποικιλία κραμάτων υψηλής απόδοσης. Το μεγαλύτερο μέρος του εξόρυξης λαμινίτη παγκοσμίως χρησιμοποιείται για την παραγωγή διοξειδίου του τιτανίου, TiO2, μια σημαντική χρωστική, το νταουκιού του Ατλαντικού και το λειαντικό λειαντικό.
Βαριά μεταλλική άμμος: Το ρηχό σκάψιμο στη παραλία Folly, στη Νότια Καρολίνα, εκθέτει λεπτά στρώματα από βαρύ-ορυκτά άμμο. Το μεγαλύτερο μέρος του λαμινίτη που εξορύσσεται σήμερα είναι από άμμο με μεγάλη συγκέντρωση ορυκτών. Φωτογραφία από την Carleton Bern, Γεωλογική Έρευνα Ηνωμένων Πολιτειών.
Εξόρυξη βαρέα ορυκτά: Οι εκσκαφείς αφαιρούν τις βαριές ορυκτές άμμους στο ορυχείο Concord στην νότια κεντρική Βιρτζίνια. Ελαφρώς εδωμένες άμμοι που περιέχουν περίπου 4% βαρέα μέταλλα ανασκάπτονται και υφίστανται επεξεργασία για την απομάκρυνση του λαμινίτη, λευκοξένης, ρουτιλίου και ζιρκονίου. Οι άμμοι υποβαθμίστηκαν και διαβρώθηκαν από έκθεση ανοορκέτωτου σε μικρή απόσταση. Φωτογραφία από την Γεωλογική Έρευνα των Ηνωμένων Πολιτειών.
Γεωλογική εκδήλωση
Οι περισσότερες μορφές λαμινίτη κατά τη διάρκεια της αργής ψύξης των θαλάμων μάγματος και συγκεντρώνεται μέσω της διαδικασίας του μαγματικού διαχωρισμού. Ένας μεγάλος υπόγειος θάλαμος μάγματος μπορεί να πάρει αιώνες για να κρυώσει. Καθώς ψύχεται, οι κρύσταλλοι του λαμινίτη θα αρχίσουν να σχηματίζονται σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία. Αυτοί οι κρύσταλλοι είναι βαρύτεροι από το περιβάλλον που τήκεται και βυθίζονται στον πυθμένα του θαλάμου μάγματος.
Αυτό προκαλεί τη συγκέντρωση ιλμενίτη και ορυκτών με παρόμοια θερμοκρασία, όπως μαγνητίτη, σε ένα στρώμα στο κάτω μέρος του θαλάμου μάγματος. Αυτά τα πετρώματα που φέρουν λαμινίτη είναι συχνά gabbro, norite, ή anorthosite. Ο λαμινίτης κρυσταλλώνει επίσης στις φλέβες και τις κοιλότητες και μερικές φορές εμφανίζεται ως καλά σχηματισμένοι κρύσταλλοι στους πεγκματίτες.
Το Ilmenite έχει μεγάλη αντοχή στις καιρικές συνθήκες. Όταν οι βράχοι που περιέχουν ιλμενίτη καιρού, οι κόκκοι του λαμινίτη διασκορπίζονται με το ίζημα. Η υψηλή ειδική βαρύτητα αυτών των κόκκων τους προκαλεί να διαχωρίζονται κατά τη μεταφορά του ρεύματος και να συσσωρεύονται ως "βαριές ορυκτές άμμοι". Αυτές οι άμμοι είναι μαύρες και αναγνωρίζονται εύκολα από γεωλόγους. Η "μαύρη αναζήτηση άμμου" εδώ και πολύ καιρό είναι μια μέθοδος για την εξεύρεση βαρών κοιτασμάτων μεταλλικών πλακών. Ο περισσότερος εμπορικά παραγόμενος λαμινίτης ανακτάται με ανασκαφή ή βυθοκόρηση αυτών των άμμων, οι οποίες στη συνέχεια επεξεργάζονται για να απομακρύνουν τα βαριά μεταλλικά σπόρια όπως ilmenite, leucoxene, rutile και zircon.
Ilmenite: Ένα δείγμα μαζικού ilmenite από Normanville, Νότια Αυστραλία. Το δείγμα είναι περίπου 3 ίντσες (7,6 εκατοστά) σε όλη.
Χημική σύνθεση του λαμινίτη
Η ιδανική χημική σύνθεση του Ilmenites είναι το FeTiO3. Ωστόσο, συχνά απομακρύνεται από τη σύνθεση αυτή με το να περιέχει μεταβλητές ποσότητες μαγνησίου ή μαγγανίου. Αυτά τα στοιχεία υποκαθιστούν τον σίδηρο σε πλήρες στερεό διάλυμα. Υπάρχει μια σειρά στερεών λύσεων μεταξύ του ιλμενίτη (FeTiO3) και γεικαιλίτης (MgTiO3). Σε αυτή τη σειρά, μεταβλητές ποσότητες υποκατάστατων μαγνησίου για σίδηρο στη δομή κρυστάλλων ορυκτών. Υπάρχει μια δεύτερη σειρά στερεών λύσεων μεταξύ του ιλμενίτη και του πυροφανίτη (MnTiO3), με υποκατάστατο μαγγανίου για σίδηρο. Σε υψηλές θερμοκρασίες, υπάρχει μια τρίτη σειρά στερεών διαλυμάτων μεταξύ του ιλμενίτη και του αιματίτη (Fe2Ο3).
Ilmenite: Ένα δείγμα μαζικού λαμινίτη από το Kragero της Νορβηγίας. Το δείγμα είναι περίπου 4 ίντσες (10 εκατοστά).
Μαύρη αμμουδιά: Ilmenite άμμος από τη Μελβούρνη, Φλόριντα. Τα δείγματα είναι κόκκοι μεγέθους άμμου.
Ο καλύτερος τρόπος να μάθετε για τα ορυκτά είναι να μελετήσετε με μια συλλογή μικρών δειγμάτων που μπορείτε να χειριστείτε, να εξετάσετε και να παρατηρήσετε τις ιδιότητές τους. Οι ανέξοδες συλλογές ορυκτών διατίθενται στο Κατάστημα.
Φυσικές ιδιότητες του λαμινίτη
Ο λαμινίτης είναι ένα μαύρο ορυκτό με υπομεταλλική έως μεταλλική λάμψη. Με μια ματιά μπορεί εύκολα να συγχέεται με αιματίτη και μαγνητίτη. Η διαφοροποίηση είναι εύκολη. Ο αιματίτης έχει κόκκινη ράβδο, ενώ ο λαμινίτης έχει μια μαύρη ράβδο. Ο μαγνητίτης είναι έντονα μαγνητικός, ενώ ο λαμινίτης δεν είναι μαγνητικός. Περιστασιακά, ο λαμινίτης είναι ασθενώς μαγνητικός, ενδεχομένως από μικρές ποσότητες μαγνητίτη.
Ο λαμινίτης είναι συνήθως πιο ανθεκτικός από τα άλλα μέταλλα στους πυριγενείς βράχους στους οποίους είναι άφθονος. Για το λόγο αυτό, τα συντρίμμια που δημιουργούνται κατά τη διάρκεια των καιρικών συνθηκών αυτών των πετρωμάτων είναι ιδιαίτερα πλούσια σε λαμινίτη. Η σχετικώς υψηλή ειδική βαρύτητά του προκαλεί την συγκέντρωσή της σε καταθέσεις πλανήτη όπως ο χρυσός, τα πετράδια και άλλα βαριά μέταλλα.
Χρωστικές και στιλβωτικές ενώσεις: Η σκόνη διοξειδίου του τιτανίου επεξεργάζεται προσεκτικά για την απομάκρυνση των ακαθαρσιών και ταξινομείται κατά μέγεθος σωματιδίων. Στη συνέχεια πωλείται για χρήση ως προσφυγάκι, πιγμέντα και στίλβωση. Η εικόνα είναι ένα βαρέλι πεταλούδας μόλις ανοίξει με ένα παχύ λευκό αφρό του μεταλλικού οξειδίου.
Σεληνιακός Ιλμενίτης Βασάλτης: Οι αστροναύτες του Απόλλωνα βρήκαν βασάλτες που είναι πλούσιες σε λαμινίτη σε πολλές θέσεις στη Σελήνη. Το μπλοκ αναφοράς στο κάτω δεξιά είναι ένα κυβικό εκατοστό. Εικόνα από τη NASA.
Χρήσεις του λαμινίτη
Ο λαμινίτης είναι το κύριο μετάλλευμα του μετάλλου τιτανίου. Μικρές ποσότητες τιτανίου σε συνδυασμό με ορισμένα μέταλλα θα παράγουν ανθεκτικά, υψηλής αντοχής, ελαφριά κράματα. Αυτά τα κράματα χρησιμοποιούνται για την κατασκευή μιας μεγάλης ποικιλίας εξαρτημάτων και εργαλείων υψηλής απόδοσης. Παραδείγματα περιλαμβάνουν: μέρη αεροσκάφους, τεχνητές αρθρώσεις για τον άνθρωπο και αθλητικό εξοπλισμό όπως πλαίσια ποδηλάτων. Περίπου το 5% του εξορυσσόμενου ιλμενίτη χρησιμοποιείται για την παραγωγή μετάλλου τιτανίου. Ορισμένος λαμινίτης χρησιμοποιείται επίσης για την παραγωγή συνθετικού ρουτιλίου, μια μορφή διοξειδίου του τιτανίου που χρησιμοποιείται για την παραγωγή λευκών, υψηλής ανακλαστικότητας χρωστικών ουσιών.
Το μεγαλύτερο μέρος του υπόλοιπου λαμινίτη χρησιμοποιείται για να παράγει διοξείδιο του τιτανίου, ένα αδρανές, λευκό, εξαιρετικά ανακλαστικό υλικό. Η σημαντικότερη χρήση του διοξειδίου του τιτανίου είναι το προσφυγάκι. Οι Whitings είναι λευκά, πολύ αντανακλαστικά υλικά που αλέθονται σε σκόνη και χρησιμοποιούνται ως χρωστικές ουσίες. Αυτά τα χρώματα παράγουν λευκό χρώμα και φωτεινότητα σε μπογιά, χαρτί, κόλλες, πλαστικά, οδοντόκρεμες και ακόμη και τρόφιμα.
Το διοξείδιο του τιτανίου χρησιμοποιείται επίσης για να παράγει σκόνες με αυστηρά ελεγχόμενη περιοχή μεγέθους σωματιδίων. Αυτές οι σκόνες χρησιμοποιούνται ως φθηνά λειαντικά λείανσης σε μια ποικιλία λαξευτών εργασιών που περιλαμβάνουν περιστρεφόμενα βράχια, λείανση, καμπάρισμα, σφαίρα και προσόψεις. Τα λειαντικά οξείδιο του τιτανίου χρησιμοποιούνται σε πολλές άλλες βιομηχανίες.
Σεληνιακή εικονομαχία Regolith: Οι αστροναύτες του Απόλλωνα βρήκαν κοιτάσματα σεληνιακού regolith που αποτελούνται κυρίως από ιλμενίτη (μαύρο) και μαφικό ηφαιστειακό γυαλί (πορτοκαλί). Εικόνα από τη NASA.
Ilmenite στη Σελήνη
Οι αστροναύτες του Απόλλωνα βρήκαν βασάλτες που είναι πλούσιες σε λαμινίτη σε πολλές θέσεις στη Σελήνη. Οι περισσότερες από αυτές τις βασάλτες ήταν εξαιρετικά παλιές, σχηματίζοντας τουλάχιστον 3 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Αυτά τα πετρώματα συχνά περιείχαν πάνω από 10% διοξείδιο του τιτανίου (TiO2). Τα ορυκτά που εμφανίζονται σ 'αυτά τα βράχια ήταν ως επί το πλείστον άστρια και πυροξένια, με λαμινίτη δίπλα σε αφθονία.
Μερικά δείγματα σεληνιακού regolith περιείχαν σημαντικές ποσότητες ιλμενίτη. Παρουσιάστηκε σε σωματίδια που κυμαίνονται από λεπτή λάσπη έως χοντρή άμμο. Ο λαμινίτης θεωρήθηκε ότι απελευθερώθηκε από τα σεληνιακά βασάλματα κατά τη διάρκεια συμβάντων πρόσκρουσης.
Δείγματα σεληνιακού regolith που συλλέχθηκαν στο Shorty Crater περιείχαν ένα μείγμα σφαιρών ηφαιστειακής γυαλιού και κόκκων ilmenite. Η εναπόθεση στρωματοποιήθηκε με ένα στρώμα πυθμένα αποτελούμενο κυρίως από ιλμενίτη και άλλα μαύρα αδιαφανή υλικά. Αυτό ταξινομήθηκε προς τα πάνω σε ένα ανώτερο στρώμα, γνωστό ως "πορτοκαλί χώμα", το οποίο συνίστατο κυρίως σε σφαιρικά σφαιρίδια από πορτοκαλί ηφαιστειακό γυαλί με μικρές ποσότητες ιλμενίτη. Οι κόκκοι ήταν ως επί το πλείστον λιγότερο από 1/2 χιλιοστόμετρο. Αυτή η regolith θεωρήθηκε ότι έχει παραχθεί με την εκκένωση των ηφαιστειακών εκρήξεων κατά τη διάρκεια της πρώιμης σεληνιακής ιστορίας.