Περιεχόμενο
- Τι είναι το Rutile;
- Γεωλογική εμφάνιση του ρουτιλίου
- Εξόρυξη ρουτίλ
- Πολύμορφα και ακαθαρσίες
- Ρήλιο και Γεμολογία
- Χρήσεις Ρουτιλίου
- Συνθετικό Ρουτίλιο
Rutilated Quartz: Μια πέτρινη πέτρα φθαρμένου χαλαζία. Το ρουτίλιο μπορεί να εμφανιστεί ως κρύσταλλοι σε μορφή ορυκτών, όπως ο χαλαζίας, το κορούνδιο, το γρανάτη και η ανδαλουσία. Image copyright iStockphoto / Coldmoon_photo.
Τι είναι το Rutile;
Το ρουτίλιο είναι ανόργανο οξείδιο του τιτανίου με χημική σύνθεση του TiO2. Βρίσκεται στους πυριγενείς, μεταμορφωμένους και ιζηματογενείς βράχους σε όλο τον κόσμο. Το ρουτίλιο εμφανίζεται επίσης ως κρύσταλλοι με σχήμα βελόνας σε άλλα μέταλλα.
Το ρουτίλιο έχει μεγάλη ειδική πυκνότητα και συγκεντρώνεται συχνά με ρεύμα και δράση κύματος σε "βαριές ορυκτές άμμους" που υπάρχουν σήμερα τόσο στις χερσαίες όσο και στις υπεράκτιες αποθέσεις. Μεγάλο μέρος της παγκόσμιας παραγωγής ρουτίνας εξορύσσεται από αυτές τις άμμους.
Το ρουτίλιο χρησιμοποιείται ως μέταλλο τιτανίου, συνθλίβεται σε λευκή σκόνη που χρησιμοποιείται ως χρωστική ουσία σε χρώματα και επεξεργάζεται για χρήση σε πλήθος προϊόντων. Δίκτυα κρυστάλλων ρουτιού σε σχήμα βελόνας παράγουν τα "μάτια" και "αστέρια" σε πολλά πετράδια, όπως το αστέρι ρουμπίνι και το ασπρόμαυρο ζαφείρι.
Βαριά μεταλλική άμμος: Το ρηχό σκάψιμο στη παραλία Folly, στη Νότια Καρολίνα, εκθέτει λεπτά στρώματα βαριάς ορυκτής άμμου. Αυτές οι άμμοι είναι συχνά πηγή φυσικού ρουτιλίου. Φωτογραφία από την Carleton Bern, Γεωλογική Έρευνα Ηνωμένων Πολιτειών.
Γεωλογική εμφάνιση του ρουτιλίου
Το ρουτίλ εμφανίζεται ως βοηθητικό ορυκτό σε πλουτώνικα πυριγενή πετρώματα όπως ο γρανίτης και σε πυριγενείς πετρώματα βαθιάς πηγής όπως ο περιδοτίτης και ο λάμφορος. Στα μεταμορφωμένα βράχια, το ρουτίλ είναι ένα κοινό ανόργανο αρωματικό μέταλλο στο γνάσιο, τη σχιστόλιθο και τον εκλογίτη. Καλά σχηματισμένοι κρύσταλλοι ρουτιλίου μερικές φορές βρίσκονται σε πεγκμάτη και skarn.
Το ρουτίλιο και ορισμένα άλλα μεταλλικά ορυκτά μεταλλεύονται μαζί από ιζηματογενείς αποθέσεις γνωστές ως "βαριές ορυκτές άμμοι". Αυτά τα ιζήματα προέρχονται από τις καιρικές συνθήκες των πυριγενών και μεταμορφικών πετρωμάτων που περιέχουν άφθονα μικροσκοπικά κόκκους ορυκτών υψηλού ειδικού βάρους όπως ρουτίλιο, ιλμενίτη, ανατάση, μπρουκίτη, λευκοξένη, περοβσκίτη και τιτανίτη (επίσης γνωστή ως σφαιρίδιο).
Καθώς οι καιρικές συνθήκες των πετρωμάτων αυτών, τα πιο ανθεκτικά ορυκτά τους σωματίδια πλένονται στο θαλάσσιο παράκτιο περιβάλλον όπου ταξινομούνται και συγκεντρώνονται ανάλογα με την πυκνότητα τους με το κύμα και την τρέχουσα δράση. Όπου οι συνθήκες είναι σωστές και τα άφθονα ορυκτά είναι άφθονα, αυτά τα ιζήματα μπορούν να καταστούν αδρανείς.
Εξόρυξη βαρέα ορυκτά: Οι εκσκαφείς αφαιρούν τις βαριές ορυκτές άμμους στο ορυχείο Concord στην νότια κεντρική Βιρτζίνια. Αυτές οι άμμοι που περιέχουν έως και περίπου 4% βαρέα μέταλλα ανασκάπτονται και στη συνέχεια επεξεργάζονται για να απομακρύνουν το ρουτίλιο, το ilmenite, το leucoxene και το ζιρκόνιο. Οι άμμοι υποβαθμίστηκαν και διαβρώθηκαν από μια έκθεση ανορθωτικού σε μικρή απόσταση. Φωτογραφία από την Γεωλογική Έρευνα των Ηνωμένων Πολιτειών.
Εξόρυξη ρουτίλ
Οι βαριές ορυκτές άμμοι εξορύσσονται στο ρηχό θαλάσσιο περιβάλλον με πλοία που εκσφενδονίζουν ιζήματα, ξεχωρίζουν τα βαριά μεταλλικά σπόρια, διατηρούν τα βαριά μεταλλικά στοιχεία επί του σκάφους και απορρίπτουν το ελαφρύτερο κλάσμα ιζημάτων πίσω στο κάτω μέρος.
Βαριά μεταλλικά άμμοι βρίσκονται επίσης σε γη σε ιζηματογενείς αποθέσεις που συσσωρεύονται κατά περιόδους όταν το επίπεδο της θάλασσας ήταν πολύ υψηλότερο από αυτό που είναι σήμερα. Αυτά τα ιζήματα εξορύσσονται, επεξεργάζονται για να απομακρύνουν τα βαριά μέταλλα και επιστρέφουν σε ένα τοπίο που ανακτάται στην αρχική του τοπογραφία.
Βαριά μεταλλική άμμος: Ένα βαρύ μεταλλικό συμπύκνωμα από μια εξόρυξη στη χερσόνησο στη Γεωργία. Αποτελείται από κόκκους μεγέθους άμμου κυρίως από ρουτίλιο, ιλμενίτη και ζιρκόνιο.
Πολύμορφα και ακαθαρσίες
Το ρουτίλιο είναι η πιο άφθονη φυσική μορφή TiO2. Υπάρχουν πολυάριθμα πολύμορφα που περιλαμβάνουν ανατάση και μπρουκίτη. Σίδηρος (Fe+2) μερικές φορές αντικαθιστά το τιτάνιο σε ορισμένα δείγματα ρουτιλίου. Όταν συμβεί αυτό, η διαφορά σθένους μεταξύ σιδήρου και τιτανίου απαιτεί εξισορρόπηση - και αυτή η ισορροπία επιτυγχάνεται συχνά με υποκατάσταση νιοβίου (Nb+5) και / ή ταντάλιο (Ta+5) για άλλο τιτάνιο. Η αντικατάσταση αυτών των στοιχείων αυξάνει το ειδικό βάρος του ρουτιλίου και προκαλεί ένα μαύρο χρώμα τόσο στο ορυκτό όσο και στη ράβδο του.
Rutilated Quartz: Ένα πολύπλευρο κόσμημα κομμένο από φθαρμένο χαλαζία. Οι μακριές πρισματικές κρύσταλλοι με χρυσή λάμψη είναι ρουτίλια. Δείγμα και φωτογραφία από Arkenstone / www.iRocks.com.
Ρήλιο και Γεμολογία
Περισσότερο από ίσως οποιοδήποτε άλλο ορυκτό, το ρουτίλιο έχει μια συγγένεια για να αναπτυχθεί ως πρίσμα-σχηματισμένα κρύσταλλα μέσα σε άλλα μέταλλα. Τα μεγάλα πρίσματα του ρουτιλίου εμφανίζονται σε πολλά διαφορετικά ορυκτά πολύτιμων λίθων. Χαλαζία, κορούνδιο (ρουμπίνι και ζαφείρι), γρανάτης και ανδαλούσι είναι μερικά από τα πιο γνωστά.
Μερικές φορές αυτές οι βελόνες είναι χονδροειδές και σαφώς ορατές στο πολύτιμο λίθο, όπως σε πολλά δείγματα από χαλαζία από χαλαζία. Αυτές οι βελόνες παράγουν ελκυστικά και ενδιαφέροντα νεωτεριστικά πετράδια όταν έχουν ένα ευχάριστο χρώμα και ρύθμιση. Δείτε την παρακείμενη φωτογραφία του χαλαζία.
Το αστέρι της Ινδίας: Αυτό το κόσμημα είναι ένα ζαφείρι αστέρι μεγέθους 563,35 καρατίων, κομμένο από ακατέργαστο που βρίσκεται στη Σρι Λάνκα. Έχει γκριζωπό χρώμα και έχει κοπεί για να εμφανίσει ένα αστέρι τόσο στο πάνω όσο και στο κάτω μέρος. Εμφανίζεται στο Αμερικανικό Μουσείο Φυσικής Ιστορίας στη Νέα Υόρκη. Wikimedia Commons φωτογραφία από τον Daniel Torres, Jr.
Σε μερικούς πολύτιμους λίθους, όπως το ρουμπίνι και το ζαφείρι, οι αντανακλάσεις του φωτός από ένα δίκτυο λεπτών ρουτιλικών κρυστάλλων μέσα σε ένα σωστά κομμένο καμποχώνο θα παράγουν ένα όμορφο "αστέρι" φωτός στην επιφάνεια του πολύτιμου λίθου. Τα ρουμπίνια Gem και τα ζαφείρια στολίδι με αυτό το αστέρι είναι γνωστά στο εμπόριο ως «φαινομενικά πετράδια» και το φαινόμενο του αστέρα είναι γνωστό ως «αστειρισμός». Δείτε τη γειτονική φωτογραφία ενός ανοιχτόχρωμου ζαφείρι αστέρι που ονομάζεται "Το αστέρι της Ινδίας".
Σε άλλους πολύτιμους λίθους, μια κατεύθυνση από παράλληλους κρυστάλλους θα σχηματίσει μια γραμμή φωτός στην επιφάνεια του πολύτιμου λίθου που είναι γνωστό ως «μάτι γάτας». Το φαινόμενο που παράγει ένα μάτι της γάτας είναι γνωστό ως «chatoyance», και οι πολύτιμοι λίθοι που δείχνουν ότι το φαινόμενο αυτό λέγεται ότι είναι «chatoyant». Το πιο γνωστό στολίδι για την καταστροφή του είναι το chrysoberyl της γάτας.
Rutilated Quartz με τα μάτια των γατών: Ένα κομμάτι cabochon από φθαρμένο χαλαζία που εξορύσσεται στη Βραζιλία. Οι βελόνες του ρουτιλίου είναι χρυσαφένιες και έχουν μια υφή τόσο χονδροειδής ώστε να μπορούν να φαίνονται ξεκάθαρα πολλές μεμονωμένες βελόνες. Το cabochon έχει μέγεθος περίπου 12 x 16 χιλιοστών.
Χρήσεις Ρουτιλίου
Οι πρωταρχικές χρήσεις του ρουτιλίου και του οξειδίου του τιτανίου που κατασκευάζονται από το ρουτίλιο είναι: η κατασκευή χρωστικών οξειδίου του τιτανίου, η κατασκευή πυρίμαχων κεραμικών και η παραγωγή μετάλλου τιτανίου. Η χρήση του ρουτιλίου για την παραγωγή χρωστικών αγγίζει τις ζωές σχεδόν όλων των ανθρώπων στις Ηνωμένες Πολιτείες με πολλούς τρόπους σχεδόν καθημερινά.
Όταν θρυμματιστεί και υποβληθεί σε επεξεργασία για να απομακρυνθούν οι ακαθαρσίες, το ρουτίλιο γίνεται μια έντονα λευκή σκόνη που χρησιμεύει ως εξαιρετική χρωστική ουσία. Χρησιμοποιείται για τη βαφή με την αναστολή της σκόνης σε ένα υγρό. Το υγρό χρησιμεύει ως φορέας στην εφαρμογή του χρώματος και εξατμίζεται για να αποθέσει ένα στρώμα οξειδίου του τιτανίου πάνω στο αντικείμενο που βάφτηκε. Οι χρωστικές του οξειδίου του τιτανίου έγιναν πολύ σημαντικές στη βιομηχανία βαφών το 1978, όταν η κυβέρνηση των Ηνωμένων Πολιτειών απαγόρευσε τη χρήση χρωστικών με βάση το μόλυβδο σε καταναλωτικά προϊόντα βαφής.
Οι χρωστικές του οξειδίου του τιτανίου χρησιμοποιούνται για την παραγωγή λευκού χρώματος σε πλαστικά και χρησιμοποιούνται για την παραγωγή χαρτιού υψηλής φωτεινότητας. Το οξείδιο του τιτανίου δίνει σε αυτά τα προϊόντα ένα χρώμα που είναι ανθεκτικό στο ξεθώριασμα. Το οξείδιο του τιτανίου είναι επίσης μη τοξικό και χημικά σταθερό. Αυτές οι ιδιότητες του επιτρέπουν να χρησιμοποιείται ως χρωστική ουσία σε τρόφιμα, καλλυντικά, φαρμακευτικά προϊόντα και πολλά καταναλωτικά προϊόντα όπως οδοντόκρεμα.
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.
Συνθετικό Ρουτίλιο
Το ρουτίλιο έχει πολύ υψηλό δείκτη διάθλασης, ισχυρή διασπορά και αδαμάντινη λάμψη. Αυτές είναι οι οπτικές ιδιότητες που μπορούν να παράγουν ένα μεγάλο πολύτιμο λίθο, και αυτές οι ιδιότητες σε ρουτίνα αντίπαλο ή υπερβαίνουν αυτές των διαμαντιών. Δυστυχώς, το φυσικό ρουτίλιο σπάνια έχει τη σαφήνεια και το χρώμα που χρειάζεται για να χρησιμεύσει ως εναλλακτικό κόσμημα για το διαμάντι.
Ωστόσο, το συνθετικό ρουτίλιο μπορεί να γίνει σχεδόν άχρωμο με εξαιρετική καθαρότητα. Όταν πρωτοπαρασκευάστηκε στις δεκαετίες 1940 και 1950, κόπηκε σε πολύτιμους λίθους και πωλήθηκε ως προσομοιωτής διαμαντιών με την επωνυμία «Τιτάνια». Έφθασε μια μικρή δημοτικότητα, αλλά αυτό άρχισε να ξεθωριάζει όταν οι αγοραστές ανακάλυψαν ότι το συνθετικό ρουτίλιο υπέστη τραυματισμούς από τριβή σε σύντομο χρονικό διάστημα - το rutile έχει σκληρότητα Mohs 6 σε σύγκριση με τη σκληρότητα του διαμαντιού 10.