แร่ไททาเนียมเหล็กออกไซด์สีดำ แร่หลักของไทเทเนียมแหล่งที่มาของไทเทเนียมไดออกไซด์


ilmenite: ตัวอย่างของแร่ทองคำขนาดใหญ่จาก Saint-Urbain, Quebec, Canada Ilmenite ขนาดใหญ่สามารถเกิดเป็นวัสดุอุดเส้นเลือดหรือในระหว่างการแยก Magmatic ตัวอย่างนี้มีขนาดประมาณ 4 นิ้ว (10 เซนติเมตร)

Ilmenite คืออะไร

Ilmenite เป็นแร่ธาตุเสริมทั่วไปในหินอัคนีตะกอนและหินตะกอนในหลายส่วนของโลก นักบินอวกาศอพอลโลพบแร่ใยหินจำนวนมากในหินบนดวงจันทร์และหินจันทรคติ Ilmenite เป็นเหล็กออกไซด์ไทเทเนียมสีดำที่มีองค์ประกอบทางเคมีของ FeTiO3.

Ilmenite เป็นแร่หลักของไทเทเนียมซึ่งเป็นโลหะที่จำเป็นในการสร้างโลหะผสมที่มีประสิทธิภาพสูงหลากหลายชนิด ส่วนใหญ่ของ ilmenite ขุดทั่วโลกใช้ในการผลิตไทเทเนียมไดออกไซด์ TiO2, เม็ดสีที่สำคัญ, ไวทิงและขัดสี

ทรายแร่หนัก: การขุดตื้นที่ Folly Beach รัฐเซาท์แคโรไลนานั้นมีหาดทรายแร่หนัก ส่วนใหญ่ของแร่ ilmenite ที่ขุดในวันนี้มาจากทรายที่มีความเข้มข้นของแร่หนัก ภาพถ่ายโดย Carleton Bern การสำรวจทางธรณีวิทยาของสหรัฐอเมริกา

เหมืองแร่หนัก: รถขุดกำจัดทรายแร่หนักที่ Concord Mine ในตอนกลางของรัฐเวอร์จิเนีย ทรายที่รวมตัวกันเบา ๆ ซึ่งมีแร่ธาตุหนักประมาณ 4% ถูกขุดขึ้นมาและผ่านกระบวนการเพื่อกำจัดอิลเมนต์, ลูโคซีน, รูไทล์และเพทาย หาดทรายถูกผุกร่อนและถูกกัดเซาะจากการสัมผัสสารแอนโธไซท์ในระยะสั้น ๆ ภาพถ่ายโดยการสำรวจทางธรณีวิทยาของสหรัฐอเมริกา

เกิดขึ้นทางธรณีวิทยา

แบบฟอร์ม ilmenite ส่วนใหญ่ในระหว่างการระบายความร้อนช้าของห้อง magma และมีสมาธิผ่านกระบวนการแยก magmatic ห้องแมกมาใต้ดินขนาดใหญ่อาจใช้เวลาหลายศตวรรษในการทำให้เย็นลง เมื่อเย็นตัวลงผลึกของ ilmenite จะเริ่มก่อตัวที่อุณหภูมิเฉพาะ ผลึกเหล่านี้หนักกว่าการละลายโดยรอบและจมลงสู่ก้นแมกมา

นี่เป็นสาเหตุของอิลเมนไทต์และแร่ธาตุที่มีอุณหภูมิใกล้เคียงเช่นแมกไนต์เพื่อสะสมในชั้นที่ด้านล่างของห้องแมกมา หินที่มีอิลล์ไนต์เหล่านี้มักจะเป็น gabbro, norite หรือ anorthosite Ilmenite ตกผลึกในหลอดเลือดดำและฟันผุและบางครั้งก็เกิดขึ้นเช่นเดียวกับผลึกที่เกิดขึ้นใน pegmatites

Ilmenite มีความต้านทานต่อสภาพดินฟ้าอากาศสูง เมื่อหินที่มีสภาพอากาศของไอลีไนต์เม็ดของไอล์มันไนต์สลายตัวด้วยตะกอน แรงโน้มถ่วงที่เฉพาะเจาะจงสูงของเมล็ดเหล่านี้ทำให้พวกเขาแยกในระหว่างการขนส่งกระแสและสะสมเป็น "ทรายแร่หนัก" หาดทรายเหล่านี้มีสีดำและนักธรณีวิทยารู้จักได้ง่าย "การตรวจหาทรายสีดำ" เป็นวิธีการหาแหล่งแร่หนักมานานแล้ว ส่วนใหญ่ผลิตเชิงพาณิชย์จะถูกกู้คืนโดยการขุดหรือขุดทรายเหล่านี้ ilmenite ซึ่งจะถูกประมวลผลเพื่อเอาเม็ดแร่หนักเช่น ilmenite, leucoxene, rutile และเพทาย

ilmenite: ตัวอย่างของอิลเมนต์ขนาดใหญ่จาก Normanville ทางใต้ของประเทศออสเตรเลีย ชิ้นงานทดสอบมีขนาดประมาณ 3 นิ้ว (7.6 เซนติเมตร)

องค์ประกอบทางเคมีของ Ilmenite

องค์ประกอบทางเคมีในอุดมคติของ Ilmenite คือ FeTiO3. อย่างไรก็ตามมันมักจะแยกออกจากองค์ประกอบนั้นโดยประกอบด้วยปริมาณแมกนีเซียมหรือแมงกานีสที่แปรผัน องค์ประกอบเหล่านี้ใช้แทนเหล็กในสารละลายของแข็งที่สมบูรณ์ ชุดโซลูชันที่เป็นของแข็งอยู่ระหว่าง ilmenite (FeTiO)3) และ geikielite (MgTiO3) ในชุดนี้ปริมาณของสารทดแทนแมกนีเซียมสำหรับธาตุเหล็กในโครงสร้างผลึกของแร่ ชุดสารละลายที่สองอยู่ระหว่าง ilmenite และ pyrophanite (MnTiO3) ด้วยการแทนที่แมงกานีสสำหรับเหล็ก ที่อุณหภูมิสูงมีสารละลายของแข็งตัวที่สามอยู่ระหว่าง ilmenite และ hematite (Fe2O3).

ilmenite: ตัวอย่างของอิลเมนต์ขนาดใหญ่จาก Kragero, นอร์เวย์ ชิ้นงานทดสอบมีขนาดประมาณ 4 นิ้ว (10 เซนติเมตร)

ทรายดำ: ทราย Ilmenite จากเมลเบิร์นฟลอริดา ตัวอย่างมีขนาดเท่าเม็ดทราย

วิธีที่ดีที่สุดในการเรียนรู้เกี่ยวกับแร่ธาตุคือการศึกษาด้วยชุดตัวอย่างขนาดเล็กที่คุณสามารถจัดการตรวจสอบและสังเกตคุณสมบัติได้ มีการรวบรวมแร่ราคาไม่แพงในร้านค้า

คุณสมบัติทางกายภาพของ Ilmenite

Ilmenite เป็นแร่ดำที่มีความแวววาวเป็นโลหะเล็กน้อย เพียงแค่เหลือบมองก็สามารถสับสนกับออกไซด์และแมกนีไทต์ได้อย่างง่ายดาย ความแตกต่างได้ง่าย Hematite มีริ้วสีแดงในขณะที่ ilmenite มีริ้วสีดำ Magnetite เป็นแม่เหล็กที่รุนแรงในขณะที่ ilmenite ไม่ใช่แม่เหล็ก บางครั้งอิลไนต์เป็นแม่เหล็กที่อ่อนแออาจเกิดจากแม่เหล็กที่มีอยู่ในปริมาณเล็กน้อย

คุณสมบัติทางกายภาพของ Ilmenite

การจำแนกทางเคมีออกไซด์
สีสีดำ
ริ้วสีดำ
ความเป็นเงาเมทัลลิ, submetallic
Diaphaneityทึบแสง
ความแตกแยกไม่มี
ความแข็ง Mohs5.5 ถึง 6
แรงดึงดูดเฉพาะ4.7 ถึง 4.8
คุณสมบัติการวินิจฉัยริ้ว; บางครั้งแม่เหล็กอ่อน ๆ
องค์ประกอบทางเคมีเหล็กไทเทเนียมออกไซด์ - FeTiO3.
บางครั้งมีแมกนีเซียมและแมงกานีสจำนวนมากในสารละลายที่เป็นของแข็งด้วยเหล็กเพื่อให้ได้องค์ประกอบของ (Fe, Mg, Mn) TiO3
ระบบคริสตัลหกเหลี่ยม
การใช้ประโยชน์แร่หลักของไทเทเนียม เป็นแหล่งของธาตุเหล็ก ใช้ทำไทเทเนียมไดออกไซด์

โดยปกติแล้วอิลเมไนท์จะมีความทนทานมากกว่าแร่ธาตุอื่น ๆ ในหินอัคนีซึ่งมีอยู่มากมาย ด้วยเหตุนี้เศษผุกร่อนที่เกิดจากการผุกร่อนของหินเหล่านี้จึงมีความอุดมสมบูรณ์มาก ความถ่วงจำเพาะที่ค่อนข้างสูงของมันทำให้เกิดการกระจุกตัวในแหล่งสะสมของแร่เช่นทองคำอัญมณีและแร่ธาตุหนักอื่น ๆ

เม็ดสีและสารประกอบขัด: ผงไททาเนียมไดออกไซด์จะถูกประมวลผลอย่างระมัดระวังเพื่อขจัดสิ่งสกปรกและจำแนกตามขนาดของอนุภาค มันจะถูกขายเพื่อใช้เป็นไวทิงสีและสารขัดเงา ภาพเป็นกระบอกแก้วที่เพิ่งเปิดด้วยฟองขาวหนาของขัดโลหะออกไซด์

หินบะซอลต์ทางจันทรคติ: นักบินอวกาศอพอลโลค้นพบหินบะซอลต์ที่อุดมไปด้วยแร่ธาตุในหลาย ๆ ตำแหน่งบนดวงจันทร์ บล็อกอ้างอิงที่มุมขวาล่างคือหนึ่งลูกบาศก์เซนติเมตร ภาพโดยนาซา

การใช้ Ilmenite

Ilmenite เป็นแร่หลักของโลหะไทเทเนียม ไทเทเนียมจำนวนเล็กน้อยรวมกับโลหะบางชนิดจะให้โลหะผสมที่มีความทนทานสูงและแข็งแรงน้ำหนักเบา โลหะผสมเหล่านี้ใช้ในการผลิตชิ้นส่วนและเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพสูงหลากหลายประเภท ตัวอย่างเช่น: ชิ้นส่วนเครื่องบินข้อต่อเทียมสำหรับมนุษย์และอุปกรณ์กีฬาเช่นเฟรมจักรยาน ประมาณ 5% ของแร่ ilmenite ใช้ในการผลิตโลหะไทเทเนียม ilmenite บางตัวก็ถูกใช้เพื่อผลิตรูไทล์สังเคราะห์ซึ่งเป็นรูปแบบของไทเทเนียมไดออกไซด์ที่ใช้ในการผลิตเม็ดสีสีขาวที่มีการสะท้อนแสงสูง

ส่วนที่เหลือจะถูกใช้เพื่อสร้างไทเทเนียมไดออกไซด์ซึ่งเป็นวัสดุเฉื่อยสีขาวและมีการสะท้อนแสงสูง การใช้ไทเทเนียมไดออกไซด์ที่สำคัญที่สุดคือ ไวต์ติ้งเป็นวัสดุสีขาวที่มีการสะท้อนแสงสูงซึ่งอยู่บนพื้นดินเป็นผงและใช้เป็นสี เม็ดสีเหล่านี้ผลิตสีขาวและความสว่างในสีกระดาษกาวพลาสติกยาสีฟันและแม้กระทั่งอาหาร

ไทเทเนียมไดออกไซด์ยังใช้ทำผงที่มีช่วงขนาดอนุภาคที่ควบคุมอย่างแน่นหนา ผงเหล่านี้ถูกใช้เป็นสารขัดที่มีราคาไม่แพงในงานขัดหลากหลายประเภทซึ่งรวมถึงหินที่ร่วงหล่น, การซัด, การเดินสาย, การทำทรงกลมและการเผชิญหน้า สารกัดกร่อนไททาเนียมออกไซด์ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมอื่น ๆ

Regalith Lunar Ilmenite Regolith: นักบินอวกาศของอพอลโลค้นพบสิ่งสะสมทางจันทรคติประกอบด้วยส่วนใหญ่ของไอลเมนต์ขนาดทรายดำ (สีดำ) และแก้วภูเขาไฟมาเฟีย (สีส้ม) ภาพโดยนาซา

Ilmenite บนดวงจันทร์

นักบินอวกาศอพอลโลค้นพบหินบะซอลต์ที่อุดมไปด้วยแร่ธาตุในหลาย ๆ ตำแหน่งบนดวงจันทร์ หินบะซอลต์เหล่านี้ส่วนใหญ่มีอายุมากแล้วอย่างน้อย 3 พันล้านปีก่อน หินเหล่านี้มักมีไทเทเนียมไดออกไซด์มากกว่า 10% (TiO)2) แร่ที่มีอยู่ในหินเหล่านี้ส่วนใหญ่จะเป็นเฟลด์สปาร์และไพโรนเนส

ตัวอย่างบางส่วนของ regolith จันทรคติมีปริมาณของ ilmenite จำนวนมาก มันเกิดขึ้นในอนุภาคตั้งแต่ตะกอนทรายละเอียดจนถึงทรายหยาบ ความคิดของ ilmenite นั้นได้รับการปลดปล่อยจากฐานหินดวงจันทร์ในระหว่างเหตุการณ์กระทบ

ตัวอย่าง regolith ของดวงจันทร์ที่เก็บรวบรวมที่ Shorty Crater มีส่วนผสมของทรงกลมแก้วภูเขาไฟและธัญพืช ilmenite เงินฝากดังกล่าวมีการแบ่งชั้นด้วยชั้นล่างซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วย ilmenite และวัสดุทึบแสงสีดำอื่น ๆ ระดับนี้สูงขึ้นไปถึงชั้นบนเรียกว่า "ดินสีส้ม" ซึ่งประกอบด้วยลูกปัดรูปทรงกลมส่วนใหญ่ของแก้วภูเขาไฟสีส้มที่มีปริมาณเล็กน้อยของ ilmenite ธัญพืชส่วนใหญ่มีขนาดน้อยกว่า 1/2 มิลลิเมตร Regolith นี้คิดว่าเกิดจากการปะทุของภูเขาไฟในช่วงประวัติศาสตร์จันทรคติในช่วงต้น


ดูวิดีโอ: 1500 tpd capacity extracting titanium from ilmenite (ตุลาคม 2021).