Ilmenite - Ilmenite
| Ilmenita | |
|---|---|
 Ilmenita de Miass, Ilmen Mts, Oblast de Chelyabinsk, sul dos Urais, região dos Urais, Rússia. 4,5 x 4,3 x 1,5 cm
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| Em geral | |
| Categoria | Mineral óxido |
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Fórmula (unidade de repetição) |
óxido de ferro titânio, FeTiO 3 |
| Classificação de Strunz | 4.CB.05 |
| Classificação Dana | 04.03.05.01 |
| Sistema de cristal | Trigonal |
| Classe de cristal | Romboédrico ( 3 ) Símbolo HM : ( 3 ) |
| Grupo espacial | R 3 |
| Célula unitária | a = 5,08854 (7) c = 14,0924 (3) [Å]: Z = 6 |
| Identificação | |
| Cor | Preto como ferro; cinza com uma tonalidade acastanhada na luz refletida |
| Hábito de cristal | Exsoluções granulares a maciças e lamelares em hematita ou magnetita |
| Geminação | {0001} simples, {10 1 1} lamelar |
| Decote | ausente; partindo em {0001} e {10 1 1} |
| Fratura | Concoidal para subconcoidal |
| Tenacidade | Frágil |
| Dureza da escala de Mohs | 5-6 |
| Brilho | Metálico para submetálico |
| Onda | Preto |
| Diafaneidade | Opaco |
| Gravidade Específica | 4,70-4,79 |
| Propriedades ópticas | Uniaxial (-) |
| Birrefringência | Forte; O = marrom rosado, E = marrom escuro (birrefletância) |
| Outras características | fracamente magnético |
| Referências | |
Ilmenita é um mineral de óxido de ferro titânio com a fórmula idealizada FeTiO
3. É um sólido preto ou cinza-aço fracamente magnético. Do ponto de vista comercial, a ilmenita é o minério de titânio mais importante . A ilmenita é a principal fonte de dióxido de titânio , utilizado em tintas, tintas de impressão, tecidos, plásticos, papel, protetor solar, alimentos e cosméticos.
Estrutura e propriedades
A ilmenita cristaliza no sistema trigonal . A estrutura do cristal da ilmenita consiste em uma derivada ordenada da estrutura do corindo ; no corindo, todos os cátions são idênticos, mas na ilmenita os íons Fe 2+ e Ti 4+ ocupam camadas alternadas perpendiculares ao eixo c trigonal. Contendo centros ferrosos de alto spin , a ilmenita é paramagnética.
A ilmenita é comumente reconhecida em rochas ígneas alteradas pela presença de um produto de alteração branco, o pseudo-mineral leucoxeno . Freqüentemente, a ilmenita é circundada por leucoxeno, o que permite que a ilmenita seja distinguida da magnetita e de outros óxidos de ferro-titânio. O exemplo mostrado na imagem à direita é típico de ilmenita com borda de leucoxeno.
Na luz refletida, ela pode ser distinguida da magnetita por um pleocroísmo de reflexão mais pronunciado e uma coloração marrom-rosa.
Amostras de ilmenita exibem uma resposta fraca a um ímã de mão.
Descoberta
Em 1791, William Gregor descobriu a ilmenita, em um riacho que atravessa o vale ao sul da vila de Manaccan ( Cornualha ), e identificou pela primeira vez o titânio como um dos constituintes da ilmenita.
Química mineral
A ilmenita contém mais frequentemente quantidades apreciáveis de magnésio e manganês e a fórmula química completa pode ser expressa como (Fe, Mg, Mn, Ti) O
3. Ilmenita forma uma solução sólida com geiquielita ( MgTiO
3) e pirofanita ( MnTiO
3), que são membros finais magnesianos e manganíferos da série de soluções sólidas .
Embora apareça evidência da gama completa de químicas minerais no (Fe, Mg, Mn, Ti) O
3sistema que ocorre naturalmente na Terra, a grande maioria das ilmenitas está restrita a perto do FeTiO ideal .
3composição, com percentagens molares menores de Mn e Mg. Uma exceção importante é nos ilmenitas de kimberlitos, onde o mineral geralmente contém grandes quantidades de moléculas de geiquielita e, em algumas rochas félsicas altamente diferenciadas, os ilmenitos podem conter quantidades significativas de moléculas de pirofanita.
Em temperaturas mais altas, foi demonstrado que existe uma solução sólida completa entre a ilmenita e a hematita . Há uma lacuna de miscibilidade em temperaturas mais baixas, resultando na coexistência desses dois minerais nas rochas, mas sem solução sólida. Essa coexistência pode resultar em lamelas de exsolução em ilmenitas resfriadas com mais ferro no sistema do que pode ser acomodado homogeneamente na rede cristalina.
A ilmenita alterada forma o mineral leucoxeno , uma importante fonte de titânio em depósitos de minério de areias pesadas. Leucoxeno é um componente típico de gabro e diorito alterados e geralmente é indicativo de ilmenita na rocha inalterada.
Paragênese
Ilmenita é um mineral acessório comum encontrado em rochas metamórficas e ígneas . É encontrado em grandes concentrações em intrusões em camadas, onde se forma como parte de uma camada acumulada dentro da estratigrafia de silicato da intrusão. A ilmenita geralmente ocorre dentro da porção piroxenítica de tais intrusões (o nível 'piroxênio-interno').
Magnesiana ilmenite é indicativo de kimberlítica paragenesis e faz parte da associação MARID de minerais ( a mica - anfibólio - rutilo -ilmenite- diopsida ) de aglutinação de glimmerite xenoliths . A ilmenita manganífera é encontrada em rochas graníticas e também em intrusões carbonatíticas, onde também pode conter nióbio anômalo .
Muitas rochas ígneas máficas contêm grãos de magnetita e ilmenita incorporados , formados pela oxidação do ulvospinel . Ilmenita também ocorre como grãos discretos, tipicamente com alguma hematita em solução sólida , e solução sólida completa existe entre os dois minerais a temperaturas acima de cerca de 950 ° C.
O titânio foi identificado pela primeira vez por William Gregor em 1791 na ilmenita do vale de Manaccan na Cornualha , sudoeste da Inglaterra.
Ilmenita recebeu esse nome em homenagem à localidade de sua descoberta nas montanhas Ilmensky , perto de Miass , na Rússia .
Processamento e consumo
A maior parte da ilmenita é extraída para a produção de dióxido de titânio . Em 2011, cerca de 47% do dióxido de titânio produzido no mundo foi produzido a partir desse material. Ilmenita e / ou dióxido de titânio são usados na produção de titânio metálico.
O dióxido de titânio é mais usado como pigmento branco e as principais indústrias consumidoras de pigmentos de TiO 2 são tintas e revestimentos de superfície, plásticos e papel e papelão. O consumo per capita de TiO 2 na China é de cerca de 1,1 kg por ano, em comparação com 2,7 kg na Europa Ocidental e nos Estados Unidos.
| Matéria-prima |
TiO 2 Contente |
Processo |
|---|---|---|
| (%) | ||
| Minério | <55 | Sulfato |
| Minério | > 55 | Cloreto |
| Minério | <50 | Fundição (escória) |
| Rutilo sintético | 88-95 | Cloreto |
| Escória de cloreto | 85-95 | Cloreto |
| Escória de sulfato | 80 | Sulfato |
A ilmenita pode ser convertida em dióxido de titânio de grau de pigmento por meio do processo de sulfato ou do processo de cloreto .
A ilmenita também pode ser melhorada e purificada para rutilo usando o processo de Becher .
Os minérios de ilmenita também podem ser convertidos em ferro líquido e uma escória rica em titânio por meio de um processo de fundição.
O minério de ilmenita é usado como fundente por siderúrgicas para revestir refratários de fornos de alto-forno.
A areia de ilmenita também é usada como agente de jato de areia na limpeza de matrizes de fundição sob pressão.
A ilmenita pode ser usada para produzir ferrotitânio por meio de uma redução aluminotérmica .
Produção de matéria-prima
| Ano | 2011 | 2012-13 |
|---|---|---|
| País | USGS | Projetado |
| Austrália | 1.300 | 247 |
| África do Sul | 1.161 | 190 |
| Moçambique | 516 | 250 |
| Canadá | 700 | |
| Índia | 574 | |
| China | 500 | |
| Vietnã | 490 | |
| Ucrânia | 357 | |
| Senegal | - | 330 |
| Noruega | 300 | |
| Estados Unidos | 300 | |
| Madagáscar | 288 | |
| Quênia | - | 246 |
| Sri Lanka | 62 | |
| Serra Leoa | 60 | |
| Brasil | 48 | |
| Outros países | 37 | |
| Mundo total | ~ 6.700 | ~ 1.250 |
A Austrália foi o maior produtor mundial de minério de ilmenita em 2011, com cerca de 1,3 milhão de toneladas de produção, seguida pela África do Sul, Canadá, Moçambique, Índia, China, Vietnã, Ucrânia, Noruega, Madagascar e Estados Unidos.
Embora a maior parte da ilmenita seja recuperada de depósitos de minério de areias minerais pesadas , a ilmenita também pode ser recuperada de fontes intrusivas em camadas ou fontes de minério de titânio de "rocha dura".
Os quatro maiores produtores de ilmenita e rutilo em 2010 foram Rio Tinto Group , Iluka Resources , Exxaro e Kenmare Resources , que coletivamente responderam por mais de 60% dos suprimentos mundiais.
As duas maiores minas de ilmenita a céu aberto do mundo são:
- A mina de Tellnes localizada em Sokndal , Noruega , e operada pela Titania AS (de propriedade da Kronos Worldwide Inc.) com capacidade de 0,55 Mtpa e 57 Mt contendo TiO
2 reservas. - A mina Lac Tio do Grupo Rio Tinto localizada perto de Havre Saint-Pierre , Quebec, no Canadá, com capacidade de 3 Mtpa e reservas de 52 Mt.
As principais operações de mineração de ilmenita com base em areias minerais incluem:
- Richards Bay Minerals na África do Sul , de propriedade majoritária do Grupo Rio Tinto.
- Mina Moma da Kenmare Resources em Moçambique .
- Operações de mineração da Iluka Resources na Austrália, incluindo Murray Basin, Eneabba e Capel .
- The Kerala Minerals & Metals Ltd (KMML), Indian Rare Earths (IRE), VV Mineral mine na Índia.
- Mina Grande Cote da TiZir Ltd. no Senegal
- A mina QIT Madagascar Minerals , de propriedade majoritária do Grupo Rio Tinto, que iniciou a produção em 2009 e deverá produzir 0,75 Mtpa de ilmenita, potencialmente expandindo para 2 Mtpa em fases futuras.
Os principais depósitos potenciais de ilmenita atraentes incluem:
- O depósito de magnetita-ilmenita de Karhujupukka em Kolari, norte da Finlândia, com reservas de cerca de 5 Mt e minério contendo cerca de 6,2% de titânio.
- O depósito Balla Balla magnetita de ferro-titânio-vanádio minério no Pilbara da Austrália Ocidental , que contém 456 milhões de toneladas de cumulate horizonte minério com 45% Fe , 13,7% TiO
2e 0,64% V
2O
5, um dos mais ricos corpos de minério de magnetita-ilmenita na Austrália - Os depósitos de areias minerais de Coburn, WIM 50, Douglas, Pooncarie na Austrália .
- Os depósitos de titano-magnetita Magpie (ferro-titânio-vanádio-cromo) no leste de Quebec do Canadá com cerca de 1 bilhão de toneladas contendo cerca de 43% Fe, 12% TiO2, 0,4% V2O5 e 2,2% Cr2O3.
- O depósito Longnose no nordeste de Minnesota é considerado "o maior e mais rico depósito de ilmenita da América do Norte".
A maior parte da produção de minério de ilmenita do Canadá, África do Sul e Noruega é destinada à aplicação de escória titanífera .
Ilmenita lunar
Ilmenita foi encontrada em rochas lunares e é tipicamente altamente enriquecida em magnésio semelhante à associação kimberlítica . Em 2005, a NASA usou o Telescópio Espacial Hubble para localizar locais potencialmente ricos em ilmenita. Este mineral poderia ser essencial para uma eventual base lunar , já que a ilmenita forneceria uma fonte de ferro e titânio para a construção de estruturas e extração de oxigênio essencial.
Referências
Fontes
- Hayes, Tony (2011), Titanium Dioxide: A Shining Future Ahead (PDF) , Euro Pacific Canada, p. 5 , recuperado em 16 de agosto de 2012