Ilmenit

Ilmenit
(c) Rob Lavinsky, iRocks.com – CC-BY-SA-3.0
Ilmenit från Miass, Ilmen Mts, Chelyabinsk Oblast', södra Ural, Uralregionen, Ryssland. 4,5 x 4,3 x 1,5 cm.
KategoriOxidmineral
Dana klassificering04.03.05.01
Strunz klassificering4.CB.05
Kemisk formel(Fe, Ti)O3F (järn-titan-oxid)
Färgjärn-svart, grått med brunaktiga blänk i reflekterat ljus
FörekomstsättGranulära till massiva och lamellära upplösningar i hematit eller magnetit
Kristallstrukturtrigonalt
Tvillingbildning{0001} enkel, {1011} lameller
Spaltningfrånvarande, partiell på{0001} och {1011}
Brottconchoidalt till subconchoidalt
Hållbarhetspröd
Hårdhet (Mohs)5 - 6
Glansmetallisk till submetallisk
Ljusbrytningenaxlig (+)
DubbelbrytningStark; O: rosabrun, E: mörkbrun (dubbelreflektans)
Pleokroismsvag, E > O, färglös till ljusgul eller orange
Transparensopak
Streckfärgsvart
Specifik vikt4,70 - 4,79
Smältbarhet3,5
Löslighetlöslig i saltsyra
Övrigtsvagt magnetisk
Referenser[1][2][3]

Ilmenit är ett svart glänsande mineral med sammansättningen FeTiO3. Det är ett medelhårt, svagt magnetiskt mineral. Ett föråldrat namn är titanjärn. Ilmenit är den viktigaste malmen av titan[4] och den huvudsakliga källan till titandioxid, som används i färger, tryckfärger,[5] tyger, plast, papper, solskyddsmedel, mat och kosmetika.[6]

Struktur och egenskaper

Ilmenit är ett tungt (specifik vikt 4,7), måttligt hårt (Mohs hårdhet 5,6 till 6), ogenomskinligt svart mineral med en submetallisk lyster.[7] Den är nästan alltid massiv, med tjocka skivformade kristaller som är ganska sällsynta. Den visar ingen urskiljbar klyvning, utan går istället av med ett konkoidalt till ojämnt brott.[8]

Ilmenit kristalliseras i det trigonala systemet med rymdgruppen R3.[9][2] Ilmenitkristallstrukturen består av ett ordnat derivat av korundstrukturen; i korund är alla katjoner identiska men i ilmenit upptar Fe2+ och Ti4+ joner omväxlande lager vinkelrätt mot den trigonala c-axeln.

Ren ilmenit är paramagnetisk (visar endast mycket svag attraktion till en magnet), men ilmenit bildar fasta lösningar med hematit som är svagt ferromagnetisk och därför märkbart attraheras av en magnet. Naturliga avlagringar av ilmenit innehåller vanligtvis sammanväxt eller utlöst magnetit som också bidrar till dess ferromagnetism.[7]

Ilmenit särskiljs från hematit genom dess mindre intensivt svarta färg och mattare utseende och sin svarta streckfärg, och från magnetit genom sin svagare magnetism.[8][7]

Förekomst, framställning och användning

Tellnes ilmenitdagbrott, Sokndal, Norge

Ilmenit förekommer relativt riktligt i eruptiva bergarter i Skandinavien, Ryssland, Portugal, Kanada och USA. Det har även påträffats i stora mängder på månen.

Mest ilmenit bryts för produktion av titandioxid.[10] Ilmenit och titandioxid används vid tillverkning av titanmetall.[11]

Titandioxid används mest som ett vitt pigment och de största konsumerande industriprodukterna av TiO2-pigment är färger och ytbeläggningar, plaster samt papper och kartong. Konsumtionen av TiO2 per capita i Kina är cirka 1,1 kg per år, jämfört med 2,7 kg för Västeuropa och USA.[12]

Beräknad världsproduktion av titankoncentrat per mineralkälla i metriska ton, 2015–2019. Titankoncentrat erhålls huvudsakligen från bearbetning av ilmenitmineral, följt av titanhaltiga slagg och naturlig rutil.

Titan är det nionde vanligaste grundämnet på jorden och representerar cirka 0,6 procent av jordskorpan. Ilmenit bearbetas vanligtvis för att erhålla ett titankoncentrat, som kallas "syntetisk rutil" om det innehåller mer än 90 procent TiO2, eller mer allmänt "titanhaltigt slagg" om det har en lägre TiO2-halt. Mer än 80 procent av den uppskattade globala produktionen av titankoncentrat kommer från bearbetning av ilmenit, medan 13 procent kommer från titanhaltiga slagg och 5 procent från rutil.[13]

Ilmenit kan omvandlas till titandioxid av pigmentkvalitet via antingen sulfatprocessen eller kloridprocessen.[14] Ilmenit kan också förbättras och renas till titandioxid i form av rutil med Becher-processen.[15] Ilmenitmalmer kan också omvandlas till flytande järn och en titanrik slagg med hjälp av en smältprocess.[16]

Ilmenitmalm används som flussmedel av ståltillverkare för att fodra eldfasta masugnshärdar.[17]

Ilmenit kan användas för att producera ferrotitan genom en aluminiumtermisk reduktion.[18]

Referenser

Den här artikeln är helt eller delvis baserad på material från engelskspråkiga Wikipedia, Ilmenite, 24 mars 2024.

Noter

  1. ^ Barthelmy, David (2014). ”Ilmenite Mineral Data”. Mineralogy Database. Webmineral.com. http://webmineral.com/data/Ilmenite.shtml. 
  2. ^ [a b] ”Ilmenite”. Handbook of Mineralogy. Chantilly, VA, USA: Mineralogical Society of America. http://rruff.geo.arizona.edu/doclib/hom/ilmenite.pdf. Läst 12 februari 2022. 
  3. ^ ilmenite, Mindat.org
  4. ^ Heinz Sibum, Volker Günther, Oskar Roidl, Fathi Habashi, Hans Uwe Wolf, "Titanium, Titanium Alloys, and Titanium Compounds" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2005, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a27_095
  5. ^ ”Sachtleben RDI-S”. Sachtleben RDI-S. http://www.sanbohk.com/uploadfiles/2014-2/2014211105416156.pdf. 
  6. ^ ”Products”. Mineral Commodities Ltd. http://www.mineralcommodities.com/products/. 
  7. ^ [a b c] Klein, Cornelis; Hurlbut, Cornelius S. Jr. (1993). Manual of mineralogy : (after James D. Dana) (21st). New York: Wiley. Sid. 380–381. ISBN 047157452X. 
  8. ^ [a b] Sinkankas, John (1964). Mineralogy for amateurs.. Princeton, N.J.: Van Nostrand. Sid. 328–329. ISBN 0442276249. 
  9. ^ Nesse, William D. (2000). Introduction to mineralogy. New York: Oxford University Press. Sid. 366–367. ISBN 9780195106916. 
  10. ^ ”Industry Fundamentals”. Mineral Commodities Ltd. http://www.mineralcommodities.com/products/industry-fundamentals/. 
  11. ^ ”Industry Fundamentals”. Mineral Commodities Ltd. http://www.mineralcommodities.com/products/industry-fundamentals/. 
  12. ^ ”Titanium Dioxide Chemical Economics Handbook”. Titanium Dioxide Chemical Economics Handbook. https://ihsmarkit.com/products/titanium-dioxide-chemical-economics-handbook.html. 
  13. ^ ”Patent Landscape Report” (på engelska). WIPO. https://www.wipo.int/publications/en/details.jsp?id=4651&plang=EN. 
  14. ^ "Patent Landscape Report". WIPO. Hämtad 19 oktober 2023. Völz, Hans G.; et al. (2006). "Pigments, Inorganic". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a20_243.pub2. ISBN 978-3527306732.
  15. ^ Welham, N.J. (December 1996). ”A parametric study of the mechanically activated carbothermic reduction of ilmenite”. Minerals Engineering 9 (12): sid. 1189–1200. doi:10.1016/S0892-6875(96)00115-X. Bibcode: 1996MiEng...9.1189W. 
  16. ^ Pistorius, P.C. (Jan 2008), ”Ilmenite smelting: the basics”, The Journal of the South African Institute of Mining and Metallurgy 108, https://www.saimm.co.za/Journal/v108n01p035.pdf 
  17. ^ ”Rio Tinto, Fer et Titane - Products”. Rio Tinto, Fer et Titane - Products. Rio Tinto Group. http://www.rtft.com/ENC/index_ourproducts.asp. 
  18. ^ Handbook of Ferroalloys: Theory and Technology. London: Elsevier. 2013. Sid. 429. ISBN 978-0-08-097753-9. 

Externa länkar

Media som används på denna webbplats

Ilmenite-65675.jpg
(c) Rob Lavinsky, iRocks.com – CC-BY-SA-3.0
Ilmenite
Locality: Froland, Aust-Agder, Norway (Locality at mindat.org)
This is a much finer specimen of ilmenite than the previous specimen because it features a more 3-dimensional crystal yet, on a bit of matrix. It has an equant, pseudo-octahedral, extremely lustrous black crystal, to 3 cm across a single face. Its trigonal crystallography is clearly evident. This is certainly one of the finest around for the locality, on the market, I would expect. In person, it is quite beautiful despite being relegated to the "black uglies" category by most folks. 4.1 x 4.1 x 3.8 cm
Ilmenite.GIF
(c) Materialscientist på engelska Wikipedia, CC BY-SA 3.0
Crystal structure of ilmenite
Ilmenite and hematite under normal light.jpg
Författare/Upphovsman: Islam90, Licens: CC BY-SA 4.0
Microscopic image of Ilmenite and hematite under normal light
Ilmenite-155036.jpg
(c) Rob Lavinsky, iRocks.com – CC-BY-SA-3.0
Ilmenite
Locality: Miass (Miask), Ilmen Mts, Chelyabinsk Oblast', Southern Urals, Urals Region, Russia (Locality at mindat.org)
Size: 4.5 x 4.3 x 1.5 cm.
An outstanding tabular group of large parallel-growth crystals, with vitreous and attractive chocolate lustre. Few documented specimens from this important classic old locality survive today. This is as good as any I have seen, and of display quality and full miniature size, to boot. Ex. American Museum of Natural History, Clarence Bement collection, donated in 1910.
Tellnes.jpg
Författare/Upphovsman: Mikenorton, Licens: CC BY-SA 4.0
Ilmenite opencast mine at Tellnes, Sokndal
Ilmenite and hematite under polarized light.jpg
Författare/Upphovsman: Islam90, Licens: CC BY-SA 4.0
Microscopic image of Ilmenite and hematite under polarized light
Estimated world production of titanium concentrate by mineral source in metric tons, 2015–2019.png
Författare/Upphovsman: w:en:WIPO uploaded by User:Anthere., Licens: CC BY 4.0
Estimated world production of titanium concentrate by mineral source in metric tons, 2015–2019