Ilmenit

Ilmenit Categoria  IV  : oxizi și hidroxizi
Ilmenit
General
numar CAS	12168-52-4
Clasa Strunz	4.CB.05 4 OXIZI (Hidroxizi, V [5,6] vanadate, arsenite, antimonite, bismutite, sulfiți, seleniți, teluriți, iodați)  4.C Metal: Oxigen = 2: 3, 3: 5 și similar   4.CB Cu mediu cationi de dimensiuni    4.CB.05 Tistarite Ti2O3 Space Group R 3c Point Group 3 2 / m    4.CB.05 Auroantimonate AuSbO3 Space Group Ortho? Point Group Ortho    4.CB.05 Brizziite-VII NaSb +++++ O3 Space Group R 3 Point Group 3    4.CB.05 Corundum Al2O3 Space Group R 3c Point Group 3 2 / m    4.CB.05 Schoolite Cr2O3 Space Grupa R 3c Punct Grupa 3 2 / m    4.CB.05 Hematite Fe2O3 Spațiu Grup R 3c Punct Grupa 3 2 / m    4.CB.05 Karelianit V2O3 Spațiu Grup R 3c Punct Grupe 3 2 / m    4.CB.05 Geikielite MgTiO3 Grup spațial R 3 puncte Grupa 3    4.CB.05 Ecandrewsite (Zn, Fe ++, Mn ++) TiO3 Spațiu grup R 3 puncte Grupa 3    4.CB.05 Ilmenite Fe ++ TiO3 Spațiu grup R 3 puncte Grupa 3    4 .CB.05 Pyrophanite MnTiO3 Space Group R 3 Point Group 3    4.CB.05 Brizziite-III NaSb +++++ O3 Space Group R 3 Point Group 3    4.CB.05 Melanostibite Mn (Sb +++++, Fe +++) O3 Space Group R 3 Point Group 3    4.CB.05 Romanite (Fe ++, U, Pb) 2 (Ti, Fe +++) O4 Space Group Trig? Declanșare grup de puncte
Clasa Danei	4.3.5.1 Oxizii 4. oxizi simpli 4.3.5 / Ilmenita grup 4.3.5.1 Ilmenita FeTiO 3
Formula chimica	Fe O 3 Ti FeTiO 3
Identificare
Formați masa	151,71 ± 0,004 amu Fe 36,81%, O 31,64%, Ti 31,55%,
Culoare	negru de fier, maro închis, maro negru
Clasa de cristal și grupul spațial	paratetartoedria hexagonală; R 3
Sistem de cristal	trigonal
Rețeaua Bravais	romboedru R
Macle	posibil pe {10 1 1} și {0001}
Clivaj	Nu
Pauză	concoidale; neregulat
Habitus	solid, rozetă, granulat, micaceu, compact, nisip
Facies	Tabular conform {0001}
Scara Mohs	5 - 6
Linia	negru-maroniu
Scânteie	submetalice
Proprietati optice
Transparenţă	opac
Proprietăți chimice
Densitate	4,72
Proprietăți fizice
Magnetism	scăzut
Radioactivitate	orice
Unități de SI & STP, cu excepția cazului în care se prevede altfel.

Ilmenit este o specie minerală constând dintr - un oxid de fier și titan , cu formula chimică Fe II TiO 3cu urme de Mg , Mn și V . Poate forma cristale de până la 25  cm lungime.

Istoria descrierii și denumirilor

Descoperire și etimologie

Manaccanite , un ferrifère soi este descoperit de mineralog amator William Gregor în 1791 și numit de el , în referire la satul Manaccan  (in) ( Peninsula Lizard , sud - vest de Cornwall , Anglia ), lângă care El e „găsit, în pat a unui râu. Înțelege că, pe lângă fier, trebuie să existe și oxidul unui nou element chimic . În 1795, chimistul german Martin Klaproth a identificat la rândul său noul element dintr-un eșantion de rutil din Ungaria și l-a numit Titan . În 1797 a devenit conștient de operele lui Willam Gregor și le-a recunoscut prioritatea.

Ilmenitul este descris și denumit de mineralogul german Adolph Kupffer în 1827, din probe din Munții Ilmen din sud-estul Uralilor ( Rusia ).

Topotip

• The Ilmen Munții , Miask, Urali , Rusia.

Sinonime

• Axotomous Eisenerz (Mohs, 1824)
• Cibdelofan
• Haplotypite
• Mänaken Karsten (1808)
• Mohsite ( Armand Lévy , 1827)
• Para-ilmenit
• Titanioferrită (Chapman, 1843)

Caracteristici fizico-chimice

Criterii de determinare

• Acest mineral poate fi ușor confundat cu minerale din grupul crichtonit, dar și cu hematit .
• Ilmenitul este opac, de culoare neagră și submetalic în strălucire. Trăsătura sa variază între negru și maro. Fractura sa este concoidală .
• Culoarea liniei o deosebește de hematit  ; magnetismul slab îl diferențiază de magnetită .

Soiuri

• Ferroilmenite (fero-ilmenit): varietate feric de ilmenit care conține 33% din Fe 2 O 3de formula ideala (FeTi) 2 O 3. Sinonim pentru acest soi: histatită (Breithaupt, 1830).
• Guadarramite (Muñoz del Castillo, 1906): varietate radioactivă contestată de ilmenit găsită în Sierra de Guadarrama, Castilia, Spania.
• Isérine ( Klaproth , 1810): varietate cubică de ilémnită, descrisă inițial în lunca Jizerská (lunca Iser), Munții Jizerské (Munții Iser), Boemia , Republica Cehă, care a inspirat numele. Sinonim pentru acest soi: izerit (Dana); Trebuie remarcat faptul că mineralogistul Janovsky a descris o varietate de rutile pe care le-a numit izerită .
• Kibdelofan ( von Kobell , 1832): varietate bogată în titan de ilmenit.
• Magneto-ilmenit (Ramdohr, 1926): varietate de fier de ilmenit.
• Manaccanite (sau ménachanite): varietate de fermențe ilmenite descrise Tregonwell Mill Manaccan  (în) , Peninsula Lizard , Cornwall , Marea Britanie, care a inspirat numele. Sinonim pentru acest soi: gregorit (Paris).
• Manganilmenit (Simpson, 1929): varietate de mangan de ilmenit
• Picrocrichtonit ( Lacroix , 1901): varietate de mangan de ilmenit.
• Picroilmenit (Groth, 1898): varietate de ilmenit bogat în magneziu.
• Picrotitanit (Dana, 1868): varietate de ilmenit bogat în magneziu.
• Silicoilmenit (Pilipenko, 1930): amestec de silice și ilmenit.
• Washingtonit (Shepard, 1842): varietate de fier de ilmenit găsită în Washington, județul Litchfield , Connecticut, Statele Unite, care a inspirat numele.

Cristalochimie

Ilmenitul formează trei serii izomorfe cu pirofanitul MnTiO 3 , geikielita MgTiO 3 și ecandrewsite . Aceeași structură se găsește în MgSiO 3 la presiune ridicată.

Structura de ilmenit este în esență aceeași cu cea a hematite , care permite completă soluție solidă la temperatură ridicată; se ordonează distribuția cationilor de fier și titan în hematit. Atomii de oxigen formează o stivă de tip AB, cationii ocupă două treimi din cavitățile octaedrice astfel formate. Deoarece în hematit fiecare al treilea sit octaedric este gol: secvența este -Fe-Ti-L-Ti-Fe-L-Fe-Ti- unde L reprezintă un decalaj (sit octaedric gol). Cationii din apropierea locului liber sunt întotdeauna fie doi fier, fie doi titan.

Cristalografie

Ilmenitul aparține sistemului de cristal trigonal. Rețeaua sa este romboedrică și grupul său spațial este R 3 . Parametrii săi de plasă sunt exprimați în bază hexagonală, = 5,088  Å și = 14,088  Å (V = 315,84 Å 3 , Z = 6) și are o densitate calculată de 4,79 g / cm 3 la temperatura camerei. la{\ displaystyle a}vs.{\ displaystyle c}

Proprietăți fizice

La temperatură ambientală, ilmenit este paramagnetic , dar devine antiferomagnetism la aproximativ 56  K .

Depozite și depozite

Gitologie și minerale asociate

• Mineral accesoriu, comun, din roci magmatice. Însoțită de magnetit , ilmenit constituie mase importante în gabros , diorites , anorthosites . Cu magnetit , zircon , rutil etc. este un important mineral de plasare. Este, de asemenea, din plasatorii din Australia și din alte locuri din emisfera sudică din care provin majoritatea minereurilor ilmenite. Se găsește și în venele și venele pegmatitice și, în localitatea de tip, în „miascitul” și pegmatitele sale ...
• Prezent în roci lunare.
• Prezent în meteorit.

Depozite care produc specimene remarcabile

• Algeria

Laouni, Hoggar , Provincia Tamanrasset .

• Belgia

La Helle, Ternell, Eupen , Provincia Liège .

• Canada

Proprietatea minei Madawaska, comuna Faraday, județul Hastings, Ontario. Mina Beattie, Duparquet , MRC Abitibi-Ouest, Abitibi-Témiscamingue, Quebec. Mine Tio, Havre-Saint-Pierre , Minganie MRC, Côte-Nord, Quebec.

• Franţa

Anglade, Salau , Seix , Cauflens, Ariège, Midi-Pyrénées mine .

• Madagascar

Mina Tolagnaro (Fort-Dauphin), situl Mandena.

Exploatarea zăcămintelor

Ilmenitul este un minereu important de titan și, într-o măsură mai mică, de fier.

Zăcămintele de ilmenit pot fi exploatate economic atunci când conținutul lor de TiO 2depășește 45%. Acestea sunt surse importante pentru producerea dioxidului de titan . Pentru a obține acest oxid în stare pură, acesta este separat mai întâi de roci printr-un tratament electrostatic și magnetic. Minereul poate fi tratat direct prin procesul de sulfat  (de) sau prin procesul de clor  (de) după o etapă de tratament (procesul de clor fiind mai potrivit pentru tratamentul rutililor ).

În 2014, extracția ilmenitelor tratate cu sulfat a corespuns mai mult de 3  milioane de tone de dioxid de titan, din cele 7  milioane de tone de dioxid de titan extrase (știind că au fost consumate 5,5  milioane de tone ). Înainte de 2010, extracția ilmenitelor reprezenta mai puțin de o treime din sursele de dioxid de titan, dar creșterea producției chineze a fost realizată prin dezvoltarea puternică a tratamentului cu sulfat al acestui minereu.

În industria oțelului , utilizarea ocazională a ilmenit constă în utilizarea superioară refractară pentru a forma un strat protector pe pereții refractari ai creuzetul unui furnal . Pentru a obține această acoperire, ilmenita este încărcată ca minereul de fier și, la atingerea fundului furnalului, dioxidul de titan se depune pe pereți, etanșând astfel fisurile.

Note și referințe

1. Clasificarea mineralelor alese este aceea de Strunz , cu excepția polimorfi de siliciu, care sunt clasificate în rândul silicați.
2. calculate în masă moleculară de „  masele atomice ale elementelor 2007  “ pe www.chem.qmul.ac.uk .
3. (în) John W. Anthony , Richard A. Bideaux , Kenneth W. Bladh și Monte C. Nichols , The Handbook of Mineralogy: Halides, Hydroxides, Oxides , Vol.  III, Publicarea datelor despre minerale,1997.
4. (în) „  Titan  ” (accesat la 24 aprilie 2020 ) .
5. (în) BK Welch, The occurrence and paragenesis of the right of titanium , vol.  I (teză de doctorat), Universitatea Durham,1958( citiți online ) , p.  23.
6. (în) A. Levy , „  era o specie minerală nouă  ” , Revista Filozofică , seria 2 E , vol.  1, n o  3,1827, p.  221-223 ( DOI  10.1080 / 14786442708674278 ).
7. (Es) José Muñoz del Castillo, „  The guadarramita”: propuesta de una nueva individualidad mineralógica radiactiva  ” , Boletín de la Sociedad Española de Historia Natural , vol.  6,1906, p.  479-484 ( citiți online ).
8. (De) Martin Heinrich Klaproth , "  Chemische Untersuchung des Iserins  " , Beiträge zur chemischen Kenntniss der Mineralkörper , Berlin, Rottmann, vol.  5,1810, p.  206-209 ( citiți online ).
9. (de la) Franz Ritter von Kobell , „  Analize des Titaneisens von Egersund  ” , Schweigger's Journal für Chemie und Physik ,1832, p.  59-63 ( citiți online ).
10. Ramdohr, Jb. Min. Beil. , vol.  54, 1926, p.  345.
11. (în) „  Manaccanite  ” pe Mindat.org (accesat la 24 aprilie 2020 ) .
12. (în) „  Menachanite  ” pe Mindat.org (accesat la 24 aprilie 2020 ) .
13. (în) John Ayrton Paris, "  Gregorite (Manaccanite) Discovered at Lanarth  " , Transactions of the Royal Geological Society of Cornwall , vol.  1,1818, p.  226-227 ( citiți online ).
14. (în) Edward Simpson Sydney  (în) , "  Contribuții la mineralogia Australiei de Vest  " , Journal of the Royal Society of Western Australia , N, vol.  15,1929, p.  99-114.
15. Alfred Lacroix , Mineralogia Franței și a coloniilor sale: Descrierea fizică și chimică a mineralelor - Studiul condițiilor geologice ale depozitelor lor , vol.  3, Béranger,1901, partea 1, p.  284.
16. Memoriile Biroului de Cercetări Geologice și Miniere . zbor.  83, 1989, partea 1, p.  47-48.
17. (în) Buletin - United States Geological Survey , Vol.  1113-1114,1960, p.  192.
18. (nu) PP Pilipenko, Mineralnoe Syre , voi.  5, 1930, p.  981.
19. (în) Shepard, „  We Washingtonite, a new mineral  ” , American Journal of Science , vol.  43,1842, p.  364.
20. ICSD nr. 91.642; (ro) Richard J. Harrison , Simon AT Redfern și Ron I. Smith , „  Studiu in-situ al tranziției fazei R 3 la R 3 c în soluția solidă de ilmenit-hematit folosind difracția timpului de zbor în pulbere de neutroni  ” , American Mineralogist , voi.  85, nr .  1,2000, p.  194-205 ( rezumat ).
21. (în) John J. Stickler , S. Kern , A. Wold și GS Heller , "  Rezonanța magnetică și sensibilitatea mai multor pulberi ilmenite  " , Physical Review , vol.  164, n o  21967, p.  765-767 ( DOI  10.1103 / PhysRev.164.765 ).
22. JP Lorand și JY Cottin, Buletin de mineralogie , vol.  110, 1987, p.  373-378 .
23. (în) DA Singer , VI Berger și BC Moring , Porph yry Copper Deposits of the World: Database and Grade and Tonnage Models, 2008: US Geological Survey Open-File Report 2008-1155 ,2008( citește online ).
24. (în) George W. Robinson și Steven C. Chamberlain , „  An Introduction to the Mineralogy of Ontario's Grenville Province  ” , Mineralogical Record , vol.  13, n o  21982, p.  71-86.
25. (în) Ann P. Sabina Roci și minerale pentru colector: Geological Survey of Canada, Diverse Raport 77: Lacul Kirkland - Rouyn-Noranda - Val-d'Or, Quebec și Ontario ,2003( citiți online ) , p.  125-127.
26. „  Povestea noastră  ” , pe Rio Tinto, Fer et Titane (accesat la 27 august 2014 ) .
27. C. Derre , dl Fonteilles și LY Nansot "  Depozitul Scheelite de Salau, Ariege - Munții Pirinei  " Publicații 26 - lea Congres Internațional de Geologie , Paris,7-17 iulie 1980.
28. (ro) „  The Chemours Company: DeLisle Site Visit  ” , Chemours,septembrie 2015
29. (în) Satyendra, „  Protecția căptușelii vetrei pentru furnal prin adăugarea de TiO2  ” ,9 iunie 2013

Vezi și tu

linkuri externe

• (ro) „  Ilmenita  “ , pe Mindat.org (accesat 24 aprilie 2020 )