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| Ilmenita | |
|---|---|
 Ilmenita de Miass, Ilmen Mts, Chelyabinsk Oblast ', Urales del Sur, Región de los Urales, Rusia. 4,5 x 4,3 x 1,5 centímetros | |
| General | |
| Categoría | Mineral de óxido |
| Fórmula (unidad de repetición) | óxido de hierro y titanio, FeTiO 3 |
| Clasificación de Strunz | 4.CB.05 |
| Clasificación de Dana | 04.03.05.01 |
| Sistema de cristal | Trigonal |
| Clase de cristal | Romboédrico ( 3 ) Símbolo HM : ( 3 ) |
| Grupo espacial | R 3 |
| Celda unitaria | a = 5,08854 (7) c = 14,0924 (3) [Å]: Z = 6 |
| Identificación | |
| Color | Hierro-negro; gris con un tinte pardusco en la luz reflejada |
| Hábito de cristal | Soluciones granulares a masivas y lamelares en hematita o magnetita |
| Hermanamiento | {0001} simple, {10 1 1} laminar |
| Escote | ausente; despedida el {0001} y el {10 1 1} |
| Fractura | Concoidal a subconcoidal |
| Tenacidad | Frágil |
| Escala de Mohs de dureza | 5-6 |
| Lustre | Metálico a submetálico |
| Racha | Negro |
| Diafanidad | Opaco |
| Gravedad específica | 4,70–4,79 |
| Propiedades ópticas | Uniaxial (-) |
| Birrefringencia | Fuerte; O = marrón rosado, E = marrón oscuro (birreflectancia) |
| Otras características | débilmente magnético |
| Referencias | [1] [2] [3] |
La ilmenita , también conocida como manacanita , es un mineral de óxido de hierro y titanio con la fórmula idealizada FeTiO
3. Es un sólido negro o gris acero débilmente magnético. Desde una perspectiva comercial, la ilmenita es el mineral más importante de titanio . [4] La ilmenita es la principal fuente de dióxido de titanio , que se utiliza en pinturas, tintas de impresión, [5] tejidos, plásticos, papel, protectores solares, alimentos y cosméticos. [6]
Estructura y propiedades [ editar ]
La ilmenita cristaliza en el sistema trigonal . La estructura del cristal de ilmenita consiste en un derivado ordenado de la estructura del corindón ; en el corindón todos los cationes son idénticos, pero en la ilmenita los iones Fe 2+ y Ti 4+ ocupan capas alternas perpendiculares al eje c trigonal. Al contener centros ferrosos de alto espín , la ilmenita es paramagnética.
La ilmenita se reconoce comúnmente en rocas ígneas alteradas por la presencia de un producto de alteración blanco, el pseudo-mineral leucoxeno . A menudo, las ilmenitas están bordeadas con leucoxeno, lo que permite distinguir la ilmenita de la magnetita y otros óxidos de hierro y titanio. El ejemplo que se muestra en la imagen de la derecha es típico de la ilmenita con borde de leucoxeno.
En luz reflejada, se puede distinguir de la magnetita por un pleocroísmo de reflexión más pronunciado y un tinte marrón-rosado.
Las muestras de ilmenita presentan una respuesta débil a un imán de mano.
Descubrimiento [ editar ]
En 1791, William Gregor descubrió la ilmenita, en un arroyo que atraviesa el valle al sur del pueblo de Manaccan ( Cornualles ), e identificó por primera vez al titanio como uno de los componentes de la ilmenita. [7]
Química mineral [ editar ]
La ilmenita contiene con mayor frecuencia cantidades apreciables de magnesio y manganeso y la fórmula química completa se puede expresar como (Fe, Mg, Mn, Ti) O
3. La ilmenita forma una solución sólida con geikielita ( MgTiO
3) y pirofanita ( MnTiO
3) que son miembros terminales de magnesio y manganífero de la serie de solución sólida .
Aunque parece haber evidencia de la gama completa de químicas minerales en el (Fe, Mg, Mn, Ti) O
3sistema que ocurre naturalmente en la Tierra, la gran mayoría de las ilmenitas se restringen a cerca de la FeTiO ideal
3composición, con porcentajes molares menores de Mn y Mg. Una excepción clave son las ilmenitas de las kimberlitas, donde el mineral generalmente contiene cantidades importantes de moléculas de geikielita, y en algunas rocas félsicas altamente diferenciadas , las ilmenitas pueden contener cantidades significativas de moléculas de pirofanita.
A temperaturas más altas se ha demostrado que existe una solución sólida completa entre ilmenita y hematita . Existe una brecha de miscibilidad a temperaturas más bajas, lo que resulta en una coexistencia de estos dos minerales en las rocas, pero no en una solución sólida. Esta coexistencia puede dar como resultado laminillas de exsolución en ilmenitas enfriadas con más hierro en el sistema del que puede acomodarse homogéneamente en la red cristalina.
La ilmenita alterada forma el mineral leucoxeno , una fuente importante de titanio en los depósitos de arenas minerales pesadas. El leucoxeno es un componente típico de gabro y diorita alterados y generalmente es indicativo de ilmenita en la roca inalterada.
Paragénesis [ editar ]
La ilmenita es un mineral accesorio común que se encuentra en rocas ígneas y metamórficas . Se encuentra en grandes concentraciones en intrusiones estratificadas donde forma parte de una capa acumulada dentro de la estratigrafía de silicatos de la intrusión. La ilmenita generalmente se encuentra dentro de la porción piroxenítica de tales intrusiones (el nivel de 'entrada de piroxeno').
Magnesian ilmenita es indicativo de kimberlitic paragenesis y forma parte de la asociación MARID de minerales ( mica - anfíboles - rutilo -ilmenite- diópsido ) ensamblaje de glimmerite xenolitos . La ilmenita manganífera se encuentra en rocas graníticas y también en intrusiones de carbonatita donde también puede contener niobio anómalo .
Muchas rocas ígneas máficas contienen granos de magnetita e ilmenita intercrecidos , formados por la oxidación del ulvospinel . La ilmenita también se presenta como granos discretos, típicamente con algo de hematita en solución sólida , y existe una solución sólida completa entre los dos minerales a temperaturas superiores a aproximadamente 950 ° C.
El titanio fue identificado por primera vez por William Gregor en 1791 en ilmenita del valle de Manaccan en Cornualles , suroeste de Inglaterra.
La ilmenita lleva el nombre de la localidad de su descubrimiento en las montañas Ilmensky , cerca de Miass , Rusia .
Procesamiento y consumo [ editar ]
La mayor parte de la ilmenita se extrae para la producción de dióxido de titanio . [8] En 2011, alrededor del 47% del dióxido de titanio producido en todo el mundo se produjo a partir de este material. [9] La ilmenita y / o el dióxido de titanio se utilizan en la producción de titanio metálico. [10] [11]
El dióxido de titanio se utiliza principalmente como pigmento blanco y las principales industrias consumidoras de pigmentos de TiO 2 son las pinturas y revestimientos de superficies, plásticos y papel y cartón. El consumo per cápita de TiO 2 en China es de aproximadamente 1,1 kilogramos por año, en comparación con los 2,7 kilogramos de Europa Occidental y Estados Unidos. [12]
| Materia prima | TiO 2 Contenido | Proceso |
|---|---|---|
| (%) | ||
| Mineral | <55 | Sulfato |
| Mineral | > 55 | Cloruro |
| Mineral | <50 | Fundición (escoria) |
| Rutilo sintético | 88-95 | Cloruro |
| Escoria de cloruro | 85-95 | Cloruro |
| Escoria de sulfato | 80 | Sulfato |
La ilmenita se puede convertir en dióxido de titanio de grado pigmentario mediante el proceso de sulfato o el proceso de cloruro .
La ilmenita también se puede mejorar y purificar a rutilo mediante el proceso de Becher .
Los minerales de ilmenita también se pueden convertir en hierro líquido y escoria rica en titanio mediante un proceso de fundición. [14]
Las acerías utilizan el mineral de ilmenita como fundente para revestir el refractario de hogar de alto horno. [15]
La arena de ilmenita también se utiliza como agente de arenado en la limpieza de matrices de fundición a presión.
La ilmenita se puede utilizar para producir ferrotitanio mediante una reducción aluminotérmica . [dieciséis]
Producción de materia prima [ editar ]
| Año | 2011 | 2012-13 |
|---|---|---|
| País | USGS | Proyectado |
| Australia | 1300 | 247 |
| Sudáfrica | 1,161 | 190 |
| Mozambique | 516 | 250 |
| Canadá | 700 | |
| India | 574 | |
| porcelana | 500 | |
| Vietnam | 490 | |
| Ucrania | 357 | |
| Senegal | - | 330 |
| Noruega | 300 | |
| Estados Unidos | 300 | |
| Madagascar | 288 | |
| Kenia | - | 246 |
| Sri Lanka | 62 | |
| Sierra Leona | 60 | |
| Brasil | 48 | |
| Otros paises | 37 | |
| Mundo total | ~ 6700 | ~ 1250 |
Australia fue el mayor productor mundial de mineral de ilmenita en 2011, con alrededor de 1,3 millones de toneladas de producción, seguido de Sudáfrica, Canadá, Mozambique, India, China, Vietnam, Ucrania, Noruega, Madagascar y Estados Unidos.
Aunque la mayor parte de la ilmenita se recupera de depósitos de mineral de arenas minerales pesadas , la ilmenita también se puede recuperar de fuentes intrusivas en capas o fuentes de mineral de titanio de "roca dura".
Los cuatro principales productores de materias primas de ilmenita y rutilo en 2010 fueron Rio Tinto Group , Iluka Resources , Exxaro y Kenmare Resources , que en conjunto representaron más del 60% de los suministros mundiales. [18]
Las dos minas de ilmenita a cielo abierto más grandes del mundo son:
- La mina Tellnes ubicada en Sokndal , Noruega , y dirigida por Titania AS (propiedad de Kronos Worldwide Inc.) con una capacidad de 0,55 Mtpa y 57 Mt de TiO contenido
2 reservas. - La mina Lac Tio del Grupo Rio Tinto ubicada cerca de Havre Saint-Pierre , Quebec en Canadá, con una capacidad de 3 Mtpa y reservas de 52 Mt. [19]
Las principales operaciones mineras de ilmenita basadas en arenas minerales incluyen:
- Richards Bay Minerals en Sudáfrica , propiedad mayoritaria del Grupo Rio Tinto.
- Mina Moma de Kenmare Resources en Mozambique .
- Las operaciones mineras de Iluka Resources en Australia, incluidas Murray Basin, Eneabba y Capel .
- Las minas de Kerala Minerals & Metals Ltd (KMML), Indian Rare Earths (IRE), VV Mineral en India.
- Mina Grande Cote de TiZir Ltd. en Senegal [20]
- La mina QIT Madagascar Minerals , de propiedad mayoritaria del Grupo Rio Tinto, que comenzó a producir en 2009 y se espera que produzca 0,75 Mtpa de ilmenita, que podría expandirse a 2 Mtpa en fases futuras.
Los principales depósitos de ilmenita con potencial atractivo incluyen:
- El depósito de magnetita-ilmenita de Karhujupukka en Kolari, en el norte de Finlandia, con reservas de alrededor de 5 Mt y mineral que contiene aproximadamente un 6,2% de titanio.
- El depósito de mineral de magnetita-hierro-titanio-vanadio Balla Balla en Pilbara de Australia Occidental , que contiene 456 millones de toneladas de horizonte mineral acumulado con una ley de 45% Fe , 13,7% TiO
2y 0,64% V
2O
5, uno de los yacimientos de magnetita-ilmenita más ricos de Australia [21] - Los depósitos de arenas minerales Coburn, WIM 50, Douglas, Pooncarie en Australia .
- La Magpie titano-magnetita (hierro-titanio-vanadio-cromo) se deposita en el este de Quebec de Canadá con aproximadamente mil millones de toneladas que contienen aproximadamente 43% de Fe, 12% de TiO2, 0.4% de V2O5 y 2.2% de Cr2O3.
- El depósito Longnose en el noreste de Minnesota se considera "el depósito de ilmenita más grande y rico de América del Norte". [22]
La mayor parte de la producción de mineral de ilmenita de Canadá, Sudáfrica y Noruega se destina a la aplicación de escoria titanífera . [ cita requerida ]
Ilmenita lunar [ editar ]
La ilmenita se ha encontrado en rocas lunares , [23] y típicamente está altamente enriquecida en magnesio similar a la asociación kimberlítica . En 2005 [24], la NASA utilizó el telescopio espacial Hubble para localizar lugares potencialmente ricos en ilmenita. Este mineral podría ser esencial para una eventual base lunar , ya que la ilmenita proporcionaría una fuente de hierro y titanio para la construcción de estructuras y la extracción de oxígeno esencial.
Referencias [ editar ]
- ^ Datos webmineral
- ^ Manual de minerales
- ^ Ilmenita en Mindat.org
- ^ Heinz Sibum, Volker Günther, Oskar Roidl, Fathi Habashi, Hans Uwe Wolf, "Titanio, aleaciones de titanio y compuestos de titanio" en Enciclopedia de química industrial 2005 de Ullmann, Wiley-VCH, Weinheim. doi : 10.1002 / 14356007.a27_095
- ^ "Sachtleben RDI-S" (PDF) .
- ^ "Productos" . Mineral Commodities Ltd . Consultado el 8 de agosto de 2016 .
- ↑ Gregor, William (1791) "Beobachtungen und Versuche über den Menakanit, einen in Cornwall gefundenen magnetischen Sand" (Observaciones y experimentos sobre menaccanita [es decir, ilmenita], una arena magnética encontrada en Cornualles), Chemische Annalen …, 1 , págs. 40–54 , 103–119.
- ^ "Fundamentos de la industria" . Mineral Commodities Ltd . Consultado el 8 de agosto de 2016 .
- ^ Estudio de mercado de dióxido de titanio, publicado por Ceresana, febrero de 2013
- ^ Kroll, W (1940). "La producción de titanio dúctil". Transacciones de la Sociedad Electroquímica . 78 : 35–47. doi : 10.1149 / 1.3071290 .
- ^ Seki, Ichiro (2017). "Reducción de dióxido de titanio a titanio metálico por nitruración y descomposición térmica" . Transacciones de materiales . 58 (3): 361–366. doi : 10.2320 / matertrans.MK201601 .
- ^ "Manual de economía química de dióxido de titanio" .
- ↑ a b Hayes , 2011 , p. 5.
- ^ Pistorius, PC (enero de 2008), "Fundición de ilmenita: conceptos básicos" (PDF) , The Journal of the South African Institute of Mining and Metalurgy , 108
- ^ "Rio Tinto, Fer et Titane - Productos" . Grupo Rio Tinto . Consultado el 19 de agosto de 2012 .
- ^ Gasik, Michael (editor) (2013). Manual de Ferroaleaciones: Teoría y Tecnología . Londres: Elsevier. pag. 429. ISBN 978-0-08-097753-9.CS1 maint: texto adicional: lista de autores ( enlace )
- ^ Encuesta de USGS 2012, p. 174
- ^ Hayes 2011 , p. 3.
- ^ "Mina de Lac Tio" . InfoMine . Consultado el 16 de agosto de 2012 .
- ^ "TiZir Limited" . Depósitos minerales limitados. Archivado desde el original el 18 de agosto de 2012 . Consultado el 16 de agosto de 2012 .
- ^ "Vanadio - AIMR 2011 - Atlas de minas australianas" .
- ^ Kraker, Dan. "¿Rango de titanio? El avance podría conducir a un nuevo tipo de minería en NE Minn" . Consultado el 31 de mayo de 2017 .
- ^ Bhanoo, Sindya N. (28 de diciembre de 2015). "Se descubre un nuevo tipo de roca en la luna" . New York Times . Consultado el 29 de diciembre de 2015 .
- ^ http://news.bbc.co.uk/1/hi/magazine/4177064.stm Cómo configurar una base lunar. NASA
Fuentes [ editar ]
- Hayes, Tony (2011), Dióxido de titanio: Un futuro brillante por delante (PDF) , Euro Pacific Canada, p. 5 , consultado el 16 de agosto de 2012[ enlace muerto ]
