Contente
- O que é ilmenita?
- Ocorrência Geológica
- Composição quimica da Ilmenita
- Propriedades físicas da ilmenita
- Usos da Ilmenita
- Ilmenita na Lua
Ilmenita: Um espécime de ilmenita maciça de Saint-Urbain, Quebec, Canadá. Ilmenita maciça pode ser formada como material de enchimento de veias ou durante a segregação magmática. Esta amostra tem aproximadamente 10 cm de diâmetro.
O que é ilmenita?
A ilmenita é um mineral acessório comum em rochas ígneas, sedimentos e rochas sedimentares em muitas partes do mundo. Os astronautas da Apollo encontraram ilmenita abundante nas rochas lunares e no regolito lunar. A ilmenita é um óxido de ferro-titânio preto com uma composição química de FeTiO3.
A ilmenita é o principal minério de titânio, um metal necessário para fazer uma variedade de ligas de alto desempenho. A maior parte da ilmenita minerada em todo o mundo é usada para fabricar dióxido de titânio, TiO2, um abrasivo importante para pigmento, badejo e polimento.
Areia Mineral Pesada: A escavação superficial em Folly Beach, Carolina do Sul, expõe camadas finas de areias minerais pesadas. A maior parte da ilmenita extraída hoje é de areias com alta concentração mineral. Fotografia por Carleton Bern, Estados Unidos Geological Survey.
Mineração de minerais pesados: As escavadeiras removem areias minerais pesadas na mina de Concord, no centro-sul da Virgínia. Areias fracamente consolidadas contendo cerca de 4% de minerais pesados são escavadas e processadas para remover ilmenita, leucoxeno, rutilo e zircão. As areias foram intemperizadas e corroídas de uma exposição anortocita a uma curta distância. Foto do Serviço Geológico dos Estados Unidos.
Ocorrência Geológica
A maioria das ilmenitas se forma durante o resfriamento lento das câmaras de magma e é concentrada através do processo de segregação magmática. Uma grande câmara de magma subterrânea pode levar séculos para esfriar. Enquanto esfria, os cristais de ilmenita começam a se formar a uma temperatura específica. Esses cristais são mais pesados que o derretido circundante e afundam no fundo da câmara de magma.
Isso faz com que a ilmenita e os minerais de temperatura semelhante, como a magnetita, se acumulem em uma camada no fundo da câmara de magma. Essas rochas contendo ilmenita geralmente são gabro, norita ou anortosita. A ilmenita também cristaliza nas veias e cavidades e às vezes ocorre como cristais bem formados nos pegmatitos.
A ilmenita tem uma alta resistência ao intemperismo. Quando rochas contendo clima de ilmenita, grãos de ilmenita se dispersam com o sedimento. A alta gravidade específica desses grãos faz com que eles segregem durante o transporte do fluxo e se acumulem como "areias minerais pesadas". Essas areias são de cor preta e são facilmente reconhecidas pelos geólogos. A "prospecção de areia preta" tem sido um método para encontrar depósitos pesados de placer mineral. A maior parte da ilmenita produzida comercialmente é recuperada por escavação ou dragagem dessas areias, que são processadas para remover os grãos minerais pesados, como ilmenita, leucoxeno, rutilo e zircão.
Ilmenita: Um espécime de ilmenita maciça de Normanville, Austrália Meridional. A amostra mede aproximadamente 7,6 cm de diâmetro.
Composição quimica da Ilmenita
A composição química ideal das ilmenites é FeTiO3. No entanto, muitas vezes parte dessa composição contendo quantidades variáveis de magnésio ou manganês. Esses elementos substituem o ferro em solução sólida completa. Existe uma série de soluções sólidas entre a ilmenita (FeTiO3) e geiquielita (MgTiO3) Nesta série, quantidades variáveis de substitutos de magnésio para ferro na estrutura cristalina de minerais. Existe uma segunda série de soluções sólidas entre ilmenita e pirofanita (MnTiO3), com o manganês substituindo o ferro. Em altas temperaturas, existe uma terceira série de soluções sólidas entre ilmenita e hematita (Fe2O3).
Ilmenita: Um espécime de ilmenita maciça de Kragero, Noruega. A amostra tem aproximadamente 10 cm de diâmetro.
Ilmenita de areia preta: Areia de ilmenita de Melbourne, Flórida. As amostras são grãos do tamanho de areia.
A melhor maneira de aprender sobre minerais é estudar com uma coleção de pequenas amostras que você pode manipular, examinar e observar suas propriedades. Coleções de minerais baratas estão disponíveis na loja.
Propriedades físicas da ilmenita
A ilmenita é um mineral preto com um brilho submetallic a metálico. Com apenas um olhar, pode ser facilmente confundido com hematita e magnetita. A diferenciação é fácil. A hematita tem uma faixa vermelha, enquanto a ilmenita tem uma faixa preta. A magnetita é fortemente magnética, enquanto a ilmenita não é magnética. Ocasionalmente, a ilmenita é fracamente magnética, possivelmente a partir de pequenas quantidades de magnetita incluída.
A ilmenita é geralmente mais durável do que os outros minerais nas rochas ígneas nas quais é abundante. Por esse motivo, os resíduos de intemperismo produzidos durante o intemperismo dessas rochas são especialmente ricos em ilmenita. Sua gravidade específica relativamente alta faz com que ele se concentre em depósitos de placer, como ouro, pedras preciosas e outros minerais pesados.
Pigmentos e compostos de polimento: O pó de dióxido de titânio é cuidadosamente processado para remover impurezas e classificado por tamanho de partícula. É então vendido para uso como verdinhos, pigmentos e compostos de polimento. A imagem é um barril de pedra recém-aberto com uma espessa espuma branca de polimento de óxido de metal.
Basalto Ilmenita Lunar: Os astronautas da Apollo encontraram basaltos ricos em ilmenita em vários locais da Lua. O bloco de referência no canto inferior direito é de um centímetro cúbico. Imagem da NASA.
Usos da Ilmenita
A ilmenita é o principal minério de metal de titânio. Pequenas quantidades de titânio combinadas com certos metais produzirão ligas duráveis, de alta resistência e leves. Essas ligas são usadas para fabricar uma grande variedade de peças e ferramentas de alto desempenho. Os exemplos incluem: peças de aeronaves, juntas artificiais para humanos e equipamentos esportivos, como quadros de bicicletas. Cerca de 5% da ilmenita extraída é usada para produzir metal de titânio. Alguma ilmenita também é usada para produzir rutilo sintético, uma forma de dióxido de titânio usada para produzir pigmentos brancos e altamente refletivos.
A maior parte da ilmenita restante é usada para produzir dióxido de titânio, um material inerte, branco e altamente refletivo. O uso mais importante do dióxido de titânio é como um verdinho. Whitings são brancos, materiais altamente refletivos que são moídos em pó e usados como pigmentos. Esses pigmentos produzem uma cor branca e brilho em tinta, papel, adesivos, plásticos, creme dental e até alimentos.
O dióxido de titânio também é usado para fazer pós com uma faixa de tamanho de partícula rigidamente controlada. Esses pós são usados como abrasivos de polimento baratos em uma variedade de trabalhos lapidários, que incluem queda de pedras, lapidação, cabeamento, fabricação de esferas e lapidação. Os abrasivos de óxido de titânio são usados em muitas outras indústrias.
Regolito Lunar Ilmenita: Os astronautas da Apollo encontraram depósitos de regolito lunar composto principalmente de ilmenita do tamanho de silte a areia (preto) e vidro vulcânico máfico (laranja). Imagem da NASA.
Ilmenita na Lua
Os astronautas da Apollo encontraram basaltos ricos em ilmenita em vários locais da Lua. A maioria desses basaltos era extremamente antiga, formando pelo menos 3 bilhões de anos atrás. Essas rochas geralmente continham mais de 10% de dióxido de titânio (TiO2) Os minerais presentes nessas rochas eram principalmente feldspatos e piroxênios, com a ilmenita a seguir em abundância.
Algumas amostras de regolito lunar continham quantidades significativas de ilmenita. Ocorreu em partículas que variam de silte fino a areia grossa. Pensa-se que o ilmenita tivesse sido libertado dos basaltos lunares durante eventos de impacto.
Amostras de regolito lunar coletadas na Cratera Shorty continham uma mistura de esferas de vidro vulcânicas e grãos de ilmenita. O depósito foi estratificado com uma camada inferior composta principalmente de ilmenita e outros materiais opacos pretos. Isso se classificou para cima, para uma camada superior, conhecida como "solo laranja", composta principalmente de contas esféricas de vidro vulcânico laranja com pequenas quantidades de ilmenita. Os grãos tinham principalmente menos de 1/2 milímetro de tamanho. Pensa-se que este regolito tenha sido produzido por fontes de erupções vulcânicas durante o início da história lunar.