일메나이트

Ilmenite
일메나이트
Ilmenite-155036.jpg
러시아 우랄스 주 남부의 우랄스, 첼랴빈스크 주 미아스 출신의 일메나이트.4.5 x 4.3 x 1.5 cm
일반
카테고리산화광물
공식
(기존 단위)		산화철 티타늄, FeTiO
3
IMA 기호일름[1]
스트룬츠 분류4.CB.05
다나구분04.03.05.01
크리스털 시스템삼각형
크리스털 클래스림보헤드랄 (3)
H-M 기호: (3)
스페이스 그룹R3 (148호)
단위세포a = 5.08854(7)
c = 14.0924(3) [å]: Z = 6
식별
색아이언 블랙, 반사광에 갈색 빛이 도는 회색
수정습관헤마이트 또는 자석의 질량 및 광선 방출에 대한 세분화
트윈닝{0001} 단순, {1011}개의 별
클라바주{0001} 및 {1011}에서 헤어짐
골절원뿔형에서 원뿔형까지
고집브리틀
모스 눈금 경도5–6
루스터메탈릭과 서브메탈
스트릭블랙
발데인성불투명
비중4.70–4.79
광학 특성유니크시알(–)
바이레프링스강함; O = 분홍빛이 도는 갈색, E = 짙은 갈색(양극성)
기타 특성약자성의
참조[2][3][4]

일메나이트는 이상적인 공식 FeTiO를
3 가진 티타늄 철 산화 미네랄이다.그것은 약하게 자성이 있는 블랙 또는 스틸 그레이 고체다.일메나이트는 티타늄의[5] 가장 중요한 광석이며 이산화티타늄의 주원료로 페인트, 잉크,[6] 직물, 플라스틱, 종이, 자외선 차단제, 식품, 화장품 등에 사용된다.[7]

구조 및 특성

일메나이트는 무겁고(특정 중력 4.7), 적당히 단단하고(Mohs 경도 5.6~6) 불투명한 흑색 광물로, 수중 광택이 있다.[8]그것은 거의 항상 거대하며 두꺼운 표결정들은 매우 드물다.그것은 눈에 잘 띄는 갈라짐이 보이지 않고, 대신 고르지 않은 골절로 부러진다.[9]

일메나이트는 우주군 R3과 삼각 체계에서 결정된다.[10][3]일메나이트 결정 구조는 각질 구조의 순서가 정해진 파생물로 구성된다. 각질에서는 모든 양이 동일하지만 일메나이트 Fe와2+ Ti4+ 이온은 삼각 c축에 수직인 교배층을 차지한다.

순수 일메나이트는 파라마그네틱(자석에 매우 약한 흡인력만을 나타냄)이지만 일메나이트는 약하게 강자성이 있는 헤마이트로 고체 용액을 형성하여 자석에 눈에 띄게 끌린다.일메나이트의 천연 퇴적물은 보통 철자성에도 기여하는 자석 또는 탄성 자석을 함유하고 있다.[8]

일메나이트(Ilmenite)는 덜 강렬한 검은 색과 칙칙한 외모, 검은 줄무늬로 인해 헤마이트와 구별되며, 약한 자력으로 인해 자석과는 구별된다.[9][8]

얇은 부분에서 일메나이트는 갈색, 약간 분홍, 혹은 보라색으로 보인다.광물은 뚜렷한 이단성을 가지고 있으며 플뢰크루틱이다.교차 편광기에서 일메나이트는 비등방성이 강하고 간섭 색상은 회색에서 갈색까지 다양하다.[10]

  • 일메나이트의 결정구조

  • 노르웨이 오스트아그더 프로랜드에서 온 일메나이트; 4.1 x 4.1 x 3.8 cm

  • 정상 광선 아래의 일메나이트 및 헤마이트

  • 편광 조명 아래 일메나이트와 헤마이트

디스커버리

1791년 윌리엄 그레고르는 마나칸 마을(콘월) 남쪽의 계곡을 관통하는 개울에서 검은 모래 광물을 발견했고, 티타늄을 광물의 성분 중 하나로 처음으로 확인했다.[11][12][13]그레고르는 이 광물 마나카나이트의 이름을 지었다.[14]러시아 미아스 인근 일멘스키 산맥에서도 같은 광물이 발견돼 일메나이트라는 이름이 붙었다.[9]

광물화학

순수한 일메나이트가 그 구성을 가지고 있다.FeTiO3. 그러나 일메나이트는 결정구조에서 FeTiO를3 대신하여 마그네슘과 망간, 헤마이트 FeO의23 6 wt%까지 함유하고 있는 경우가 가장 많다.따라서 전체 화학식은 (Fe,Mg,Mn,Ti)O로3 표현할 수 있다.[8]일메나이트는 고체 용액 시리즈의 마그네시아·망간암페어 엔드 멤버인 게이키엘라이트(MgTiO
3)와 파이로파나이트(MnTiO
3)로 고체 용액을 형성한다.[3]

일메나이트는 일반적으로 Mn과 Mg의 작은 몰 퍼센트를 가지고 있는 이상적인 FeTiO
3 성분과 가깝지만,[3] 킴벌라이트의 일메나이트는 보통 상당한 양의 게이키엘라이트 분자를 포함하고 있으며,[15] 일부 고도로 차별화된 중형암석에서는 일메나이트가 상당한 양의 파이로파나이트 분자를 포함할 수도 있다.[16]

950 °C(1,740 °F) 이상의 온도에서 일메나이트와 헤마이트 사이에는 완전한 고체 용액이 있다.낮은 온도에서 간격이 있어 암석에서는 이 두 광물이 공존하지만 단단한 해결책은 없다.[8]이러한 공존은 결정 격자에 균일하게 수용될 수 있는 것보다 시스템 내 철분이 더 많은 냉각된 일메나이트에서 용해성 라멜레를 야기할 수 있다.[17]6~13%의 FeO를23 함유한 일메나이트를 페리안 일메나이트로 묘사하기도 한다.[18][19]

일메나이트는 사이비-미네랄 루콕센을 형성하기 위해 변하거나 날씨를 바꾸는데, 이 물질은 미세한 결을 가진 황색에서 회색 또는 갈색으로 TiO의2 70% 이상 농축된 물질이다[8][20].[19]류콕센은 무거운 광물 모래 광석 매장량에 있는 티타늄의 중요한 공급원이다.[21]

파라게네시스

일메나이트는 변성암과 화성암에서 발견되는 흔한 부속 광물이다.[3]그것은 침입 내 응집 층의 일부로 형성되는 계층화된 침입에서 큰 농도에서 발견된다.일메나이트는 일반적으로 이러한 집단에서 정형외과록센과[22] 함께 발생하거나 플라기오클라아제 및 아파타이트(넬소나이트)와 결합하여 발생한다.[23]

마그네시아 일메나이트(Magnetisian Ilmenite)는 광물조합(mica-amphibole-rutile-ilmenite-diopside)의 일부로서 킴벌라이트에서 형성된다.[24]망가니퍼시픽 일메나이트는 화강암에서[16] 발견되며 또한 비정상적으로 많은 양의 니오비움을 포함할 수 있는 카르보나타이트 침입에서도 발견된다.[25]

많은 마피크 화성암에는 울보스피넬의 산화 작용으로 형성된 자석과 일메나이트의 알갱이가 들어 있다.[26]

가공 및 소비

노르웨이 소크달에 있는 텔네스 오픈캐스트 일메나이트 광산

대부분의 일메나이트는 이산화티타늄 생산을 위해 채굴된다.[27]2011년, 전 세계에서 생산되는 이산화티타늄의 약 47%가 이 물질에서 생산되었다.[28]일메나이트와 이산화티타늄은 티타늄 금속의 생산에 사용된다.[29][30]

이산화티타늄은 흰색 색소로 가장 많이 사용되며 TiO2 색소의 주요 소비 산업은 페인트와 표면 코팅, 플라스틱, 종이와 종이판이다.중국의 1인당 TiO2 소비량은 약 1.1kg으로 서유럽과 미국의 2.7kg과 비교된다.[31]

일메나이트는 황산염 공정이나 염화 공정을 통해 색소 등급의 이산화티타늄으로 변환할 수 있다.[32]일메나이트도 베커 공정을 이용해 루타일 형태로 이산화티타늄으로 개량, 정제할 수 있다.[33]

일메나이트 광석은 제련 공정을 이용해 액화 철과 티타늄이 풍부한 슬래그로 변환할 수도 있다.[34]

일메나이트 광석은 제철업자들이 용광로 난로 내화재를 설치하기 위해 유동으로 사용된다.[35]

일메나이트는 알루미늄 열감소를 통해 페로티타늄을 생산하는데 사용될 수 있다.[36]

공급원료생산

다양한 일메나이트 사료 원료 등급.[37]
공급원료 TiO
2 콘텐츠		 과정
(%)
광석 <55 황산염
광석 >55 염화물
광석 <50 제련(슬래그)
합성 루틸레 88-95 염화물
염화슬래그 85-95 염화물
황산염 슬래그 80 황산염
TiO가
2 포함된 것으로 추정됨.
생산[38][39]
(금속 tpa x 1,000,
일메나이트 & 루틸레)
연도 2011 2012-13
나라 USGS 투영된
호주. 1,300 247
남아프리카 공화국 1,161 190
모잠비크 516 250
캐나다 700
인도 574
중국 500
베트남 490
우크라이나 357
세네갈 - 330
노르웨이 300
미국 300
마다가스카르. 288
케냐 - 246
스리랑카 62
시에라리온 60
브라질 48
다른 나라들 37
토탈 월드 ~6,700 ~1,250

대부분의 일메나이트는 무거운 광물 모래 광석 퇴적물에서 회수되는데, 이 광물은 플래커 퇴적물로서 농축되어 있고 풍화작용은 철분 함량을 감소시켜 티타늄의 비율을 증가시킨다.그러나 일메나이트는 울트라마피크와 같은 "하드 록" 티타늄 광원으로부터 마피크 층 침입 또는 무정맥류 질사체에 이르기까지 회복될 수 있다.층층침입에 있는 일메나이트는 때로는 풍부하지만, 광석 등급이 낮아지는 자석의 상당한 교배작물을 함유하고 있다.비정질 질식물의 일메나이트에는 염화과정에 부적합한 칼슘이나 마그네슘이 다량 함유되어 있는 경우가 많다.[40]

일메나이트와 루틸 광석의 입증된 매장량은 이산화티타늄 4억2300만톤에서 6억톤으로 추정된다.가장 큰 일메나이트 퇴적물은 남아프리카, 인도, 미국, 캐나다, 노르웨이, 호주, 우크라이나, 러시아, 카자흐스탄에 있다.방글라데시, 칠레, 멕시코, 뉴질랜드에서 추가 예금이 발견된다.[41]

호주는 2011년 약 130만 톤의 생산량을 가진 세계 최대의 일메나이트 광석 생산국으로 남아공, 캐나다, 모잠비크, 인도, 중국, 베트남, 우크라이나, 노르웨이, 마다가스카르, 미국 등이 그 뒤를 이었다.

2010년 일메나이트와 루틸레 사료 원료 생산 상위 4개사는 리우 틴토 그룹, 일루카 자원, 엑사로, 켄마레 자원 등으로 세계 물량의 60% 이상을 모두 차지했다.[42]

세계에서 가장 큰 두 개의 개방형 주조물 일메나이트 광산은 다음과 같다.

  • 노르웨이 솜달에 위치하고 타이타니아 AS(크로노스 월드와이드 주식회사 소유)가 운영하는 텔네스 광산은 0.55mtpa 용량과 57mt에 TiO
    2     매장량이 들어 있었다.
  • 캐나다 퀘벡 주 하브르 생피에르 인근에 위치한 리오 틴토 그룹의 라크 티오 광산은 3mtpa 용량과 52mt 매장량을 갖추고 있다.[43]

주요 광물 모래 기반 일메나이트 채굴 작업에는 다음이 포함된다.

매력적인 잠재적 일메나이트 퇴적물은 다음을 포함한다.

  • 약 5 Mt 매장량과 약 6.2%의 티타늄을 함유한 광석이 있는 북부 핀란드 콜라리 지역에 있는 카르후푸카 자석-일메나이트 퇴적물.
  • 45[45]% Fe, 13.7% TiO
    2    , 0.64% VO의
    2
    5 등급이 누적된 4억5,600만톤의 광석 지평선을 함유하고 있는 서부 오스트레일리아 필바라에 있는 발라 밸라 마그네타이트-철-티타늄-바나듐 광석 매장량은 호주에서 가장 풍부한 자석 일메나이트 광석 광체 중 하나이다.
  • 호주의 코번, WIM 50, 더글라스, 푸온캐리 광물 모래 퇴적물.
  • 까치 티타노-자석(철-티타늄-바나듐-크롬)은 약 10억톤의 Fe 약 43%, TiO2 12%, VO25 0.4%, CrO23 약 2.2%를 함유하고 있다.
  • 미네소타 북동부의 롱노세 예금은 "북미에서 가장 크고 풍부한 일메나이트 예금으로 평가된다.[46]

음력 일메나이트

일메나이트는 문암에서 발견되었으며,[47] 일반적으로 킴벌라이트와 유사한 마그네슘이 고농축되어 있다.2005년에[48] NASA는 잠재적으로 일메나이트가 풍부한 위치를 찾기 위해 허블우주망원경을 사용했다.일메나이트가 철과 티타늄의 원천을 제공하므로 이 광물은 궁극적인 달 기지에 필수적일 수 있다.

참조

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