Indhold
- Hvad er Rutile?
- Geologisk forekomst af Rutile
- Rutile Mining
- Polymorfer og urenheder
- Rutile og Gemology
- Brug af Rutile
- Syntetisk rutil
Rutilated Quartz: En tumlet sten af rutileret kvarts. Rutil kan forekomme som nåleformede krystaller i mineraler såsom kvarts, korund, granat og andalusit. Billede copyright / Coldmoon_photo.
Hvad er Rutile?
Rutile er et titaniumoxidmineral med en kemisk sammensætning af TiO2. Det findes i stødende, metamorfe og sedimentære klipper i hele verden. Rutile forekommer også som nåleformede krystaller i andre mineraler.
Rutile har en høj specifik tyngdekraft og koncentreres ofte ved strøm og bølgefunktion i "tunge mineralsand", der findes i dag i både onshore og offshore aflejringer. Meget af verdens rutilproduktion er udvindet fra disse sand.
Rutile bruges som en malm af titan, det knuses til et hvidt pulver, der bruges som pigment i maling, og det forarbejdes til brug i et væld af produkter. Netværk af nåleformede rutilkrystaller producerer "øjne" og "stjerner" i mange perler, såsom stjerne rubin og stjerne safir.
Tungt mineral sand: Lavgravning ved Folly Beach, South Carolina, udsætter tynde lag med tungt mineralvand. Disse sand er ofte en kilde til naturlig rutil. Fotografi af Carleton Bern, USAs geologiske undersøgelse.
Geologisk forekomst af Rutile
Rutil forekommer som et tilbehørsmineral i plutoniske, stavede klipper som granit og i dybe kilde-stokartede klipper såsom peridotit og lamproite. I metamorfe klipper er rutil et almindeligt tilbehørsmineral i gneis, skist og eklogit. Velformede krystaller af rutil findes undertiden i pegmatit og skarn.
Rutil og en række andre metalliske malmmineraler udvindes sammen fra sedimentære aflejringer, der kaldes ”tungt mineralvand”. Disse sedimenter er afledt af forvitring af stødende og metamorfe klipper, der indeholder rigelige små korn af mineraler med høj specifik tyngdekraft, såsom rutil, ilmenit, anatase, brookit, leucoxen, perovskit og titanit (også kendt som sfin).
Når disse klipper vejr, vaskes deres mere resistente mineralpartikler i det marine kystmiljø, hvor de sorteres og koncentreres efter deres tæthed efter bølge og strøm. Hvor forholdene er rigtige, og der er rigelige tunge mineraler, kan disse sedimenter blive minable aflejringer.
Minedrift af tunge mineraler: Gravemaskiner fjerner tungt mineralvand ved Concord Mine i det sydlige Virginia. Disse sand, der indeholder op til ca. 4% tunge mineraler, udgraves og behandles derefter til fjernelse af rutil, ilmenit, leucoxen og zircon. Sands blev forvitret og eroderet fra en anorthosite eksponering et kort stykke væk. Foto af USAs geologiske undersøgelse.
Rutile Mining
Tunge mineraler, der udvindes i det lave marine miljø af skibe, der mudrer sedimenter, adskiller de tunge mineralkorn, holder de tunge mineraler om bord og udleder den lettere sedimentfraktion tilbage til bunden.
Tunge mineralsand findes også på land i sedimentære aflejringer, der akkumulerede på tidspunkter, hvor havoverfladen var meget højere end i dag. Disse sedimenter udvindes, forarbejdes for at fjerne de tunge mineraler og returneres til et landskab, der er genvundet til dets oprindelige topografi.
Tungt mineral sand: Et tungt mineralkoncentrat fra en minedrift på land i Georgien. Det er sammensat af sandstore korn af for det meste rutil, ilmenit og zirkon.
Polymorfer og urenheder
Rutile er den mest rigelige naturlige form for TiO2. Der er adskillige polymorfer, der inkluderer anatase og brookit. Jern (Fe+2) erstatter undertiden titan i nogle prøver af rutil. Når dette sker, kræver en valensforskel mellem jern og titan balance - og denne balance opnås ofte ved substitution af niob (Nb+5) og / eller tantal (Ta+5) for et andet titan. Substitution af disse elementer øger den specifikke tyngde af rutil og forårsager en sort farve i både mineralet og dets streg.
Rutilated Quartz: En facetteret perle skåret af rutileret kvarts. De lange prismatiske krystaller med en gylden glans er rutile. Eksempel og foto af Arkenstone / www.iRocks.com.
Rutile og Gemology
Mere end måske et andet mineral har rutil en affinitet til at vokse som prisme-formede krystaller i andre mineraler. Lange prismer af rutil forekommer i mange forskellige ædelmineraler. Kvarts, korund (rubin og safir), granat og andalusit er nogle af de mere kendte.
Undertiden er disse nåle grove og tydeligt synlige inden for perlen, som i mange eksemplarer af rutileret kvarts. Disse nåle producerer attraktive og interessante nyhedsperler, når de har en behagelig farve og arrangement. Se det tilstødende foto af rutileret kvarts.
The Star of India: Denne perle er en safir med 563,35 karat stjerne, skåret fra ru findes i Sri Lanka. Den er grålig blå i farve og er udskåret for at vise en stjerne på både top og bund. Det vises på American Museum of Natural History i New York City. Wikimedia Commons-foto af Daniel Torres, Jr.
I nogle ædelstene, såsom rubin og safir, vil refleksioner af lys fra et netværk af fine rutilkrystaller i en korrekt skåret cabochon producere en smuk "stjerne" af lys på overfladen af perlen. Gem rubiner og perle safirer med denne stjerne er kendt inden for handel som ”fænomenale perler”, og stjernens fænomen er kendt som ”asterisme”. Se det tilstødende foto af en lyseblå stjerne safir med navnet "The Star of India".
I andre perler vil en retning af parallelle krystaller danne en lyslinje på overfladen af perlen kendt som et ”katteøjet”. Fænomenet, der producerer et katteøje, er kendt som "chatoyance", og perler, der udviser dette fænomen, siges at være "chatoyant". Den bedst kendte perle for sin chatoyance er katteøje-chrysoberyl.
Rutilated Quartz with Cats-Eye: En cabochon afskåret fra rutileret kvarts udvindet i Brasilien. Rutile nåle er gyldne i farve og har en struktur, der er så grov, at mange individuelle nåle tydeligt kan ses. Cabochon er ca. 12 x 16 millimeter i størrelse.
Brug af Rutile
Den primære anvendelse af rutil og titaniumoxid fremstillet af rutil er: fremstilling af titaniumoxidpigmenter, fremstilling af ildfast keramik og produktion af titanmetal. Brug af rutil til fremstilling af pigmenter berører næsten enhver persons liv i USA på mange måder næsten hver dag.
Når fint knust og forarbejdet for at fjerne urenheder, bliver rutil til et lyst hvidt pulver, der fungerer som et fremragende pigment. Det bruges til at fremstille maling ved at suspendere pulveret i en væske. Væsken fungerer som bærer i malingens applikation og fordamper for at afsætte et lag titaniumoxid på det objekt, der blev malet. Titaniumoxidpigmenter blev meget vigtige i malingsindustrien i 1978, da den amerikanske regering forbød brugen af blybaserede pigmenter i forbrugermalingprodukter.
Titaniumoxidpigmenter bruges til at fremstille hvid farve i plast, og de bruges til at fremstille papir med høj lysstyrke. Titaniumoxid giver disse produkter en farve, der er modstandsdygtig over for falmning. Titaniumoxid er også ikke-giftigt og kemisk stabilt. Disse egenskaber tillader det at blive brugt som pigment i fødevarer, kosmetik, farmaceutiske stoffer og mange forbrugerprodukter, såsom tandpasta.
Den bedste måde at lære om mineraler er at studere med en samling af små prøver, som du kan håndtere, undersøge og observere deres egenskaber. Billig mineralsk samling er tilgængelig i butikken.
Syntetisk rutil
Rutile har et meget højt brydningsindeks, en stærk spredning og en adamantin glans. Dette er optiske egenskaber, der kan producere en stor ædelsten, og disse egenskaber i rutil rival eller overstige dem med diamant. Desværre har naturlig rutil sjældent den klarhed og farve, der er nødvendig for at tjene som en alternativ perle til diamant.
Imidlertid kan syntetisk rutil gøres næsten farveløs med fremragende klarhed. Da den først blev produceret i 1940'erne og 1950'erne, blev den skåret i ædelstene og solgt som en diamantsimulant ved navn "Titania". Det opnåede lidt tidligt popularitet, men det begyndte at falme, når købere opdagede, at syntetisk rutil led af slidskader på bare kort tid - rutil har en Mohs-hårdhed på 6 sammenlignet med diamantens hårdhed på 10.