• بازدید : 35 views
  • بدون نظر
این فایل قابل ویرایش می باشد وبه صورت زیر تهیه شده:

در حال حاضر بيش از ۷۰ كاني تيتانيم شناخته شده است. مهمترين كانيهاي اقتصادي تيتانيم ايلمنيت، روتيل و آناتاز هستند. كانيهاي اسفن، بروكيت، پرووسكيت ديگر كانيهاي مهم تيتانيم هستند. 
۱-۱- ايلمنيت 
ايلمنيت اولين بار در كوههاي ايلمن واقع در جنوب كوههاي اورال اتحاد جماهير شوروي يافت شده است. ايلمنيت فراوانترين كاني تيتانيم با تركيب اكسيدهاي مركب (اسپينلها) و با فرمول شيميايي FeTiO3  يا FeO+TiO2  ، به طور تئوري داراي ۶/۳۱ درصد تيتانيم، ۸/۳۶ درصد آهن و ۶/۳۱ درصد اكسيژن است و بر حسب دگرساني كاني، اين مقادير تفاوت خواهند كرد. معمولاً ناخالصيهاي آلومينيم، منيزيم،‌ نيوبيم، واناديم، كرم، منگنز، آهن سه ظرفيتي در آن وجود دارد. به همين دليل كاني بدون ناخالصي را كريكتونيت مي نامند
يك سري محلول جامد پيوسته بين ايلمنيت و هماتيت در دماي ۱۰۵۰ درجه سانتيگراد وجود دارد.. با كاهش دما، حلاليت Fe2O3  در FeTiO3  كاهش يافته و در نتيجه موجب تشكيل ايلمنيت حاوي هماتيت و هماتيت حاوي ايلمنيت مي شود. به اين ترتيب هماتيت به شكل عدسيهاي ضخيم و نازك، به صورت ادخال در بسياري از ايلمنيتها وجود دارد. عده اي بر اين عقيده هستند كه وجود تركيب Fe2O3  به دليل حضور كاني آريزونيت با فرمول شيميايي TiO2 , Fe2O3  است. 
احتمال حضور دانه هاي كوچك كروندوم در ايلمنيتي با منشاء ماگماي غني از اكسيد آلومينيم وجود دارد. به نظر مي رسد كه اين دانه ها را نيز بايد به عنوان محصولات ناآميختگي در نظر گرفت. 
منيتيت همراه معمولي ايلمنيت در سنگهاي آذرين و دگرگوني است. در اين سنگها ايلمنيت اغلب به صورت همرشدي با منيتيت ديده مي شود. در اين حالت ايلمنيت به صورت عدسي در درون منيتيت و منيتيت نيز به شكل ادخالهاي كشيده تيغه اي و سوزني در ايلمنيت، وجود دارند. در اين مواقع عناصر كرم، نيكل، واناديم تمايل به تمركز در منيتيت دارند و عنصر منگنز در ايلمنيت متمركز مي شود. 
تركيب شيميايي بعضي از كنسانتره هاي ايلمنيت در جدول ۱-۱ ديده مي شود. 
جدول ۱-۱: تركيب شيميايي كنسانتره ايلمنيت بعضي كانسارهاي دنيا 
ايلمنيت در سيستم تري گونال رده رومبوئدرال متبلور مي شود. شكل ۱-۱ شكل بلوري از ايلمنيت را نشان ميدهد. فرم بلوري ايلمنيت بسيار متنوع بوده و به صورت تخته اي پهن رومبوئدريك و گاهي نيز لوحه اي باريك است. شكل صفحه اي و ورقه اي ايلمنيت نيز زياد به چشم مي خورد. 
در نمونه هاي دستي رنگ ايلمنيت سياه چدني تا فولادي خاكستري است. اثر خاكه آن داراي رنگ سياه، قهوه اي تا قهوه اي قرمز است. ايلمنيت داراي جلاي نيمه فلزي، و غير شفاف و سختي آن در مقياس موس ۶-۵ است. وزن مخصوص آن با توجه به ناخالصيها از ۷/۴ تا ۷۹/۴ متغير است. ايلمنيت با دم شالومه ذوب نشده و در اسيد معمولي نيز حل نمي شود. ايلمنيت از نظر خاصيت مغناطيسي جزء مواد پارا مغناطيسي بوده و از لحاظ الكتريكي نيز نيمه هادي است. 


شكل ۱-۱: نمايي از تك بلور ايلمنيت
از لحاظ زايش رامبدور معتقد است كه برخلاف گزارشهاي منتشره، ايلمنيت فقط گاهي اوقات از كانيهاي مراحل اوليه ماگمايي است ولي اغلب يك كاني كاملاً تأخيري است. ايلمنيت در ماگماهاي تيتانومنيتيتي معمولاً جوانتر از منيتيت است و به اين ترتيب درزه ها را پر مي كند و شكل خاصي ندارد. ايلمنيت در برخي موارد به علت خوردگي دندانه دندانه به نظر مي آيد. ابعاد دانه هاي ايلمنيت بسيار متفاوت است و در پگماتيتها تا ابعاد ۱۰ سانتيمتر نيز ديده شده است. معمولاً در طبيعت، نيمه خود شكل تا غير خود شكل ديده مي شود و اين دليلي براي اثبات تأخيري بودن آن است. ساخت مشخصي در ايلمنيت مشاهده نشده است. 
از لحاظ شكل ظاهري ايلمنيت شبيه هماتيت است ولي مي توان آنها را از فرم بلوري و خاصيت مغناطيسي بيشتر ايلمنيت از يكديگر تشخيص داد. 
ايلمنيت از كانيهاي تيره محسوب مي شود كه مطالعه آن از طريق ميكروسكوپ نور انعكاسي ميسر است. صيقل پذيري ايلمنيت بسيار خوب، قدرت انعكاسي آن ۱۷ تا ۵/۱۸ درصد و رنگ آن سفيد خاكستري كمي مايل به گلي با پلئوكروئيسم خفيف است. در نور پلاريزه، ايلمنيت آنيزوتروپ و رنگهاي پلاريزاسيون آن خاكستري گلي تا خاكستري سبز است. انعكاسات داخلي بسيار نادر به رنگ قهوه اي تيره دارد كه نبايد با ادخالهاي اوليژيسيت موجود در ايلمنيت اشتباه شود. 
ايلمنيت در مقابل هوا زدگي معمولي بسيار مقاوم است. معهذا بسيار كم و توسط فرايندهاي متفاوتي دگرسان ميشود. در اينجا فقط بعضي از فرايندهاي دگرساني ايلمنيت ذكر مي شود: 
۱- تشكيل منيتيت دوكي كه اكثراً همراه روتيل است. 
۲- ايلمنيت غني از ادخالهاي هماتيت به تجمعهاي نامنظم روتيل و منيتيت تبديل مي شود. 
فرايندهاي مذكور در دماهاي بسيار بالا اتفاق مي افتند و بر حسب دماي تشكيل، محصولات ظاهراً درشت تر از كانيهاي اوليه هستند. در برخي شكافها علاوه بر روتيل و به جاي آن، آناتاز تشكيل شده است. 
۳- در برخي سنگهاي آذرين ايلمنيت به طور حاشيه اي و گاهي كاملاً به لوكوكسن تبديل شده است. 
۴- در بعضي سنگهاي غني از يون كلسيم ممكن است اسفن از دگرساني ايلمنيت به وجود آيد. 
۵- محصول دگرساني ايلمنيت در ماسه هاي ساحلي مناطق حاره معمولاً لوكوكسن است. 
اغلب در اين شرايط روتيل و يا ساير كانيهاي تيتانيم تشكيل نخواهند شد.
ايلمنيت يكي از حاملين اصلي تيتانيم در طبيعت است. تقريباً تمام سنگهاي آذرين دروني و بيروني و همين طور پگماتيتها و ساير رگه هاي آذرين، داراي مقادير زيادي ايلمنيت هستند. تنها برخي از روانه هاي تفريقي از اين قاعده مستثني هستند. حتي محصولات هوازدگي سنگهاي آذرين خروجي و تا اندازه اي سنگهاي دگرگوني ناحيه‌اي و مجاورتي نيز داراي ايلمنيت هستند. ايلمنيت به ندرت در كانسارهاي گرمابي بالا رو تشكيل مي شود. همچنين برخي شكافها داراي ايلمنيت فراواني هستند كه در كنار آنها كريكتونيت تقريباً خالص نيز وجود دارد. 
در شهاب سنگها چند مورد ايلمنيت نيز مشاهده شده است. ايلمنيت تقريباً منحصراً در دماهاي بالا، به ويژه بالاتر از ۵۰۰ درجه سانتيگراد، تشكيل مي شود و از اين جهت ايلمنيت را مي توان يك دماسنج زمين شناسي دانست. 
وجود ايلمنيت در سنگهاي دگرگوني و رسوبي فقط به علت مقاومت بالاي آن در مقابل هوازدگي است. ايلمنيت تحت شرايط فرايندهايي كه در بالا ذكر شد، پايدار نيست و تقريباً هميشه توسط قشري از محصول دگرساني پوشيده شده است. با اين وجود، در اعماق بسيار زياد، به نظر مي رسد كه عمل عكس اين فرايندها براي تشكيل دوباره ايلمنيت به وقوع مي پيوندد. 
ايلمنيت به صورت مصنوعي از تركيب دي اكسيد تيتانيم و اكسيد آهن دو ظرفيتي در دماي ۱۲۰۰ درجه سانتيگراد به دست مي آيد. 
در مطالعات كاني شناسي توسط پراش اشعه ايكس ايلمنيت گاهي اوقات با منيتيت اشتباه مي شود. كارت مشخصات پراش اشعه ايكس كاني ايلمنيت كه توسط اداره استاندارد امريكا تهيه شده است در شكل ۱-۲ ديده مي شود. 
شكل ۱-۲ كارت مشخصات پراش اشعه ايكس كاني ايلمنيت در استاندارد امريكا
كاربرد مهم ايلمنيت در به دست آوردن ماده اوليه براي فرايندهاي تهيه فلز تيتانيم و دي اكسيد تيتانيم است. در ساخت الكترودهاي جوشكاري ايلمنيت به مقدار بسيار كم مورد استفاده قرار مي گيرد. از ايلمنيت در رنگدانه هاي سياه نيز استفاده مي شود. 
مهمترين كانسارهاي ايلمنيت در استرالياي شرقي و غربي، در امريكا، كانادا و افريقاي جنوبي يافت مي شود. 
۱-۲- لوكوكسن، ايلمنيت دگرسان شده 
در كا نسارهاي ثانويه حاوي ايلمنيت، به سبب اكسيداسيون و كاهش درصد آهن، تركيب شيميايي ايلمنيت درجه هاي متفاوتي از دگرساني را از خود نشان مي دهند كه محصول به نام لوكوكسن معروف است و در نهايت فرايند، منجر به توليد دي اكسيد تيتانيم خواهد شد. فرايند اين عمل توسط تمپل در سال ۱۹۶۶ به شرح زير توضيح داده شده است: 
«دگرساني در طول مرزهاي دانه ها و ناپيوستگيهاي داخل شبكه تبلور ايلمنيت، آغاز مي شود. بعد از عبور از مرحله بي شكلي، اكسيداسيون و جدايش آهن از شبكه ايلمنيت موجب تشكيل تيتانات آهن حد واسطي با ساختمان بلوري مشخص به نام شبه روتيل مي شود. محصول دگرساني اين مرحله در مقابل ۵۲ درصد دي اكسيد تيتانيم موجود در فرمول تئوري ايلمنيت حدود ۷۰-۶۵ درصد دي اكسيد تيتانيم دارد. حذف كامل آهن از شبكه شبه روتيل، تشكيل بلورهاي روتيل را سبب مي گردد». 
از لحاظ اقتصادي سه فاز معدني ايلمنيت، روتيل و شبه روتيل در بررسيهاي اقتصادي داراي اهميت بيشتري هستند. مطالعات در مورد كانسارهاي ثانويه ايلمنيت نشان مي دهد كه حذف كامل آهن از شبه روتيل، فقط در بالاي سطح ايستابي آب زيرزميني اتفاق مي افتد. دگرساني ايلمنيت يك فرايند كاملاً كند است كه با بالا آمدن سطح تراز آب زيرزميني سرعت آن افزايش مي يابد. اين پديده به وضوح در كانسارهاي ثانويه قديمي در مناطق گرم و حاره جهان ديده مي شود. اين مناطق حاوي ايلمنيت غني از دي اكسيد تيتانيم هستند. در حاليكه در كانسارهاي عرضهاي جغرافيايي بيشتر، معمولاً ايلمنيت دگرسان شده با حدود ۵۰ درصد دي اكسيد تيتانيم يافت مي شود. 
لوكوكسن از لحاظ كاربرد براي استفاده در روكشهاي الكترود جوشكاري ترجيح داده مي شود. تركيب شيميايي كنسانتره لوكوكسن در جدول ۱-۲ نمايش داده شده است. كانسار مهم لوكوكسن در دنيا، كانسار كيلون هندوستان است. 

عتیقه زیرخاکی گنج