Innehåll
- Vad är Rutile?
- Geologiskt förekomst av Rutile
- Rutile Mining
- Polymorfer och föroreningar
- Rutile och Gemology
- Användningar av Rutile
- Syntetisk rutil
Rutilated Quartz: En tumlad sten av rutilerad kvarts. Rutil kan förekomma som nålformade kristaller i mineraler som kvarts, korund, granat och andalusit. Bild copyright iStockphoto / Coldmoon_photo.
Vad är Rutile?
Rutile är ett titaniumoxidmineral med en kemisk sammansättning av TiO2. Det finns i stolliga, metamorfa och sedimentära stenar över hela världen. Rutile förekommer också som nålformade kristaller i andra mineraler.
Rutile har en hög specifik tyngdkraft och koncentreras ofta genom ström- och vågverkan i ”tunga mineralsand” som finns idag i både onshore och offshore depositioner. Mycket av världens rutilproduktion bryts från dessa sand.
Rutile används som en malm av titan, det krossas till ett vitt pulver som används som ett pigment i färger, och det bearbetas för användning i en mängd produkter. Nätverk av nålformade rutilkristaller producerar "ögonen" och "stjärnorna" i många ädelstenar, såsom stjärn rubin och stjärnsafir.
Tung mineral sand: Grunt grävning på Folly Beach, South Carolina, exponerar tunna lager av tunga mineraler. Dessa sand är ofta en källa till naturlig rutil. Fotografi av Carleton Bern, USA: s geologiska undersökning.
Geologiskt förekomst av Rutile
Rutile förekommer som ett tillbehörsmineral i plutoniska magväggar som granit och i djupa källkärnor såsom peridotit och lamproite. I metamorfe bergarter är rutil ett vanligt tillbehörsmineral i gneis, schist och eklogit. Väl formade kristaller av rutil finns ibland i pegmatit och skarn.
Rutil och ett antal andra metalliska malmmineraler bryts samman från sedimentära avlagringar som kallas ”tunga mineraler. Dessa sediment härrör från förvitring av stolliga och metamorfa bergarter som innehåller överflödiga små korn av mineraler med hög specifik vikt såsom rutil, ilmenit, anatas, brookit, leucoxen, perovskit och titanit (även känd som sfen).
När dessa stenar väder, tvättas de mer resistenta mineralpartiklarna i den marina kustmiljön där de sorteras och koncentreras efter deras täthet med våg och nuvarande verkan. Där förhållandena är rätt och tunga mineraler är rikliga kan dessa sediment bli minbara avlagringar.
Bryta tunga mineraler: Grävmaskiner avlägsnar tungt mineralsand vid Concord-gruvan i södra centrala Virginia. Dessa sand som innehåller upp till cirka 4% tunga mineraler grävs och bearbetas sedan för att avlägsna rutil, ilmenit, leucoxen och zirkon. Sanden var väderbitna och eroderade från en anorthosit exponering på kort avstånd. Foto av USA: s geologiska undersökning.
Rutile Mining
Tunga mineralsand bryts i den grunda marina miljön av fartyg som muddrar upp sediment, separerar de tunga mineralkornen, behåller de tunga mineralerna ombord och släpper ut den lättare sedimentfraktionen till botten.
Tunga mineralsand finns också på land i sedimentära avlagringar som ackumulerades vid tidpunkter då havsnivån var mycket högre än det är idag. Dessa sediment bryts, bearbetas för att ta bort de tunga mineralerna och återgår till ett landskap som återvinns till dess ursprungliga topografi.
Tung mineral sand: Ett tungt mineralkoncentrat från gruvdrift på land i Georgien. Den består av sandstorlekar av mestadels rutil, ilmenit och zirkon.
Polymorfer och föroreningar
Rutile är den vanligaste naturliga formen av TiO2. Det finns många polymorfer som inkluderar anatas och brookite. Järn (Fe+2) ersätter ibland titan i vissa rutilprover. När detta inträffar kräver en valensskillnad mellan järn och titan balansering - och den balansen uppnås ofta genom substitution av niob (Nb+5) och / eller tantal (Ta+5) för en annan titan. Substitution av dessa element ökar rutilens specifika tyngdkraft och orsakar en svart färg i både mineral och dess streck.
Rutilated Quartz: En fasetterad pärla skuren från rutilerad kvarts. De långa prismatiska kristallerna med en gyllene glans är rutil. Exemplar och foto av Arkenstone / www.iRocks.com.
Rutile och Gemology
Mer än kanske något annat mineral har rutil en affinitet för att växa som prisma-formade kristaller i andra mineraler. Långa prismor av rutil förekommer i många olika pärleminer. Kvarts, korund (rubin och safir), granat och andalusit är några av de mer bekanta.
Ibland är dessa nålar grova och tydliga i pärlan, som i många exemplar av rutilerad kvarts. Dessa nålar ger attraktiva och intressanta nyhetspärlor när de har en behaglig färg och ordning. Se det intilliggande fotot av rutilerad kvarts.
The Star of India: Denna pärla är en safir med 563,35 karat stjärna, skuren från grovt på Sri Lanka. Den är gråblå i färg och har klippts för att visa en stjärna på både topp och botten. Det visas på American Museum of Natural History i New York City. Wikimedia Commons foto av Daniel Torres, Jr.
I vissa ädelstenar, som rubin och safir, kommer reflektioner av ljus från ett nätverk av fina rutilkristaller i en korrekt skuren cabochon att producera en vacker "stjärna" av ljus på pärlens yta. Ädelsten rubiner och ädelsten safirer med denna stjärna är känd i handeln som "fenomenala ädelstenar", och stjärnan fenomen är känd som "asterism". Se det intilliggande fotot av en ljusblå stjärnsafir med namnet “The Star of India”.
I andra ädelstenar kommer en riktning av parallella kristaller att bilda en ljuslinje på ytan av pärla känd som ett "kattöga". Det fenomen som producerar ett kattöga kallas "chatoyance" och ädelstenar som uppvisar det fenomenet sägs vara "chatoyant". Den mest kända pärlan för sin chatoyance är kis-öga chrysoberyl.
Rutilated Quartz with Cats-Eye: En cabochonsnitt av rutilerad kvarts utvinning i Brasilien. Rutilnålarna är gyllene i färg och har en struktur som är så grov att många enskilda nålar tydligt kan ses. Cabochon är ungefär 12 x 16 millimeter stor.
Användningar av Rutile
Den primära användningen av rutil och titanoxid tillverkad av rutil är: tillverkning av titanoxidpigment, tillverkning av eldfast keramik och produktion av titanmetall. Användningen av rutil för att göra pigment berör livet för nästan varje person i USA på många sätt nästan varje dag.
Vid finkrossning och bearbetning för att ta bort föroreningar blir rutil ett ljust vitt pulver som fungerar som ett utmärkt pigment. Det används för att tillverka färg genom att suspendera pulvret i en vätska. Vätskan fungerar som bärare i färgens applikation och förångas för att avsätta ett lager titanoxid på föremålet som målades. Titaniumoxidpigment blev mycket viktigt i färgindustrin 1978, då USA: s regering förbjöd användningen av blybaserade pigment i konsumentmålningsprodukter.
Titaniumoxidpigment används för att producera vit färg i plast, och de används för att göra papper med hög ljusstyrka. Titaniumoxid ger dessa produkter en färg som är motståndskraftig mot blekning. Titaniumoxid är också giftfri och kemiskt stabil. Dessa egenskaper gör det möjligt att använda det som ett pigment i livsmedel, kosmetika, läkemedel och många konsumentprodukter som tandkräm.
Det bästa sättet att lära sig om mineraler är att studera med en samling små prover som du kan hantera, undersöka och observera deras egenskaper. Billiga mineralkollektioner finns i butiken.
Syntetisk rutil
Rutile har ett mycket högt brytningsindex, en stark spridning och en adamantin glans. Dessa är optiska egenskaper som kan ge en stor ädelsten, och dessa egenskaper i rutil rival eller överskrider diamantens. Tyvärr har naturlig rutil sällan klarhet och färg som behövs för att tjäna som en alternativ pärla för diamant.
Emellertid kan syntetisk rutil göras nästan färglös med utmärkt klarhet. När den först producerades på 1940- och 1950-talet skars den i ädelstenar och såldes som en diamantsimulant med namnet "Titania". Det uppnådde lite tidigt popularitet, men det började blekna när köpare upptäckte att syntetisk rutil led av nötningsskador på bara en kort tid - rutil har en Mohs-hårdhet på 6 jämfört med diamantens hårdhet på 10.