Запаси кольорових та рідкісних металів в Омській області (титан, цирконій). Ільменіт

Що таке ільменіт?

Назва каменю запропоновано німецьким вченим-геологом Густавом Розе, який проводив дослідження на Уралі та в Сибіру. Це була унікальна експедиція під керівництвом відомого вченого А. Гумбольта, яка відбулася 1826 року. Названо знахідку так тому, що виявили її вперше в Ільменських горах у Челябінській області.

Ільменітвідноситься до класу мінералів титану, в сформовані природі знаходять досить рідко і користуються великим попитом серед цінителів каменів і колекціонерів. Ільменітще відомий під іншою назвою – титанистий залізняктобто він є цінною рудою, з якої і добувають дуже цінний титан.

Опис та властивості ільменіту

Ільменітвідноситься до класу оксидів та гідроксидів. Хімічний склад ільменіту є оксидом титану з досить великим вмістом заліза, магнію, а також , який має особливу шарувату форму будови. Однак склад непостійний, умовно хімічною формулою ільменітможна описати так: FeTiO3 (36,8% Fe, 31,6% O, 31,6% Ti). Гематит та ільменіт має дуже схожу кристалічну структуру, нерідко зустрічаються природні сполуки, коли в ільменіті є твердий розчин.

Зазвичай у природі ільменіт зустрічається у вигляді сплощених кристалів, проте буває й інша форма, але значно рідше — ромбоедричні кристали. Найчастіше вони є зернистими масами. Для колекціонерів дуже цінними є так звані залізні або титанові троянди, вони є добре сформованими кристалами зі складною формою.

Зазвичай ці троянди виглядають як із чудовим металевим блиском. Фото ільменітудійсно зачаровують своєю красою, але звичайно ж цей мінерал краще розглядати у безпосередній близькості, тоді можна оцінити його блиск та переливи кольору.

Забарвлення ільменітуможе бути чорною, як у титанової троянди, так і темно-сірої, іноді навіть бурої; проте, переважно зустрічаються камені чорного кольору. Блиск у каміння завжди однаковий – металевий. Ільменіт відноситься до тендітних природним матеріалам, а злам у такого каменю раковистий. Мінерал ільменітможе просвічувати червоним кольором, іноді бурим тільки в дуже тонких скелях, а в цілому цей мінерал вважається непрозорим.

Більшість ільменітів, які зустрічаються в природі, слабо магнітні, це пов'язано з тим, що як домішки в них може міститися магнетит. Потрібно також відзначити, що мінерал ільменіт не схильний до впливу кислотного середовища, тобто він не розчиняється в кислоті. Показник твердості цього каменю становить 6-7 одиниць по .

Застосування ільменіту

Літотерапевти широко використовують мінерал ільменіт у лікуванні та профілактиці захворювань. Насамперед, ця інформація має особливу важливість для людей у ​​кого є проблеми залізодефіциту в організмі, так як регулярне носіння цього каменю у вигляді намиста або значно покращує ситуацію. Також вважається, що саме ільменіт благотворно впливає на головну рідину нашого організму – кров, цей чудовий камінь сприяє лікуванню хвороб.

З ільменіту роблять і , вони надають людині сил, роблять його більш мужнім, витривалим, хоробрим і сильним. Існує думка, що цей камінь сприяє виробленню «залізного» характеру в людини, оскільки сам мінерал має у своєму складі велику частку заліза. Амулети з ільменітувисоко цінуються людьми, які не уявляють свого життя без екстремальних видів спорту, де необхідний надійний захист та заступництво каменів.

Астрологи у свою чергу застерігають людей під знаками і відношення цього каменю. Він впливає надто активно на них і пробуджує не самі кращі якостілюдини. Ільменіт впливає на людей вогненних знаків погано і робить їх надто агресивними та запальними, їм стає досить важко контролювати свої негативні емоції, а ось для інших цей камінь добре підходить і можна сміливо користуватися його властивостями.

Ільменіт дуже цінується і в промисловій сфері, з використанням цього мінералу роблять багато корисних речей. Без ільменіту було б неможливим виробництво титанових білил, також його використовують при виробництві наповнювача для пластмаси та різних емалей. У металургії переважно з ільменіту отримують титан і титанові, які дуже високо цінуються на ринку.

Родовища та видобуток ільменіту

Поширений цей природний мінерал досить широко, проте великі друзі і красиві кристали - це рідкість. Процеси вивітрювання та ерозії впливають на ільменіт, тому через них найчастіше можна зустріти пісок ільменіту. Включення цього мінералу неодноразово знаходили і польових. У багатьох країнах розробляють родовища, які мають промислове значення . У Росії ільменіт, Як і в багатьох інших країнах, є в досить великій кількості.

На Уралі, у районі, де той мінерал було вперше знайдено, виявляли екземпляри цього каменю, які важили до 60 кілограмів. Росія відома всьому світу своїм Туганським гірничо-збагачувальним комбінатом «Ільменіт», це підприємство займається розробкою родовища та виробництвом пісків та концентратів.

Мінерал ільменіт виявляють у Норвегії, Фінляндії, Швеції, Канаді та Італії, а також в інших країнах. Україна, а саме Український щит багатий на цю природну речовину, є дані про те, що тут міститься приблизно 900 мільйонів тонн.

Проте найбільшим у світі родовищем, а точніше кар'єром з видобутку ільменіту, вважається Толлнес, розташований у Норвегії. Видобуток ільменітудосить трудомісткий процес, який вимагає певних витрат, у ньому задіяно, як правило, велика кількість працівників цієї сфери діяльності. Недарма ільменіт вважають місячним каменем, оскільки багато досліджень говорять про те, що місячний ґрунт збагачений цим мінералом.

Ціна ільменіту

Як показує статистика, ціна на ільменітпостійно зростає, це пов'язано з багатьма причинами. Наприклад, у 2011 році ціна на ільменіт коливалася близько позначки 120 доларів США за тонну, проте вже в 2012 ця ціна зросла до 300 доларів. На поточний 2015 рік ця ціна виявилася ще вищою.

Прогнозується і подальше зростання цін на цей мінерал. Що стосується окремих каменів, то багато колекціонерів готові витратити тисячі доларів на покупку одного каменю, який слугуватиме окрасою та цінним внеском у їхню колекцію.

Якщо вам пропонують талісман або оберіг з ільменіту за низькою ціною, то варто подумати над придбанням такого аксесуару, так як він може виявитися підробкою і обманом. Тому не розраховуйте на десяток рублів при покупці справжнього ільменіту, він повинен коштувати як мінімум на порядок дорожче.

Таким чином, ви купуєте дійсно те, що вам потрібно і тоді ви безсумнівно відчуєте вплив цього каменю на свій організм і характер. Прийом у літотерапевта і процедура з ільменітом коштує досить дорого, а для лікування захворювань крові таких сеансів знадобиться велика кількість.

Названий місцевістю - Ільменським горам на Уралі.

Англійська назва мінералу Ільменіт - Ilmenite

Синоніми: Кричтоніт (криктоніт, крайтоніт, крихтоніт) – crichtonite (Бурнон, 1810) – назва, що застосовується і в даний час для чистого ільменіту. Штрунц (1966) розглядає кричтоніт, а також мозит як мінерали з формулами (Fe 2+ Fe 3+ ) (Ti, Fe 3+ ) 5 O 12 і (Fe 2+ , Ca, Mg) 2 Ti 5 O 12 ?

Титанистий залізняк - Titaneisen, Titaneisenerz, менакканіт (менакконіт, менаханіт) - menachanite (Грегор, 1791), манакканіт - manaccanite, сидеротитан - siderotitanium (Клапрот, 1797), грегоріт - gret , 1823), гаплотипіт - haplotypite (Брайтхаупт, 1830), мозит (мосит) - mohsite (Леві, 1827), кібделофан - Kibdelophan (Кобель, 1832), частково базаномелан - Basanometanitan (Кобель (Чепмен, 1843), параколумбіт - paracolumbite (Шепард, 1851), параїльменіт - parailmenite (Пізані, 1864), туєніт - thuenite (автор?, До 1892, за Честером).
Титано-залізна слюда - Titaneisenglimmer - листуваті виділення (Хофман, 1897).

Багаті Fe ільменіти з різних родовищ, можливо, що представляли ільменіти з включеннями магнетиту і гематиту, описані під назвами: гістатит - hystatite (Брайтхаупт, 1830), гіпостатит - hypostatite (Дана, 1892), вашингтоніт - waдington1 uddevallite (Дана, 1868).
Ізерін - Iserin (Клапрот, 1810 і Вернер, 1817) (не Ізерін Яновського) - багаті Fe 2 O 3 ільменіти з Ізервізе (Чехія). Магнетоільменіт – magnetoilmenite (Рамдор, 1925) – гіпотетичний мінерал, багатий Fe при високих температурах і дає по охолодженню твердий розчин магнетиту в ільменіті. Гемо-ільменіт- hemoilmenite (Бадингтон, 1961)-ільменіт з мікровключення гематиту - продукту розпаду твердого розчину. Ферріільменіт - ferriilmenite (Шевальє та ін., 1955) представляє член ізоморфного ряду гематит - ільменіт, близький до ільменіту, містить до 1Fe 2 O 3 на 3FeTiO 3 .

Формула ільменіту

Хімічний склад

Хімічний теоретичний склад FeTiO 3 : FeO - 47,34; TiO 2 – 52,66. Склад непостійний. Зазвичай містить Fe 2 O 3 яка ізоструктурна з FeTiO 3 . Часто вміст Fe 3+ пов'язаний з домішкою гематиту або магнетиту (розпад твердого розчину Fe 2 O 3 FeTiO 3 ). Іноді невеликий надлишок TiO 2 буває обумовлений домішкою рутила.
Fe 2+ частково ізоморфно заміщається Mg і Mn 2+ , зміст яких суттєво коливається (підвищено в магнезіальному та в марганцевому різновидах - пікроїльменіті та манганільменіті). Mg характерний для ільменіту кімберлітових порід.
У багатьох ільменітах, особливо пов'язаних із лужними породами, є невелика домішка Nb, яку раніше при аналізі не визначали (наприклад, у численних старих аналізах ільменіту з Ільменських гір Nb не вказується, а у всіх сучасних аналізах він відзначається; максимальний вміст Nb 2 O 5 - 3,80% відзначено для одного з ільменітів Вишневих гір У ряді випадків, однак, присутність ніобію зобов'язана наявності включень колумбіту. 0,027%, Zn - до 0,57% ZnO в марганцевому ільменіті з граніту Коунрада, Sn - 0,015% в ільменіті Далідатського масиву на Малому Кавказі; - 0,75% Y 2 O 3 - у манганільменіті з Далекого Сходу; Th – в акцесорному ільменіті з уртиту Ловозерського масиву; незначна домішка Cu вказується для ільменіту із габро Гренландії.

Різновиди

Пікроільменіт- picroilmenite з частковим ізоморфним заміщенням Fe 2+ на Mg, що містить 20 і більше відсотків MgTiO 3 (9 і більше відсотків MgO), є проміжним мінералом між власне ільменітом (кричтонітом) та гейкілітом. Типовий для ультраосновних порід (кімберлітів та ін), родовищ хромітів.
Названий від грецького "пікрос" - гіркий у зв'язку зі змістом магнію (Грот, 1898).
Синонім: пікротитаніт - picrotitanite (Дана, 1868), пикрокричтонит - picrocrichtonite (Лакруа, 1901).

Манганільменіт- manganilmenite (Сімпсон, 1929) містить 13% і більше MnO, проміжний мінерал між власне ільменітом та пірофанітом.

Іттроманганоільменіт(yttromanganoilmenite) - манганільменіт, що містить 0,75% Y 2 O 3 (Ложнікова і Яковлєва, 1961) - зайва назва.

Силікоільменітом- silicoilmenite, на основі мікроскопічного вивчення шліфів ільменіту з Ільменських гір, Пилипенко попередньо позначив червоно-бурі зерна, що утворюють орієнтовані проростання з типовим ільменітом, а також пегматитові проростання ільменіту силікатом (мікрокліном?); червоно-бурі зерна імовірно приймалися ним за твердий розчин силікатної речовини в ільменіті, проте залишилися невивченими.

Кристалографічна характеристика

Сингонія. Тригональна.

Клас симетрії. Ромбоедричний – 3.

Кристалічна структура

Структура типу корунду. Fe 2+ та Ti 4+ перебувають у шестерній координації, займаючи по черзі місця Аl структури корунду.

Форма знаходження ільменіту у природі

Зовнішність кристалів.Кристали від товстотаблітчастих до пластинчастих (0001), рідше спостерігаються кристали ромбоедричного вигляду, утворені (1011) або більш гострими ромбоедрами.

Двійники(0001) і (1011), іноді полісинтетичні, часто спостерігаються в шліфах. Двійникування в деяких ільменітах обумовлено механічними впливами. У шліфах встановлені орієнтовані зрощення з гематитом, корундом, хромітом. Спостерігаються орієнтовані зрощення з магнетитом, (111) та (111) якого паралельно (0001) та (2021) ільменіту. У зрощення з рутилом: (100) і рутила паралельно (0001) і або (1010) і ільменіту. Відзначалися також орієнтовані зрощення з перовскітом, авгітом, гіперстеном, слюдою.

Агрегати.Щільні виділення неправильної форми, зерна часто таблитчатые, кристали від дрібних пластинок до великих (у кілька десятків сантиметрів).

Фізичні властивості

Оптичні

• Колір залізно-чорний, іноді з бурим або зі сірим відтінком.
• Чорта чорна, іноді буро-чорна.
• Блиск металевий або напівметалевий.
• Прозорість Непрозорий. Лише в найтонших осколках слабо просвічує червонувато-бурим кольором.

Механічні

• Твердість 5-6.
• Щільність 4,6-4,8; входження Fe 3+ збільшує, a Mg і Mn 2+ зменшують густину. При лейкоксенізації мінералу щільність його знижується.
• Спайність не виражена; спостерігається окремість (0001) і (1011) як результат двійникування.
• Злам від раковистого до напівраковистого.

У кристалах схожий гематит, від якого відрізняється за кольором риси. У суцільних виділеннях нагадує магнетит, але на відміну від нього має значно менш різко виражені магнітними властивостями; крім того, на противагу магнетиту, при кип'ятінні в HCl протягом 1-3 хв зберігає свій блиск. У шліхах іноді важко відрізнити від хромпікотиту (потрібна реакція на хром), колумбіта-танталіту (при тривалому прожарюванні при 900 ° ільменіт стає матовим), від інших чорних мінералів шліхів - амфіболів, піроксенів і турмаліну (після нагрівання до 800 ° електромагнітом).
У полірованих шліфах від магнетиту відрізняється по анізотропії (крім розрізів по базису), за стійкістю при травленні (необхідно, однак, враховувати, що багаті на титан магнетити нерідко погано піддаються травленню).

Супутні мінерали.Гематит, магнетит, апатит.

Походження та знаходження

Важливим є акцесорний мінерал діабазів, габро та інших порід основного складу. Іноді ільменіт утворює мікрокристалічні віці у піроксенах. Виділення ільменіту зустрічаються також у жилах альпійського типу в асоціації з рутилом, сфеном, апатитом, польовими шпатами, гірським кришталем.

Широко розповсюджений. Зазвичай є первинним, раннім мінералом, рідко вторинним, що розвивається за титанітом при метасоматозі. Звичайний акцесорний мінерал багатьох порід вивержених, переважно основного, рідше кислого складу: габро, анортозитів, діоритів та ін. Іноді в основних породах утворює вкраплені руди, тісно асоціюється з титаномагнетитом в титаномагнетитових рудах. Відомий також у метаморфічних породах, головним чином їх основних різницях - амфіболітах, амфіболових або піроксенових гнейсах.
Характерний для лужних сієнітів, для нефелінових сієнітів та для їх пегматитів, де зазвичай спостерігається в асоціації з цирконом. Пікроільменіт – типовий мінерал кімберлітів.
Ільменіт зустрічається в кварцових жилах та в жилах альпійського типу. У вигляді дрібних пластиночок відомий як продукт розпаду в мінералах, що містять титан, наприклад, в титаномагнетите; іноді укладений у діалазі, гіперстіні, біотиті та ін. Дрібні кластичні зерна ільменіту (зазвичай лейкоксенізованого) зустрічаються в осадових породах - пісковиках, мергелях, глинах та бокситах. Будучи досить стійким, кам'яний матеріал накопичується в розсипах.

Зміна мінералу

Стійкий, при руйнуванні гірських порід потрапляє у розсипи. Нерідко заміщується рутилом та гематитом, а також магнетитом; описані псевдоморфози рутила та гематиту за ільменітом. Відомі випадки заміщення ільменітатитанітом, перовскітом, ешинітом, пірохлором, давідитом та ін. Дуже звичайна лейкоксенізація ільменіту - заміщення його дрібнозернистим агрегатом, що складається в основному з рутила або анатазу (рідше брукіту) з домішкою оксидів заліза та ін; Лейкоксенізація ільменіту особливо характерна для осадових порід і розсипів.
У 1909 р. Палмер був описаний аризонітом (arizonite), який розглядався як мінерал з формулою Fe 2 Ti 3 O 9 . Надалі] було доведено, що це суміш оксидів заліза та титану, що розвиваються за ільменітом у процесі його зміни. Тим не менш, ряд авторів застосовує це зайве позначення для лейкоксинізованого ільменіту - для «проміжних продуктів» переходу ільменіту в лейкоксен, а Биков навіть називає «нроаризонітом» (ргоarizonite) проміжний продукт між ільменітом і «аризонітом». Продукт зміни ільменіту, проміжний між ільменітом та рутилом, описаний також під назвою псевдорутил (pseudorutile).
Пісче, Ернсту, Цвєткову і Щепочкину (нові дані з вивчення системи Fe 2 O 3 - TiO 2) синтезувати Fe 2 Ti 3 O 8 - «аризоніт» не вдалося, і тільки Каркханавала відзначає освіту в системі Fe 2 O 3 - TiO 2 нестійкою фази Fe 2 O 3 - 3TiO 2 за складом відповідала «аризоніту».

Родовища ільменіт

Місця знаходження ільменітадуже численні. У Росії її звичайний у що з габро титаномагнетитовых родовищах Уралу, Алтаю, Кольського півострова та інших. Виявлено також у хромітових родовищах на Уралі та інших областях.
Ільменіт зустрічається в пегматитах нефелінових сієнітів Хібінських тундр, Ільменських та Вишневих гір, Маріупольського лужного масиву та ін., у пегматитах Ловозерських Тундр (манганільменіт). У гранітних пегматитах Росії ільменіт більш рідкісний, характерні добре освічені кристали. Зазначається у складі деяких кварцових жил, наприклад, у молібдено-вольфрамовому родовищі Караоба в Казахстані, на Кольському півострові, в Єнісейському кряжі та інших районах.
Пікроільменіт широко поширений в кімберлітах і пікритових порфірах Якутії (зміст його в різних трубках неоднаковий, від 0,01 до 0,07 вага.%); намічається пряма залежність між вмістом у кімберлітах ільменіту та великих виділень слюди та зворотня залежністьйого вмісту від вмісту хромшпінелів та хромдіопсиду.
Ільменіт відзначається у складі осадових порід різних районів Росії, у розсипах іноді міститься у підвищеній кількості: розсипи України, Турганське родовище та ін.
З іноземних родовищ до найбільш значних належать жили, що містять ільмені, в габро шт. Вашингтон та Нью-Йорк, у перидотитах щт. Кентуккі та вкраплені руди анортозитів шт. Вайомінг у США, в Канаді – лінзи та жили в анортозитах Квебеку, у Норвегії жили в діориті (велике родовище Телієс), в Індії – сієнітові жили; у Франції, Швейцарії та Італії ільменіт спостерігається у жилах альпійського типу.
У розсипах широко поширений у Каліфорнії, Бразилії, Англії та інших країнах. Найбільші розсипи, багаті на ільменіт (з цирконом та ін.), відомі у Флориді (США), узбережжям Траванкура (Індія), в Балангоді на Цейлоні (пікроїльменіт і гейкіліт).
Ільменіт спостерігається також у складі деяких кам'яних метеоритів з нікель-залізом, троїлітом та хромітом.

Практичне застосування

Руда титану. Використовується для отримання легованого сплаву із залізом (ферротитан), а також у формі двоокису титану - білої фарби з високою здатністю, що криє.

Фізичні методи дослідження

Диференціальний термічний аналіз

Старовинні методи.Під паяльною трубкою лише в дуже тонких уламках злегка оплавляється по краях. Після прожарювання у відновлювальному полум'ї стає магнітним.

Кристалооптичні властивості у тонких препаратах (шліфах)

У шліфах у світлі слабко просвічує (темно-бурий). Одновісний (-). n> 2,5. Двозаломлення дуже сильне. У полірованих шліфах у відбитому світлі - сірувато-білий зі злегка бурим відтінком. Двовіддзеркалення в повітрі слабке, в імерсії чітке, особливо за наявності двійників: Ro - білий, рожево-бурий, Re - темніший, бурий. Ясно анізотропний. Внутрішні рефлекси спостерігаються рідко (темнобурі). Дуже звичайні двійникове додавання та характерні структури розпаду твердих розчинів (включення гематиту, магнетиту, рутила, хроміту та ін.). Іноді спостерігається зональна будова.

Вгору

У земної коривідомо 70 природних сполук (мінералів) титану. Все це сполуки титану та інших хімічних елементів із киснем. З-поміж цих мінералів найбільш цінними в поширеними є три мінерали: ільменіт, лейкоксен і рутил.

Ільменіт - це з'єднання закису заліза (хімічний знак Fe) і двоокису титану, його хімічна формула FeTiO3. Вперше Ільменіт був знайдений в Ільменських горах на Уралі, від яких він і отримав свою назву. Ільменіт зустрічається у вигляді невеликих плоских непрозорих кристалів та ущільнених зерен чорного кольору з блакитним відтінком та напівметалевим блиском. Твердість ільменіту 5...6, ніж не залишає на ньому подряпин, питома вага 4,7.

Магнітність ільменіту висока, ніж він і відрізняється від інших чорних мінералів, за винятком магнетиту, який більш магнітний, ніж ільменіт. Якщо намагнітити голку, то зерна магнетиту не лише притягуватимуться, а й збиратимуться у ланцюжки. Ільменіт такою голкою збиратися в ланцюжки не буде. Магнетит від ільменіту відрізняється також формою зерен, він утворює рівносторонні восьмигранні кристали (октаедри).

При жаркому та вологому кліматі ільменіт окислюється, що міститься в ньому закис заліза (FeO) переходить у окис заліза (Fe2O3) і поступово водою виноситься з мінералу. При цьому фарбування, магнітність та питома вага ільменіту змінюються. Втрачаючи залізо, він стає менш магнітним і легшим. Колір його переходить від чорного через усі відтінки коричневого до жовтого.

На шорсткої поверхні порцеляни (на уламку тарілки та ін.) неокислений ільменіт залишає чорну межу, у окислених його різниць колір риси коричневий до жовто-бурого, іноді з червонуватим відтінком. За кольором риси ільменіт відрізняється від іншого, схожого на нього мінералу заліза - гематиту, що має яскравий вишнево-червоний колір риси.

Лейкоксен утворюється в результаті повного окислення ільменіту, коли з нього майже повністю видаляється залізо і він перетворюється на мікропористий агрегат двоокису титану, в якому міститься невелика змінна кількість вологи. Колір лейкоксену буро-жовтий до ватно-білого, питома вага 3,8...3,0. Він немагнітний і непрозорий. Форма зерен лейкоксену зазвичай неправильна, іноді округла.

Лейкоксен утворюється як при окисленні, вивітрюванні ільменіту, а й деяких інших мінералів титану, наприклад титаніту (CaSiTiOs). Якщо лейкоксен утворений по ільменіту, то в ньому залишається деяка кількість окису заліза, якщо ж він утворений за титанітом, то в ньому залишається кілька кремнезему (SiO2).

Рутил є найбільш поширеною природною різницею кристалічного двоокису титану; є ще дві її менш поширені в природі різниці - анатаз і брукіт, що відрізняються кольором, формою кристалів та фізичними властивостями.

Анатаз має сірувато-блакитний колір, брукіт – бурий; рутил має забарвлення від світло-помаранчевого до темно-червоного, іноді чорного і характерного дуже яскравого так званого алмазного блиску. Колір мінералу обумовлений присутністю у ньому незначної кількості окису заліза. Назва мінералу походить від латинського слова "рутілус", що означає "червоний".

Кристаліки рутила мають призматичну стовпчасту або голчасту форму і нерідко утворюють колінчасті зрощення, переважно вони прозорі або напівпрозорі.

На гранях кристалів рутила можна часто бачити поздовжню штрихування. Твердість рутила 6, він залишає подряпини на склі. Питома вага його 4,2 - 4,3, а у чорної різниці до 5,2. Рутил немагнітний, чим він відрізняється від інших схожих на нього помаранчевих та червоних мінералів, крім мінералу піропа, який також немагнітний. Темно-червоний піроп відрізняється від рутила формою кристалів, які у рутила витягнуті, призматичні, а й у піропа рівносторонні восьмигранники (октаедри).

Мінералам титану в розсипах часто супроводжують мінерали циркон та монацит.

Титановою рудою називається така гірська порода, з якої шляхом її переробки на збагачувальних фабриках можна витягти значну кількість концентрату ільменіту (FeTiO3), або мінералів, що представляють двоокис титану, тобто лейкоксену, рутила, анатазу і буриту, або шляхом доменної плавки отримати наряду чавуном багатий на титан шлак. Такий шлак є сировиною для виробництва титанових білил та металевого титану. Щоб це виробництво було економічно вигідним, треба, щоб двоокис титану в цьому шлаку переважав над іншими його хімічними компонентами.

Руди титану поділяються за умовами їхнього залягання в земній корі на корінні та розсипні. Корінні руди титану залягають серед щільних порід і є щільними. Корінні руди можуть бути ільменітовими або рутиловими. У ільменітових корінних рудах, крім ільменіту, зазвичай є магнетит, що містить цінний хімічний елементванадій (V), а іноді й мідь (у мінералі халькопіриті) або мінерал фосфору — апатит, що використовується для добрив. При переробці таких руд на збагачувальних фабриках їх отримують концентрати ільменіту, ванадистого магнетиту і апатиту. Ванадистий магнетит використовується для виплавки спеціальних ванадистих чавунів, з яких у свою чергу витягують ванадій.

Збагачення таких руд на фабриках здійснюється шляхом подрібнення, при якому вивільняються кристали корисних мінералів (ільменіту, магнетиту, апатиту). Потім за допомогою спеціальної апаратури (магнітних сепараторів, флотаційних машин тощо) вони витягуються.

Перша вимога, що висувається до ільменітових корінних руд, полягає в тому, щоб ільменіт в них містився в кристаліках таких розмірів, які дають змогу вивільнити їх при дробленні, а потім і відокремити від інших мінералів. Сучасні методизбагачення дозволяють виділити кристали мінералу розміром більше 0,05 мм.

До залізних руд, багатих на титан, що йдуть прямо в доменну плавку і не потребують збагачення, ця вимога, звичайно, не пред'являється.
Друга вимога до руди визначає мінімальний вміст у ній ільменіту, при якому одержувані його концентрати можуть окупити витрати на видобуток руди з надр та її збагачення на фабриці. Ця вимога зазвичай виражається над змісті самого ильменита, а змісті наявної у ньому двоокису титану.

Величина мінімального промислового вмісту в руді двоокису титану визначається в залежності від труднощі видобутку і збагачення руди, наявності в ній інших корисних мінералів, що витягуються, і від інших факторів, які можуть впливати на собівартість концентрату ільменіту, підвищуючи її або знижуючи.

Якщо руда не вимагає збагачення, то мінімальний промисловий вміст у ній двоокису титану визначається лише вартістю її видобутку та наявністю інших корисних копалин компонентів, цінність яких поряд із цінністю ільменіту окупатиме витрати на видобуток.

У рутилових корінних рудах рутил зазвичай є єдиним корисним мінералом, причому рутилові руди завжди вимагають збагачення для отримання рутила. Вимоги до цих руд, як і до ільменітових, складаються з умови добування рутила при збагаченні та умови наявності в руді такої кількості рутила, яка окуповувала б видобуток руди та її збагачення.

Розсипні руди титану є кварцовим піском (кварц один з найбільш поширених мінералів з хімічною формулою SiO2), в якому є багато зерен ільменіту, лейкоксену або рутила. Пісок залягає серед пухких порід.

Відомі розсипні руди титану, в яких корисним компонентом є тільки ільменіт, проте в більшості випадків у такій руді поряд з ільменітом є деяка кількість лейкоксену, рутила, а також корисних мінералів нетитанових — найчастіше циркону і монациту. Таким чином, розсипні руди здебільшого є комплексними.

Мінеральні зерна в піску відокремлені, і розсипні руди при збагаченні не потребують дроблення. До цих руд висувається лише вимога наявності мінімального вмісту в них корисних мінералів, останнє вимірюється в кілограмах на кубічний метрпіску (кг/м3).

Вигідно наводити зміст різних корисних мінералів комплексних розсипів до єдиного знаменника. Таким єдиним мірилом служить вартість ільменіту У цьому випадку вміст рутила, лейкоксену, циркону та інших корисних мінералів у руді виражають через еквівалентний їм за вартістю вміст ільменіту. Це так званий «умовний» зміст ільменіту, що відображає сумарну цінність усіх корисних мінералів у руді розсипу.

Необхідність російського промислового виробництва в сировині, що містить титан, покривається привозом його з України. Але ця залежність швидко зникне при використанні та розробці власних родовищ таких, як Тарське, Лукоянівське та Туганське.

Найбільш докладно в цій статті піде про Туганське родовище, а точніше про Туганський гірничо-збагачувальний комбінат.

Туганський гірничо-збагачувальний комбінат

У літній період часу 1957 року в Туганському районі Томської області було знайдено піски, в яких знаходилася велика кількість мінералів циркону та ільменіту. За оцінками проведених досліджень було складено найбільш раціональний метод обробки даного району - це розробка відкритими кар'єрами, вдаючись до використання техніки транспортування та землерийства.

У початковий період 90-х років рудник був повністю вивчений, також більшу увагу було приділено складу речовин і пісків, що містять руду, з технологічної точкизору. Були виявлені присутності розсіяних елементів у концентратах та мінералах. Родовище, характеризуючи з погляду комплексів основних та побічних речовин мінеральної сировини, є унікальним. Сумарний річний обсяг руди комбінату, що переробляється, становить близько 2 млн. м3.

Вихідний матеріал на даному родовищі представлений розсипами - накопичення не спресованого та подібного до цементу розламаної речовини, що має вигляд зерна, а також його осколків. Розсипи відбуваються у процесі деструктуризації корінних утворень ендогенних джерел, рудних порід, що містять мінерали. Дані розсипи становлять великий інтерес промисловому виробництву, оскільки містять такі метали:

1. Золото;
2. Платина;
3. Олово;
4. Вольфрам;
5. Титан;
6. Цирконій;
7. Тантал;
8. Ніобій.

У розсипах титан знаходиться разом із рутилом, ільменітом, лейкоксеном.

Через різної щільностімінерали накопичуються в пісочних відкладах, які представлені різним складом зерна.

Концентрації мінералів після промивання вихідної руди, схильної до вивітрювання:

1. Рутил – 88,6-98,2%;
2. Ільменіт – 34,4-68,2%;
3. Лейкоксен – 55,3-97%;
4. Циркон – 60-70%.

Родовище представлено окремими самостійними об'єктами: Північною, Кусково – Ширяєвською та Чорнорічецькою ділянками, про них далі йтиметься.

Північна ділянка

Розтягнутий у північно-східному видаленні. Загальна площа його становить 31,1 км2. Але площа промислової зони, представленої розсипами, становить 5,1 км2. Розвідка цієї площі була зроблена за допомогою немеханічного свердління свердловин. Також частину бурових робіт було здійснено в ручну, але це було зроблено в тих місцях, де розсипи не дуже глибоко. Загалом вироблено 21 смуги розвідки по 311 магнітному азимуту, і знаходиться на цій межі 190 свердловин.

З цих 190 найбагатшими налічується 87, у них міститься піски з найвищою концентрацією корисних копалин. Інші не становлять інтересу через малий вміст корисних копалин. Число свердловин, що знаходяться на діляні 400х200 метрів, дорівнює 109, на робітників з них всього 32. На виробленні 200х100 метрів загальна кількість свердловин 81, але робітників 55. Робочими вважаються ті, які приносять більшу продуктивність.

Площа, обмежена лініями розвідки 15 та 23, опрацьована по сітці 200х100 метрів з припущенням відхилень від заданих параметрів. Таким чином, визначення вмісту корисних копалин було зроблено за групою В. Розвідка на ділянці 400х200 метрів, що залишилася, і підрахунок кількості мінералів привласнили йому групу С1. Допущені похибки від заданих параметрів - винятки.

Щоб звірити результати буріння проходили контрольні шурфи. Шурф (від німецького Schurf) - вертикальна (рідко похила) гірська свердловина, що має форму квадрата або прямокутника, малої глибини (рідко більше 20-30 м), що проходить із земної поверхні з метою розвідки корисних копалин.

Введення в експлуатацію цих виробок були зроблені немеханічним прийомом і з використанням КШК-25 на просторах, де продуктивні породи, що залягають, мають товщину не більше ніж на 25 - 30 метрах.

Кусково-Ширяївський ділянку

Цей об'єкт розтягнутий у напрямку північний схід, паралельно залізниці, що з'єднує Томськ та Асино, по його середині протікає річка Мутна. Загальна площа цієї території складає 71,4 км2, а промислового значення 28,1 км2.

Вироблення на цьому місці освоєно методом механічного свердління колонок сітковим чином, розміром 200х400 метрів та 200х100 метрів. Кількість свердловин 25. Кількість розвідувальних смуг по 311 магнітному азимуту складає 30 штук.

Для проведення розрахунків щодо визначення наявних запасів з корисними копалинами задіяно 344 розроблених свердловин. Кількість виробок, що залишилася, не представляють продуктивності через малу кількість продуктивного вмісту руди.

На діляні 400х200 метрів є 389 свердловин, але у проведенні підрахунків бере участь лише 322. У сітці 200х100 метрів загальна кількість свердловин 36, але продуктивними вважаються лише 22.

Підраховано запаси копалин мінералів на площі 200х100 метрів за групою В, обмеженого лініямирозвідки 1 та 44. Залишок площі 400х200 метрів також розвіданий, а кількість запасів розрахована за групою С1. Допущені похибки від заданих параметрів - винятки.

Вихідний розсипний матеріал на розглянутій ділянці розташовується досить глибоко, а перед цим розсипом є пісковик з кремнію, що ускладнює процес гірничої виробки. Була спроба зробити звітний шурф без застосування техніки, але складне влаштування даної місцевості не дозволило доробити шурф до кінця. На решті територій проведені шурфи становлять хорошу збіжність.

Кількість проведених шурфів на Малиновському, Південно-Александрівському та Північному розробках із загальної кількості становить 20%, 14,5%, 23,1%.

Кусково - Ширяївська площа, опрацьована за розміром 200х100 метрів по кількісної оцінкизаляганих запасів відноситься до групи.

Робоча площа діляни зі східної сторони межує з балансовим блоком, а контур проходить по 12 лінією пошуку, з боку заходу обмежують смуги 55, 42, 49.

Чорноріченська ділянка

Об'єкт, що розглядається, розтягнутий у напрямку з Південно-Заходу на Північно-Схід. Площа складає 63,3 км2. Розмір об'єкта, що становить інтерес для промислового виробництва, становить 4,1 км2. Розроблено об'єкт механічно за допомогою буріння типу колонок. Деляна має 89 свердловин, розташованих на сітці 1600х400 метрів, а також 10 ліній пошукових і розвідувальних.

У підрахунку загального запасу покладу бере участь лише 9 виробок, що містять цінні компоненти у промислових масштабах. Розрахунки проведено за групою С2. Об'єкт із західної та східної сторони обмежений 63 та 61 лінією.

Загальна кількість виробок Туганського рудника становить 1123, які загальна протяжність становить 56614,7 метрів. 5% від наведених чисел посідає дефектні місця, це 83 свердловини чи 2863,6 метрів. Такі свердловини утворювалися у початковий період розробки місця, внаслідок буріння пухких порід. Окрема складова дефектних свердловин є внаслідок неякісного взяття керна в родючих шарах, і тому їх не можна брати для проведення розрахунків загальної кількості копалин, що залягають. Також на дефектності позначаються складні умови геології та процес буріння в перехідних тріщинуватих пісковиків з кремнію.

Склад руди з погляду мінералогії та хімії

Туганське родовища вважається унікальною сукупною копальнею. Пов'язано це через наступну особливість - склад нелегкої пісочної фракції представляють рудні мінерали, обсяг яких близько 90 - 95%.

Мінеральний склад пісків:

1. Ільменіт;
2. Циркон;
3. Рутил;
4. Лейкоксен;
5. Монацит.

Також невелика кількість є й інших, які не мають користі мінералів.

Розсип, що не має руди, має склад чистого кварцового піску та матеріалу каоліну. У зв'язку з великим вмістом корисної складової у вихідній руді та малою кількістю матеріалу, що не становить промислового інтересу, вихідна руда піддається гарній збагачуваності, що дозволяє пускати у виробництво всі розділені компоненти.

Мінеральний склад пісків руди:

1. Кварц та уламки крем'янистих порід 75%;
2. Польові шпати 1,2%;
3. Каолініт 20,4%;
4. Циркон 0,68%;
5. Ільменіт 1,65%;
6. Лейкоксен та рутил 0,27%;
7. Монацит 0,03%;
8. Хромпікотит 0,02%;
9. Ставроліт 0,02%;
10. Дистен 0,04%;
11. Турмалін 0,10%;
12. Гранат 0,01%;
13. Інші (анатаз, брукіт, сфен, амфіболи, силіманіт, андалузит та ін.) 1-2%.

На погляд зовнішній виглядвихідні піски, що містять цінні компоненти, на розглянутих вище місцях абсолютно однакові.

Визначення гранулометричного (механічного) складу та поділу копалин мінералів за розмірами, а також різні дослідження їх проводять за документами ВІМСу, який займався вивченням елементного складу та збагачуваністю вихідних пісків на всіх об'єктах Туганського ГЗК.

Механічний склад пісків представлений тонкою речовиною. Середній результат кожного аналізу проби свідчить про сталість складу вихідного матеріалу. Корисні матеріали розташовані переважно у фракції 0,15±0,043 міліметрів. Циркон розташовується у фракції 0,1±0,043, а титан, що містять 0,15±0,043, а також дрібніше до 0,03 мм.

Туганський гірничо-збагачувальний комбінат займається виробництвом:

1. Концентрат цирконію;
2. Концентрату ільменіту;
3. Кварцового піску, що знайшов застосування у скляній промисловості;
4. Фракційний кварцовий пісок.

Ільменіт – основний продукт ГЗК

Цей мінерал (FeTiO3) є основним за наявністю титану. Найбільша кількість даного мінералу міститься в окатаних зернах, форма яких не є правильною.

Склад ільменіту представлений наступним змістом:

1. TiO2 – 60%;
2. FeO – 1,7%;
3. Fe2O3 – 23,7%;
4. Cr2O3 – 0,78%.

В окремих районах видобутку ільменіту вихідні піски містять домішки гумусу, через який на зернах, що містять ільменіт, є органічна плівка, що впливає на властивості флотації самого ільменіту.

Оксид титану знаходить застосування у виготовленні пластмас, твердих сплавів, у гумовій, текстильній промисловості тощо. корисні властивості, а також підвищує їхню якість. Також застосовується і для отримання титанової сталі, яку використовують у космічних кораблях. Майбутнє його для прогресу техніки безмежне.

Ільменіт необхідний виробництва білил з урахуванням титану. Також його застосовують для наповнювачів для різноманітних емалей. У металургійній галузі ільменіт є вихідною сировиною для отримання титану та його сплавів, що становлять високий інтерес на промисловому ринку.

Що являє собою ільменіт

Найменування цьому каменю дав учений німецького походження, який вів свої дослідження на території Сибіру та Уралу. Ім'я німецького вченого Густава Розе. Займався він дослідженнями у сфері геології. Цей камінь був виявлений під час цієї експедиції, яка проходила під керівництвом вченого на ім'я А. Гумбольта. Ця унікальна подія відбулася в 1826 р. Камінь отримав назву ільменіт через те, що вперше його виявили в Ільменських горах, які розташовані в Челябінському краї.

Класифікується цей вид каменю, як один із класу мінералів титаніту. Виявити таке каміння природного походженнявдається дуже рідко, а тому вважаються вони раритетними і мають високу цінність серед колекціонерів рідкісних речей та будь-яких інших цінителів каміння. Крім того, що камінь називають ільменітом, він носить ще одну назву, яка звучить як титанистий залізняк. Так його назвали через те, що сам по собі ільменить не лише рідкісний камінь, але ще й цінна руда, в процесі переробки якої витягується цінний.

Характеристики та корисні якості каменю

Якщо говорити про хімічну складову цього каменю, то вчені віднесли його до класу оксидів та гідроксидів. Після повноцінного аналізу хімічного складу каменю було виведено, що він містить оксид титану, в який входять ще й такі складові, як залізо. Форма будови цієї є шаруватою. Але дуже важливо зауважити, що такий склад хімічних компонентів не є постійним. Загальною та умовною хімічною формулою для ільменіту буде наступне: FeTiO 3 (36,8 % Fe, 31,6 % O, 31,6 % Ti). Також варто додати, що між собою за кристалічною структурою камінь ільменіт та гематит дуже схожі. Дуже часто можна виявити кристалічну структуру ільменіту, сформовану у природі, яка містить великий відсоток твердого розчину гематиту.

Найчастіше природна форма цього каменю – це сплощений кристал. Хоча варто відзначити, що зустрічається й інша форма цього каменю, але значно рідше це ромбоедричний кристал. Найчастіше такий камінь можна зустріти як зернистої маси.

Найбільшою цінністю для любителів колекціонувати дивовижні камені є форма залізної чи титанової троянди. Така форма має малу кількість таких каменів, так як такий вигляд є складною формою сформованого кристала.

Найчастіше такі камені ільменіту представлені, як чорні камені, що мають яскравий металевий блиск. Навіть на фотографіях ільменіт здається дуже і дуже красивим каменем, але, звичайно ж, справжня його краса відкривається лише при його розгляді живою. У такому разі є можливість оцінити різні переливи кольору та їх блиск.

Якщо більш детально поговорити про забарвлення цього каменю, то він може бути не тільки чорним, як у випадку з титанічною трояндою, але і темно-сірим або бурим. Але все ж таки серед ільменіту переважає чорний колір. А от якщо придивитися до блиску цього каменю, то можна помітити, що він завжди переливається лише одним і тим самим кольором – металевим. У своїй класифікації ільменіт вважається тендітним матеріалом природного походження. Злам ільменіту раковистий. У поодиноких випадках цей мінерал може просвічуватися червоним кольором або бурим. Але все ж таки в переважній більшості випадків ільменіт є непрозорим каменем.

До опису даного матеріалу можна віднести і те, що більшість мінералів мають слабкий магнетизм. Це відбувається через те, що деякі камені мають магнетитом, що входять до їх складу. Також важливо додати, що кислотне середовище ніяк не впливає на цей мінерал, тобто ільменіт не розчиниться у кислоті. Твердість ільменіту оцінюється у 6-7 балів за шкалою Моосу.

Використання каменю

Використання цього каменю досить широко і всі літотерапевти використовують ільменіт для лікування, а також профілактики різних захворювань. Дуже важливою ця інформація буде для людей, які відчувають нестачу заліза у крові. Вся справа в тому, що носіння цього каменю як намисто або браслет буде сприятливо позначатися на становищі людини. Крім цього, вчені вважають, що цей мінерал може сприятливо впливати на кров в організмі людини. Мається на увазі, що ільменіт може надавати цілющу дію на людей, які страждають від різних захворювань крові.

З цього мінералу люди роблять велику кількість різних оберегів чи амулетів. Вважається, що цей камінь здатний зробити людину, що носить її, більш хоробрим, сильним, витривалим. Деякі вважають, що цей мінерал здатний розвивати у людини «залізний» характер через те, що сама по собі вона складається з великої кількості заліза. Високу довіру ці камені отримали від людей, які захоплюються різними екстремальними видами спорту, де дуже затребуваний захист від таких каменів.

Однак не на всіх людей цей камінь впливає позитивно. Астрологи в один голос стверджують, що носіння ільменіту такими знаками зодіаку, як Овен, Телець, Лев негативно позначиться на них. Негативні ефекти виявлятимуться в тому, що мінерал здатний пробудити в людях не найкращі якості через надто активну дію на них. Мінерал не надто позитивно впливає на вогняні знакизодіаку, тому що збільшує їхню агресивність і робить їх більш запальними. Через це людям стає набагато важче тримати свої негативні емоції та агресивність при собі. А ось інші знаки зодіаку можуть не побоюватися таких наслідків і можуть спокійно носити такі прикраси, які містять ільменіт.

Не оминув ільменіт і промислову сферу. Він дуже широко використовується у сфері виготовлення титанових білил, виготовити які без ільменіту не вийде. До того ж мінерал використовується для виготовлення емалі та для виробництва пластмасових наповнювачів. Торкнувся ільменіт та металургійну галузь, в якій він використовується для отримання титану та титанових сплавів. Коштувати такого продукту на ринку дуже і дуже висока.

Де видобувається камінь

Поширення мінералу досить широко, але дійсно красивих кристалів або друзів дуже мало. Виявити цей мінерал можна у кварці. Найчастіше родовища ільменіту розробляються виключно у промислових цілях.

У тому місці, де вперше було виявлено мінерал, тобто на Уралі, знайшли каміння ільменіту, яке важило до 60 кг. Найбільш відомим місцем видобутку ільменіту в Росії є завод із однойменною назвою. Мета цієї фабрики – це розробка родовища ільменіту та виробництво його концентрату.

Найбільшим родовищем цього каменю визнано місце Толлнес, що знаходиться на території Норвегії. Цей мінерал вважається також місячним каменем, тому що після багатьох досліджень було встановлено, що в місячному грунті велика кількість цього мінералу. Розробка родовищ із цим мінералом – це дорогий та трудомісткий процес.

Вартість каменю

Тенденція вартості цього каменю показує стабільне зростання. Причому це зростання відбувається практично щороку. Наприклад, вартість каменю в 2011 році перебувала в районі 120 доларів за тонну, але вже через рік ціна зросла до 300 доларів за тонну. Вже до 2015 року вартість мінералу була ще більшою.

Прогнозісти говорять про те, що тенденція до зростання ціни зберігатиметься і в майбутньому. Існують окремі особи, найчастіше колекціонери, які готові платити по кілька тисяч доларів лише за один такий камінь. Використовують вони його найчастіше як доповнення до своїх колекцій.

Якщо будь-коли буде представлений оберіг, зроблений нібито з ільменіту, але при цьому вартість його буде досить низькою, купувати його не варто. Майже зі стовідсотковою ймовірністю можна сказати, що це підробка.