Цена, распространение, добыча и использование рутила
Рутил - часто встречающийся минерал из класса минералов «оксидов и гидроксидов» с химическим составом TiO2 и, таким образом, химически говоря, диоксид титана.
Рутил кристаллизуется в тетрагональной кристаллической системе и образует в основном короткие и длинные призматические кристаллы с вертикальными полосами и очень часто кристаллические двойники в форме полисинтетических, пластинчатых и циклических триплетов, квадруплетов и секступлетов, а также от гранулированных до массивных минеральных агрегатов. Большинство кристаллов рутила имеют размер от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров. Также можно было найти кристаллы длиной до 25 см. [3]
Цвет в основном прозрачных или полупрозрачных кристаллов варьируется от красновато-коричневого до ярко-красного, но также может быть золотисто-желтым, голубоватым или пурпурным. Возможны также цветные потускнения. Поверхности кристаллов имеют алмазоподобный блеск.
Этимология и история
Рутил был описан в 1803 году Авраамом Готтлобом Вернером, который назвал минерал на основе его часто встречающегося красноватого цвета в честь латинского слова rutilus, обозначающего красный или красноватый.
До 1795 года, когда стал известен его химический состав, рутил ошибочно принимали за минерал группы турмалинов.
классификация
Уже в 1982-м издании классификации минералов по Струнцу, которая устарела с 8 г., рутил относился к классу минералов «оксиды и гидроксиды», а там - к отделу оксидов с общей формулой «MO2 и родственные соединения. », где он был назван в честь« рутилового »ряда с системным номером. IV / D.02 и другие элементы касситерит, платтнерит и варламоффит.
В последнем отредактированном и обновленном каталоге минералов ляпис, созданном Стефаном Вайсом в 2018 году, который все еще основан на этой классической системе Карла Хьюго Струнца из соображений частных коллекционеров и институциональных коллекций, минералу были присвоены система и номер минерала. IV / D.02-10, что в «Ляпис-системе» соответствует отделу «Оксиды с мольным соотношением металл: кислород = 1: 2 (МО2 и родственники)».
2001-е издание систематики минералов Струнца, действующее с 2009 г. и обновленное Международной минералогической ассоциацией (IMA) до 9 г., также относит рутил к разделу «Оксиды с молярным соотношением металл: кислород = 1: 2 и сопоставимые». Однако он дополнительно подразделяется в соответствии с размером вовлеченных катионов и кристаллической структурой, так что минерал классифицируется в подразделе «С катионами среднего размера; Встречаются цепочки из рёберно связанных октаэдров », где он также назван в честь« рутиловой группы »с системным номером. 4.DB.05 и другие члены: аргутит, касситерит, платтнерит, пиролюзит, трипухит, тугариновит и варламоффит.
Систематика минералов по Дане также относит рутил к классу «оксидов и гидроксидов», но изначально к категории «оксидов». Здесь он находится вместе с ильменорутилом, струверитом, пиролюзитом, касситеритом, платтнеритом, аргутитом, сквокрикитом и стишовитом в «рутиловой группе (тетрагональной: P42 / mnm)» с системой № 04.04.01 найти в подразделе «Простые оксиды с зарядом катиона 4+ (AO2)».
кристаллическая структура
Структура рутила является часто встречающимся типом структуры для соединений AB2 и, в отличие от структуры флюорита, не основана на плотнейшей упаковке сфер. Оксидные анионы расположены в виде искаженных и гофрированных «гексагональных» слоев, при этом половина октаэдрических зазоров между ними занята катионами титана, но из-за тетрагональной симметрии эти гофрированные слои не образуют плотнейшей упаковки сфер. Таким образом, кристаллическую структуру можно лучше описать как упаковку тетрагональных стержней, состоящую из нитей октаэдров [TiO6] с общими ребрами (согласно обозначению Ниггли: [TiO4 / 2O2 / 1]), которые проходят параллельно кристаллографической оси c. Нити по-прежнему связаны через общие углы, образуя трехмерную сеть [TiO6 / 3], что в сокращенном виде дает формулу суммы TiO2. Катионы титана, октаэдрически окруженные атомами кислорода, имеют координационное число 6, а оксидные анионы окружены тремя атомами титана в слегка искаженном тригональном плоском расположении (координационное число 3).
Ряд других неорганических соединений также кристаллизуются в структуре рутила, включая оксиды NbO2, TaO2, MnO2 и SnO2, а также фториды CrF2, MnF2, FeF2, CoF2, NiF2, CuF2 и ZnF2.
Свойства
Morphologie
Рутил часто образует призматические кристаллы от толстых столбчатых до тонких игл, на которых преобладают плоские формы {110} и {010}, а грани кристаллов параллельны, вытянуты и полосаты. Помимо множества других форм, существуют также дитетрагональные призмы.
Заключенный в форму от тонкой иглы до волокнистой, рутил отвечает за астеризм (звезду света), который, среди прочего, встречается в сапфирах и рубинах. В микроскопических включениях, помимо гематита и других минеральных включений, он может подчеркивать «фантомные кристаллы», особенно наблюдаемые в кварце.
Близнецы обычно находятся в рутиле, который может быть образован в соответствии с двумя законами: Близнецы, тройни и полисинтетические мультифиламенты особенно распространены в ламеллярной или циклической форме согласно (101), при этом индивидуумы встречаются под углом 65 ° 35 '. Характерны колено, козырек и V-образные двойники и даже шестерки, образующие замкнутые кольца. Близнецы по (301) в форме сердца, вертикальные оси которого пересекаются под углом 54 ° 44 ′, встречаются реже. Оба закона также могут происходить одновременно и, таким образом, образовывать сетчатый или сетчатый агрегат, который называется сагенитом.
Цвет
Рутил бывает разного цвета, но чаще всего он бывает от красновато-коричневого до ярко-красного и черного цветов. Как включения (включения) в других минералах, таких как кварц, рутил также светится ярко-золотисто-желтым цветом и в этой форме называется волосом Венеры и часто перерабатывается в драгоценные камни. С другой стороны, голубоватые или пурпурные тона появляются редко.
Химические и физические свойства
Рутил нерастворим в кислотах и не плавится перед паяльной трубкой. В чистом виде он слабо парамагнитен с удельной магнитной восприимчивостью (массовой восприимчивостью) 7,7 · 10−7 emu / Oe · мг, но если он также содержит железо, он становится антиферромагнитным [4].
Модификации и разновидности.
Рутил - важнейшая и единственная модификация диоксида титана, устойчивая при высоких температурах. Два других - анатаз и брукит.
Сагенит называют разновидностью рутила, который имеет плоские, сетчатые или решетчатые срастания игольчатых мелких двойников рутила. Это также известно как эпитаксиальное (ориентированное) срастание.
Нигрин - это название железного черного рутила.
Образование и места
Условия обучения
Как высокотемпературный минерал под высоким давлением, рутил образует как магматические, так и метаморфические формы и может быть обнаружен в качестве вспомогательного компонента во многих породах, в том числе в качестве мыльного минерала в речных отложениях. Соответственно, рутил можно найти в ассоциации со многими другими минералами, такими как адлара, альбит, апатит, кальцит, хлорит, ильменит, пирофиллит, титанит и кварц в дополнение к другим уже упомянутым модификациям TiO2 анатазу и брукиту. С гематитом рутил также образует эпитаксиальные спайки.
Рутил присутствует в эклогитах и является преобладающей фазой титана в гранатовых амфиболитах.
Локации
Как частое минеральное образование, рутил можно найти во многих местах по всему миру, и на данный момент задокументировано около 5900 мест (по состоянию на 2019 год).
Стоит упомянуть шахту «Грейвс-Маунтин» в графстве Линкольн (штат Джорджия), США, где были обнаружены кристаллы размером до 15 см из-за ее необычных минеральных находок. Особенно красивые эпитаксии рутил-гематита известны в «ущелье Кавради» близ Седруна в швейцарском кантоне Граубюнден и в муниципалитете Ибитиара в бразильском штате Баия. Кроме того, включения рутила часто обнаруживают в дымчатом кварце в Ибитиаре и в муниципалитете Итабира, который принадлежит штату Минас-Жерайс. Большие хрустальные близнецы в форме колен или козырьков размером до 7 см были найдены в Гольчуве Еникове и Собеславе в Чешской Республике [9]. Кристаллы диаметром до 3 см и длиной до 5 см были обнаружены на месторождении Парагачай на горе Капуджук в Нахчыванской Автономной Республике в Азербайджане.
В Германии рутил был обнаружен в основном в некоторых регионах Шварцвальда (Баден-Вюртемберг), в Фихтельгебирге, Шпессарте, Баварском лесу и Верхнем Пфальце (Бавария), Гессене, Нижняя Саксония, в Зибенгебирге Северного Рейна-Вестфалии, Эйфель (Рейнланд-Пфальц), Саар, Саксонские Рудные горы, Шлезвиг-Гольштейн и Тюрингия.
В Австрии минерал был обнаружен в Бургенланде, на альпийских трещинах во многих регионах Каринтии, Зальцбурга и Штирии, в некоторых регионах Нижней Австрии и Тироля, а также в Верхней Австрии и Форарльберге.
В Швейцарии рутил встречался в основном в альпийских трещинах в кантонах Граубюнден, Тичино и Вале.
Рутил также можно было найти в образцах горных пород со Срединно-Атлантического хребта и Юго-Западного Индийского хребта и за пределами Земли на Луне, точнее в нагорье Фра-Мауро.
Крупнейшие страны-производители
Во всем мире запасы добычи наиболее важных минералов титана именита и рутила оцениваются в 692,58 млн тонн, с наибольшими региональными концентрациями в Китае (28,9%), Австралии (17,0%) и Индии (13,3%) (по состоянию на ноябрь 2014 г.).
Использовать
Рутил с содержанием металла около 60% является самым важным минералом титана после ильменита.
Диоксид титана в модификации рутила используется в качестве белого пигмента из-за его высокой рефракции. Кроме того, он служит сам по себе или в сочетании с целлюлозой в качестве покрытия для электродов для дуговой сварки, что улучшает сварку или в первую очередь делает ее возможной.
Благодаря своим полупроводниковым свойствам рутил используется в красителях солнечных элементов, так называемых элементах Гретцеля. Его ширина запрещенной зоны составляет около 3,0 эВ, поэтому он может поглощать свет с длиной волны менее 400 нм.
Как жемчужина
Природный рутил лишь изредка перерабатывается в драгоценные камни коллекционерами, так как обычно он образует слишком маленькие кристаллы. С другой стороны, синтетический рутил продавался как имитация алмаза с 1948 года под торговым названием «Титания» или «Диамонит» (не путать с алмазитом!), Причем его блеск даже в шесть раз превосходит его высокую дисперсию. (Огонь).
Также популярны рутиловые иглы, заключенные в другие минералы, которые, помимо золотого блеска, также обеспечивают различные оптические эффекты, такие как астеризм (звездообразные отражения света) и колебания (эффект кошачьего глаза).
Цена рутила
