Джерело титану, білий пігмент у фарбі, причина "очей" та "зірок" в самоцвітах.


Кварц Камін руйнованого кварцу. Рутил може зустрічатися у вигляді голкоподібних кристалів у таких мінералах, як кварц, корунд, гранат та андалузит.

Що таке Рутил?

Рутил - мінерал оксиду титану з хімічним складом TiO2. Він зустрічається в магматичних, метаморфічних та осадових породах у всьому світі. Рутил також зустрічається як голкоподібні кристали інших мінералів.

Рутиль має високу питому вагу і часто сконцентрований за допомогою потокових та хвильових дій у "важких мінеральних пісках", які існують сьогодні, як на берегових, так і на морських родовищах. Значна частина рутилового виробництва світу видобувається з цих пісків.

Рутил використовується як титанова руда, його подрібнюють до білого порошку, який використовується як пігмент у фарбах, і його переробляють для використання у безлічі продуктів. Мережі голкоподібних рутильних кристалів створюють «очі» та «зірки» у багатьох дорогоцінних каменях, таких як зірковий рубін та зірковий сапфір.

Важкий мінеральний пісок: Дрібне копання на Фоллі-Біч, Південна Кароліна, оголює тонкі шари важких мінеральних пісків. Ці піски часто є джерелом природного рутилу. Фотографія Карлетона Берна, Геологічна служба США.

Геологічне виникнення Рутіла

Рутил зустрічається як допоміжний мінерал у плутонічних магматичних породах, таких як граніт та глибоких джерелах магматичних порід, таких як перидотит та лампроїт. У метаморфічних породах рутил є загальним допоміжним мінералом у гнейсах, схистах та еклогітах. Добре утворені кристали рутилу іноді зустрічаються в пегматиті та скарні.

Рутил та ряд інших металевих рудних корисних копалин видобуваються разом з осадовими родовищами, відомими як "важкі мінеральні піски". Ці осади походять від вивітрювання магматичних та метаморфних гірських порід, які містять рясні крихітні зерна мінералів високої питомої ваги, таких як рутил, ільменіт, анатаза, брукіт, лейкоксен, перовскіт та титаніт (також відомий як сфен).

У міру погоди цих гірських порід їх більш стійкі мінеральні частинки вимиваються в морське прибережне середовище, де їх сортують і концентрують відповідно до їх щільності хвилею та дією струму. Там, де умови є правильними, а важкі корисні копалини багаті, ці осади можуть перетворитися на родовища.

Видобуток важких корисних копалин: Екскаватори видаляють важкі мінеральні піски на шахті Конкорд на півдні центральної Вірджинії. Ці піски, що містять близько 4% важких корисних копалин, викопуються та обробляються для видалення рутилу, ільменіту, лейкоксена та циркону. Піски витримали вивітрювання та ерозію від опромінення анортозиту на невеликій відстані. Фото Геологічної служби США.

Рутильний видобуток

Важкі мінеральні піски видобуваються у мілководних морських середовищах на кораблях, які виривають осади, відокремлюють важкі мінеральні зерна, зберігають важкі корисні копалини на борту та скидають більш легку фракцію осаду на дно.

Важкі мінеральні піски також зустрічаються на суші в осадових відкладах, які накопичувалися в часи, коли рівень моря був набагато вищим, ніж сьогодні. Ці осади видобуваються, обробляються для видалення важких корисних копалин та повертаються до ландшафту, відтвореного до його первісної рельєфу.

Важкий мінеральний пісок: Важкий мінеральний концентрат внаслідок операцій з видобутку на березі в Грузії. Він складається з зерен піску, в основному рутилу, ільменіту та циркону.

Поліморфи та домішки

Рутил - найпоширеніша природна форма TiO2. Існують численні поліморфи, до яких належать анатаза та брукіт. Залізо (Fe+2) іноді замінює титан в деяких зразках рутилу. Коли це відбувається, різниця валентності між залізом і титаном вимагає врівноваження - і цей баланс часто досягається заміною ніобію (Nb+5) та / або тантал (Ta+5) для іншого титану. Заміна цих елементів збільшує питому вагу рутилу і викликає чорний колір як мінералу, так і його смуги.

Фізичні властивості рутилу

Хімічна класифікаціяОксид
КолірЧервоний до червонувато-коричневий, чорний, жовтий до золотистого
СтрілкаЧервоний до коричневого кольору
БлискАдамантин до субметалічного
ДвоїстістьНепрозорий, прозорий на тонких краях
РозщепленняДобре
Твердість Мооса6 - 6,5
Питома вага4,2 до 4,4
Діагностичні властивостіБлиск, колір, питома вага, призматична звичка кристала
Хімічний складОксид титану, TiO2
Кришталева системаТетрагональний
ВикористанняРуда титану, пігменти, інертне покриття на зварювальних прутах

Кварц Гранований дорогоцінний камінь вирізаний з рутильованого кварцу. Довгі призматичні кристали із золотистим блиском є ​​рутиловими. Зразок та фото Arkenstone / www.iRocks.com.

Рутиль та гемологія

Більше, ніж можливо, будь-який інший мінерал, рутил має спорідненість до вирощування у вигляді призм кристалів у межах інших мінералів. Довгі призми рутилу трапляються у багатьох різних коштовних мінералах. Кварц, корунд (рубін і сапфір), гранат і андалузит - одні з більш звичних.

Іноді ці голки грубі і добре помітні всередині самоцвіта, як у багатьох екземплярів рутильованого кварцу. Ці голки створюють привабливі та цікаві новинки, коли вони мають приємний колір та розташування. Дивіться сусіднє фото рутильованого кварцу.

Зірка Індії: Цей дорогоцінний камінь - 563,35-каратовий зірковий сапфір, вирізаний з грубої частини Шрі-Ланки. Він має сірувато-синій колір і був вирізаний для відображення зірки як у верхній, так і в нижній частині. Його експонують в Американському природно-історичному музеї в Нью-Йорку. Фото Wikimedia Commons від Даніеля Торреса, молодшого.

У деяких дорогоцінних каменях, таких як рубін і сапфір, відбиття світла від мережі тонких рутилових кристалів в межах правильно вирізаного кабошона створить прекрасну «зірку» світла на поверхні дорогоцінного каменю. Коштовні рубіни та дорогоцінні сапфіри з цією зіркою відомі в торгівлі як "феноменальні дорогоцінні камені", а явище зірки відоме як "астеризм". Дивіться сусіднє фото світло-блакитного сапфірового зірки під назвою «Зірка Індії».

В інших самоцвітах один напрямок паралельних кристалів утворюватиме світлову поверхню на камені, відому як «котяче око». Явище, що виробляє котяче око, відоме як «балаканина», а дорогоцінні камені, які виявляють це явище, називають «балаканиною». Найвідоміший дорогоцінний камінь для своєї балаканини - хризоберил з котячих очей.

Кварц з рутиком із котячим оком: Вирізали кабошон з рутильованого кварцу, видобутого в Бразилії. Рублеві голки золотистого кольору і мають структуру настільки грубу, що чітко видно багато окремих голок. Кабошон розміром приблизно 12 х 16 міліметрів.

Використання рутилу

Основними напрямками використання рутилу та оксиду титану, виготовлених з рутилу, є: виготовлення пігментів оксиду титану, виготовлення вогнетривкої кераміки та виробництво металу титану. Використання рутилу для виготовлення пігментів багато в чому торкається життя майже кожної людини в Сполучених Штатах.

Коли дрібно подрібнюється і обробляється для видалення домішок, рутил стає яскраво-білим порошком, який служить відмінним пігментом. Його використовують для виготовлення фарби, суспендуючи порошок у рідині. Рідина служить носієм у нанесенні фарби і випаровується для осадження шару оксиду титану на предмет, який був пофарбований. Пігменти оксиду титану стали дуже важливими для лакофарбової промисловості в 1978 році, коли уряд Сполучених Штатів заборонив використовувати пігменти на основі свинцю у споживчих лакофарбових виробах.

Пігменти оксиду титану використовуються для отримання білого кольору в пластмасі, і їх використовують для виготовлення паперу високої яскравості. Оксид титану надає цим продуктам колір, стійкий до вицвітання. Оксид титану також нетоксичний і хімічно стійкий. Ці властивості дозволяють використовувати його як пігмент у харчових продуктах, косметиці, фармацевтичних препаратах та багатьох споживчих продуктах, таких як зубна паста.

Найкращий спосіб дізнатися про корисні копалини - це вивчити колекцію невеликих зразків, з якими можна обробляти, досліджувати та спостерігати за їх властивостями. Недорогі колекції мінералів доступні в магазині Geology.com.

Синтетичний рутил

Рутил має дуже високий показник заломлення, сильну дисперсію та адамантиновий блиск. Це оптичні властивості, які можуть створювати чудовий дорогоцінний камінь, і ці властивості в рутильному супернику або перевищують властивості алмазу. На жаль, природний рутил рідко має чіткість і колір, необхідний, щоб послужити альтернативною дорогоцінним каменем для алмазу.

Однак синтетичний рутил можна зробити майже безбарвним з відмінною чіткістю. Коли він був вперше випущений у 40-х та 1950-х роках, він був розрізаний на дорогоцінні камені та проданий як алмазний симулятор під назвою «Титанія». Це набуло трохи ранньої популярності, але це почало згасати, коли покупці виявили, що синтетичний рутил зазнав стирання від стирання за короткий час - рутил має твердість Мооса 6 у порівнянні з твердістю алмазу 10.