इल्मेनाइट

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Ilmenite
Ilmenite-155036.jpg
Ilmenite from Miass, Ilmen Mts, Chelyabinsk Oblast', Southern Urals, Urals Region, Russia. 4.5 x 4.3 x 1.5 cm
सामान्य
श्रेणीOxide mineral
Formula
(repeating unit)		iron titanium oxide, FeTiO
3
आईएमए प्रतीकIlm[1]
स्ट्रुन्ज़ वर्गीकरण4.CB.05
दाना वर्गीकरण04.03.05.01
क्रिस्टल सिस्टमTrigonal
क्रिस्टल क्लासRhombohedral (3)
H-M symbol: (3)
अंतरिक्ष समूहR3 (no. 148)
यूनिट सेलa = 5.08854(7)
c = 14.0924(3) [Å]: Z = 6
Identification
ColorIron-black; gray with a brownish tint in reflected light
क्रिस्टल की आदतGranular to massive and lamellar exsolutions in hematite or magnetite
ट्विनिंग{0001} simple, {1011} lamellar
क्लीवेजabsent; parting on {0001} and {1011}
फ्रैक्चरConchoidal to subconchoidal
दृढ़ताBrittle
Mohs scale hardness5–6
LusterMetallic to submetallic
स्ट्रीकBlack
डायफेनिटीOpaque
विशिष्ट गुरुत्व4.70–4.79
ऑप्टिकल गुणUniaxial (–)
बिरफ्रेंसेंसStrong; O = pinkish brown, E = dark brown (bireflectance)
अन्य विशेषताएँweakly magnetic
संदर्भ[2][3][4]

इल्मेनाइट आदर्श सूत्र के साथ एक टाइटेनियम आयरन ऑक्साइड खनिज है जो FeTiO
3 यह एक कमजोर चुंबकीय काला या स्टील स्लेटी ठोस है इल्मेनाइट टाइटेनियम का सबसे महत्वपूर्ण अयस्क है[5] और रंजातु डाइऑक्साइड का मुख्य स्रोत है जिसका उपयोग रंग, चित्रकारी स्याही,[6] कपड़े, प्लास्टिक, कागज, धूप अवरोधक, भोजन और सौंदर्य प्रसाधन में किया जाता है।[7]


संरचना और गुण

इल्मेनाइट एक विशिष्ट गुरुत्व 4.7 में मध्यम रूप से 5.6 से 6 अपारदर्शी काला खनिज है जिसमें उपधातु की चमक होती है [8]यह लगभग हमेशा बड़े पैमाने पर होता है जिसमें मोटे सारणीबद्ध क्रिस्टल काफी दुर्लभ होते हैं यह स्पष्ट दरारें नहीं दिखाता है तथा इसकी जगह असमान शंकुधारी भाग टूट जाता है [9]

इल्मेनाइट अंतरिक्ष समूह आर के साथ त्रिकोणीय प्रणाली में क्रिस्टलीकृत होता है[3]इल्मेनाइट क्रिस्टल संरचना में एक क्रमबद्ध व्युत्पन्न करता है तथा कोरन्डम में सभी धनायन समान होते हैं लेकिन इल्मेनाइट Fe में 2+ और Ti4+ आयन त्रिकोणीय सी अक्ष के लंबवत वैकल्पिक परतों पर कब्जा कर लेते हैं

शुद्ध इल्मेनाइट अनुचुंबकीय होते हैं तथा यह चुंबक के लिए बहुत कमजोर आकर्षण दिखाता है लेकिन इल्मेनाइट हेमेटाइट के साथ ठोस समाधान बनाता है जो कमजोर रूप से लौह-चुंबकीय होते हैं और इसलिए यह एक चुंबक से स्पष्ट रूप से आकर्षित होते हैं इल्मेनाइट के प्राकृतिक जमाव में ये अंतर्वर्धित या बहिष्कृत मैग्नेटाइट होते हैं जो इसके फेरोमैग्नेटिज्म में भी योगदान देता है [8]इल्मेनाइट हेमेटाइट से इसके तीव्र काले रंग और सुस्त उपस्थिति और इसकी काली पंक्ति खनिज और मैग्नेटाइट से कमजोर चुंबकत्व द्वारा प्रतिष्ठित है।[9][8]


  • इल्मेनाइट की क्रिस्टल संरचना

    इल्मेनाइट की क्रिस्टल संरचना

  • फ्रोलैंड, ऑस्ट-एगडर, नॉर्वे से इल्मेनाइट; 4.1 x 4.1 x 3.8 सेमी

    फ्रोलैंड, ऑस्ट-एगडर, नॉर्वे से इल्मेनाइट; 4.1 x 4.1 x 3.8 सेमी

  • सामान्य प्रकाश के तहत इल्मेनाइट और हेमेटाइट

    सामान्य प्रकाश के तहत इल्मेनाइट और हेमेटाइट

  • इल्मेनाइट और हेमेटाइट ध्रुवीकृत प्रकाश के तहत

    इल्मेनाइट और हेमेटाइट ध्रुवीकृत प्रकाश के तहत


डिस्कवरी

1791 में विलियम ग्रेगोर ने कॉर्नवाल गांव के ठीक दक्षिण में घाटी से गुजरने वाली धारा में काली रेत के जमाव की खोज की और पहली बार रेत में मुख्य खनिज के घटकों में से एक तत्व की पहचान की तथा [10][11][12] ग्रेगोर ने इस खनिज का नाम मैग्नेटाइट रखा [13] वही खनिज रूस के मिआस के पास इल्मेंस्की पर्वत में पाया गया और इसका नाम इल्मेनाइट रखा गया।[9]


खनिज रसायन

खनिज रसायन में शुद्ध इल्मेनाइट की रचना की जबकि इल्मेनाइट में अधिकतर मैग्नीशियम और मैंगनीज की प्रशंसनीय मात्रा होती है और हेमेटाइट की मात्रा 6 प्रतिशत तक होती है Fe2o3 के लिए प्रतिस्थापन FeTiO3 क्रिस्टल संरचना में इस प्रकार पूर्ण रासायनिक सूत्र के रूप में व्यक्त किया जा सकता है (Fe,Mg,Mn,Ti)O3.[8] तथा यह इल्मेनाइट के साथ एक ठोस विलयन बनाता है जो ठोस समाधान श्रृंखला के मैग्नेशियन और मैंगनीफेरस के सदस्य हैं [3]

जबकि इल्मेनाइट अधिकतर आदर्श के करीब है FeTiO
3 रचना मैग्नीशियम और मैग्नीज के जगह प्रतिशत के साथ [3]किंबरलाईट के इल्मेनाइट्स में अधिकतर पर्याप्त मात्रा में अणु होते हैं [14] और कुछ अत्यधिक विभेदित फेल्सिक चट्टानों में इल्मेनाइट्स तथा महत्वपूर्ण मात्रा में पाइरोफैनाइट के अणु हो सकते हैं [15]ऊपर के तापमान पर 950 °C (1,740 °F)इल्मेनाइट और हेमेटाइट के बीच एक पूर्ण ठोस समाधान है जो कम तापमान पर मिश्रणीयता का अंतर करता है जिसके परिणामस्वरूप चट्टानों में इन दो खनिजों का सह-अस्तित्व होता है लेकिन कोई ठोस समाधान नहीं होता है[8]इस सह-अस्तित्व के परिणामस्वरूप प्रणाली में अधिक लोहे के साथ ठंडा इल्मेनाइट्स में बहि निर्वाह हो सकता है जो कि क्रिस्टल जाली में सजातीय रूप से समायोजित किया जा सकता है [16] इल्मेनाइट युक्त 6 से 13 प्रतिशत Fe2O3 को कभी-कभी फेरियन इल्मेनाइट के रूप में वर्णित किया जाता है जबकि [17][18]खनिज बनाने के लिए इल्मेनाइट मेटासोमैटिज्म या अपक्षय खनिजों और चट्टानों के बीच अंतर-खनिज ल्यूकॉक्सीन भूरे या भूरे रंग की सामग्री के लिए एक महीन दाने वाला पीलापन[8][19] 70 प्रतिशत या उससे अधिक समृद्ध TiO2.[18]ल्यूकोक्सीन भारी खनिज रेत अयस्क जमा में टाइटेनियम का एक महत्वपूर्ण स्रोत है।[20]


पैराजेनेसिस

इल्मेनाइट एक सामान्य सहायक खनिज है जो रूपांतरित चट्टान और आग्नेय चट्टान में पाया जाता है[3]यह स्तरित घुसपैठ में बड़ी सांद्रता में पाया जाता है जहां यह घुसपैठ के भीतर एक संचयी चट्टान परत के हिस्से है रूप में बनता है तो इल्मेनाइट अधिकतर इन संचयकों में ऑर्थोपायरॉक्सिन के साथ होता है[21] या लोकप्रियता और प्रवृत्ति के संयोजन में [22]मैगनीशियम इल्मेनाइट में पीटा अपराश्म संरचना के मैरिड एसोसिएशन ऑफ मिनरल्स के हिस्से के रूप में बनता है [23] मैंगनीज इल्मेनाइट ग्रेनाइट चट्टानों में पाया जाता है[15]और कार्बोनाइट घुसपैठ में जहां इसमें नाइओबियम की असामान्य रूप से उच्च मात्रा हो सकती है [24]कई अन्य आग्नेय चट्टानों में अंतर्वर्धित मैग्नेटाइट और इल्मेनाइट के दाने होते हैं जो ऑक्सीकरण द्वारा बनते हैं।[25]


प्रसंस्करण और खपत

टेलनेस ओपेनकास्ट इल्मेनाइट माइन, सोकन्डल, नॉर्वे

टाइटेनियम डाइऑक्साइड उत्पादन के लिए अधिकांश इल्मेनाइट का खनन किया जाता है [26] टाइटेनियम धातु के उत्पादन में इल्मेनाइट और टाइटेनियम डाइऑक्साइड का उपयोग किया जाता है [27][28]

टाइटेनियम डाइऑक्साइड का उपयोग सफेद वर्णक के रूप में किया जाता है और TiO2 के लिए प्रमुख उपभोग करने वाले उद्योग जैसे रंगद्रव्य, रंग, प्लास्टिक, पेपरबोर्ड आदि कागज और पेपरबोर्ड हैं टीआईओ की प्रति व्यक्ति खपत2 पश्चिमी यूरोप और संयुक्त राज्य अमेरिका के लिए 2.7 किलोग्राम की तुलना में चीन में लगभग 1.1 किलोग्राम प्रति वर्ष है [29]इल्मेनाइट को सल्फेट प्रक्रिया या क्लोराइड प्रक्रिया के माध्यम से वर्णक ग्रेड टाइटेनियम डाइऑक्साइड में परिवर्तित किया जा सकता है [30] इल्मेनाइट को बीच प्रक्रिया का उपयोग करके रूटाइल के रूप में टाइटेनियम डाइऑक्साइड में सुधार किया जा सकता है[31]इल्मेनाइट अयस्कों को गलाने की प्रक्रिया का उपयोग करके तरल लोहे और टाइटेनियम युक्त धातुमल में भी परिवर्तित किया जा सकता है तथा[32]इल्मेनाइट अयस्क का उपयोग स्टील निर्माताओं द्वारा ब्लास्ट फर्नेस चूल्हा को पंक्ति में करने के लिए प्रवाह के रूप में वर्णित किया जाता है[33]इल्मेनाइट का उपयोग इल्यूमिनोथर्मिक कमी के माध्यम से फेरोटाइटेनियम का उत्पादन करने के लिए किया जा सकता है।[34]


फीडस्टॉक उत्पादन

अधिकांश इल्मेनाइट भारी खनिज रेत अयस्क जमा से पुनर्प्राप्त किया जाता है


विभिन्न इल्मेनाइट फीडस्टॉक ग्रेड।
फीडस्टॉक TiO

2संतुष्ट

प्रक्रिया
(%)
अयस्क <55 सल्फेट
अयस्क > 55 क्लोराइड
अयस्क <50 प्रगलन (लावा)
सिंथेटिक रूटाइल 88-95 क्लोराइड
क्लोराइड लावा 85-95 क्लोराइड
सल्फेट लावा 80 सल्फेट
अनुमानित निहित TiO 2. उत्पादन (मीट्रिक टीपीए x 1,000, इल्मेनाइट और रूटाइल)
वर्ष 2011 2012-13
देश यूएसजीएस अनुमानित
ऑस्ट्रेलिया 1,300 247
दक्षिण अफ्रीका 1,161 190
मोज़ाम्बिक 516 250
कनाडा 700
भारत 574
चीन 500
वियतनाम 490
यूक्रेन 357
सेनेगल - 330
नॉर्वे 300
संयुक्त राज्य अमेरिका 300
मेडागास्कर 288
केन्या - 246
श्रीलंका 62
सेरा लिओन 60
ब्राज़िल 48
अन्य देश 37
कुल संसार ~ 6,700 ~ 1,250




जहां खनिज जमा के रूप में केंद्रित होता है और अपक्षयण इसकी लौह सामग्री को कम कर देता है जिससे टाइटेनियम का प्रतिशत मात्रा बढ़ जाती है जबकि इल्मेनाइट को हार्ड रॉक टाइटेनियम अयस्क स्रोतों से भी पुनर्प्राप्त किया जा सकता है जैसे कि अल्ट्रामैफिक से स्तरित घुसपैठ या एन्थ्रासाइट द्रव्यमान स्तरित घुसपैठ में इल्मेनाइट कभी-कभी प्रचुर मात्रा में होता है लेकिन इसमें मैग्नेटाइट के काफी अंतर होते हैं जो इसके अयस्क ग्रेड को कम करते हैं एनोरोथोसाइट पुंजक से इल्मेनाइट में अधिकतर बड़ी मात्रा में कैल्शियम या मैग्नीशियम होता है जो इसे क्लोराइड प्रक्रिया के लिए अनुपयुक्त बना देता है [35]इल्मेनाइट और रूटाइल अयस्क के सिद्ध भंडार का अनुमान 423 और 600 मिलियन टन टाइटेनियम डाइऑक्साइड के बीच है सबसे बड़ा इल्मेनाइट जमा दक्षिण अफ्रीका, भारत, संयुक्त राज्य अमेरिका, कनाडा, नॉर्वे, ऑस्ट्रेलिया, यूक्रेन, रूस और कजाखस्तान में हैं अतिरिक्त जमा बांग्लादेश, चिली, मैक्सिको और न्यूजीलैंड में पाए जाते हैं [36]2011 में लगभग 1.3 मिलियन टन उत्पादन के साथ ऑस्ट्रेलिया दुनिया का सबसे बड़ा इल्मेनाइट अयस्क उत्पादक था इसके बाद दक्षिण अफ्रीका, कनाडा, मोज़ाम्बिक, भारत, चीन, वियतनाम, यूक्रेन, नॉर्वे, मेडागास्कर और संयुक्त राज्य अमेरिका भी थे।

2010 में शीर्ष चार इल्मेनाइट और रूटाइल फीडस्टॉक उत्पादकों में रियो टिंटो समूह , इलुका संसाधन , एक्सक्सारो और केनमेयर संसाधन थे जो सामूहिक रूप से दुनिया की 60 प्रतिशत से अधिक आपूर्ति के लिए जिम्मेदार थे।[37]

दुनिया की दो सबसे बड़ी ओपन कास्ट माइनिंग इल्मेनाइट खदानें हैं

  • मेरी गिनती करो सोकंडल नॉर्वे में स्थित है और 0.55 एमटीपीए क्षमता और 57 एमटी समाहित के साथ टिटानिया एएस क्रोनोस वर्ल्डवाइड इंक स्वामित्व द्वारा संचालित है।
  • रियो टिंटो समूह की लैक टियो खदान कनाडा में हावरे सेंट-पियरे क्यूबेक के पास स्थित है जिसकी क्षमता 3 एमटीपीए और 52 एमटी भंडार है [38]

प्रमुख खनिज रेत आधारित इल्मेनाइट खनन कार्यों में सम्मिलित हैं

  • दक्षिण अफ्रीका में रिचर्ड्स बे खनिज जिसका बहुमत रियो टिंटो समूह के पास है।
  • मोज़ाम्बिक में केनमारे रिसोर्सेज की मोमा खदान।
  • इलुका रिसोर्सेज का ऑस्ट्रेलिया में माइनिंग ऑपरेशंस जिसमें मुर्रे बेसिन, एनेबा, वेस्टर्न ऑस्ट्रेलिया और कैपेल, वेस्टर्न ऑस्ट्रेलिया भी सम्मिलित हैं।
  • केरल मिनरल्स एंड मेटल्स लिमिटेड केएमएमएल इंडियन रेअर अर्थ्स लिमिटेड भारत में है।
  • क्यूआईटी मेडागास्कर खनिज खदान रियो टिंटो समूह के बहुमत के स्वामित्व वाली जिसने 2009 में उत्पादन शुरू किया और इल्मेनाइट के 0.75 एमटीपीए का उत्पादन करने की उम्मीद है जो भविष्य के चरणों में संभावित रूप से 2 एमटीपीए तक बढ़ जाएगा।

आकर्षक प्रमुख संभावित इल्मेनाइट जमा में सम्मिलित हैं

  • उत्तरी फिनलैंड के कोलारी में मैग्नेटाइट-इल्मेनाइट जमा जिसमें लगभग 5 मिलियन टन भंडार और लगभग 6.2 प्रतिशत टाइटेनियम युक्त अयस्क है
  • पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया के पिलबरा में बल्ला मैग्नेटाइट-लौह टाइटेनियम, वैनेडियम अयस्क जमा जिसमें 456 मिलियन टन संचयी चट्टान अयस्क क्षितिज ग्रेडिंग 45 प्रतिशत है Fe 13.7 प्रतिशत TiO
    2     और 0.64 प्रतिशत V
    2    O
    5    ऑस्ट्रेलिया में सबसे अमीर मैग्नेटाइट-इल्मेनाइट अयस्क निकायों में से एक है।[39]
  • द कोबर्न डब्ल्यूआईएम 50 डगलस ऑस्ट्रेलिया में पूनकैरी खनिज रेत के भंडार हैं।
  • कनाडा के पूर्वी क्यूबेक में मैगपाई टिटानो-मैग्नेटाइट लौह-टाइटेनियम-वैनेडियम-क्रोम जमा लगभग 1 बिलियन टन है जिसमें लगभग 43 प्रतिशत Fe, 12 प्रतिशत TiO2 है 0.4 प्रतिशत वी2O5 और 2.2 प्रतिशत सीआर2O3 है।
  • पूर्वोत्तर मिनेसोटा में जमा को उत्तरी अमेरिका में सबसे बड़ा और सबसे अमीर इल्मेनाइट जमा माना जाता है।[40]


चंद्र इल्मेनाइट

इल्मेनाइट चंद्रमा चट्टानों में पाया गया है [41] और यह अधिकतर किम्बरलाइट एसोसिएशन के समान मैग्नीशियम में अत्यधिक समृद्ध होता है 2005 में[42] नासा ने हबल अंतरिक्ष सूक्ष्मदर्शी का उपयोग संभावित इल्मेनाइट-समृद्ध स्थानों का पता लगाने के लिए इसका उपयोग किया यह खनिज एक अंतिम चंद्र आधार के लिए आवश्यक हो सकता है क्योंकि इल्मेनाइट संरचनाओं के निर्माण और आवश्यक ऑक्सीजन निष्कर्षण के लिए लोहे और टाइटेनियम का स्रोत प्रदान करेगा।

संदर्भ

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