پایان نامه كاني شناسي تيتانيم
در حال حاضر بيش از 70 كاني تيتانيم شناخته شده است. مهمترين كانيهاي اقتصادي تيتانيم ايلمنيت، روتيل و آناتاز هستند. كانيهاي اسفن، بروكيت، پرووسكيت ديگر كانيهاي مهم تيتانيم هستند.
- ايلمنيت
ايلمنيت اولين بار در كوههاي ايلمن واقع در جنوب كوههاي اورال اتحاد جماهير شوروي يافت شده است. ايلمنيت فراوانترين كاني تيتانيم با تركيب اكسيدهاي مركب (اسپينلها) و با فرمول شيميايي FeTiO3 يا FeO+TiO2 ، به طور تئوري داراي 6/31 درصد تيتانيم، 8/36 درصد آهن و 6/31 درصد اكسيژن است و بر حسب دگرساني كاني، اين مقادير تفاوت خواهند كرد. معمولاً ناخالصيهاي آلومينيم، منيزيم، نيوبيم، واناديم، كرم، منگنز، آهن سه ظرفيتي در آن وجود دارد. به همين دليل كاني بدون ناخالصي را كريكتونيت مي نامند. در صورتي كه منيزيم به طور كامل جايگزين يون آهن شود كاني گايكيليت با تركيب شيميايي MgTiO3 و در صورت جايگزيني توسط منگنز، كاني پيروفانيت با تركيب شيميايي MnTiO3 به وجود مي آيد.
يك سري محلول جامد پيوسته بين ايلمنيت و هماتيت در دماي 1050 درجه سانتيگراد وجود دارد.. با كاهش دما، حلاليت Fe2O3 در FeTiO3 كاهش يافته و در نتيجه موجب تشكيل ايلمنيت حاوي هماتيت و هماتيت حاوي ايلمنيت مي شود. به اين ترتيب هماتيت به شكل عدسيهاي ضخيم و نازك، به صورت ادخال در بسياري از ايلمنيتها وجود دارد. عده اي بر اين عقيده هستند كه وجود تركيب Fe2O3 به دليل حضور كاني آريزونيت با فرمول شيميايي TiO2 , Fe2O3 است.
احتمال حضور دانه هاي كوچك كروندوم در ايلمنيتي با منشاء ماگماي غني از اكسيد آلومينيم وجود دارد. به نظر مي رسد كه اين دانه ها را نيز بايد به عنوان محصولات ناآميختگي در نظر گرفت.
منيتيت همراه معمولي ايلمنيت در سنگهاي آذرين و دگرگوني است. در اين سنگها ايلمنيت اغلب به صورت همرشدي با منيتيت ديده مي شود. در اين حالت ايلمنيت به صورت عدسي در درون منيتيت و منيتيت نيز به شكل ادخالهاي كشيده تيغه اي و سوزني در ايلمنيت، وجود دارند. در اين مواقع عناصر كرم، نيكل، واناديم تمايل به تمركز در منيتيت دارند و عنصر منگنز در ايلمنيت متمركز مي شود.
تركيب شيميايي بعضي از كنسانتره هاي ايلمنيت در جدول 1-1 ديده مي شود.
جدول 1-1: تركيب شيميايي كنسانتره ايلمنيت بعضي كانسارهاي دنيا
ايلمنيت در سيستم تري گونال رده رومبوئدرال متبلور مي شود. شكل 1-1 شكل بلوري از ايلمنيت را نشان ميدهد. فرم بلوري ايلمنيت بسيار متنوع بوده و به صورت تخته اي پهن رومبوئدريك و گاهي نيز لوحه اي باريك است. شكل صفحه اي و ورقه اي ايلمنيت نيز زياد به چشم مي خورد.
در نمونه هاي دستي رنگ ايلمنيت سياه چدني تا فولادي خاكستري است. اثر خاكه آن داراي رنگ سياه، قهوه اي تا قهوه اي قرمز است. ايلمنيت داراي جلاي نيمه فلزي، و غير شفاف و سختي آن در مقياس موس 6-5 است. وزن مخصوص آن با توجه به ناخالصيها از 7/4 تا 79/4 متغير است. ايلمنيت با دم شالومه ذوب نشده و در اسيد معمولي نيز حل نمي شود. ايلمنيت از نظر خاصيت مغناطيسي جزء مواد پارا مغناطيسي بوده و از لحاظ الكتريكي نيز نيمه هادي است.
شكل 1-1: نمايي از تك بلور ايلمنيت
از لحاظ زايش رامبدور معتقد است كه برخلاف گزارشهاي منتشره، ايلمنيت فقط گاهي اوقات از كانيهاي مراحل اوليه ماگمايي است ولي اغلب يك كاني كاملاً تأخيري است. ايلمنيت در ماگماهاي تيتانومنيتيتي معمولاً جوانتر از منيتيت است و به اين ترتيب درزه ها را پر مي كند و شكل خاصي ندارد. ايلمنيت در برخي موارد به علت خوردگي دندانه دندانه به نظر مي آيد. ابعاد دانه هاي ايلمنيت بسيار متفاوت است و در پگماتيتها تا ابعاد 10 سانتيمتر نيز ديده شده است. معمولاً در طبيعت، نيمه خود شكل تا غير خود شكل ديده مي شود و اين دليلي براي اثبات تأخيري بودن آن است. ساخت مشخصي در ايلمنيت مشاهده نشده است.
از لحاظ شكل ظاهري ايلمنيت شبيه هماتيت است ولي مي توان آنها را از فرم بلوري و خاصيت مغناطيسي بيشتر ايلمنيت از يكديگر تشخيص داد.
ايلمنيت از كانيهاي تيره محسوب مي شود كه مطالعه آن از طريق ميكروسكوپ نور انعكاسي ميسر است. صيقل پذيري ايلمنيت بسيار خوب، قدرت انعكاسي آن 17 تا 5/18 درصد و رنگ آن سفيد خاكستري كمي مايل به گلي با پلئوكروئيسم خفيف است. در نور پلاريزه، ايلمنيت آنيزوتروپ و رنگهاي پلاريزاسيون آن خاكستري گلي تا خاكستري سبز است. انعكاسات داخلي بسيار نادر به رنگ قهوه اي تيره دارد كه نبايد با ادخالهاي اوليژيسيت موجود در ايلمنيت اشتباه شود.
ايلمنيت در مقابل هوا زدگي معمولي بسيار مقاوم است. معهذا بسيار كم و توسط فرايندهاي متفاوتي دگرسان ميشود.
در اينجا فقط بعضي از فرايندهاي دگرساني ايلمنيت ذكر مي شود:
- تشكيل منيتيت دوكي كه اكثراً همراه روتيل است.
- ايلمنيت غني از ادخالهاي هماتيت به تجمعهاي نامنظم روتيل و منيتيت تبديل مي شود.
فرايندهاي مذكور در دماهاي بسيار بالا اتفاق مي افتند و بر حسب دماي تشكيل، محصولات ظاهراً درشت تر از كانيهاي اوليه هستند. در برخي شكافها علاوه بر روتيل و به جاي آن، آناتاز تشكيل شده است.
- در برخي سنگهاي آذرين ايلمنيت به طور حاشيه اي و گاهي كاملاً به لوكوكسن تبديل شده است.
- در بعضي سنگهاي غني از يون كلسيم ممكن است اسفن از دگرساني ايلمنيت به وجود آيد.
- محصول دگرساني ايلمنيت در ماسه هاي ساحلي مناطق حاره معمولاً لوكوكسن است.
اغلب در اين شرايط روتيل و يا ساير كانيهاي تيتانيم تشكيل نخواهند شد.
ايلمنيت يكي از حاملين اصلي تيتانيم در طبيعت است. تقريباً تمام سنگهاي آذرين دروني و بيروني و همين طور پگماتيتها و ساير رگه هاي آذرين، داراي مقادير زيادي ايلمنيت هستند. تنها برخي از روانه هاي تفريقي از اين قاعده مستثني هستند. حتي محصولات هوازدگي سنگهاي آذرين خروجي و تا اندازه اي سنگهاي دگرگوني ناحيه‌اي و مجاورتي نيز داراي ايلمنيت هستند. ايلمنيت به ندرت در
فهرست مطالب
فصل اول-كاني شناسي تيتانيم
1-1-ايلمنيت 1
1-2-لوكوكسن ، ايلمنيت دگرسان شده 6
1-3-روتيل 7
1-4-آناتاز 11
1-5- بروكسيت 13
1-6- اسفن 14
1-7- برو وسكيت 13
فصل دوم-زمين شناسي كانسار هاي تيتانيم دار
2-1-كليات 17
2-2-ذخاير ماگمايي 19
2-3-كانسار هاي پلاسري تيتانيم 20
2-4- كانسار هاي ناشي از هوا زدگي 24
2-5-كانسار هاي رسوبي ـ آتشفشاني 24
2-6- كانسارهاي با منشاء دگرگوني 28
فصل سوم- ذخاير احتمالي ايران
3-1-كليات 29
3-2-كاني سازي در ناحيه ساغند ـ زريگان 29
3-3- كاني سازي تيتانومنيتيت در جنوب سيخورلن 30
3-4-نهشته هاي ناحيه گيلان 31
3-5-نهشته هاي ناحيه مازندران 33
3-6-كانسار ايلمنيت كهنوج 34
فصل چهارم-تيتانيوم و تركيبات آن
4-1-تيتانيم 35
4-2-آلياژ هاي تيتانيوم 36
4-3-كاربرد فلز تيتانيم و آلياژ هاي تيتانيوم 37
4-4- تركيبات تيتانيوم و كاربرد آنها 38
4-4-1- تركيبات هيدروژن دار تيتانيوم 38
4-4-2- تركيبات بر دار تيتانيوم 39
4-4-3- تركيبات كربن دار تيتانيوم 39
4-4-4-تركيبات نيتروژن دار تيتانيوم 39
4-4-5- تيتاناتها 40
4-4-6- تركيبات هالوژنه تيتانيوم دار 41
4-4-7- تركيبات ديگر تيتانيوم 42
4-5- تهيه فلز تيتانيوم 42
4-5-1- فرايند يديد 43
4-5-2- فرايند توليد تياتنيوم الكتروليتي 43
4-5-3- روش كرول 44
4-5-4- فرايند هانتر 44
4-6- بازار جهاني فلز تيتانيوم 45
فصل پنجم- دي اكسيد تيتانيوم
5-1-كليات 50
5-2-دي اكسيد تيتانيوم به عنوان رنگدانه 50
5-3-ديگر كاربردهاي دي اكسيد تيتانيوم 55
5-4-توليد دي اكسيد تيتانيوم 58
5-5-فرايند هاي مختلف تهيه دي اكسيد تيانيوم 59
5-5-1- فرايند سولفات 62
5-5-2- فرايند كلريد 65
5-5-3- فرايند فلوئوريد 68
5-6- واردات كشور 72
فصل ششم ـ پر عيار سازي ايلمنيت
6-1-كليات 74
6-2- ذوب در كوره هاي الكتريكي 74
6-2-1- بازار سرباره غني از دي اكسيد تيتانيوم
6-3- اسيد شويي ايمنيت 76
6-3-1- اسيد شويي با اسيد سولفوريك 76
6-3-2- اسيد شويي با اسيد هيدرو كلريك 78
6-4- احياء مستقيم كانسنگ و جدا سازي آهن 78
فصل هفتم ـ روشهاي متداول كانه آرايي
7-1- كانسار هاي اوليه 84
7-2-كانسارهاي ثانويه 89
7-2-1- واحد هاي مرحله اول آرايش 91
7-2-2- مراحل ثانويه 101
7-2-3- واحدهاي آرايش بعضي از كانسارهاي ماسه اي در دنيا 105
7-3-سابقه بررسي هاي كانه آرايي كانسنگ كهنوج 112
منابع و ماخذ 116
پایان نامه كاني شناسي تيتانيم