Rutil
| Rutil | |
|---|---|
 | |
| Generelt og klassifisering | |
| kjemisk formel | TiO 2 |
|
Mineralklasse (og muligens avdeling) |
Oksider og hydroksider |
|
System nr. til Strunz og til Dana |
4. DB.05 ( 8. utgave : IV / D.02) 04.04.01.01 |
| Krystallografiske data | |
| Krystallsystem | tetragonal |
| Krystallklasse ; symbol | ditetragonal-dipyramidal; 4 / m 2 / m 2 / m |
| Romgruppe | P 4 2 / mnm (nr. 136) |
| Gitterparametere | a = 4,59 Å ; c = 2,96 Å |
| Formelenheter | Z = 2 |
| Hyppige krystallflater | {110}, {010} og mange andre |
| Vinning | polysyntetiske, lamellære og sykliske tripletter og firdobler |
| Fysiske egenskaper | |
| Mohs hardhet | 6 til 6,5 (tilsvarer VHN 894 til 974 (med en testkraft på 100 g) |
| Tetthet (g / cm 3 ) | målt: 4,23; beregnet: 4,25 |
| Spalting | perfekt i henhold til (110), bra i henhold til (100) |
| Break ; Utholdenhet | skalllignende, ujevn |
| farge | rødbrun til sterk rød, også gul, blålig eller lilla |
| Linjefarge | gul til brun |
| gjennomsiktighet | gjennomsiktig til ugjennomsiktig |
| skinne | Diamantglans |
| magnetisme | paramagnetisk, spesifikk magnetisk følsomhet ( massefølsomhet ) 7,7 · 10 −7 emu / Oe · mg |
| Krystalloptikk | |
| Brytningsindekser |
n ω = 2.605 til 2.613 n ε = 2.899 til 2.901 |
| Dobbeltbrytning | 5 = 0,294 |
| Optisk karakter | uniaxial positive |
| Aksevinkel | 2V = sterk |
| Pleokroisme | synlig: ε = rød eller gul ω = brun eller grønn |
| Andre egenskaper | |
| Spesielle funksjoner | veldig høy refraksjon, sammenlignbar med diamantens |
Rutil er et ofte forekommende mineral fra mineralklassen " oksider og hydroksider " med den kjemiske sammensetningen TiO 2 og dermed, fra et kjemisk synspunkt, titandioksid .
Rutil krystalliserer seg i det tetragonale krystallsystemet og utvikler seg for det meste korte til lange prismatiske, vertikalt stripete krystaller og veldig ofte krystalltvillinger i form av polysyntetiske, lamellære og sykliske tripletter, firdobler og sekstringer, men også granulære til massive mineralaggregater . De fleste rutilkrystaller er mellom noen få millimeter og noen få centimeter store. Imidlertid kan det også finnes krystaller på opptil 25 cm.
Fargen på de mest gjennomsiktige til gjennomsiktige krystallene varierer mellom rødbrun og sterkrød, men kan også være gylden gul, blålig eller lilla. Fargerike fargeleggingsfarger er også mulig. Overflatene til krystallene har en diamantlignende glans .
Etymologi og historie
Rutile ble beskrevet i 1803 av Abraham Gottlob Werner , som kalte mineralet basert på den ofte forekommende rødlige fargen etter det latinske ordet rutilus for rød eller rødaktig.
Fram til 1795, da dets kjemiske sammensetning ble kjent, ble rutil forvekslet med et mineral av turmalin .
klassifisering
I den 8. utgaven av mineralklassifiseringen i følge Strunz , som hadde vært utdatert siden 1982 , tilhørte rutil mineralklassen "oksider og hydroksider" og der til avdelingen for oksider med den generelle formelen "MO 2 - og beslektet forbindelser ", der den ble oppkalt etter" rutile Series "med systemnr. IV / D.02 og de andre medlemmene kassiteritt , plattneritt og varlamoffitt .
I den sist reviderte og oppdaterte Lapis mineralkatalogen av Stefan Weiß i 2018 , som fremdeles er basert på dette klassiske systemet fra Karl Hugo Strunz av hensyn til private samlere og institusjonelle samlinger , fikk mineralet systemet og mineralnummeret. IV / D.02-10 . I "Lapis system" tilsvarer avsnittet "Oksyder med det molare forhold av metall: oxygen = 1: 2 (MO 2 - og slektninger)", hvor rutil sammen med argutite , kassiteritt, paratellurite , plattnerite, pyrolusitt og tripuhyite danner den "rutile Group" former.
Den 9. utgaven av Strunz mineral systematikk , gyldig siden 2001 og oppdatert av International Mineralogical Association (IMA) frem til 2009, tildeler også rutil til avdelingen "Oksider med molforholdet av metall: oksygen = 1: 2 og sammenlignbare". Dette er imidlertid ytterligere delt inn i henhold til størrelsen på kationene som er involvert og krystallstrukturen, slik at mineralet klassifiseres i underavsnittet "Med mellomstore kationer; Kjeder av kantbundet oktaeder "finnes, der den også er oppkalt etter" rutilgruppen "med systemnr. 4. DB.05 og de andre medlemmene argutitt, kassiteritt, plattneritt , pyrolusitt, tripuhyitt, tugarinovitt og varlamoffitt.
De systematikk mineraler i henhold til Dana også tildeler rutil til klassen av "oksyder og hydroksyder" og derfra inn i kategorien "oksyder". Her er det sammen med ilmenorutil, strüverite, pyrolusite, cassiterite, plattnerite, argutite, squawcreekite og stishovite i " rutilgruppen (tetragonal: P 4 2 / mnm )" med systemnr . 04.04.01 finnes i underavsnittet " Enkle oksider med en kationladning på 4 + (AO 2 ) ".
Krystallstruktur
Rutil krystalliserer tetragonalt i romgruppen P 4 2 / mnm (romgruppe nr. 136) med gitterparametrene a = 4,59 Å og c = 2,96 Å samt to formelenheter per enhetscelle .
Den rutilstruktur er en ofte forekommende form for struktur for AB 2 forbindelser, og, i motsetning til den fluoritt struktur, er ikke basert på den tetteste sammenpakning av kuler. Oksidionene er anordnet på en måte som forvrengte og bølgede "sekskantede" lag, med halvparten av de oktaedriske hullene mellom dem okkupert av titankationene, men på grunn av den tetragonale symmetrien utgjør ikke disse korrugerte lagene den nærmeste pakningen av kuler. Den krystallstruktur kan således bedre beskrives som en tetragonal stang pakking av tråder av kant-deling [TiO 6 ] oktaedre (i henhold til Niggli notasjon : [TiO 4/2 O 2/1 ]), som løper parallelt med den krystallografiske c- akse. Trådene er også koblet via vanlige hjørner for å danne et tredimensjonalt [TiO 6/3 ] nettverk, som i forkortet form resulterer i sumformelen TiO 2 . Titankationene, som er oktaedralt omgitt av oksygenatomer, har koordinasjonsnummeret 6, mens oksidanionene er omgitt av tre titanatomer i et litt forvrengt trigonal planarrangement (koordinasjonsnummer 3).
En rekke andre uorganiske forbindelser også utkrystallisere i rutilstruktur, herunder oksyder Nbo 2 , TAO 2 , MnO 2 og SnO 2 samt fluorider CRF 2 , MNF 2 , FEF 2 , COF 2 , NIF 2 , CUF 2 og ZnF 2 .
eiendommer
morfologi
Rutile danner ofte prismatiske krystaller med en tykk søyle til fin nålvaner , på hvilken de flate formene {110} og {010} ofte dominerer og hvis krystallflater er parallelle [001] strukket og stripete. I tillegg til mange andre former, er det også etetragonale prismer.
I feinnadeliger inkludert for å fibrøs form, er rutil for, blant annet, for ved safirer og rubiner forekommende Asterismus ( Lys stjerne ansvarlig). I mikroskopiske inneslutninger, i tillegg til hematitt og andre mineralinneslutninger , kan det understreke "fantomkrystaller" observert spesielt i kvarts.
Tvillinger finnes vanligvis i rutil, som kan dannes i henhold til to lover: Tvillinger, tripletter og polysyntetiske multifilamenter er spesielt vanlige i lamellær eller syklisk form i henhold til (101), hvorved individene møtes i en vinkel på 65 ° 35 ′. Karakteristisk er kne -formet eller visir formede og V-formede tvillinger og til og med sextuplets som danner lukkede ringer. Tvillinger ifølge (301) i form av et hjerte, hvis vertikale akser møtes ved 54 ° 44 ′, er mindre vanlige. Begge lovene kan også forekomme samtidig og derved danne et risteaktig eller nettformet aggregat, som kalles sagenitt .
V-formet rutil
syklisk poly tvilling
Sagenitt
"Rutilt alfabet"
farge
Rutil kan forekomme i forskjellige farger, men oftest finnes det i rødbrune til sterke røde og svarte farger. Som inneslutninger (inneslutninger) i andre mineraler - som kvarts - skinner rutil også i en sterk gylden gul farge og blir i denne formen referert til som venushår og blir ofte bearbeidet til edelstener . På den annen side vises blå eller lilla toner sjelden.
Kjemiske og fysiske egenskaper
Rutil er uoppløselig i syrer og smeltbar foran loddrøret . I sin rene form er den svakt paramagnetisk med en spesifikk magnetisk mottakelighet ( massefølsomhet ) på 7,7 · 10 −7 emu / Oe · mg, men hvis den også inneholder jern , blir den antiferromagnetisk .
Modifikasjoner og varianter
Rutil er den viktigste og eneste modifikasjonen av titandioksid som er stabil ved høye temperaturer . De to andre er anatase og brookite .
Sagenitt er et utvalg av rutil som kalles, som har flate, retikulerte til gitterlignende vekster av nållignende fine rutiltvillinger. Det er også kjent som epitaksial (orientert) vekst.
Nigrin er navnet på en jernholdig , svart rutil.
Utdanning og lokasjoner
Utdanningsforhold
Som et høytemperatur- og høytrykksmineral danner rutil både magmatisk og metamorf og kan bli funnet som en tilbehørskomponent i mange bergarter , inkludert som et såpemineral i elvesedimenter . I henhold til rutil med mange andre mineraler assosiert å bli funnet, i tillegg til de som allerede er nevnt, andre TiO 2 modifikasjoner anatase og brookitt, er du fortsatt Adular , albitt , apatitt , kalsitt , kloritt , ilmenitt , pyrofyllitt , titanitt og kvarts. Med hematitt danner rutil også epitaksiale vedheft.
Rutil forekommer i eklogitter og er den dominerende Ti-fasen i granatamfibolitter.
Steder
Som en hyppig mineralformasjon kan rutil finnes mange steder rundt om i verden, med rundt 5900 steder dokumentert så langt (fra og med 2019).
Det er verdt å nevne " Graves Mountain Mine" i Lincoln County (Georgia) , USA , hvor krystaller på opptil 15 cm kom frem, på grunn av dets ekstraordinære mineralfunn . Fra "Cavradi Gorge" i Sedrun i det sveitsiske kantonen Grisons og samfunnet Ibitiara i den brasilianske staten Bahia er kjent som vakker rutil hematitt- epitaksier . I tillegg, rutil inneslutninger i blir røykfylte kvarts ofte oppdaget i Ibitiara og i kommunen Itabira, som hører til den tilstand av Minas Gerais . Store kneformede eller visirformede krystalltvillinger på opptil 7 cm i størrelse ble funnet ved Golčův Jeníkov og Soběslav i Tsjekkia. Krystaller med en diameter på opptil 3 cm og en lengde på 5 cm ble funnet i Paragachay- forekomsten på Kapujuk, den autonome republikken Nakhichevan i Aserbajdsjan .
I Tyskland ble rutil hovedsakelig funnet i noen regioner i Schwarzwald (Baden-Württemberg), i Fichtelgebirge , Spessart , Bavarian Forest og Upper Palatinate Forest (Bavaria), Hessen , Niedersachsen , i Nordrhein-Westfalen Siebengebirge , Eifel (Rheinland-Pfalz), i Saarland , i de saksiske malmfjellene , Schleswig-Holstein og Thüringen .
I Østerrike ble mineralet funnet i Burgenland , på alpine sprekker i mange regioner i Kärnten , Salzburg og Steiermark , i noen regioner i Nedre Østerrike og Tyrol, samt i Øvre Østerrike og Vorarlberg .
I Sveits skjedde rutil hovedsakelig på alpine sprekker i kantonene Graubünden , Ticino og Valais .
Rutil kunne også bli funnet i bergprøver fra Mid-Atlantic Ridge og Southwest Indian Ridge og utenfor jorden på månen , nærmere bestemt i Fra Mauro-høylandet .
Største produserende land
Over hele verden anslås gruvedriftene for de viktigste titanmineralene ilmenitt og rutil til 692,58 millioner tonn, med de største regionale konsentrasjonene i Folkerepublikken Kina med 28,9%, Australia med 17,0% og India med 13,3% er (per november 2014 ).
bruk
Som råvare
Med et metallinnhold på rundt 60% er rutil det viktigste titanmineralet etter ilmenitt .
Titandioksid i rutilmodifiseringen brukes som et hvitt pigment på grunn av dets høye refraksjon . I tillegg tjener den alene eller i forbindelse med cellulose som et belegg for elektroder for buesveising , noe som forbedrer sveisingen eller gjør det mulig i utgangspunktet.
På grunn av sine halvlederegenskaper brukes rutil i fargestoff solceller , de såkalte Grätzel-celler . Dens bånd gap er omkring 3,0 eV, slik at den kan absorbere lys med en bølgelengde som er mindre enn rundt 400 nm.
Som en perle
Naturlig rutil blir bare av og til bearbeidet til edelstener av samlere , da det vanligvis danner krystaller som er for små. Syntetisk rutil har derimot blitt solgt som en imitert diamant siden 1948 under handelsnavnet "Titania" eller "Diamonite" (ikke å forveksle med diamantitt !) , Hvorved det til og med overstiger glansen med seks ganger så høy spredning ( brann ).
Rutile nåler innelukket i andre mineraler er også populære , som i tillegg til den gyldne glansen også gir forskjellige optiske effekter som asterisme (stjerneformede lysrefleksjoner) og chatoyance (kattens øyeeffekt ).
Se også
litteratur
- Friedrich Klockmann : Klockmanns lærebok om mineralogi . Red.: Paul Ramdohr , Hugo Strunz . 16. utgave. Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-82986-8 , pp. 529-531 (første utgave: 1891).
- Martin Okrusch, Siegfried Matthes: Mineralogi. En introduksjon til spesiell mineralogi, petrologi og geologi . 7., fullstendig revidert og oppdatert utgave. Springer, Berlin [a. a.] 2005, ISBN 3-540-23812-3 , pp. 55-56 .
weblenker
- Rutil. I: Mineralienatlas Lexikon. Stefan Schorn et al., Tilgang 13. juli 2021 .
Individuelle bevis
- ^ A b David Barthelmy: Mineraldata. I: webmineral.com. Hentet 13. juli 2021 .
- ^ A b Hugo Strunz , Ernest H. Nickel : Strunz Mineralogical Tables. Kjemisk-strukturelt mineral klassifiseringssystem . 9. utgave. E. Schweizerbart'sche Verlagbuchhandlung (Nägele og Obermiller), Stuttgart 2001, ISBN 3-510-65188-X , s. 206 (engelsk).
- ↑ a b rutil . I: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (red.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America . 2001 (engelsk, handbookofmineralogy.org [PDF; 70 kB ; åpnet 13. juli 2021]).
- ↑ a b Georg Talut: Ferromagnetisme i GaN og TiO 2 implantert med Fe . Teknisk universitet i Dresden, Dresden desember 2009 ( tud.qucosa.de [PDF; 12.0 MB ; åpnet 13. juli 2021] Avhandling for å oppnå den akademiske graden doktor rerum naturalium (Dr. rer. nat.)).
- ↑ a b c rutil. I: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, åpnet 13. juli 2021 .
- ↑ Stefan Weiß: Den store Lapis mineralkatalogen. Alle mineraler fra A - Z og deres egenskaper. Status 03/2018 . 7., fullstendig revidert og supplert utgave. Weise, München 2018, ISBN 978-3-921656-83-9 .
- ↑ Ernest H. Nickel , Monte C. Nichols: IMA / CNMNC List of Minerals 2009. (PDF; 1,82 MB) I: cnmnc.main.jp. IMA / CNMNC, januar 2009, åpnet 13. juli 2021 .
- ↑ Lokaliteter for Rutile. I: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, åpnet 13. juli 2021 .
- ↑ Petr Korbel, Milan Novák: Mineral Encyclopedia (= Dörfler Natur ). Utgave Dörfler im Nebel-Verlag, Eggolsheim 2002, ISBN 978-3-89555-076-8 , s. 100 .
- ↑ Finn plassering liste for rutil i Mineralienatlas og Mindat , nås på 13 juli 2021.
- ↑ Titan. Råvarestyringsprofiler. (PDF 3.9 MB) Federal Institute for Geosciences and Natural Resources (BGR), 3. november 2014, åpnet 13. juli 2021 .
- ^ Walter Schumann: Edelstener og edelstener. Alle slag og varianter. 1900 unike stykker . 16., revidert utgave. BLV Verlag, München 2014, ISBN 978-3-8354-1171-5 , pp. 220 .
- ↑ Jörg Plaar: Imitasjon av edelstener - Verneuil-prosessen. I: goldschmiede-plaar.de. Goldschmiede Plaar, 29. juli 2012, åpnet 13. juli 2021 .